Rotationszerstäuber sind die bevorzugte Technologie für die Trocknung von unterschiedlichsten Materialien wie Molkereiprodukte, Lebensmittel, Polymere, etc., weshalb sie häufig im Bereich der Sprühtrocknung in der Chemie- und Lebensmittelindustrie zum Einsatz kommen. Sie sind in der Lage komplexe, hoch-viskose, mehrkomponenten Flüssigkeiten zu zerstäuben. Rotationszerstäuber werden seit über 90 Jahren erfolgreich in der Sprühtrocknungsindustrie eingesetzt, jedoch führt ein größer werdendes ökologisches Bewusstsein zu dem Wunsch einer besseren Energieeffizienz. Basierend auf der anfänglichen Idee das dem Stand der Technik entsprechende Design von Rotationszerstäubern zu verbessern, liefert diese Arbeit tiefere Einblicke in das zugrunde liegende Funktionsprinzip. Das Verständnis und die Kontrolle der resultierenden Tropfengrößenverteilung ist ausschlaggebend für das Design des Sprühtrocknungsprozesses, da es maßgeblich an der Entstehung der Pulvergrößenverteilung beteiligt ist.

In dieser Arbeit werden die Innenströmung eines Rotationszerstäubers, die Aufbruchmechanismen der primären Zerstäubung, die externe Strömung der Gerinne und Tropfen experimentell untersucht und theoretisch analysiert. Die Strömung wird mit Hilfe eines hochauflösenden Kamerasystems erfasst, wohingegen die Größe, Geschwindigkeit und Tropfengrößenverteilung des erzeugten Sprays mit einem Phasen Doppler Messgerät erfasst werden.

Im Bereich der Innenströmung der radialen Öffnungen können zwei Hauptbereich identifiziert werden: Eine dünne Filmströmung und eine Gerinneströmung. Dementsprechend entstehen die Tropfen im Spray aus dem Zerstäubungsprozess von Film und Gerinne.

Schlussendlich kann gezeigt werden, dass der dimensionslose Tropfendurchmesser, skaliert mit der Gerinnehöhe, sehr gut mit dem dimensionslosen Dehnparameter korreliert. Ein semi-empirisches Modell zur Bestimmung des mittleren Tropfendurchmessers wird entwickelt und präsentiert.