Die Möller Stiftung für Wissenschaft und Forschung verleiht alljährlich für eine herausragende Dissertation auf dem Gebiet der Feststoffverfahrenstechnik den mit 5.000 € dotierten Johannes Möller Preis.

Der Johannes Möller Preis 2022 wurde im Rahmen des Jahrestreffens der ProcessNet-Fachgruppe „Agglomerations- und Schüttguttechnik“ verliehen, das gemeinsam mit den Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen „Computational Fluid Dynamics“ und „Mischvorgänge“ im März in Leipzig im Hyperion Hotel stattgefunden hat.

Die diesjährige Preisträgerin

Frau Dr.-Ing. Sabrina Zellmer

erhielt die die Auszeichnung für ihre Promotionsarbeit mit dem Thema „Kleinmolekül-Stabilisierung und Sprühtrocknung von Metalloxid-Nanopartikeln“, welche sie an der Technischen Universität Braunschweig unter Leitung von Prof. Dr. Georg Garnweitner angefertigt hat.

Es wurde der Aufbau definierter partikulärer Strukturen aus Metalloxid-Nanopartikeln untersucht, welche für viele Anwendungen von hoher Relevanz sind – etwa als definierte Wirkstoffträger in der Pharmazie oder in der Katalyse – und gegenüber Einzelpartikeln eine wesentlich bessere Handhabbarkeit besitzen.

Zunächst wurde eine Stabilisierung der Nanopartikel gegen Agglomeration erreicht, indem das Konzept der sogenannten Kleinmolekül-Stabilisierung umfassend zu Anwendung kam. Im nächsten Schritt wurden aus den erhaltenen Nanopartikelsuspensionen mittels Sprühtrocknung hoch definierte Aggregate in Gestalt von Mikropartikeln hergestellt, welche hohe mechanische Stabilität besitzen. Es konnte gezeigt werden, dass die Aggregate durch Kombination von Nanopartikeln unterschiedlicher Primärpartikelgröße in ihren Eigenschaften breit variiert werden können. Beispielsweise konnte unter Verwendung von entfernbaren Templat-Nanopartikeln ihre Porosität fast beliebig eingestellt werden, sodass die Aggregate für eine bestimmte Anwendung maßgeschneidert werden können.

v.l.n.r.: Maike Toivonen (Vorstandsvorsitzende Möller-Stiftung), Prof. Dr. Georg Garnweitner (Doktorvater, TU Braunschweig – iPAT), Dr.-Ing. Sabrina Zellmer (Preisträgerin), Dr.-Ing. Hermann Möller (Stifter)
Foto: Jan Henrik Finke

v.l.n.r.:Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Stefan Heinrich (Vorsitzender Kuratorium, TUHH), Dr.-Ing. Sabrina Zellmer (Preisträgerin), Dr. Heike Mühlenweg (Kuratorium, Evonik Operations GmbH)
Foto: Jan Henrik Finke

Der Johannes Möller Preis 2021 wurde aufgrund der COVID19-Reisebeschränkungen im Rahmen des im März 2021 online durchgeführten Jahrestreffens der ProcessNet-Fachgruppe „Agglomerations- und Schüttguttechnik“ verliehen.

Dies fand gemeinsam als offizielle Preisverleihung mit der letztjährigen Preisträgerin
Frau Dr.-Ing. Swantje Pietsch statt, da im letzten Jahr die Tagung und damit die Preisübergabe ersatzlos abgesagt wurde.

Der diesjährige Preisträger

Herr Dr.-Ing. Sebastian Melzig

erhielt die Auszeichnung für seine Promotionsarbeit mit dem Thema „Fällung und Trocknung von Wirkstoffnanopartikeln im Labor- und Mikromaßstab“, welche er an der Technischen Universität Braunschweig unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade angefertigt hat.

Im Rahmen seiner pharmaverfahrenstechnischen Forschung wurde eine durchgehende Prozesskette entwickelt und untersucht, mit der schwer wasserlösliche Wirkstoffe zunächst in eine Partikelform, die eine hohe Bioverfügbarkeit im Körper gewährleisten, gebracht und anschließend zu wirksamen und insbesondere auch individualisierten Arzneimitteln weiterverarbeitet werden können. Die Freisetzungsprofile der Arzneimittel können hierbei durch die Formulierung gezielt gesteuert werden.

Ausgehend von einer Fällung schwer wasserlöslicher Wirkstoffe und deren Prozessintegration in ein Hochdruck-Mikrosystem wurden die so hergestellten Wirkstoffnanopartikel anschließend sowohl mit wasserlöslichen als auch dispersen Matrixmaterialien über eine Sprühtrocknung in eine langzeitstabile, feste Form überführt und schließlich zu Tabletten gepresst bzw. zu Kapseln verarbeitet. Hierbei wurden die einzelnen Prozesse tiefgehend systematisch untersucht, ganz neue Verfahren sowie Formulierungs- und Prozessstrategien entwickelt und zahlreiche Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen ermittelt.

Dr.-Ing. Sebastian Melzig (links) | Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade (rechts) | Fotos: iPAT (Institut für Partikeltechnik, TUBraunschweig)

Dr.-Ing. Swantje Pietsch (links) | Prof. Dr.-Ing. Stefan Heinrich (rechts) | Fotos: SPE (Institut für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie, TUHH)

Der Johannes Möller Preis 2020 sollte im Rahmen des Jahrestreffens der ProcessNet-Fachgruppe „Agglomerations- und Schüttguttechnik“ im März in Leipzig verliehen werden. Aufgrund der Reisebeschränkungen wegen des Corona-Virus kam alles anders. Die Tagung wurde für dieses Jahr ersatzlos abgesagt, und so musste auch die offizielle Verleihung an die diesjährige Preisträgerin

Frau Dr.-Ing. Swantje Pietsch

entfallen, die aber für die nächste Tagung dieser Fachgruppe im März 2021 in Leipzig geplant ist.

Frau Dr. Pietsch erhielt die Auszeichnung für ihre Promotionsarbeit mit dem Thema „Fluidization behavior and liquid injection in three-dimensional prismatic spouted beds“, welche sie an der Technischen Universität Hamburg am Institut für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Stefan Heinrich angefertigt hat.

Für den sicheren Betrieb von Wirbelschicht- und Strahlschichtanlagen zur Granulation, Agglomeration aber auch zur Partikelbeschichtung und -trocknung bedarf es der Kenntnisse des optimalen partikel- und fluiddynamischen Betriebsverhaltens. Im Rahmen der Arbeit wurden für Strahlschichtanlagen für den diskontinuierlichen und kontinuierlichen Betrieb numerische Simulationsmethoden auf Basis von DEM-CFD-Modellierungen erarbeitet, mit denen es möglich ist, derartige Anlagen viel besser, schneller und sicherer auszulegen.

Insbesondere wurden Wachstumsprozesse bei der Partikelbeschichtung berechnet und mit innovativen Messergebnissen im Experiment verglichen. Für die industriell sehr wichtige kontinuierliche Betriebsweise wurde eine neue Analysemethode zur Bestimmung des Verweilzeitverhaltens der Partikel etabliert. Dies verkürzt die Entwicklungszeiten derartiger Anlagen und verringert zudem wesentlich den Energie- und Materialaufwand durch verbesserte Prozessführung unter Ausnutzung der Transportprozesse.

Der Johannes Möller Preis 2019 wurde im Rahmen des Jahrestreffens der ProcessNet-Fachgruppe „Mechanische Flüssigkeitsabtrennung“ in Bamberg verliehen.

Der diesjährige Preisträger

Herr Dr.-Ing. Marco Roland Gleiß

erhielt die Auszeichnung für seine Promotionsarbeit mit dem Thema „Dynamische Simulation der mechanischen Flüssigkeitsabtrennung in Vollmantelzentrifugen“, welche er am Karlsruher Institut für Technologie unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. habil. Hermann Nirschl angefertigt hat.

Für das An- und Abfahren als auch für die Beschreibung der Änderung des Lastzustandes der Mechanischen Abscheidung von Feststoffen aus Flüssigkeiten in Vollmantelzentrifugen wurde auf Basis eines Bilanzraummodells ein Softwaretool für die dynamische Simulation der trenntechnischen Vorgänge entwickelt und mit experimentellen Daten validiert. Infolge der rechnergestützten Auslegung des Separationsvorganges in Echtzeit ist es möglich, die optimalen Prozessbedingungen schon vor dem Betrieb der Anlage festzulegen und somit langwierige Anfahrvorgänge und Analyseschritte während des Betriebs zu minimieren, als auch während des Betriebes direkt Prozessanpassungen durchzuführen. Dies erlaubt eine deutliche Reduzierung von Fehlchargen und somit von Produktionsausfällen.

v.l.n.r. Prof. Dr.-Ing. habil. Karl-Ernst Wirth (Vorsitzender des Kuratoriums der Möller- Stiftung, Universität Erlangen-Nürnberg); Maike Toivonen (Vorstandsvorsitzende der Möller-Stiftung), Dr.-Ing. Marco Roland Gleiß (Preisträger, Karlsruher Institut für Technologie); Dr.-Ing. Hermann Möller (Stifter der Möller-Stiftung); Prof. Dr.-Ing. habil. Hermann Nirschl (Karlsruher Institut für Technologie); Prof. Dr.-Ing. Urs Peuker (Vorsitzender der Fachgruppe Mechanische Flüssigkeitsabtrennung, TU Bergakademie Freiberg), Foto: Chereén Semrau (Processnet)

v.l.n.r. Maike Toivonen (Vorstandsvorsitzende der Möller-Stiftung), Dr.-Ing. Marco Roland Gleiß (Preisträger, Karlsruher Institut für Technologie); Dr.-Ing. Hermann Möller (Stifter der Möller Stiftung); Foto: Chereén Semrau (Processnet)

Die Möller Stiftung für Wissenschaft und Forschung verleiht alljährlich für eine herausragende Dissertation auf dem Gebiet der Feststoffverfahrenstechnik den Johannes Möller Preis.
Der Johannes Möller Preis 2018 wurde im Rahmen des Jahrestreffens der ProcessNet-Fachgruppe Mehrphasenströmung in Bremen verliehen.

Der diesjährige Preisträger

Herr Dr.-Ing. Christian Alexander Nied

erhielt die Auszeichnung für seine Promotionsarbeit mit dem Thema „Untersuchungen zur horizontalen Pfropfenförderung – Experiment und Modellbildung“, welche er an der Technischen Universität München unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Karl Sommer angefertigt hat.

Die bisherige Vorstellung, dass der pneumatische Pfropfentransport in Analogie zum Ausfließen von Material aus einem Silo betrachtet werden kann, hat Herr Nied mit seiner Arbeit widerlegt. Für die Pfropfenförderung von Kunststoffgranulat konnte er erstmals nachweisen, dass bei erhöhter Wandrauigkeit die Partikel-Wand-Stöße maßgeblich für den sich ausbildenden Strömungszustand und damit bei der Berechnung des Druckabfalls in adäquater Weise zu berücksichtigen sind.

v.l.n.r. Maike Toivonen (Vorstandsvorsitzende der Möller-Stiftung), Dr.-Ing. Christian Alexander Nied (Preisträger, Technische Universität München), Prof. Dr.-Ing. habil. Karl-Ernst Wirth (Vorsitzender des Kuratoriums der Möller Stiftung , Universität Erlangen-Nürnberg, Foto: H. Möller

Der Johannes-Möller Preis 2017 wurde am 15.03.2017 im Rahmen des Jahrestref-fens der ProcessNet-Fachgruppe Mehrphasenströmungen in Dresden verliehen.

Der diesjährige Preisträger

Herr Dr.-Ing. Stefan Strege

erhielt die Auszeichnung für seine Arbeit über die „Röntgenmikroskopische Analyse der Verdichtung und Scherung feiner und kohäsiver Pulver“, welche er an der Technischen Universität Braunschweig unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade angefertigt hat.
Die Untersuchung der Verdichtung und Scherung feiner Pulver auf Mikro- bzw. Partikelebene mittels eines selbst entwickelten, hochpräzisen und in einen Röntgenmikrotomograph integrierten Mikroschertesters steht im Fokus der Dissertation von Herrn Dr.-Ing. Strege.

Ausgehend von der Entwicklung, dem Bau und der Etablierung des weltweit kleinsten, vollständig funktionsfähigen Mikro-Verdichtungs- und Schergeräts mit einem Probevolumen von wenigen µ-Litern, welches in einen Röntgenmikrotomographen integriert wurde, charakterisierte Herr Strege die Verdichtung und Scherung von Pulvern auf Makro-, Meso- und Mikroebene. Auf Grundlage der Entwicklung und Weiterentwicklung von Methoden zur Auswertung der umfangreichen Bilddaten charakterisierte Herr Strege quantitativ die Pulvereigenschaften auf Partikelebene, insbesondere die Anisotropie bei Verdichtung und die Scherzonenausbildung. Hierfür nutzte er neue Kenngrößen, die entsprechend eines „coarse graining“ Ansatzes aufgestellt und mit Partikeleigenschaften korreliert wurden.
Herr Strege ermöglichte durch den von ihm entwickelten, in einen 3D-Mikrotomographen integrierten Mikroschertester und die zugehörigen Auswertemetho¬den einen einzigartigen neuen Einblick in die Verdichtung und das Fließen von Schüttgütern auf Partikelebene. Seine Arbeit überzeugt durch die Kombination von technischer Entwicklung neuartiger komplexer Mess- und Auswertemethoden und deren praktischen Anwendung zur mikromechanischen Charakterisierung ausgewählter Schüttgüter hinsichtlich Anisotropie und Fließverhalten.

v.l.n.r. Prof. Dr.-Ing. habil. Karl-Ernst Wirth (Vorsitzender Kuratorium, Universität Erlangen-Nürnberg), Dr.-Ing. Hermann Möller (Stifter des Preises), Maike Toivonen (Vorstandsvorsitzende der Möller-Stiftung), Dr.-Ing. Stefan Strege (Preisträger), Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade (Doktorvater, TU Braunschweig)

Der Johannes-Möller Preis 2016 wurde am 29.02.2016 im Rahmen des Jahres-treffens der ProcessNet-Fachgruppen Agglomerations- und Schüttguttechnik, Computational Fluid Dynamics und Mehrphasenströmungen in Bingen am Rhein verliehen.

Die diesjährige Preisträgerin

Frau Dr.-Ing. Christina Blümel

erhielt die Auszeichnung für Ihre Arbeit „Charakterisierung der Trockenen Beschichtung zur Herstellung von maßgeschneiderten Kompositpartikeln“, welche sie an der Universität Erlangen-Nürnberg unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. habil. Karl-Ernst Wirth angefertigt hat.

In einer Vielzahl von Mischversuchen konnte Frau Blümel zeigen, dass für eine optimale Beschichtungsqualität von mikroskaligen Partikeln mit submikronen Partikeln eine definierte Zeit erforderlich ist. Ihr gelang es, den Beschichtungsprozess analog zu einer Folgereaktion zu beschreiben. Sowohl für kohäsive als auch für freifließende Partikeln ergeben sich damit mischerunabhängige Kennzahlen zum Beschreiben des Beschichtungsfortschrittes. Damit ist es ihr gelungen, Auslegungsunterlagen zum Scale-up des Beschichtungsprozesses bzw. des Mischens auf partikulärer Skala zu erstellen.

Anwendungen von optimal beschichteten mikroskaligen Partikeln beim Schäumen von Aluminium, beim Einsatz in der additiven Fertigung und als Elektrodenmaterial in Batterien führen zu Produkten mit deutlich verbesserten Eigenschaften.

v.l.n.r. Dr. Martin Schilling (Kuratoriumsmitglied, BASF SE), Prof. Dr.-Ing. habil. Stefan Heinrich (Kuratoriumsmitglied, TU Hamburg), Maike Toivonen (Vorstandsvorsitzende der Möller-Stiftung), Dr.-Ing. Hermann Möller (Stifter des Preises), Frau Dr.-Ing. Christina Blümel (Preisträgerin), Prof. Dr.-Ing. habil. Karl-Ernst Wirth (Vorsitzender Kuratorium, Universität Erlangen-Nürnberg)