Bei der Vermischung zweier gut wasserlöslicher Salze in einer Mischdüse kann ein Produkt erzeugt werden, das aufgrund seiner geringen Löslichkeit im Lösungsmittel eine Übersättigung auslöst. Es kommt zum Ausfall von Feststoff. Die Übersättigungen bei Fällungen sind im Vergleich zu Übersättigungen bei Kristallisationen vielfach höher und führen zu schnellen Primärprozessen, d.h. zu höheren Keimbildungs- und Wachstumsraten als bei der Kristallisation. Bedingt durch die hohen Keimbildungsraten resultieren je nach Anfangsübersättigung mittlere Partikelgrößen im Bereich einiger Nanometer bis ca. 5 µm. Diese Partikel lagern sich im Verlauf der Fällung in der Mischdüse an die Mischdüsenwand ab. Mit fortlaufender Betriebszeit wächst eine Verkrustung auf, die letztendlich zur Verstopfung der Mischdüse führt. Das Verstopfen von Mischdüsen ist einer der hauptsächlichen Gründe warum Fällungen in der Industrie zu 95% in Rührkesseln gefahren werden. Mischdüsen bieten im Gegensatz zu Rührkesseln den Vorteil unter reproduzierbaren Bedingungen zu mischen und zu fällen.

Im Rahmen der Arbeit soll der Einfluss von Ultraschall auf die Verkrustungsneigung in Mischdüsen untersucht werden. Am Institut für Thermische Verfahrenstechnik steht eine Mischdüsenanlage für die Fällung zur Verfügung. Diese Anlage soll so erweitert werden, dass die Mischdüse und der nachfolgende Rohrreaktor Ultraschall ausgesetzt werden können. Anschließend sind erste Versuche mit Bariumsulfat durchzuführen. Dazu soll über den Verlauf der Fällung der Druckanstieg in der Mischdüse mit und ohne Ultraschall-Behandlung aufgenommen werden. Die gefällten Partikel sollen hinsichtlich ihrer Partikelgrößenverteilung ausgewertet werden. Damit kann geprüft werden, welchen Einfluss Ultraschall auf die Vermischung und den Partikelbildungsprozess ausübt. Anschließend sollen mindestens zwei weitere Stoffsysteme hinsichtlich ihrer Verkrustungsneigung untersucht werden. Mit diesen Stoffsystemen kann eine höhere Feststoffmasse als bei Bariumsulfat ausgefällt werden (z.B. SrSO₄, CuC₂O₄, …), um eine Verstopfung der Mischdüse gezielt zu provozieren.