T5.02

Produktformulierung in SprühwirbelschichtenJun.-Prof. Dr.-Ing. M. Peglow1) (E-Mail: mirko.peglow@ovgu.de), Dipl.-Ing. M. Jacob2)

1)Institut für Verfahrenstechnik, Otto-von-Guericke-Universität, Universitätsplatz 2, D-39106 Magdeburg, Germany2)Glatt Ingenieurtechnik GmbH, Nordstraße 12, D-99427 Weimar, Germany

DOI: 10.1002/cite.200950674

Wirbelschichtverfahren werden in sehrvielen Bereichen der Wirtschaft ange-wandt. Das Einsatzfeld umfasst dabeisowohl Wärme- als auch Stoffübertra-gungsprozesse, wie beispielsweise Küh-lung, Trocknung und Kalzinierung, alsauch komplexe Mehrphasenprozessewie Agglomeration, Sprühgranulationund Coating. Im Rahmen dieses Beitra-ges wird der Schwerpunkt auf Prozessegelegt, bei denen Flüssigkeiten in Wir-belschichten eingesprüht werden.

Der Beitrag befasst sich über-sichtsartig mit den verfahrenstechni-schen Möglichkeiten, die Eigenschaftenvon sprühgranulierten Produkten ge-zielt zu beeinflussen.

Zur Optimierung von Prozessen sinddetailierte Kenntnisse von den einzelnenMechanismen der Partikelbildung erfor-derlich. Deshalb wird im ersten Teil aufdie wesentlichen Ansätze zur dynami-schen Modellierung von Wirbelschicht-prozessen mit Flüssigkeiteindüsung ein-gegangen. Einen Schwerpunkt bildetdabei die Anwendung von eigenschafts-verteilten Modellen (wie z. B. Popula-tionsbilanzen und diskrete Modelle).

Der zweite Vortragteil befasst sichmit der industriellen Umsetzung

von Sprühwirbelschichtprozessen. Da-bei wird speziell auf die gezielte Beein-flussung von Produkteigenschaftenunter Berücksichtigung von simulati-onsbasierten Optimierungsbetrachtun-gen eingegangen. Darüber hinaus wird

ein statistischer Ansatz vorgestellt, umstoffliche Formulierungsparameter (wiez. B. unterschiedliche Rezepturkompo-nenten) mit Produkteigenschaften inZusammenhang zu bringen.

V5.18

Gegenstrominjektionsverfahren zur Herstellungvon EmulsionenProf. Dr. U. Müller1) (E-Mail: fb4vt@hs-owl.de), Dipl.-Ing. C. Triantafillaki1), B.Sc. I. Stegmann1), B.Sc. A. Wolf1)

1)FB4 – Life Science Technologies, Labor Verfahrenstechnik, Hochschule Ostwesfalen-Lippe, Liebigstraße 87, D-32657 Lemgo, Germany

DOI: 10.1002/cite.200950353

Emulsionen und Cremes sind disperseMehrphasensysteme die aus mindestenszwei nicht miteinander mischbarenFlüssigkeiten bestehen die mittelsEmulgierhilfsstoffen stabilisiert werden.Die industrielle Herstellung von Cremeserfolgt je nach weiteren Randbedingun-gen (z. B. Viskosität) vor allem mit Ro-tor-Stator- oder Rotor-Rotor-Systemen.Im Allgemeinen untergliedert sich der

Herstellungsprozess in die Teilprozesse:Vormischen, Feinemulgieren und Stabi-lisieren. Die Prozesstemperaturen lie-gen im Allgemeinen bei ca. 70 °C. Dieerzeugten Partikelgrößen müssen ent-sprechend gering, aber auch sehreinheitlich sein, damit während desProduktlebenszyklus keine Phasentren-nung auftritt.

Ansätze von Gegenstromverfahren,bei denen die beteiligten Phasen alsseparate Stoffströme über Düsen be-schleunigt werden und dann in einerMischkammer kollidieren, sind bekannt[1]. Vorteilhaft ist u. a., dass vorab keinePremix gebildet werden muss.

Ein aus der Zweikomponenten-Kunst-stofftechnik adaptiertes technisches Ver-fahren wurde dahingehend untersucht,

Abbildung.

1156 Chemie Ingenieur Technik 2009, 81, No. 85 Partikeltechnik und Produktdesign

www.cit-journal.de © 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

inwieweit sich stabile Cremes herstellenlassen. Die Produkte wurden hinsicht-lich der Partikelgrößenverteilung so-wie der Fließeigenschaften untersucht.Die ersten Ergebnisse zeigen, dass mitdiesen Gegenstrominjektionsverfahrenim Vergleich zu Rotor-Stator-Verfahrenbei nur 50 °C Prozesstemperatur stabileCremes mit strukturviskosen Fließ-eigenschaften und vergleichsweiseniedrigen Partikelgrößen erzeugt wer-den können. Die Abb. zeigt erzielteKenngrößen von Partikelgrößenvertei-lungen einer kosmetischen Handcreme.Bezüglich der Größenhomogenitätscheint 50 bar-Injektionsdruck optimalzu sein.

[1] Patent-Nr.: EP 1 165 224 B1, 2002.

V5.19

Dispergierung basierend auf laminarer DehnströmungDipl.-Ing. M. Sellerberg1) (E-Mail: monika.sellerberg@bci.tu-dortmund.de), Prof. Dr. techn. P. Walzel1)

1)TU Dortmund, Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl Mechanische Verfahrenstechnik, Emil-Figge-Straße 68, D-44227 Dort-mund, Germany

DOI: 10.1002/cite.200950383

Zur Herstellung von definierten Emul-sionen in viskosen Flüssig/Flüssig-Sys-temen wurde eine Dispergiervorrich-tung vorbereitet, die auf dem Prinzipder Fadenstabilität von Flüssigkeitsfä-den in laminaren Dehnströmungen be-ruht (s. Abb.). Hierbei wird die dispersePhase durch mehrere Kapillaren in einekontinuierliche Phase aufgegeben, diegemeinsam mit der dispersen Phase aufeine zentrale Blende zuströmt. Dabeiwerden die gebildeten Fäden der disper-sen Phase gedehnt und sollen in der Re-laxationszone nach der Blende zu mono-dispersen Tropfen zerfallen, mit einemwesentlich kleineren Tropfendurchmes-ser als der Durchmesser der Kapillarenund der Blende.

Zur Quantifizierung der Zerfallsbe-dingungen gedehnter Flüssigkeitsfädenin Flüssig/Flüssig-Systemen und zurVermeidung von vorzeitigem Zerfall,werden Versuche in pyramidenförmigenKanälen mit unterschiedlichen Kontrak-tionswinkeln durchgeführt. Dabei wer-den die Volumenstrom-, Viskositäts-und Dichteverhältnisse der beiden Pha-sen variiert. Es werden die Zerfallslän-gen, die Tropfenbildungsfrequenzenund die Tropfengrößen sowie die Zer-

fallsformen dokumentiert und analy-siert. Ausgehend von der vorhandenenDatenbasis wird die Betriebsweise derDispergiervorrichtung anhand dimen-sionsloser Kennzahlen bestimmt. Hier-zu werden die Strömungsverhältnisseaus den pyramidenförmigen Kanälenauf den Kapillardispergator übertragen.Versuche mit einer transparenten Unter-

platte erlauben die Beobachtung derFäden und deren Stabilität. Bei unter-schiedlichen Stoffwerten der Fluide wer-den die Tropfengrößenverteilungen undsomit die Qualität der hergestelltenEmulsionen unter Variation der Blen-dengeometrie vermessen.

Abbildung. Kennwerte von Partikelgrößenverteilungen einer kosmetischen Handcreme inAbhängigkeit vom Injektionsdruck bei 50 °C Prozesstemperatur.

Abbildung. Schematische Darstellung des Kapillardispergators.

5 Partikeltechnik und Produktdesign 1157Chemie Ingenieur Technik 2009, 81, No. 8

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