Zu meiner Person

Bereits während meines Bachelors in Bioingenieurwesen am KIT wurde mein Interesse an der Lebensmittelverfahrenstechnik geweckt. Dementsprechend habe ich meine Bachelorarbeit an der LVT abgelegt. Bei meinem anschließenden Masterpraktikum bei der Milk & Whey Ingredients by Sachsenmilch konnte ich erste Erfahrungen auf dem Gebiet der Sprühtrocknung sammeln. Die Trocknungstechnik hat mich auch in den folgenden Jahren nicht mehr losgelassen, so habe ich mich im Rahmen meiner Masterarbeit mit dem Wärme- und Stofftransport bei der Gefriertrocknung eines Methylcellulosegels beschäftigt. Seit Mai 2021 promoviere ich im Rahmen meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der LVT auf dem Gebiet der Sprühtrocknung von Emulsionen.

Forschungsschwerpunkt

Die Sprühtrocknung ist eines der wichtigsten Verfahren zur Herstellung von Pulvern aus Flüssigkeiten. Hierbei handelt es sich um ein konvektives Trocknungsverfahren, bei dem die Flüssigkeit in feine Tropfen zerstäubt wird, die durch anschließenden Kontakt mit heißer Luft zu Partikeln getrocknet werden. Das Zerstäuben des Trockenguts führt zu einer enormen Vergrößerung der Oberfläche der Flüssigkeit, sodass extrem kurze Trocknungszeiten erreicht werden können. Aufgrund der kurzen Verweilzeit des Trockenguts kann außerdem eine hohe Produktqualität gewährleistet werden.

Ein interessantes Anwendungsgebiet ist die Sprühtrocknung von Emulsionen. Hierbei handelt es sich um eine weitverbreitete Verkapselungstechnik zur Herstellung einer großen Anzahl pulverförmiger Formulierungen, die nicht nur in der Lebensmittel-, sondern auch in der Pharma- und Chemieindustrie Anwendung findet. Die Struktur des getrockneten Pulvers ist dabei bestimmend für die Verarbeitungs- und Qualitätseigenschaften des Pulverproduktes. Es ist daher von großem Vorteil die Auswirkung der Material- und Prozessparameter auf das finale Pulverprodukt während der Sprühtrocknung zu kennen. Im Mittelpunkt meiner Arbeit steht daher die Untersuchung des Einflusses des Trocknungsschrittes auf die Partikelmorphologie, Trocknungskinetik und Verkapselungseffizienz der Öltropfen während des Sprühtrocknungsprozesses.

Methoden

Trocknungsversuche können am institutseigenen Technikumssprühturm im Pilotmaßstab durchgeführt werden mit bis zu 20 kg/h Wasserverdampfung und Lufteingangstemperaturen bis 250 °C.  Zur mechanistischen Untersuchung des Trocknungsschrittes wird eine modellhafte Betrachtung des Trocknungsvorgangs herangezogen. Dazu wird derzeit ein Einzeltropfenversuchsaufbau am Institut aufgebaut. Für Zerstäubungsversuche steht ein Sprühstand zur Verfügung, welcher eine Online-Messung der Sprühtropfengrößenverteilung mittels Laserbeugungsspektroskopie und eine Probenahme der zerstäubten Emulsion ermöglicht. Für die Charakterisierung der Emulsionen und des erzeugten Pulvers werden gängige Analyseverfahren wie z.B. Laserdiffraktometrie, Lichtmikroskopie und Rheometrie eingesetzt.