Motivation

Die Sprühtrocknung von Emulsionen ist eine verbreitete Verkapselungstechnik, mit der eine Vielzahl pulverförmiger Produkte hergestellt wird. Während der Trocknung eines Emulsionstropfens kommt es zur Aufkonzentrierung der Inhaltsstoffe und zur Ausbildung einer festen Matrix, in der die Öltropfen eingeschlossen werden. Durch die Verkapselung können nicht nur Produkteigenschaften wie die Fließfähigkeit verbessert werden, die Öltropfen werden außerdem vor externen Faktoren wie Sauerstoff und Licht geschützt. Für eine gezielte Produktgestaltung müssen die Mechanismen und Prozesse, die zu einer Veränderung der Verkapselungseffizienz führen, beschrieben und aufgeklärt werden. Während der Trocknung kann es zu Koaleszenz und Redistribution der Öltropfen kommen. Um den Einfluss dieser Instabilitätsphänomene zu verringern, muss der Einfluss von Prozess- und Formulierungsparametern auf die Pulvereigenschaften weiter untersucht und verstanden werden.

Eine Möglichkeit, um genauere Einblicke in den Trocknungsprozess zu erhalten, ist das direkte beobachteten eines trocknenden Sprühtropfens. Aufgrund der Vielzahl an Tropfen und den schwer zugänglichen Apparaten ist dies in einer Sprühtrocknungsanlage nicht möglich. Ein Hanging-Droplet-Einzeltropfenversuch bietet die Möglichkeit einer mechanistischen Untersuchung der Vorgänge während der Sprühtrocknung, mit dem Ziel nützliche Erkenntnisse über die Auswirkung verschiedener Prozess- und Formulierungsparameter auf die Partikelmorphologie und Trocknungskinetik von Emulsionen zu gewinnen. Der Tropfen wird an einem Filament aufgehängt und unter genau definierten Bedingungen (Trocknungslufttemperatur, Luftgeschwindigkeit und Luftfeuchtigkeit) getrocknet. Der Tropfen kann während der Trocknung z.B. mittels einer CCD-Camera mit Mikroskopoptik und/oder einer Infrarotkamera beobachtet werden. Die Krustenbildung und Strukturveränderungen können so direkt ermittelt werden.

Ziel der Arbeit

Deine Aufgabe wird daher der Aufbau und die Inbetriebnahme einer Anlage zum Trocknen eines einzelnen Tropfens sein. Zunächst soll eine Trocknungskammer entworfen werden und die grundlegende Peripherie zur Durchführung von Einzeltropfentrocknungsversuchen angeschlossen und auf Funktionsfähigkeit überprüft werden. Hierauf erfolgt die Qualifizierung des Versuchsaufbaus durch die Durchführung von Trocknungsversuche. Optional soll ein erster Vergleich zwischen den Partikeln, die mit der Einzeltropfentrocknungsanlage getrocknet wurden, zu sprühgetrockneten Partikeln gezogen werden.

Die Arbeit kann auf Deutsch oder Englisch geschrieben werden.

Bei Interesse stelle ich dir das Thema gerne genauer vor, melde Dich dafür einfach unter s hoehne ∂does-not-exist.kit edu