Motivation

Die Sprühtrocknung ist eine verbreitete Technik zur Herstellung von Pulverprodukten mit einer verkapselten lipidhaltigen Dispersphase. Hierbei wird eine Öl-in-Wasser Emulsion in feine Tropfen zerstäubt, die durch anschließenden Kontakt mit heißer Luft zu Partikeln getrocknet werden. Die Emulsion besteht aus der dispersen Ölphase, sowie der kontinuierlichen Wasserphase. Die in der Wasserphase gelösten Matrixmaterialien bilden während der Trocknung eine feste Matrix, die die Öltropfen verkapseln soll. Dabei bestimmt die Struktur des getrockneten Pulvers maßgeblich die Verkapselungseffizienz und damit Produkteigenschaften wie Rieselfähigkeit, Benetzbarkeit, Farbe und Oxidationsstabilität. Im Idealfall werden möglichst kleine Öltropfen verkapselt und es bleibt nur ein kleiner Anteil an Öl unverkapselt. Ein großer Anteil an unverkapseltem Oberflächenöl führt in der Regel zu schlechten Fließeigenschaften und einer schlechten Redispergierbarkeit.

Deine Arbeit

Im Rahmen deiner Arbeit wirst du selbst Pulver aus Emulsionen mit dem Sprühtrockner herstellen können. Der Fokus liegt darauf, die Zusammenhänge zwischen den Prozessbedingungen, der Zusammensetzung der Emulsion und der entstehenden Produktstruktur zu untersuchen und aufzuklären. Während der Trocknung eines Emulsionstropfens kommt es zur Aufkonzentrierung der Inhaltsstoffe und zur Ausbildung einer festen Matrix. Ein wichtiger Parameter bei der Sprühtrocknung von Emulsionen ist dabei die Öltropfengröße (ÖTG). Im Emulgierschritt zu Beginn des Prozesses kannst du bereits eine Anfangsöltropfengröße einstellen. Mit Hilfe von Sprühtrocknungsversuchen und Versuchen am Sprühstand kannst durch Messungen mittels Laserdiffraktometrie den Einfluss der unterschiedlichen Prozessschritte auf die ÖTG isolieren. Analysemethoden wie Rasterelektronenmikroskopie und Lösemittelextraktion können verwendet werden, um weitere entscheidende Pulvereigenschaften zu charakterisieren.

Im Rahmen dieses Forschungsthemas sind noch mehrere Arbeiten offen, die sich sowohl als BA oder MA eignen. Je nach aktuellem Themenschwerprunkt, Interesse oder Studiengang kann die Aufgabenstellung individuell angepasst werden. Die Arbeit kann auf Deutsch oder Englisch geschrieben werden. Bei Interesse stelle ich dir das Thema gerne genauer vor, melde Dich dafür einfach bei mir per E-Mail unter s.hoehne∂kit.edu.