Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Einfluss von Prozessführung und Matrixmaterial auf die Öltropfengröße im Zerstäubungsschritt eines Sprühtrocknungsprozesses zur Erzeugung von pulverförmigen Formulierungen mit mikroverkapselten lipophilen Komponenten

Die Sprühtrocknung ist ein weitverbreitetes Verfahren für die Erzeugung pulverförmiger Formulierungen von mikroverkapselten lipophilen Substanzen. Im pulverförmigen Produkt wird angestrebt, die Öltropfen vollständig von einer Polymermatrix zu umschließen, um unerwünschte Einflüsse, wie z. B. die Oxidation durch Luftsauerstoff, zu verhindern. So werden in der Lebensmittelindustrie Aroma- und Farbstoffe ebenso wie oxidationsempfindliche Lipide (z. B. Omega-3-Fettsäuren) verarbeitet. Da eine Oxidation dieser Fettsäuren zu starken sensorischen Veränderungen führt, ist eine hohe Verkapselungseffizienz unabdingbar. Andernfalls droht ein hoher Ausschuss, der aufgrund der hohen Grundstoffpreise zu hohen finanziellen Verlusten führen kann.

Ziel des Projektes ist die Aufklärung des prozessabhängigen Öl- und Sprühtropfenaufbruchs während der Druckzerstäubung von Emulsionen im Sprühtrocknungsprozess mittels experimenteller Versuche und Computersimulationen. Hierbei sollen unter Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften verschiedener Matrixpolymere Grundlagen für die verständnisbasierte Auswahl von Zerstäubergeometrien und die Einstellung von Prozess¬fenstern erarbeitet werden.

Eine mechanistische Datengrundlage für die Öltropfenzerkleinerung während der Druckzerstäubung wird es KMU erlauben, ihre Produkte und Prozesse zielgerichtet zu verbessern und Ausschuss zu vermeiden. Dies ist wegen des extremen Kostendrucks, unter dem insbesondere KMU im Bereich der Lohnherstellung von Aromen sowie der Herstellung von Lebensmitteln und Futtermitteln stehen, aber auch für kleine Firmen der pharmazeutischen und kosmetischen Industrie von großer wirtschaftlicher Bedeutung.