Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Lagerstabile Batchhomogenität von Schmelzcoating-Produkten

Schmelzcoating ist ein häufig eingesetzter Prozessschritt zur Formulierung von Lebensmitteln, Pharmazeutika und Chemikalien. Dabei werden lipidbasierte Coatings im geschmolzenen Zustand aufgetragen, welche sich anschließend verfestigen bzw. kristallisieren.

Um den gewünschten Schutzeffekt zu erzielen und den Ressourceneinsatz zu minimieren, sollte die Beschichtung eine möglichst gleichmäßige Dicke (Schichthomogenität) über das Partikel hinweg aufweisen. Zudem sollte diese Bedingung von jedem einzelnen Partikel eines Beschichtungsbatches erfüllt werden (Batchhomogenität). Solche optimalen Schmelzcoatings sind schwieriger zu realisieren als lösungsmittelbasierte Coatings. Eine unzureichende Prozessführung kann zur Umkristallisation während der Lagerung, zum Ablösen der Coatingschicht vom Trägermaterial (Delamination) oder zu inhomogenen Schichtdicken führen.

Ziel des Vorhabens ist es deshalb, die Ursachen für Inhomogenitäten, Delamination und Umkristallisation während der Lagerung zu klären und Lösungsstrategien für deren Vermeidung zu entwickeln. Um die minimal nötige Coatingmenge vorherzusagen, wird eine Beschichtungssimulation entwickelt, welche Stoffdaten sowie die Partikel- und Tropfengrößenverteilungen berücksichtigt. Die Simulation bildet den Ausgangspunkt für die zu entwickelnde Prozessstrategie hinsichtlich der Steuerung der Tropfengrößenverteilung. Um die Umkristallisation und damit die Delamination während der Lagerung zu verhindern, wird eine gezielte Temperaturführung nach der eigentlichen Beschichtung (Tempering) integriert.

Es ist vorgesehen, Handreichungen zu erstellen und Handlungsempfehlungen für KMU zu erarbeiten, wie Inhomogenitäten vermieden werden können und wie die benötigte Coatingmenge, die Prozesszeit sowie der Energiebedarf reduziert werden können.