Solidification of emulsions - formation of spherical particles - a new concept

Abstract

Die Bildung von Tropfen und Partikeln ist seit Jahrzehnten Gegenstand der Forschung in chemischer Industrie und Prozessindustrie. Jedoch stand das Formen von Tropfen durch eine Phasenänderung des Materials und dessen anschließende Verfestigung durch direkten Kontakt mit einem Kühlmittel kaum im Fokus. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neues Konzept der Tropfenbildung und deren Verfestigung entwickelt und optimiert. Emulsionen bestehend aus Fetten mit hohem Schmelzpunkt wurden hergestellt und anschließend in Form von kleinen Tropfen durch den direkten Kontakt mit einem Kühlmedium ausgehärtet. Das Ziel der Arbeit war die Verfestigung oder Kristallisation solcher Emulsionen in Form von kleinen Partikeln statt der Aushärtung als Bulkphase, was eine Herausforderung an die kontrollierte Kristallisation darstellt. Palmöl wurde als Modelfett für die Herstellung und Span 20 als Emulgator zur Stabilisierung der Emulsion verwendet. Die Emulsionen wurden mit einem Magnetrührer bzw. einem Rotor-Stator-Mixer bei verschiedenen Energieeinträgen hergestellt. Die Tropfen wurden durch Einspritzen der Emulsion in ein unbewegtes Kühlmittel ausgebildet und anschließend verfestigt. Der Prozess zeigt Vorteile gegenüber klassischen Verfestigungsvorgängen von Emulsionen und zeigt Potential für die Verwendung als alternatives System für die kontrollierte Abgabe pharmazeutischer Inhaltsstoffe bzw. die Beschichtung von bioabbaubarem Material für diverse Anwendungsfelder.