Emulgieren und Dispergieren -2- Dispergier-Maschinen und -Apparate Flashcards
(15 cards)
von welcher Größe sind fast alle Eigenschaften von Dispersionen beeinflusst?
von der Größenverteilung der Dispersphase.
-> Einstellung der Blasen-, Tropfen- oder Partikelgrößenverteilung wichtig
Was ist Emulgieren?
aus 2 getrennten Phasen ein System „Tropfen in kont. Phase“ herstellen = eine Emulsion bilden, einen Stoff in einem anderen verteilen
Was ist Homogenisieren?
eine Emulsion homogener machen Tropfen zerkleinern, dadurch gleich- mäßig verteilen; auch: Feinemulgieren
Was ist Suspendieren?
Partikel in eine kontinuierliche Phase einbringen = eine Suspension bilden
Was ist Dispergieren?
Partikel in Schwebe halten Partikel zerkleinern, Aggregate auflösen
Wie funtkioniert das Bottom-up Verfahren?
Bei Bottom-up Verfah- ren werden Partikel der gewünschten Größe direkt erzeugt (z.B. Fällung von Feststoffen, Herstellen von Mikroemulsionen durch Mischen der Phasen, Schaumbildung bei Sprühsahne, Direktexpansion bei Extrusion)
Wie funktioniert das Top-Down Verfahren?
Bei Top-down-Verfahren werden große Partikel so lange zerkleinert, bis die gewünschte Größe eingestellt ist (z.B. Mahlen, Homogenisieren). Im Rahmen dieser Vorlesung behandeln wir nur die Mechanischen Verfahren.
Welche grundlegende Apparateprinzipien für den mechanischen Tropfenaufbruch gibt es? (Strömungskräfte)
- Rotor-Stator System
- Ultraschall homogenisator
- mikrostrukturierte Systeme
- hochdruck Homogenisator
Was zeichnet Mikromischer aus?
haben kleine Kanalabmessungen, im Bereich weniger Millimeter. -> effiziente zerkleinerung und mischung. ! die
kanäle können verstopfen wenn suspension nicht gereinigt .
+ Reinigung und Sterilisation schwierig ->fouling
Funktion Rotor-Stator-Maschinen (RSM)?
In Rotor-Stator-Maschinen werden Tropfen in einem Spalt zwischen einem rotierendem und einem starren Maschinenteil aufgebrochen
Welche Rotor-Stator-Maschinen (RSM) gibt es?
- Rührbehälter
- (Zahn-) Kolloidmühle
- Zahnkranz- dispergiermaschine
- Extruder
Funktion von Ultraschallhomogenisatoren?
Beim Ultraschallhomogenisieren werden Tropfen mittels Ultraschall erzeugter Kavitation zerkleinert. Im sinusförmige schwingenden Schallfeld der Frequenz 20 kHz - ca. 10 GHz entstehen Gas- & Dampf- blasen bei Unterschreiten des Dampfdrucks. Dies führt zum periodischen Wachstum (Druckabfall) und Schrumpfen (Druckanstieg) der Gas- und Dampfblasen bis zu deren Kollaps
Funktion von Hochdruckhomogenisatoren?
Beim Hochdruckhomogenisieren wird die Emulsion mittels sehr hohen Drucks durch einen sehr engen Spalt (« 1 mm) gepresst und dabei stark beschleunigt.
Funktion von Mikrostrukturierte Systeme?
Direkte Erzeugung von Tropfen gewünschter Größe mittels Zwangsförderung der zu dispergierenden Phase erlauben mikrostrukturiertes Systeme. Hierzu gehören poröse Membranen und Mikrokanäle.
-> Beim Ausströmen der zukünftigen Dispers- phasen aus den Poren von Membranen oder den Mikrokanälen tropft die Phase ab (‚dripping‘) oder es entstehen Strahlen, die aufgrund von Rayleigh-Instabilitäten zerfallen (‚jetting‘)
vorteil von Mikrostrukturierten Systemen gegenüber anderen?
Bei allen anderen Verfahren wird über 99 % der in der Strömung freigesetzten Energie nicht zur Tropfenzerkleinerung genutzt und geht in Form von Wärmeerzeugung „verloren“, d.h. beim Herstellen von fein dispersen Emulsionen erwärmen sich die Produkte um einige K bis einige 10 K. Daher sind mikrostrukturierte Systeme v.a. für temperatur- sensible Formulierungen interessant.
