Mechanisches Emulgieren

Prinzip

Soll durch ein mechanisches Verfahren eine Emulsion hergestellt oder die Tröpfchengröße verringert werden, muss Energie in das System eingebracht werden. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass die Grenzflächenenergie einer Emulsion zunimmt, je kleiner die Tröpfchengröße ist.

Mathematische Beschreibung:

E = γ * ΔO

E = Energieeintrag
γ  = Grenzflächenspannung
ΔO = Oberflächenvergrößerung

Bei einer Emulsion wird die Energie in das System über die kontinuierliche Phase eingebracht. Die Emulgiermaschine erzeugt Strömungskräfte in der äußeren Phase, welche auf die Tröpfchen einwirken und diese verformen. Damit es zu einem Tropfenaufbruch kommen kann, müssen die an der Oberfläche angreifenden normalen bzw. tangentialen Spannungen die formerhaltenden überschreiten. Ein Maß für dieses Verhältnis ist die dimensionslose Weber-Zahl We [1].

Die Art Energie in die Emulsion einzubringen definiert den Aufbau der Emulgier-Maschine. Folgende einwirkende Kräfte können zum Tropfenaufbruch führen:

  1. turbulente Strömung
  2. Prall- oder Stoßwirkung
  3. Kavitation

Verfahren

  • Rotor-Stator-Systeme
  • Hochdrucksysteme (Prall- oder Stoßwirkung, Kavitation)
  • Ultraschallemulgieren
  • Membranemulgieren

Literatur & Quellen

  1. Gramdorf, S. (2011) „Schmelzeemulgieren im Hochdruckhomogenisator zur Herstellung von koloidalen festen Triglyceridpartikeln“ Von der Fakultät III – Prozesswissenschaften
    der Technischen Universität Berlin zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Ingenieurwissenschaften

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