Partikelerzeugung an Einzelkapillaren durch Schmelzemulgieren
Motivation:
Das Emulgierverfahren als verfahrenstechnische Grundoperation wird angewandt, um eine flüssige Phase in Form von Tropfen in eine andere, mit dieser nicht mischbaren Phase zu dispergieren. Beim Verfahren des Schmelzemulgierens liegt die disperse Phase zunächst schmelzflüssig vor und erstarrt nach dem Tropfenbildungs- und Ablösevorgang zu festen Partikeln in einer kontinuierlichen Phase. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise funktionalisierte Partikel sowie Verkapselungen von Wirkstoffen in Pharmazeutika herstellen. Der Emulgiervorgang selbst kann an mikroporösen Strukturen mit einem im Vergleich zu anderen Emulgierverfahren vergleichsweise geringen Energieeintrag geschehen.
Aufgabenstellung:
Im Rahmen dieser Arbeit soll der Tropfenbildungs- und -ablösevorgang zunächst an Einzelkapillaren als Annahme einer idealisierten zylindrischen Pore einer versinterten Membran durchgeführt werden. Die Partikelgröße und -verteilung soll für verschiedene Prozessparameter durchgeführt werden, wie beispielsweise variierendem Dispersphasenflux und Kapillardurchmesser sowie unterschiedlicher Strömungsführung und Anströmgeschwindigkeit. Als Stoffsystem soll zunächst Zinn in einem Härteöl betrachtet werden. Der Tropfen-/Partikelbildungsvorgang an der Kapillare soll ebenfalls durch optische Methoden (bspw. Highspeed-Kamera) dargestellt werden.
Des Weiteren soll im Rahmen dieser Arbeit nach geeigneten Emulgatoren und Schutzkolloidsystemen zur Grenzflächenstabilisierung gesucht werden. Dieser Schritt geschieht in der Regel nach einem Trial-and-Error-Verfahren.
Im Rahmen dieser Arbeit sind folgende Inhalte geplant:
- Einarbeiten in die Thematik (Literatur- und Patentrecherche)
- Inbetriebnahme des bestehenden Versuchsaufbaus
- Selbsttätige Durchführung von Experimenten
- Auswertung durch Laser-Beugungs-Spektrometrie (BSM)
Alle Ergebnisse sind übersichtlich in schriftlicher Form darzustellen.
Mindestanforderung:
Hauptstudium in einem ingenieur- oder naturwissenschaftlichen Studienfach
Beginn: ab sofort!
Abteilung Mehrphasenströmung, Wärme- und Stoffübertragung
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Udo Fritsching
Fachgebiet Mechanische Verfahrenstechnik
Universität Bremen
FZB 1380
Tel.: ++49 (0)-421 - 218 - 51230
Betreuender wissenschaftlicher Mitarbeiter:
Dipl.-Ing. Nils Hornig
LMT 0120
Tel.: ++49 (0)-421 - 218 - 9700
hornig@iwt.uni-bremen.de
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