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. 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 allerdings oft schwer zu realisieren. So kann eine unzureichende Prozessführung zur Umkristallisation während der Lagerung, zum Ablösen der Coatingschicht vom Trägermaterial (Delamination) oder zu inhomogenen Schichtdicken führen. Deshalb sollen in diesem Vorhaben die Ursachen für Inhomogenitäten, Delamination und Umkristallisation während der Lagerung geklärt und Lösungsstrategien für deren Vermeidung entwickelt werden. Um die minimal nötige Coatingmenge vorherzusagen, wird eine Beschichtungs-Simulation entwickelt, welche Stoffdaten sowie die Partikel- und Tropfengrößenverteilungen berücksichtigt. Die Simulation bildet den Ausgangspunkt für die zu entwickelnde Prozessstrategie hinsichtlich der Steuerung der Tropfengrößenverteilung, welche bisher nur unzureichend untersucht wurde. Die Tropfengrößenverteilung wird durch Laserbeuger-Messungen analysiert und soll anschließend in der Wirbelschicht gezielt eingestellt werden. Um die Umkristallisation und damit die Delamination während der Lagerung zu verhindern, wird eine gezielte Temperaturführung nach der eigentlichen Beschichtung (Tempering) integriert. Nach Erreichung der beschriebenen Forschungsziele können für die Industrie Handreichungen erstellt werden, wie Inhomogenitäten vermieden und so die benötigte Coatingmenge, die Prozesszeit, sowie der Energiebedarf reduziert werden kann.