Emulsionen werden als Produkt oder Zwischenprodukt in vielen Bereichen der chemischen, kosmetischen oder pharmazeutischen, aber auch der Erdöl- und Lebensmittelindustrie eingesetzt. Ihre Produktpalette geht über Farben, Milch und Milchprodukte, Saucen, Cremes, Medikamente und Bitumen, bis hin zu Kraftstoff. Beim Emulgierverfahren als verfahrenstechnische Grundoperation wird eine flüssige Phase in Form von Tropfen in eine andere, mit dieser nicht mischbaren Phase dispergiert. Es gibt verschiedene Verfahren zur Erzeugung von Emulsionen, wobei sich das Emulgieren mit mikroporösen Membranen als sehr schonend für die zu emulgierenden Stoffe gezeigt hat. Besonders für schersensible Stoffe ist dieses Verfahren durch die lokal geringen Scherkräfte geeignet, um Funktionalität und Produktqualität dieser Emulsionen aufrecht zu erhalten. Dieses Buch beschäftigt sich mit dem direkten Emulgieren und dem Emulgieren mit einer Voremulsion (Premix) an mikroporösen Strukturen. Zum Aufprägen von Scherkräften bei der Tropfenablösung unterhalb der porösen Struktur wird die kontinuierliche Phase durch einen Strömungskanal geführt. Im Fokus steht der Zusammenhang zwischen interner Struktur verschiedener Membranen (Porosität, Porendurchmesser, Benetzungseigenschaft) und der entstehenden Tropfengröße und Tropfengrößenverteilung. Zur Reduzierung der Tropfenkoaleszenz werden grenzflächenstabilisierende Stoffe eingesetzt. Um trotz hoher Durchsätze Energie einzusparen, kann versucht werden, den Emulgierdruck sowie die Strömungsgeschwindigkeit der äußeren Phase möglichst gering zu halten, wodurch jedoch ein Koaleszieren der an der Membranoberfläche entstehenden Tropfen bewirkt werden kann. In Bezug dazu sind Untersuchungen notwendig, mit denen das Koaleszenzverhalten bei dem Membranemulgieren in Abhängigkeit des Emulgierdruckes sowie der Strömungsgeschwindigkeit abgeschätzt werden kann. Das Tropfenkollektiv einer erzeugten Emulsion wurde mittels der Beugungsspektrometrie gemessen und charakterisiert.

Textprobe: Kapitel 2.4, Messtechniken: 2.4.1, Tensiometrie: Ein Tensiometer ist ein Messgerät, mit dem die Oberflächenspannung eines Fluids gemessen werden kann. Dabei kann die Wilhemy-Plattenmethode, die auf einer Kraftmessung basiert, angewendet werden. Mittels einer Messung der Oberflächenspannung des in der Versuchsanlage strömenden Wassers wird der Tensidgehalt in der Versuchsanlage ermittelt, um die Reinheit der Versuchsanlage zu charakterisieren. Bei der Wilhemy-Plattenmethode dient eine senkrecht aufgehängte Platinplatte genau bekannter Geometrie als Messkörper. Der Randwinkel ? zwischen Platin und vielen Fluiden beträgt in der Regel 0° (nahezu vollständige Benetzung). Zur besseren Benetzung wurde die Oberfläche dieser Platte fein angerauht. Abbildung 18 zeigt schematisch einen Messvorgang der Oberflächenspannung eines Fluids mit der Wilhemy-Plattenmethode. Ein reines und mit dem zu vermessenden Fluid gefülltes Probengefäß wird gegen die Plattenunterkante der aufgerauhten Platinplatte angehoben. Gerät die Plattenunterkante mit dem Fluid in Kontakt, wird die Platte aufgrund der Oberflächenspannung in das Fluid gezogen. Das Fluid benetzt dabei die Platte, welche anschließend auf das Niveau der Oberfläche des Fluids zurückgehoben und dabei die aus der Benetzung resultierende Wilhelmy-Kraft gemessen wird.

• Emulgieren

• Öl in Wasser

• Premix

• Poröse Struktur

• Membran

• Stoffsystem