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Nano Sprühtrockner: Unterschied zwischen den Versionen
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'''Nano Sprühtrockner''' funktionieren nach dem Prinzip von gängigen [[Sprühtrockner|Sprühtrocknern]], um [[Partikel]] im [[Nanobereich]] herzustellen. Sprühtrocknen ist zum Beispiel eine Methode, um [[Pulver]] mit definierter Partikelgröße aus Lösungen, Suspensionen und Emulsionen herauszustrennen. Die Sprühtrocknung findet breite Verwendung im Bereich der Pharma-, Lebensmittel-, Biotechnologie und Materialindustrie. | |||
In der Vergangenheit war der Prozess limitiert auf eine Partikelgröße von mindestens 2 μm, also zwei Tausendstel Millimeter, die Ausbeuten betrugen im Maximum um 70 %, in der Industrie war die Mindestgröße 50 ml. Nun ist das Sprühtrocknen von Partikeln mit einer Größe von mindestens 300 [[Nanometer]] (nm) möglich, Ausbeuten bis zu 90 % sind die Regel, und die Probenmenge kann auf bis zu 1 ml reduziert werden. Diese neuen Möglichkeiten ergeben sich aufgrund neuer Technologien im Bereich des Sprühens, der Temperaturregelung und der Partikelabscheidung. | |||
== Funktionen == | |||
Die Funktionsgrundlagen sind im Prinzip die gleichen wie bei der gängigen Sprühtrocknung. Es werden hier aber neue Technologien eingesetzt. | |||
Bei der technischen Trocknung ist der Ablauf abhängig vom Material wie folgt: Die Heizung erzeugt einen kontinuierlichen Fluss des Gases bzw. des Lösungsmittels. Der Sprühkopf verteilt die Tropfen in einer Trocknungskammer. Die Tropfen trocknen und werden zu Partikeln. Die trockenen Partikel werden im elektrostatischen Abscheider vom Gas getrennt. Das Trocknungsgas wird durch einen Filter geleitet und verlässt es in die Umgebung oder eine zweite Kammer. Die Eingangstemperatur des Trocknungsgases wird von einem Temperaturregler gesteuert. | |||
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Aufgrund der kleinen Mindestmengen ist im Prinzip das Trocknen auch an der Umgebungsluft möglich, wodurch sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten ergeben. | |||
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*Verkapselung von Fischöl zur Duftstoffmaskierung | *Verkapselung von Fischöl zur Duftstoffmaskierung | ||
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== Sprühkopf == | == Sprühkopf == | ||
Eine der drei neuen Technologien, welche das Nano-Sprühtrocknen möglich machen, ist der Sprühkopf. | Eine der drei neuen Technologien, welche das Nano-Sprühtrocknen möglich machen, ist der Aufbau des Sprühkopf. Ein Piezosystem bringt eine mit präzisen, sehr feinen Löchern versehene Metallmembran zum Vibrieren. Die Vibration produziert feinste Tröpfchen mit einer sehr engen Größenverteilung. | ||
== Heizung == | == Heizung == | ||
Der Gasfluss in diesem System ist laminar und nicht turbulent wie bei gängigen Sprühtrocknern. Der laminare Fluss entsteht dadurch, dass die Trocknungsluft z.B. durch einen porösen Metallschaum gedrückt wird. | |||
== Elektrostatische Partikelabscheider == | |||
Um die sehr feinen Partikel abzuscheiden, wird im Bereich der Nanosprühtrockung die Wirkung der [[Elektrostatik]] angewandt. | |||
Um das elektrische Feld aufzubauen, wird eine Hochspannung von bis 16 kV am runden Abscheiderrohr angelegt. | |||
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Die Partikel bleiben an der inneren Wand des Abscheiderrohrs haften. Diese Abscheidemethode funktioniert sehr gut für alle Arten von Materialien. | |||
Die Effizienz des elektrostatischen Partikelabscheiders ist sehr hoch: 99% aller Partikel, die in den Abscheider eintreten, werden auch abgeschieden. | Die Effizienz des elektrostatischen Partikelabscheiders ist sehr hoch: 99% aller Partikel, die in den Abscheider eintreten, werden auch abgeschieden. | ||
== Weblinks== | == Weblinks== | ||
* [http://www.buechigmbh.de/Eigenschaften-und-Vorteile.15941.0.html Nano Spray Dryer] | * [http://www.buechigmbh.de/Eigenschaften-und-Vorteile.15941.0.html Nano Spray Dryer] | ||
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* [http://de.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:L%C3%B6schkandidaten/6._Januar_2010#Nano_Spr.C3.BChtrockner_.28gel.C3.B6scht.29 Löschdiskussion bei Wikipedia] | * [http://de.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:L%C3%B6schkandidaten/6._Januar_2010#Nano_Spr.C3.BChtrockner_.28gel.C3.B6scht.29 Löschdiskussion bei Wikipedia] | ||
Erster Autor: [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Papa1234 Papa1234] angelegt am 15.12.2009 um 15:24, weitere Autoren: [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Gleiberg Gleiberg], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Maercli Maercli ], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:BKSlink BKSlink], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Crazy1880 Crazy1880], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Túrelio Túrelio], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Howwi Howwi], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:CommonsDelinker CommonsDelinker], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Beek100 Beek100], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Succu Succu], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Merlissimo Merlissimo], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Askalan Askalan] | *Erster Autor: [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Papa1234 Papa1234] angelegt am 15.12.2009 um 15:24, weitere Autoren: [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Gleiberg Gleiberg], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Maercli Maercli ], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:BKSlink BKSlink], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Crazy1880 Crazy1880], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Túrelio Túrelio], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Howwi Howwi], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:CommonsDelinker CommonsDelinker], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Beek100 Beek100], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Succu Succu], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Merlissimo Merlissimo], [http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Askalan Askalan] | ||
* [https://en.wikipedia.org/wiki/Nano_spray_dryer Text] in der englischen Wikipedia | |||
Aktuelle Version vom 23. November 2024, 19:19 Uhr
Nano Sprühtrockner funktionieren nach dem Prinzip von gängigen Sprühtrocknern, um Partikel im Nanobereich herzustellen. Sprühtrocknen ist zum Beispiel eine Methode, um Pulver mit definierter Partikelgröße aus Lösungen, Suspensionen und Emulsionen herauszustrennen. Die Sprühtrocknung findet breite Verwendung im Bereich der Pharma-, Lebensmittel-, Biotechnologie und Materialindustrie.
In der Vergangenheit war der Prozess limitiert auf eine Partikelgröße von mindestens 2 μm, also zwei Tausendstel Millimeter, die Ausbeuten betrugen im Maximum um 70 %, in der Industrie war die Mindestgröße 50 ml. Nun ist das Sprühtrocknen von Partikeln mit einer Größe von mindestens 300 Nanometer (nm) möglich, Ausbeuten bis zu 90 % sind die Regel, und die Probenmenge kann auf bis zu 1 ml reduziert werden. Diese neuen Möglichkeiten ergeben sich aufgrund neuer Technologien im Bereich des Sprühens, der Temperaturregelung und der Partikelabscheidung.
Funktionen
Die Funktionsgrundlagen sind im Prinzip die gleichen wie bei der gängigen Sprühtrocknung. Es werden hier aber neue Technologien eingesetzt.
Bei der technischen Trocknung ist der Ablauf abhängig vom Material wie folgt: Die Heizung erzeugt einen kontinuierlichen Fluss des Gases bzw. des Lösungsmittels. Der Sprühkopf verteilt die Tropfen in einer Trocknungskammer. Die Tropfen trocknen und werden zu Partikeln. Die trockenen Partikel werden im elektrostatischen Abscheider vom Gas getrennt. Das Trocknungsgas wird durch einen Filter geleitet und verlässt es in die Umgebung oder eine zweite Kammer. Die Eingangstemperatur des Trocknungsgases wird von einem Temperaturregler gesteuert.
Aufgrund der kleinen Mindestmengen ist im Prinzip das Trocknen auch an der Umgebungsluft möglich, wodurch sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten ergeben.
Einsatzbereiche
Pharmabereich und Medizin
Diese neue Technik wird sehr häufig im Bereich der Medizin eingesetzt. Die kleinen Probenmengen und die sehr hohen Ausbeuten machen es ideal für den Einsatz bei der Sprühtrocknung von sehr teuren Materialien. Die nachfolgende Liste zeigt einige Beispiele von Anwendungen:
- Desinfizieren und Schließen kleiner Wunden
- Inhalierbare Medikamente für Trockenpulverinhalatoren (DPI‘s)
- Nano- und Mikroverkapselung von Liposomen
- Stabilisierung von Hitzeempfindlichen Impfstoffen, Insulin, Wachstumshormonen
- Verkapselung von Medikamenten aus Nanopartikeln für hohe Bioverfügbarkeit
- Nanokapseln von biologischabaubaren Polymeren (Lactid, Glykoside)
- Poröse Medikamente Carrier für Nanopartikelsuspensionen
- Arzneistoffträger für die Studien von kontrollierter Wirkstofffreigabe: Trehalose, Mannitol, Laktose, HPMC, PVA, Chitosan, Dextrin, PLGA, Stärke, Gelatine
Materialwissenschaften
Diese neue Technik eröffnet neue Möglichkeiten im Bereich der Materialwissenschaften, speziell im Bereich Nanotechnologie. Da es nun möglich ist, sehr feine Partikel durch Sprühtrockung zu produzieren. Die folgende Liste zeigt einige Beispiele aus dem Bereich der Materialwissenschaften:
- Feine Metallpartikel für neue Katalysatoren
- Feine magnetische Pulver
- Kohlenstoffnanoröhren als Aditieve
- Hochleistungs-Keramik mit neuen Strukturen und hohen spezifischen Oberflächen
- Titanoxid Partikel
- Agglomerate aus Nanosuspensionen
- Siliciumoxid-Nanopartikelagglomerate
- Feinste Pigmente für Farben und Beschichtungen
Lebensmittelindustrie
Auch im Bereich der Lebensmittelwissenschaften bietet diese Technik neue Möglichkeiten. Vor allem im boomenden Markt des Functional Food. Die nachfolgende Liste zeigt einige Beispiele aus dem Bereich der Lebensmittelindustrie:
- Nano Lebensmittel – Funktionelle Zusatzstoffe
- Verkapselung von Frucht Aromas, Düften, oder Parfüms
- Sprühtrocknung von feinen Aromapulvern für Tiernahrung
- Verkapselung von Fischöl zur Duftstoffmaskierung
- Vitamine, Lebensmitteladitieve etc.
Sprühkopf
Eine der drei neuen Technologien, welche das Nano-Sprühtrocknen möglich machen, ist der Aufbau des Sprühkopf. Ein Piezosystem bringt eine mit präzisen, sehr feinen Löchern versehene Metallmembran zum Vibrieren. Die Vibration produziert feinste Tröpfchen mit einer sehr engen Größenverteilung.
Heizung
Der Gasfluss in diesem System ist laminar und nicht turbulent wie bei gängigen Sprühtrocknern. Der laminare Fluss entsteht dadurch, dass die Trocknungsluft z.B. durch einen porösen Metallschaum gedrückt wird.
Elektrostatische Partikelabscheider
Um die sehr feinen Partikel abzuscheiden, wird im Bereich der Nanosprühtrockung die Wirkung der Elektrostatik angewandt.
Um das elektrische Feld aufzubauen, wird eine Hochspannung von bis 16 kV am runden Abscheiderrohr angelegt.
Die Partikel bleiben an der inneren Wand des Abscheiderrohrs haften. Diese Abscheidemethode funktioniert sehr gut für alle Arten von Materialien.
Die Effizienz des elektrostatischen Partikelabscheiders ist sehr hoch: 99% aller Partikel, die in den Abscheider eintreten, werden auch abgeschieden.
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