Formulierung von dispersen Systemen durch (Schmelz-)Emulgierung: Prozessgestaltung, In-situ-Diagnostik und Regelung

• Antragsteller: Professor Dr. Knut Graichen; Dr.-Ing. Franz Huber; Privatdozent Dr. Jochen Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504809428

Ziel dieses Projekts ist die Weiterentwicklung eines (Schmelz-)Emulgierverfahrens zur gezielten Herstellung von Solid-Lipid-Nanopartikeln und Kern-Schale-Partikeln im submikronen Bereich in Kombination mit online/in situ Diagnostik und Regelungstechnik. In der ersten Projektphase wurden ein neuartiges in situ Messsystem, namentlich die breitbandige elastische Lichtstreuung (BELS), und eine modellprädiktive Regelung entwickelt und in der Schmelzemulgieranlage zur Einstellung einer gewünschten Partikelgrößenverteilung angewendet. Das Hauptziel in dieser zweiten Projektphase ist die Ausweitung des Schmelzemulgieransatzes auf eine Prozesskette zur Herstellung von Kern-Schale-Partikeln mit definierter Kerngröße und Schalendicke, die z.B. für die Freisetzungskinetik von Medikamenten in pharmazeutischen Formulierungen relevant sind. Schwerpunkte sind die Optimierung der effizienten Formulierung von Kern-Schale-Partikelsystemen, die Weiterentwicklung der BELS-Diagnostik zur Messung der Partikelgrößenverteilung von beschichteten Partikeln und die Entwicklung einer Zwei-Farbstoff-Fluoreszenz-Absorptionstechnik zur Messung der Beschichtungseffizienz. Für die Kern-Schale-Partikelherstellung werden geeignete hybride physikalisch/datenbasierte Modelle und eine prädiktive Regelungsstrategie unter Berücksichtigung der Modell- und Prozessunsicherheiten entwickelt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2364: Autonome Prozesse in der Partikeltechnik - Erforschung und Erprobung von Konzepten zur modellbasierten Führung partikeltechnischer Prozesse