Optisches Monitoring von Tröpfchengrößen in Pickering Emulsionen mittels In-situ Messtechnik (OMTIP) (Forschungsassistenzen V)

Viele bedeutende Produkte der chemischen und biotechnologischen Industrie lassen sich heute nur ineffizient herstellen, da diese Produkte und/oder ihre Ausgangsstoffe kaum wasserlöslich, die verwendeten (bio)chemischen Katalysatoren jedoch auf Wasser angewiesen sind. Ein Ausweg ist die intensive Vermischung von wässriger und nichtwässriger Phase in Form von Emulsionen. Für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen ist eine Stabilisierung dieser Emulsionen notwendig, z.B. mit Nanopartikeln, die sich an der Phasengrenzfläche anlagern.

Diese sogenannte Pickering Emulsionen (PE) werden bislang aber kaum im Zusammenhang von Reaktionsprozessen untersucht. So ist z.B. nicht bekannt, inwieweit sich die Größe der Tröpfchen im Laufe des fortschreitenden Prozesses und bei sich währenddessen verändernder Zusammensetzung des Gemischs ändert. Diese Information ist jedoch essentiell für die effiziente Durchführung der Reaktion und auch die nachfolgende Abtrennung und Aufreinigung. Dabei ist es am sinnvollsten die Daten direkt im Prozess (in-situ) zu gewinnen, um sicher zu stellen, dass keine Verfälschung der Größe durch Probenentnahme entstand.

Ziel des Forschungsprojektes war die Weiterentwicklung einer fotooptischen Messtechnik des Kooperationspartners zur Visualisierung und Überwachung dieser besonderen Form durch Nanopartikel stabilisierter Emulsionen. Zunächst sollte die Messtechnik für Anwendungen in PE optimiert werden. Die Messtechnik wird bei Variation bestimmter Prozessgrößen neue Erkenntnisse über den zeitlichen Verlauf der Tröpfchengrößen bringen. Ein genaues Verständnis der auftretenden Tropfenzerfallsvorgänge ist für eine erfolgreiche Modellierung und damit einhergehende Optimierung eines solchen Prozesses notwendig. Die neuen Erkenntnisse mittels Bildanalyse werden als sehr wertvoll für das tiefere Verständnis von PE eingeschätzt. Mit Hilfe neuer Methoden aus dem Bereich der automatischen Bildanalyse zur Charakterisierung dieser komplexen Stoffsysteme können gewonnene Daten wesentlich schneller und präziser analysiert werden.

Das Forschungsvorhaben war Bestandteil des Qualifizierungsprojektes "Forschungsassistenzen V an der HTW Berlin" (FA V) und dank einer Förderung durch die Berliner Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Forschung aus dem Europäischen Sozialfonds (ESF) möglich. Weitere Informationen unter:
www.berlin.de/esf
www.htw-berlin.de/forschung/transfer-mit-unternehmen/

Projektlaufzeit

1.6.2013 - 31.5.2015

Projektleitung

Projektmitarbeiter/innen

  • Jared Cocke

Kooperationspartner

  • SOPAT GmbH, c/o Technische Universität Berlin, Fachgebiet Verfahrenstechnik, Berlin, www.sopatec.com

Mittelgeber

Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Forschung Berlin

Förderprogramme

Europäischer Sozialfonds (ESF)