Fällungskristallisation

  • Forschungsthema:Aufbau und Inbetriebnahme einer Kompartmentanlage für die experimentelle Simulation technischer Fällapparate
  • Typ:Masterarbeit
  • Datum:abgeschlossen (04/2016)
  • Betreuung:Metzger
  • Bearbeitung:Tobias Nachtrab
  • Für die Produktformulierung partikulärer kristalliner Produkte stellt die Fällung eine wichtige verfahrenstechnische Grundoperation dar. Durch das Erzeugen hoher Übersättigungen, im Vergleich zu herkömmlichen Kristallisationsvorgängen durch intensives Vermischen zweier ionischer Edukt-Lösungen kommt es zum Ausfall eines schwerlöslichen Produktes. Dadurch ist es möglich enge Produkt-Partikelverteilungen im Bereich einiger Nanometer bis wenige Mikrometer zu erzeugen und somit entsprechende Anforderung beispielsweise in der Medizintechnik, Pharmazeutik oder auch beispielsweise in der Lackindustrie bedienen zu können. Im industriellen Maßstab wird für diese Anwendungen zumeist der Einsatz von Rührkesseln bevorzugt. Durch die in der Regel sehr schnellen Abläufe der Primärprozesse Keimbildung und Wachstum (<1s) und dem damit verbundenen Abbau der Übersättigung handelt es sich dabei in großvolumigen, technischen Fällapparaten (~m3-Maßstab) meist um lokal begrenzte Vorgänge. Daher erscheint die Abstraktion eines solchen Fällprozesses (Semi-Batch oder Kontinuierlich) durch ein Ersatzschaltbild bestehend aus einer Kombination kleinerer vernetzter Kompartments sinnvoll.

    Im Rahme einer Masterarbeit sollen eine entsprechende Kompartment-Laboranlage geplant, aufgebaut und in Betrieb genommen werden. Zusätzlich soll experimentell die Partikelbildung bei prozessrelevanten moderaten Übersättigungen untersucht und ein grundlegendes Verständnis der Kopplung von laminarer Vermischung und der Partikelbildung entwickelt werden. Über diese Ergebnisse soll eine entsprechende Modellbildung vorgenommen werden, was in vorhandene Simulationstools implementiert werden kann.