Ausgezeichnet! Vortragsreihe "FEI-Highlights" mit dem Friedrich-Meuser-Forschungspreisträger 2025 – Dr. Miguel Ángel Ballesteros Martínez – zum Thema "Fluidmechanik in Sprühdüsen" am 7. Mai 2026 um 16:00 Uhr

Die Sprühtrocknung ist eine zentrale Technologie zur Herstellung lagerstabiler Lebensmittelpulver. Die Arbeit von Dr. Miguel Ángel Ballesteros Martínez untersucht zwei Arten von Zerstäubungsdüsen mit unterschiedlichen Zielsetzungen: die Air-Core-Liquid-Ring (ACLR)-Düse zur Effizienzsteigerung und Prozessintensivierung sowie die Hohlkegel-Druckdüse zur gezielten Produktgestaltung von emulsionsbasierten Pulvern.

Seine Arbeit wurde über das IGF-Vorhaben IGF 21539 N "Einfluss von Prozessführung und Matrixmaterial auf die Öltropfengröße im Zerstäubungsschritt eines Sprühtrocknungsprozesses zur Erzeugung von pulverförmigen Formulierungen mit mikroverkapselten lipophilen Komponenten" gefördert und am 12. September 2025 mit dem Friedrich-Meuser-Forschungspreis des FEI ausgezeichnet. Dr. Miguel Ángel Ballesteros Martínez stellt in seinem Web-Vortrag das Projekt sowie die erzielten Ergebnisse vor.

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Web-Vortrag am 07. Mai 2026 um 16:00 Uhr

"Fluidmechanik in Sprühdüsen"
(IGF 21539 N)

Dr. Miguel Ángel Ballesteros Martínez
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik Teilinstitut I: Lebensmittelverfahrenstechnik




Zum Hintergrund
Die Sprühtrocknung ist ein weitverbreitetes Verfahren für die Erzeugung pulverförmiger Formulierungen von mikroverkapselten lipophilen Substanzen. Im pulverförmigen Produkt wird angestrebt, die Öltropfen vollständig von einer Polymermatrix zu umschließen, um unerwünschte Einflüsse, wie z. B. die Oxidation durch Luftsauerstoff, zu verhindern. So werden in der Lebensmittelindustrie Aroma- und Farbstoffe, ebenso wie oxidationsempfindliche Lipide (z. B. Omega-3-Fettsäuren) verarbeitet. Ziel des Forschungsvorhabens war die Aufklärung des prozessabhängigen unerwünschten Öl- und Sprühtropfenaufbruchs während der Druckzerstäubung von Emulsionen im Sprühtrocknungsprozess mittels experimenteller Versuche und Computersimulationen. Hierbei sollten unter Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften verschiedener Matrixpolymere Grundlagen für die verständnisbasierte Auswahl von Zerstäubergeometrien und die Einstellung von Prozessfenstern erarbeitet werden.

Die erzielten Ergebnisse zeigen deutlich, dass der Transfer der Ergebnisse vom Versuchsstand zum industriellen Prozess gelungen ist. Dabei konnten Erkenntnisse, die im Pilotmaßstab gewonnen wurden, genutzt werden, um sie auf einen Prozess im kleinen industriellen Maßstab zu übertragen. Dabei konnte nicht nur die Hürde der unterschiedlichen Prozessmaßstäbe überwunden werden, sondern auch der Transfer von einem Modellprodukt zu einem realen Produkt. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die etablierten Prozess-Strukturfunktionen auch auf industrielle Prozesse übertragen werden können, was sich in Fits mit ähnlichen Bestimmungskoeffizienten wie im Pilotmaßstab gezeigt hat. Dabei konnte das scherratenbasierte Modell erfolgreich genutzt werden, um den Öltropfenaufbruch in Abhängigkeit vom Zerstäubungsdruck im ersten Schritt bei höheren Volumenströmen, und in den nächsten Schritten bei höheren Viskositäten, komplexeren Systemen und höheren Dispersphasenanteilen zu beschreiben.

An diesem bereits abgeschlossenen Forschungsvorhaben der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) war ein Forschungsteam des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt.

Weitere Informationen:

Friedrich-Meuser-Forschungspreis

Friedrich-Meuser-Forschungspreis 2025 – Preisträger: Dr. Miguel Ángel Ballesteros Martínez

FEI-Pressemitteilung vom 12. September 2025



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