GEA hat das neue Homogenisierungsventil GEA NiSoX entwickelt, das Partikel in gewünschter Größe besonders gleichmäßig verteilt. Davon profitieren vor allem Kunden aus der Pharma- und Kosmetikindustrie, die für ihre Produkte auf feinste Nano- und Mikroemulsionen angewiesen sind.

Die neue NiSoX-Ventilgeometrie optimiert die Energieverteilung während des Homogenisierens und reduziert dadurch die Partikelgröße; der Homogenisierungseffekt wird deutlich verbessert. Zur ACHEMA 2018 feiert GEA die Premiere des NiSoX-Ventils (Halle 4.0, Stand F46). 

Novum: Flexibilität beim Homogenisierungsprozess

„Wir setzen mit dem NiSoX-Ventil einen neuen Standard in der Hochdruckhomogenisierung von Nano- und Mikroemulsionen“, sagt Kai Becker, Head of Product Group Management Homogenization bei GEA, zur Produkteinführung. „Im Vergleich zu anderen Hocheffizienztechnologien können unsere Kunden erstmals flexibel auf sich verändernde Prozessbedingungen und Produktanforderungen durch beispielsweise neue Rohmaterialspezifikationen reagieren, in dem sie die Homogenisierungseffekte direkt am Ventil justieren. Das war bisher nach den Regeln der festen Geometrie schlicht nicht möglich.“ Laborversuche bestätigen, dass das NiSoX-Ventilmodell Partikel gleichförmiger, kleiner und konstanter in hoher Qualität homogenisiert. Der Polydispersitätsindex, also die Standardabweichung, ist niedriger ist als bei konventionellen Ventilen, insbesondere für Anwendungen im Hochdruckbereich von 700 bis 1.500 Bar.

Die Kunst des Querdenkens

Die neue GEA NiSoX-Ventilgeometrie optimiert die Energieverteilung während des Homogenisierens und reduziert dadurch die Partikelgröße; der Homogenisierungseffekt wird deutlich verbessert. Foto: GEA

„Flüssigkeiten aufeinanderprallen zu lassen, ist keine neue Idee“, sagt Becker zum Innovationsprozess. „Aber wir haben bei der Entwicklung gewohnte Denkpfade gemieden und uns auf den Spielinstinkt im Ingenieur verlassen. Wir haben ein normales Ventil einfach umgedreht und lassen die Teilchen wie bei einem Elektronenbeschleuniger gegeneinander arbeiten.“ 

Das NiSoX-Ventil besteht aus zwei aktiven Komponenten: einem Deflektor und dem CCMS (Cavitation Cloud Modulating System), das die Partikel im Radialbeschleuniger gegeneinander schleudert und zerkleinert. Im Gegensatz zum Standardprozess presst GEA nun die zu emulgierenden Stoffe nicht in einen Ringspalt, sondern aus ihm heraus. Dadurch werden die Partikel viel weiter ausgedehnt, verdünnt und ihre Kohäsionskräfte verringert. Die Stoffe kollidieren anschließend radial in einer Kammer. Die implodierenden Gasbläschen in der justierbaren Kavitationswolke können die Partikel deshalb leichter mikronisieren. 

Konstant bessere Produktqualität

GEA gelingt es auf diese Weise, die homogenisierten Partikel zu verfeinern und diese gleichmäßiger im Produkt zu verteilen. Dadurch werden die physikalischen und visuellen Eigenschaften wie Viskosität, Transparenz und Glanz verbessert, wie es bei der Verarbeitung von pharmazeutischen und kosmetischen Nanoemulsionen gewünscht ist. Rezepturen sind nun exakter reproduzierbar. Die Hersteller brauchen weniger Batch-Zirkulationen für das gewünschte Ergebnis.

Hohe Standzeiten, größere Wartungsintervalle

„Jedes einzelne technische Detail im NiSoX folgt dem GEA Prinzip, den Kundennutzen zu verbessern. Für Über-Engineering ist hier kein Platz, denn das geht zulasten der Nachhaltigkeit“, ergänzt Becker. „Unser Ziel war, die Wartungsintervalle wesentlich zu verlängern. Damit machen wir den Produktionsprozess effizienter und kostengünstiger.“ Die Langzeittests laufen noch, versprechen aber bereits ein Vielfaches der Standzeiten für Verschleißteile. Die hohe Effizienz und die hydrodynamischen Eigenschaften des NiSoX führen außerdem zu einem deutlich geringerem Temperatureintrag in das Produkt, was die Stabilität und Ausbeute steigert. Das widerstandsfähige Ventil ist einfach zu warten und ermöglicht eine effiziente Reinigung bzw. Sterilisation. 

Das NiSoX-Ventil ist für Hochdruckanwendungen erhältlich, deckt zum Beispiel mit Keramikversionen die gesamte Palette der GEA Homogenisatoren ab und erfüllt die Anforderungen vom Laborgerät bis zum industriellen Maßstab. 

„Making Science Work“ GEA auf der ACHEMA: Halle 4.0, Stand F46

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