Institut SPE - News

Honors for Editorial Excellence by Advanced Powder Technology

The head of our institute, Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Stefan Heinrich, was honored by the editorial board of "Advanced Powder Technology" for his contributions to quality and development of the journal. 

"Advanced Powder Technology" aims to integrate all aspects of science and technology research on powder and particulate materials. Prof. Stefan Heinrich serves the journal in the capacity of executive editor.

Novel Concept for Structural Colors Developed

A cooperation of our institute with researchers of the Institute for Optical and Electronic Materials, ITMO University of Saint Petersburg and the Helmholtz-Zentrum Geesthacht developed a concept for nontoxic, nonbleaching and temperature-resistent pigments. So called photonic glasses feature a disordered arrangement of particles. The researchers were able to precisely tailor the spectral features by combining well-chosen particle geometries with short range ordering.

The work was featured in the renowned journal Nature Scientific Reports:

Shang, G., Maiwald, L., Renner, H., Jalas, D., Dosta, M., Heinrich, S., Petrov, A., Eich, M.:
Photonic glass for high contrast structural color
Scientific Reports, (2018), accepted, DOI: 10.1038/s41598-018-26119-8

Vorlesung „Feststoffverfahrenstechnik in der chemischen Industrie“

Prof. Dr.-Ing. Kleine Jäger, Leiter der Feststoffverfahrenstechnik der BASF, wird am 26.06.2018 und 27.06.2018 die Vorlesung

Feststoffverfahrenstechnik in der chemischen Industrie

halten. Die genauen Uhrzeiten und der Veranstaltungsort werden noch bekannt gegeben. Interessierte Studierende sollen sich bitte über StudIP in die Veranstaltung eintragen.

Visit and lecture by Prof. Stefan Pirker of JKU Linz on April 3rd

Prof. Dr. Stefan Pirker, Head of the Department of Particulate Flow Modelling from the Johannes Kepler-Universität Linz (JKU) will visit our institute on April 3 & 4 2018. 

His research interests are numerical modelling of particulate flows with special emphasis on multi-scale model synthesis. This involves (i) embedded co-simulations and sub-grid models, (ii) hybrid Eulerian and Lagrangian simulations as well as (iii) recurrence models for efficient time extrapolation of full CFD simulations. The outcome of his research group has been disseminated by open-source codes (CFDEMcoupling, LIGGGHTS) and by to date more than 150 publications in scientific journals and refereed conference proceedings.

He will give a lecture titled "Can we bridge between recurrence CFD (rCFD) and process control?" on April 3rd 14:00 in Room H0.09

Abstract

Recurrence CFD (rCFD) aims at an efficient representation of long-term processes (e.g. heating, chemical conversion) which slowly evolve on highly-dynamic pseudo-periodic flow fields. In such cases classical CFD simulations fail due to excess computational cost associated with the resolution of the governing flow fields.

In the framework of rCFD, short-term full CFD simulation deliver recurrence databases of the governing flow at different operating conditions. Based on statistical reasoning, rCFD then exploits these databases in order to either develop (i) generic flow fields or (ii) generic transport fields, which subsequently serve as basis for the long-term process under consideration. We further present an interpolation methodology for the representation of unsteadily varying operating conditions (i.e. between existing recurrence databases).

In applying rCFD to a set of single-phase and multiphase flows, we experienced a computational speed-up of two (flow based rCFD) to four (transport based rCFD) orders of magnitude. In many cases this dramatic speed-up allows for faster-than- realtime simulations, although we didn’t reduce the resolution of the original full CFD simulation.

Finally, we explore the possibility of incorporating such real-time rCFD simulations into process monitoring and control.

Visit and Lecture by Prof. Ramachandran of Rutgers

Ass.-Prof. Rohit Ramachandran of Rutgers State University of New Jersey will be visiting our institute from 19-29.03.2018. He will hold a guest lecture titled:

Model development, validation, sensing and control of continuous drug product manufacturing processes

on Thursday, 27.03.2018 at 14:00 in room O0.07 (building O).

Abstract

This seminar will focus the use of advanced mathematical models (e.g. PBM, DEM) in combination with state of the art cyberinfrastructure to quantify and validate the dynamics of continuous drug product manufacturing processes such as wet granulation and milling. The seminar will also focus on the development of novel PAT and control methodologies to optimize such processes. 

Doctoral Student wins "Best Poster Award"

We congratulate our dear colleague Jana Kammerhofer for winning the "Best Poster Award" at the ProcessNet Fachgruppentreffen "Agglomeration und Schüttguttechnik" 2018

The literally award-winning poster presents her latest research into the wetting behavior of food powders. 

Partikeltechnologie? Popcorn!

MINT mit Spaß vermittelt und somit früh das Interesse an Technik und Naturwissenschaften wecken und fördern - das ist seit jeher das Ziel der Kinderforscher an der Technischen Universität Hamburg (TUHH). Nach dem großen Jubiläum im vergangenen Jahr geht in diesen Tagen der elfte Kurs "Experimentieren und Forscher“ zu Ende. Aus diesem Anlass laden die Kinderforscher zur bunten öffentlichen Abschlussfeier am 17. Januar mit Präsentationen aus dem Nachwuchsprogramm sowie spannenden Show- und Mitmachexperimenten.

Kaum eine Berufsgruppe ist hierzulande so gefragt wie Ingenieure, Informatiker, Naturwissenschaftler & Co. „In diesem praxisorientierten Projekt wecken Experimente in den Schulen zunächst die Neugier, bevor die Kinder hautnah miterleben, wie an der TUHH an den gleichen Themen geforscht wird", erklärt Gesine Liese, Leiterin des Projekts Kinderforscher an der TUHH, das Konzept von "Experimentieren und Forscher“.

So lernten etwa Dritt- und Viertklässler der Schule „In der Alten Forst“ kürzlich, was Popcorn mit Partikeltechnologie zu tun hat. Dabei staunten sie nicht schlecht, als sie eine von TUHH-Studenten gebaute Maschine in Aktion sahen, die veranschaulichte, was heiße Luft mit Maiskörner macht. Nun wissen die Nachwuchsforscher: Durch heiße Luftströmung verdampft das im getrockneten Maiskorn enthaltene Wasser, das sich hierbei ausdehnt und aufplatzt. Dadurch werden die Maiskornpartikel deutlich größer und haben gleichzeitig eine geringere Dichte als die verschlossenen Körner.

Insgesamt haben am aktuellen Kurs rund 150 Dritt- und Viertklässler aus drei Bundesländern teilgenommen. Ermöglicht wird dies durch die Unterstützung der Beratungsstelle Besondere Begabungen am Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung Hamburg sowie der Firma MERCK.

Was? Abschlussfeier des elften Kurses "Experimentieren und Forscher“ der Kinderforscher an der TUHH

Wann? Mittwoch, 17. Januar 2018. 17 bis 18 Uhr: Mitmachversuche vor dem Audimax I, 18 bis 19 Uhr: Abschlusspräsentation im Audimax I

Wo? Technische Universität Hamburg (TUHH), Am Schwarzenberg-Campus 5, 21073 Hamburg, Gebäude H, Audimax I

Prof. Heinrich Chairman of European Working Party on Agglomeration

Professor Stefan Heinrich, head of the Institute of Solids Process Engineering and Particle Technology at TUHH, was elected chairman of the „European Working Party on Agglomeration“. This is one of 20 working parties in different fields of the European Federation of Chemical Engineering (EFCE).

More info (in German).

TUHH-Doktorand mit Best Poster-Award ausgezeichnet

Im Rahmen des World Congress of Chemical Engineering WCCE10, der Welttagung der Verfahrenstechnik, ist der Doktorand Eugen Diez der Technischen Universität Hamburg (TUHH) mit dem Best Post Award geehrt worden. Mit seinem Beitrag „Spray granulation in a multi-staged continuous fluidized bed: Influencing the product properties and particle transport in a horizontal fluidized bed“ wurde seine Arbeit aus insgesamt 62 Poster-Beiträgen ausgewählt. Das ausgezeichnete Projekt wird am TUHH-Institut für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie von Prof. Heinrich betreut. 

Wie wird Waschpulver so fein körnig? Wie können Arzneimittel den Wirkstoff noch gezielter freisetzen? Warum funktioniert die Babywindel so gut? Warum verklebt Lebensmittelpulver nicht? Wie kann man den Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln drastisch reduzieren? Im Projekt wird der Fragestellung nachgegangen wie hochwertige, frei fließende und staubarme körnige Feststoffe mit verbesserten Gebrauchseigenschaften energie- und umweltschonend hergestellt werden können, die im täglichen Leben oder in zahlreichen Industrien Anwendung finden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein skalenübergreifender Ansatz verfolgt, der experimentelle Untersuchungen mit unterschiedlichen Modellierungsansätzen und einer systemdynamischen Analyse einer kontinuierlichen Wirbelschicht-Sprühgranulation kombiniert.

Die prämierte Arbeit entstand innerhalb des DFG-Schwerpunktprogrammes 1679 im Rahmen gemeinsamer Forschungen mit dem Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik (Prof. Tsotsas) sowie dem Lehrstuhl für Automatisierungstechnik / Modellbildung (Prof. Kienle) der Universität Magdeburg.

Der World Congress of Chemical Engineering WCCE10 fand vom 1. bis 5. Oktober 2017 gemeinsam mit dem 11th European Congress of Chemical Engineering und dem 4th European Congress of Applied Biotechnology in Barcelona mit 3400 Teilnehmerinnen und Teilnehmern statt. Der Best Poster Award wurde auf der Untertagung PARMAT “Processing, Handling and Characterization of Particulate Materials“ vergeben. (www.wcce10.org)

2 Poster prices for researchers of SPE at the 8th International Granulation Workshop in Sheffield

At this years' 8th International Granulation Workshop in Sheffield, UK, from 28th - 30th of June, two researchers from our Institute received poster awards. From over 120 posters Eduard Eichner was awarded with 1st Best Poster Award for Innovative Application of the Chemical Sciences to Granulation Technology for his poster about Fabrication of copper-polymer composites using the spouted bed granulation process. Monika Goslinska received 3rd Best Poster Award for Most Innovative Research for her contribution: Usage of spouted bed technology to coat aerogel particles.

The International Granulation Workshop, which takes place every two years, is the largest conference in the field of granulation, agglomeration, coating and encapsulation of particulates in the pharmaceutical, chemical, ceramics, biotechnology and food industries.

We congratulate Eduard and Monika for their achievements.

Researcher Swantje Pietsch from TUHH/SPE receives award

At this years' 2nd Nordic Baltic Drying Conference from 7-9 of June, Swantje Pietsch, a researcher from our institute, received the award:

Outstanding contributions to drying by young scientists

for her presentation and work on:

CFD-DEM Simulation of Particle Coating in a Three-Dimensional Prismatic Spouted Bed

We congratulate her for her achievements in this field.

Prof. Stefan Heinrich appointed coordinator for International Conference on Processing, Handling and Characterization of Particulate Materials (PARMAT 2017)

A new conference on particulate materials (PARMAT2017) is organized by eight Working Parties of the European Federation of Chemical Engineering (EFCE) in the frame of the WCCE10-ECCE11-ECAB4, which will be held from 1st to 5th October 2017. This initiative started in ECCE10 aiming to be a meeting point for academia and industry to share the latest scientific progresses and technological advances in fields were particulate materials are involved. More specifically, PARMAT2017 is devoted to all the aspects related to the chemical and mechanical processing, handling and characterization of particulate materials in industry, including hazards and risks that are usually presented during these operations. This International Conference will provide a unique opportunity to integrate academic/scientific research and industry issues and requirements from researchers and industrialists around the world.

Britta Buck (SPE) erhält Preis für besten Vortrag auf ProcessNet Jahrestreffen "Agglomerations- und Schüttguttechnik"

Frau Britta Buck, Doktorandin des Instituts für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie (Leiter: Prof. Heinrich), hat auf dem Jahrestreffen der ProcessNet Fachgruppe "Agglomerations- und Schüttguttechnik“, das vom 13.02.-14.02. in Bruchsal stattfand, mit dem Beitrag „Comparison of experimental and numerical investigation of wet particle-wall collisions“ den Preis für den besten Vortrag erhalten. Die Auszeichnung fand auch Anklang in der Presse

Wir gratulieren!

ProcessNet ist die deutsche Plattform für Verfahrenstechnik Chemieingenieurwesen und Technische Chemie. Hier treffen sich über 5.000 Mitglieder aus Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung, um Erfahrungen auszutauschen, aktuelle Fragestellungen zu diskutieren und neue wissenschaftliche Trends zu identifizieren. (siehe)

Die Fachgruppe "Agglomerations- und Schüttguttechnik“ hat sich die Erforschung sowohl der physikalisch-chemischen Grundlagen der Agglomerationstechnik, der Produktgestaltung und -formulierung, des Lagerns, Förderns und Dosierens von dispersen Feststoffen (Schüttgüter, feine Pulver) als auch deren praktische Anwendungen in den Anlagen der stoffwandelnden Industrie zum Ziel gesetzt.

12th International Conference on Fluidized Bed Technology CFB-12

The director of the SPE institute Prof. Heinrich is member of the international advisory board of the CFB-12 conference to be held 23-26 May 2017

http://www.cfb12.org/committees/

Researchers from his institute will hold a total of 6 oral presentations.

Prof. Heinrich appointed new Chairman of the next PARTEC conference in Nuremberg

At his years conference PARTEC 2016 Prof. Stefan Heinrich was elected as new Chairman to organize next PARTEC conference in Nuremberg. See for more information.

Hochkarätige Wissensplattform: Stefan Heinrich zum Chairman der PARTEC 2019 ernannt

Alle drei Jahre betreten die kleinsten Partikel die große Bühne: Bis zum 21. April ludt die PARTEC 2016 zum internationalen Kongress für Partikeltechnologie ins Kongresszentrum der NürnbergMesse. Mit dem aktuellen Forum erfolgreich in vollem Gange haben die Veranstalter Stefan Heinrich, Leiter des Instituts für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie der Technischen Universität Hamburg (TUHH), zum Chairman für die folgende PARTEC 2019 ernannt.

Prof. Dr.-Ing. habil. Stefan Heinrich studierte Verfahrenstechnik/Thermischer Maschinenbau an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Seit 2008 ist er Professor und Leiter des Instituts für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie der TUHH. Heinrich ist unter anderem Vorsitzender der ProcessNet-Fachgruppe „Agglomerations- und Schüttguttechnik“ sowie deutscher akademischer Delegierter in der Arbeitsgruppe „Mechanics of Particulate Solids“ der Europäischen Föderation für Chemie-Ingenieur-Wesen (EFCE).

Parallel zu dieser hochkarätigen Wissensplattform PARTEC öffnete auf dem angrenzenden Messegelände auch die POWTECH ihre Türen. Unter den 900 Ausstellern der Leitmesse für mechanische Verfahrenstechnik war auch die TUHH mit einem Stand des Instituts für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie vertreten, der seit Messebeginn auf großes Interesse gestoßen ist.


Über PARTEC
PARTEC versteht sich als internationales Forum für die Forschung und Entwicklung in der Partikeltechnologie. Alle drei Jahre bringt der englischsprachige Kongress Wissenschaftler und Ingenieure aus der ganzen Welt zusammen. Diskutiert werden Prozesse der Partikelbildung, Messmethoden, Prozesse wie Agglomeration und Beschichtung sowie diverse industrielle Anwendungen für Partikel.
www.partec.info

Über POWTECH
Die POWTECH ist weltweit die Nummer eins für Pulver-, Granulat- und Schüttguttechnologien. Die Messe spiegelt den aktuellen Stand der mechanischen Verfahrenstechnik und Analytik wider. Von der Pharma-, Chemie- und Nahrungsmittelbranche bis zur Glas-, Baustoff- und Papierindustrie suchen neben Projektingenieure und Produktionsleiter auch Schüttgutsachverständige nach Innovationen zum Zerkleinern, Sieben, Mischen, Fördern, Dosieren oder Granulieren.
www.powtech.de

Maksym Dosta ist Juniorprofessor für Mehrskalensimulation von Feststoffsystemen an der TUHH

Sand, Waschmittel, Tabletten: Pulver sind überall. Mehr als die Hälfte aller Produkte in der chemischen oder pharmazeutischen Industrie werden aus Feststoffpulvern hergestellt. Das erfordert komplizierte Prozesse, die beschrieben und optimieren werden wollen. Dabei spielt die Modellierung eine große Rolle, das Forschungsgebiet von Dr.-Ing. Maksym Dosta. Der 32-Jährige ist seit dem 1. Februar 2016 neuer Juniorprofessur für Mehrskalensimulation von Feststoffsystemen am Institut für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie der Technischen Universität Hamburg (TUHH). Die Juniorprofessur am Exzellenzkolleg der TUHH wurde in Kooperation mit der Firma Glatt Ingenieurtechnik GmbH eingerichtet. Sie ist eine der größten Hersteller von Wirbelschichtanlagen zur Behandlung von Partikeln aus den Bereichen Pharma-, Lebens- und Futtermittel sowie Feinchemie.

Die Herausforderung, die sich den Forschern bei der Prozesssimulation stellt: Sie können zwar die Dynamiken beschreiben, die sich zwischen zwei einzelnen Körnern auf der Mikroskala abspielen. Doch von diesen Körnern und Reaktionen gibt es mitunter Billionen, eine Modellierung des ganzheitlichen Prozesses unter Berücksichtigung jedes einzelnen Partikels ist unmöglich. „Man braucht also eine Art Übergang von der Mikromechanik zur makroskopischen Ebene“, beschreibt Maksym Dosta. Bei Mehrskalensimulationen von Feststoffsystemen handelt sich um eben diese Verbindung.

Dr.-Ing. Maksym Dosta kommt ursprünglich aus der Programmierung. Der gebürtige Ukrainer studierte Rechentechnik an der Technischen Universität in Donezk, bevor er 2006 ans Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg ging. 2008 wechselte Dosta an die TUHH, um im Bereich der Feststoffverfahrenstechnik promovierte. Wie es nun zu dem Umschwung kam? „Die Modellierung von Feststoffprozessen ist sehr kompliziert, man muss viel mehr Parameter berücksichtigen, als zum Beispiel bei Fluidprozessen. Das hat meinen Ehrgeiz geweckt“, sagt der frisch berufene Juniorprofessor. Dosta freut sich auf die fachübergreifende Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen der TUHH und will am Exzellenzkolleg eine Forschungsgruppe zu seinem Thema aufbauen.

Die Juniorprofessur ist im Rahmen des Exzellenzkollegs angesiedelt. Das in 2014 gegründete Exzellenzkolleg weist ein neues Forschungs- und Finanzierungskonzept auf. In Kooperation mit der Wirtschaft werden sechs neue Juniorprofessuren eingerichtet. Ziel ist es, gemeinsam nachhaltige Innovationen zu schaffen, die Wissenschaft und Wirtschaft in Hamburg gleichermaßen wettbewerbsfähig halten.

Workshop on DEM contact models and the simulation of multiphase flows

A workshop was organized in Magdeburg on the two topics of "DEM contact models" and "CFD-DEM coupling for multiphase flows" from 16th to 18th of March 2016. The workshop was a collaboration of the two priority programs SPP 1486 "PiKo" and SPP 1679 "Dyn-Sim-FP" of the German Research Foundation DFG. The first part of the workshop was covering the contact mechanics of fine particles via CFD-DEM and inlcuded also practical excericse with an Open-Source Software. The second part was dedicated to particle laden flows generally and numerical methods to resolve them with CFD. With over 70 participants of the priority programs and external speakers, the event was very appreciated. (Foto M.Eng. Nils Lichtenberg)

Frontiers in Particle Science and Technology 2016

Prof. Heinrich will participate in this years conference:

Frontiers in Particle Science and Technology 2016: Mitigation & Application of Particle Attrition

in Houston, Texas, during 11th and 13th of April.

Within an invited talk, Prof. Heinrich will talk about the recent advances in the field of particle technology.

Researchers and students on a company visit to SternMaid

Students from the course Fluidization Technology within the Process Engineering visited together with Researchers from the Institute of Solids Process Engineering the fluidized bed and mixing operations of the company "SternMaid" in Wittenburg/Germany. Accompanied by Prof. Heinrich and shown around by Mr. Vernau from SternMaid, the students experienced the application of large scale fluidized bed in the food industry.

DECHEMA-Preis an Stefan Heinrich von der TUHH

Der DECHEMA-Preis 2015 geht an Professor Dr.-Ing. Stefan Heinrich von der Technischen Universität Hamburg (TUHH). Der DECHEMA-Preis ist mit 20.000 Euro dotiert und wird jährlich von der Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. (DECHEMA) für herausragende Forschungsarbeiten, die die Technische Chemie, die Verfahrenstechnik, die Biotechnologie und das Chemische Apparatewesen betreffen, verliehen. Heinrich wird für seine wegweisenden experimentellen und theoretischen Arbeiten zur Formulierung von Partikeln durch Wirbelschichtgranulation ausgezeichnet. Mit diesen Methoden können Partikel mit bestimmten Eigenschaften gezielt hergestellt werden, die in so unterschiedlichen Branchen wie der Pharma- und Lebensmittelindustrie, in der Biotechnologie, Keramik und bei Batteriematerialien zum Einsatz kommen.

Die Prozesse, die sich in der Wirbelschicht abspielen, sind außerordentlich komplex: Partikel stoßen zusammen, es kommt zur Befeuchtung, Trocknung und Filmbildung, Partikel brechen. Um Partikel mit gezielter Zusammensetzung, Schichtaufbau, Größe und Geometrie herzustellen, ist ein sehr gutes Verständnis dieser Prozesse notwendig. Heinrich beschäftigt sich mit der Analyse ebenso wie mit der Simulation der Vorgänge in der Wirbelschicht und hat neue Verfahren entwickelt, die eine gezielte Vorhersage über die Zusammensetzung und den Aufbau von Partikeln erlauben.

Stefan Heinrich, geboren 1971, studierte Verfahrenstechnik/Thermischer Maschinenbau an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Nach seiner Habilitation übernahm er dort 2002 eine Juniorprofessur. Seit 2008 ist er Professor und Leiter des Instituts für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie der TUHH. Für seine Arbeiten erhielt er zahlreiche Auszeichnungen, darunter 2004 den VDI-Ehrenring, den Ingenieurpreis 2005 des Landes Sachsen-Anhalt für „Innovative Ingenieurleistungen zur Energieanwendung“, den „Otto – SWM Wirtschaftspreis 2005 für die Entwicklung des Softwareprodukts FBSim und den Forschungspreis des Landes Sachsen-Anhalt für Angewandte Forschung 2006.

Der DECHEMA-Preis gilt als wichtigster Preis der Verfahrenstechnik in Deutschland und ist mit einer Goldmedaille und 20.000 Euro dotiert. Die Preisverleihung findet am 1. Juni 2016 in Frankfurt/Main im DECHEMA-Haus statt.

2 Posterpreise für Forscher des SPE beim International Granulation Workshop

Best Poster-Preis für Dipl.-Ing. Anna Porowska.
Best Poster-Preis für Dipl.-Ing. Anna Porowska. Foto: TUHH

Auf der Fachtagung „7th International Granulation Workshop“, in Sheffield, Großbritannien, sind zwei Doktoranden vom Institut für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie der Technischen Universität Hamburg (TUHH) mit dem Best Poster-Award ausgezeichnet worden. Von 120 Postern belegte M.Sc. Eduard Eichner für seine Arbeit “Fabricating of hierarchically assembled ceramic-polymer composites using a spouted bed spray granulation process” den mit 300 Pfund dotierten ersten Platz und Dipl.-Ing. Anna Porowska für ihren Beitrag “Predicting the surface composition of a spray dried particle by modelling component reorganization in a drying drop” den als “Best Application to Industry” den mit 100 Pfund versehenen dritten Platz.

 

Best Poster-Preis für M.Sc. Eduard Eichner.
Best Poster-Preis für M.Sc. Eduard Eichner. Foto: TUHH

Der Beitrag von Eduard Eichner entstand im Rahmen einer Kooperation mit dem TUHH-Institut für Keramische Hochleistungswerkstoffe, unter der Leitung von Professor Gerold Schneider, innerhalb des SFB 986 “Maßgeschneiderte Keramische Hochleistungswerkstoffe”. Sie widmet sich der Möglichkeit, mittels eines neuartigen Beschichtungsverfahrens in einer Strahlschicht hierarchisch strukturierte Keramik-Polymer-Kompositpartikel bzw. Bauteile herzustellen, die aufgrund ihrer speziellen Struktur eine besondere Festigkeit und Bruchzähigkeit besitzen. Diese speziellen Eigenschaften machen sie für technische Anwendungen interessant.

Anna Porowska hat in einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit der Firma Nestlé den komplexen Entstehungs- und Transportprozess der Proteinverkapselung von Partikeln während der Sprühtrocknung analysiert und mit mathematischen Methoden und neuartigen Experimenten zugänglich gemacht. Ihre Ergebnisse werden bereits von Nestlé angewendet und helfen, die Auslegung derartiger Multikomponenten-Prozesse sicherer und besser vorhersagbar zu gestalten.

Der alle 2 Jahre stattfindende “International Granulation Workshop” ist die größte Fachtagung auf dem Gebiet der Granulation, Agglomeration, Beschichtung und Verkapselung von Partikeln und Feststoffen im Bereich der pharmazeutischen, chemischen, keramischen, biotechnologischen und Lebensmittelindustrie.

https://www.sheffield.ac.uk/agglom/2015

Scientists X-ray Chocolate

Study shows ways to reduce unwelcome whitish fat bloom

In order to study the migration of fats, the researchers also placed a few drops of sunflower oil on each of their samples and observed what happened. “First of all, wetting takes place within seconds. The oil penetrates very quickly into even the smallest pores, probably through capillary action,” Reinke describes their observations. Secondly, the liquid fat alters the internal structure of the chocolate. “Over a period of hours, the liquid fat dissolves additional crystalline lipid structures, which makes the entire structure of the chocolate softer. This in turn increases the migration of lipids.”

The dynamics of the development of fat bloom have so far been unknown, so that this study adds to the findings of previous experiments on the crystalline structure as one major factor influencing fat bloom. “For the first time, we have been able to track in detail the dynamic mechanisms that lead to the creation of fat bloom,” explains DESY scientist Dr. Stephan Roth, head of the P03 beamline at PETRA III, at which the experiments were conducted. “The method used is known as small-angle X-ray scattering and is precisely adapted to real-time investigations of this kind, and to observing the structural changes caused by the moving lipids. The joint study has supplied important information as to how we can study structural changes in such ‘everyday’ multi-component systems.”

The observations allow the food industry to develop concrete approaches for reducing fat bloom. “One consequence might, for example, be to reduce the porosity of the chocolate during manufacture, so that the fat migrates more slowly,” explains Reinke. “Another approach is to limit the amount of fat that is present in a liquid form by storing the product in cool, but not too cold, conditions. 18 degrees Celsius is ideal.” Chocolate is very sensitive to fluctuations in temperature. “Just a few degrees make a big difference,” Reinke notes. “At 5 degrees, basically, all cocoa butter is solid; and above about 36 degrees everything is liquid.” On top of this, the type of crystals in the chocolate plays an important role. “Cocoa butter crystallises in six different crystal forms,” explains Reinke. “The amount of fluid also depends on the form of the crystals.” Manufacturers can also limit fat bloom by controlling crystallisation.

“The experiments that have been conducted allow us as manufacturers of quality chocolate to draw conclusions concerning the root causes of lipid migration leading to blooming,” points out Palzer. “These findings, which we obtained in collaboration with the Hamburg University of Technology and the team at DESY using the latest analytical technologies, provide a solid foundation for developing suitable methods for avoiding one of the most important quality defects in the food industry.”

Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY is the leading German accelerator centre and one of the leading in the world. DESY is a member of the Helmholtz Association and receives its funding from the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) (90 per cent) and the German federal states of Hamburg and Brandenburg (10 per cent). At its locations in Hamburg and Zeuthen near Berlin, DESY develops, builds and operates large particle accelerators, and uses them to investigate the structure of matter. DESY’s combination of photon science and particle physics is unique in Europe.

Reference
Tracking structural Changes in Lipid Based Multicomponent Food Materials due to Oil Migration by microfocus Small-Angle X-ray scattering; Svenja K. Reinke, Stephan V. Roth, Gonzalo Santoro, Josélio Vieira, Stefan Heinrich, Stefan Palzer;
"ACS Applied Materials and Interfaces", 2015; DOI: 10.1021/acsami.5b02092

Science Contacts
Svenja Reinke
Technische Universität Hamburg-Harburg
Tel. +49 40 42878 2765
svenja.reinke(at)tuhh.de

Dr. Stephan Roth
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
Tel. +49 40 8998 2934
stephan.roth(at)desy.de

Prof. Dr.-Ing. Stefan Heinrich
Technische Universität Hamburg-Harburg
Tel. +49 40 42 878 3750
stefan.heinrich(at)tuhh.de

Prof. Dr.-Ing. Stefan Palzer
Nestlé
Tel. +41 21 924 4176
Stefan.Palzer(at)nestle.com

Exchange PHD student Valentina Lago's article about her stay at the Institute

Exchange PHD student Valentina Lago from the University of Western Ontario/Canada of the research group of Professor Franco Berruti was writing about her research visit at our institute:
To the article

At our institute she was able to gather expertise in the field of CFD/DEM simulations for her research on Pyrolysis of Kraft Lignin. Besides that she was attending our celebration of the graduation of our PHD student Stefan Schnegas.

(On Photo: left Valentina and the members of the Solids Processing Institute.)

Prof. Heinrich in das Kuratorium der Johannes Möller Stiftung berufen

Prof. Dr.-Ing. habil. Stefan Heinrich, Leiter des Instituts für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie der TUHH, wurde von der Johannes Möller Stiftung für Wissenschaft und Forschung zum 01.01.2015 für zunächst vier Jahre in das Kuratorium der Stiftung berufen.

Die Aufgabe der 1999 gegründeten Möller Stifung besteht in der Förderung von Wissenschaft und Forschung, insbesondere auf dem Gebiet der Ingenieurwissenschaften (http://www.moellerstiftung.de).

Die Stiftung vergibt hierfür jährlich den Johannes-Möller-Preis in Höhe von € 5.000 für eine herausragende Dissertation auf dem Gebiet der Feststoffverfahrenstechnik. Die jährliche Verleihung findet in der Regel im Rahmen des Jahrestreffens der ProcessNet-Fachgruppe „Mehrphasenströmungen“ statt. Das Kuratorium schlägt einen Preisträger aus den eingegangenen Dissertationen vor und erwartet hierfür Hinweise von Universitätsprofessoren und Fachkollegen aus der Industrie auf herausragende Arbeiten.

In der Vergangenheit wurden auch drei Promotionen der TUHH mit dem Möller Preis gewürdigt: Herr Dr. Fries, ehemaliger Mitarbeiter von Prof. Heinrich und Herr Dr. Klutz sowie Herr Dr. Bruhns, ehemalige Doktoranden von Prof. Werther.

Weitere Informationen zum Preis finden Sie unter:

http://www.processnet.org/moeller.html

www.moellerstiftung.de