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Dosiertechnik Mikrokapseln dosieren

Redakteur: Peter Reinhardt

Die Verarbeitung mikroverkapselter Flüssigkeiten stellt Medizintechniker immer wieder vor große Herausforderungen. Das Problem: Die Entnahme aus den Liefergebinden sowie das anschließende Dosieren und Applizieren müssen quasi ohne Scherkraft und Reibung erfolgen, um die mikroskopisch kleinen Kugeln nicht zu zerstören.

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Bild 2 | Endloskolbenprinzip: Die volumetrisch arbeitenden Dosierpumpen fördern viskositäts- und gegendruckunabhängig mit abgeschlossenen Kammern, deren Volumen sich auch während des Dosierprozesses nicht verändert.
Bild 2 | Endloskolbenprinzip: Die volumetrisch arbeitenden Dosierpumpen fördern viskositäts- und gegendruckunabhängig mit abgeschlossenen Kammern, deren Volumen sich auch während des Dosierprozesses nicht verändert.
(Bild: Viscotec)

In der Medizintechnik und in der Pharmazie werden Mikrokapseln schon lange eingesetzt, um Wirkstoffe beziehungsweise deren Umgebung zu schützen. Dafür enthalten Mikrokapseln in der Regel einen Wirkstoff im Inneren, der von einer schützenden Hülle umgeben ist. Der Wirkstoff kann sowohl fest, flüssig als auch gasförmig sein. Die Hüllen oder Wandmaterialien sind in der Regel aus polymeren oder anorganischen Materialien und gestatten, über die richtige Auswahl die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Mikrokapseln ganz gezielt zu steuern.

Weitere Aufgaben von Mikrokapseln sind, bestimmte Wirkstoffe an ganz bestimmten Wirkungsorten oder zeitlich gesteuert freizusetzen. Somit werden Medikamente oder deren Wirkstoffe gezielt transportiert und durch externe Reize wie ph-Wert, Temperatur oder Licht im Körper aktiviert.

Passende Systeme finden

Aber welche Dosiersysteme (Bild 1) lassen sich zum Handling, Transport und Auftragen von mikroverkapselten Flüssigkeiten einsetzen? Ungeeignet sind Kolbenpumpen. Denn die durch den Kolbenhub entstehende Druckpulsation kann zur Zerstörung der Füllstoffe führen. Auch Zahnradpumpen fallen aufgrund ihrer bauartbedingt auftretenden Scherkräfte als Dosiersystem aus. Schlauchquetschventile, Schlauchpumpen oder Membranpumpen sind zwar vergleichsweise scherarme Dosiersysteme, stoßen allerdings in der Dosiergenauigkeit und in Sachen Pulsation an ihre Grenzen. Grundsätzlich gelten Drücke über 10 bar als gefährlich für mikroverkapselte Medien.

Die Auswahl muss vielmehr auf ein scherarmes, hochgenaues und zugleich produktschonendes Verfahren fallen. Aufgrund der Anforderungen zeigt sich das Endloskolbenprinzip von Viscotec als geeignete Technologie zur Entnahme, Bereitstellung und Dosierung von mikroverkapselten Fluiden (Bild 2). Die volumetrisch arbeitenden Dosierpumpen fördern viskositäts- und gegendruckunabhängig. Die besondere Dosiergeometrie garantiert einen pulsationsfreien Förderstrom.

Schonender Endloskolben

Durch das Zusammenspiel zwischen Rotor und Stator entstehen abgeschlossene Kammern mit identischem Volumen, das sich auch während des Dosierprozesses nicht verändert. Dadurch ist es möglich, feststoffbeladene Medien sehr scherarm und mit sehr geringer Reibung zu dosieren, ohne die Füllstoffe zu zerstören.

Das Medium wird hierbei von der Saug- zur Druckseite der Pumpe gefördert. Eine Dosiergeometrie ohne Hinterschneidungen und mit äußerst geringem Totraumvolumen sorgt für einen konstanten Volumenstrom. Die Dosiermenge wird drehzahlproportional über den Antrieb geregelt und ist somit stufenlos einstellbar sowie pulsationsfrei.

Zwischen Rotor und Stator bildet das Pumpensystem eine Dichtlinie. Deshalb benötigt das System keine zusätzlichen Ventile, um beim Dosierstopp ein Nachtropfen oder Auslaufen des Mediums zu verhindern. Mit der Umkehrung der Drehrichtung ist mit den Preeflow-Systemen sogar ein kontrollierter Mediumabriss gewährleistet. Auch abrasive und chemisch aggressive Materialien stellen für Preeflow-Pumpensysteme kein Problem dar. Die Preeflow-Dispenser sind vor allem in der Kleinstmengendosierung durch ihre Dosiergenauigkeit von ± 1 Prozent und ihre Wiederholgenauigkeit über 99 Prozent kaum mehr wegzudenken.

Viscotec Pumpen- und Dosiertechnik GmbH,

D-84513 Töging am Inn,

www.preeflow.com

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