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In der chemischen Verfahrenstechnik, der Synthese von Nanopartikeln und der Herstellung komplexer pharmazeutischer Emulsionen erfordert das Scale-up von der Labor- in die Pilotphase eine absolute Kontrolle über die Phasenverteilung. Klassische, offene Dispergierprozesse in Bechergläsern führen unweigerlich zum Einzug von Luftsauerstoff (Oxidation) durch die Trombenbildung und zum unkontrollierten Verlust von flüchtigen organischen Lösungsmitteln (VOCs). Der IKA T 25 digital LR Dispergierer (das Kürzel “LR” steht für Laborreaktor) ist exakt für die hochpräzise High-Shear-Dispersion in hermetisch geschlossenen, temperaturkontrollierten und evakuierten Reaktorsystemen konzipiert. Angetrieben von einem massiven 800-Watt-Hochleistungsmotor, bewältigt diese Antriebseinheit prozessrelevante Volumina von 1 bis zu 2.000 Millilitern (bezogen auf die physikalische Viskosität von Wasser). Das Gerät schlägt somit die kritische verfahrenstechnische Brücke zwischen der anfänglichen Formulierungsentwicklung im Milliliter-Maßstab und der simulierten industriellen Produktion.
Die Zerkleinerung von hartnäckigen Agglomeraten und das Aufbrechen von zähen Flüssigkeitströpfchen (Emulgierung) erfordert die massive, punktuelle Einbringung von kinetischer Energie. Der T 25 digital LR operiert mit einem stufenlos elektronisch regelbaren Drehzahlband von 600 bis zu atemberaubenden 25.000 Umdrehungen pro Minute. In Kombination mit den spezifischen IKA Dispergierwerkzeugen werden am äußeren Rand des Rotors gewaltige Umfangsgeschwindigkeiten von über 22 Metern pro Sekunde generiert. Durch die radiale Beschleunigung der Medien in den extrem engen Scherspalt zwischen dem rotierenden Element und dem feststehenden Stator entstehen gewaltige hydrodynamische Scherkräfte, hochfrequente Druckschwankungen und physikalische Kavitationseffekte. Partikel und Tröpfchen werden in Millisekunden auf mikroskopische Primärgrößen im niedrigen Mikrometerbereich zerrissen. Die dabei unweigerlich durch die molekulare Reibung entstehende thermische Energie lässt sich in einem professionellen Reaktorsystem durch externe Kühlmäntel kontrolliert abführen, um thermolabile Analyten vor der Denaturierung zu schützen.
Der entscheidende konstruktive Unterschied des T 25 digital LR gegenüber konventionellen Laborhomogenisatoren ist seine physikalische und geometrische Systemintegration. Das Gerät ist mechanisch exakt darauf ausgelegt, mit den speziellen KD-LR (Laborreaktor) Dispergierwerkzeugen von IKA gekoppelt zu werden. Diese spezialisierten Werkzeugschäfte verfügen über hochwertige, hochvakuumtaugliche Gleitringdichtungen aus FFPM und PTFE. In dieser Konfiguration ermöglicht der Antrieb die hochtourige Dispersion unter einem Systemvakuum von bis zu 50 mbar. Die Evakuierung des Reaktors während des aktiven Dispergierens verhindert die störende Aerosol- und Schaumbildung bei tensidhaltigen Medien, schließt die oxidative Zersetzung von aktiven pharmazeutischen Wirkstoffen (APIs) zu einhundert Prozent aus und garantiert die Herstellung von absolut blasenfreien, hochgradig viskosen Gelen oder Cremes. Zudem sind die LR-Werkzeuge konstruktiv verlängert, um tief in die Reaktionsgefäße (wie den LR 1000) einzutauchen und selbst minimale Totvolumina am Reaktorboden vollständig zu erfassen.
Ein fundamentales Problem bei der Dispergierung von nicht-newtonschen Fluiden ist die Veränderung der rheologischen Eigenschaften unter anhaltender Scherbelastung (Strukturviskosität). Der IKA T 25 digital LR ermöglicht durch seine präzise Energieeinbringung die exakte Untersuchung dieser Phänomene direkt im Reaktor. Bei der Herstellung von Feststoff-Suspensionen zerschlägt der Stator die elektrostatischen van-der-Waals-Kräfte, die für die Agglomeration verantwortlich sind. Bei flüssig-flüssig Systemen verhindert die turbulente Strömung die Koaleszenz der Tröpfchen, bis zugegebene Emulgatoren die Grenzflächenspannung physikalisch stabilisieren.
Um im regulierten Umfeld (GLP/GMP) eine lückenlose Reproduzierbarkeit zu gewährleisten, ist der T 25 digital LR mit einem LED-Display zur permanenten Überwachung der Istdrehzahl ausgestattet. Ein integrierter Mikroprozessor regelt die Leistung permanent nach. Steigt die Viskosität des Mediums durch einsetzende Polymerisation während der Reaktion an, hält die Elektronik die Drehzahl gegen den wachsenden hydrodynamischen Widerstand absolut konstant. Zum Schutz der Hardware verfügt der Antrieb über einen mehrstufigen Überlastschutz. Kommt es zu einer plötzlichen Blockade des Rotors im Scherspalt, greift sofort ein physikalischer Strombegrenzer ein, schaltet den Motor ab und gibt einen Fehlercode aus. Dies verhindert eine thermische Zerstörung der Motorwicklungen und garantiert die Langlebigkeit der Labor-Infrastruktur.
(Wichtiger Hinweis: Das zwingend erforderliche Dispergierwerkzeug der KD-LR Serie, Stative sowie der Laborreaktor selbst sind nicht im Lieferumfang enthalten!)
Der T 25 digital LR ist ein reiner Antriebsmotor. Um das System in Ihrem Laborreaktor (wie dem IKA LR 1000) zu betreiben, benötigen Sie zwingend ein passendes Dispergierwerkzeug, das für die physische Vakuumabdichtung ausgelegt ist (beispielsweise das IKA S 25 KD – LR – 25 G). Für den sicheren und vibrationsfreien Aufbau benötigen Sie zudem eine Stativlösung, sofern das Gerät nicht direkt am Reaktorstativ verankert wird. Wenden Sie sich für die strömungsmechanisch exakte Auslegung Ihrer Rotor-Stator-Geometrie und die Integration in Ihr Reaktorsystem jederzeit an unseren Beschaffungsservice.
