Microfluidisering

Microfluidisering is een proces voor het fijn verdelen van vloeistoffen door onder extreme druk door microschaal-kanalen te persen. Het wordt veel gebruikt bij de productie van emulsies en suspensies met een zeer kleine en uniforme deeltjesgrootte, zoals olie-in-water of water-in-olie systemen, in voedingsmiddelen, cosmetica en farmaceutische producten.

De werking berust op de interactie van vloeistoffen in microkanalen. Door de hoge druk ontstaan intense shear-, turbulente en botsingskrachten, soms gepaard met cavitatie. Deze krachten leiden tot fragmentatie van druppels tot micrometer- of nanometerschaal en tot een smalle grootteverdeling. Het proces kan meerdere keren achter elkaar worden herhaald om de gewenste polydispersiteit te bereiken.

Belangrijke kenmerken en controleparameters zijn onder andere de druk, het aantal passes, de eigenschappen van de vloeistoffen en de temperatuur. Microfluidizers kunnen druppels en deeltjes in een breed scala aan systemen verweken of stabiliseren en leveren doorgaans emulsies met een hoge kinetische stabiliteit en een lage polydispersiteit.

Toepassingen zijn onder meer voedingsmiddelen zoals dressings en mayonaise, zuivelproducten en sauzen, kosmetica zoals crèmes en lotions, en farmaceutische preparaten waaronder liposomen en nano-emulsies. De methode biedt vaak betere homogeniteit en stabiliteit ten opzichte van traditionele homogenisatie, maar vereist aanzienlijke investering in apparatuur en onderhoud en kan energetisch intensief zijn.

Historisch gezien werd microfluidisering ontwikkeld in de tweede helft van de twintigste eeuw en is sindsdien verder verfijnd met nieuwe kanalenontwerpen en processchema’s.