Ein weiterer zukunftsorientierter Anwendungsbereich überkritischer Fluide ist das Partikeldesign bzw. die Partikelerzeugung. Es existieren unterschiedliche Verfahren, die es ermöglichen, Partikel mit einer definierten Korngrößenverteilung im Mikro- und sogar im Nanometerbereich zu erzeugen.
Auch Partikel mit einer bestimmten Geometrie (rund, nadelförmig, etc.) und Morphologie (glatt, porös, massiv) können mit diesen neuen Verfahren erzeugt werden. Von besonderer Bedeutung ist diese neue Technologie für die Erzeugung von pharmazeutischen Substanzen/Produkten. So wird z.B. das Dosier- oder Releaseverhalten von Wirkstoffen maßgeblich von Partikeleigenschaften beeinflusst. Neue Medikamente mit genau eingestellten Eigenschaften sind mit diesen neuen Verfahren in Zukunft denkbar.

Je nach Anwendungsbedingungen unterscheidet man verschiedene Verfahren, wie z.B.

• RESS-Verfahren (Rapid Expansion of Supercritical Solutions)
• PGSS^®-Verfahren (Particles from Gas Saturated Solutions)
• GAS-Antisolventverfahren (Gas-Antisolvent Crystallization)

oder daraus abgeleitete Verfahren mit denen Partikel bzw. Pulver mit kundenspezifischen Eigenschaften hergestellt werden können.

Mit dem RESS-Verfahren können Substanzen pulverisiert werden, die in dem verwendeten überkritischen Fluid löslich sind und unter Umgebungsbedingungen in fester Form vorliegen. Der Lösevorgang findet analog zur klassischen Extraktion diskontinuierlich in einem Autoklaven statt oder kann kontinuierlich in einem statischen Mischer erfolgen. Nach dem Lösevorgang wird die erzeugte überkritische Lösung in einer Düse entspannt. Aufgrund der schnellen Entspannung kommt es zu einer schlagartigen Reduzierung der Löslichkeit im Fluid, so dass der zu pulverisierende Stoff in Form von feinen Partikeln ausfällt. Mit diesem Verfahren können besonders feine Partikel mit mittleren Partikeldurchmessern im Mikrometer- bis Nanometerbereich erzeugt werden.

Im Gegensatz zu dem RESS-Verfahren werden bei dem PGSS^®-Verfahren die Partikel durch das Versprühen von Schmelzen erzeugt, in denen das überkritische Fluid gelöst ist. Die zu pulverisierende Substanz liegt unter Umgebungsbedingungen als Feststoff vor und wird für das Verfahren durch gasinduziertes Schmelzen in den flüssigen Zustand überführt. Das heißt durch den Druckeinfluss wird die Schmelztemperatur der Substanz herabgesetzt, so dass auch Substanzen unterhalb ihrer Reinstoffschmelztemperatur pulverisiert werden können.
Nach dem Aufschmelzen und Lösevorgang wird die Schmelze über eine Düse versprüht und entspannt. Aufgrund der Druckreduzierung entweicht das zuvor gelöste Fluid aus den entstandenen Schmelztropfen und zerreißt diese in noch kleinere Bestandteile. Durch die Expansion kommt es je nach verwendetem Fluid zu einer starken Abkühlung (Joule-Thomson-Effekt), die zur schnellen Abkühlung und Erstarrung der Schmelztropfen führt. Die mit dem PGSS^®-Verfahren erzeugten Partikel haben in der Regel einen mittleren Durchmesser von wenigen bis einigen Mikrometern. Auch hier kann der Lösevorgang diskontinuierlich im Autoklaven oder kontinuierlich im statischen Mischer erfolgen. Eine Modifikation des kontinuierlichen PGSS^®-Verfahrens, das so genannte CPCSP-Verfahren (Continous Powder Coating Spraying Process), wird benutzt um Partikel herzustellen, die aus mehreren Komponenten bestehen. Aufgrund geringer Temperaturen und Verweilzeiten im statischen Mischer ist es auch möglich reaktive Komponenten zu pulverisieren.
Beispielsweise können reaktive 2-Komponenten-Pulverlacke (Binder und Härter) mit diesem Verfahren erzeugt werden. Die Komponenten werden getrennt voneinander aufgeschmolzen und über Pumpen zum statischen Mischer gefördert. Erst im statischen Mischer werden die Komponenten durchmischt und das überkritische Fluid eingelöst. Die Mischung wird wie bei dem PGSS^®-Verfahren über eine Düse versprüht und es entstehen pulverisierte Komposite.

Mit dem GAS-Verfahren können Stoffe pulverisiert werden, die im überkritischen Fluid unlöslich sind und keine Lösefähigkeit von überkritischen Fluiden besitzen. Das Verfahrensprinzip beruht auf einer Verdrängungskristallisation mit überkritischen Fluiden als Fällungsmittel.
Bei diesem Verfahren wird der zu pulverisierende Stoff in einem organischen Lösungsmittel gelöst und anschließend mit einem zumeist überkritischen Fluid, dem Antisolvent, versetzt/gemischt. Das Antisolvent löst sich im organischen Lösungsmittel und vermindert so die Löslichkeit für den zu pulverisierenden Stoff, bis es zu einer Ausfällung kommt. Das entstandene Kristallisat wird anschließend vom restlichen Lösungsmittel getrennt und es erfolgt eine überkritische Trocknung der entstandenen Partikel (Extraktive Reinigung des erzeugten Pulvers vom Lösungsmittel). Das GAS-Verfahren kann nur diskontinuierlich durchgeführt werden. Mit dem aus diesem Verfahren weiterentwickelten Prozess, dem so genannten PCA-Verfahren (Precipitation with Compressed Antisolvents), ist auch eine semikontinuierliche Fahrweise möglich.
Diese relativ neuen Verfahren der Hochdrucktechnik befinden sich zum Teil noch im Erprobungsstadium und werden derzeit relativ selten industriell angewendet (z.B. Pulverlackherstellung). Langfristig bieten diese neuen Verfahren zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten mit vielen Vorteilen zu den herkömmlichen Pulverisierungsverfahren. Uhde verfolgt und begleitet alle Entwicklungen auf diesem Gebiet und steht mit dem erforderlichen „Know-how“ und einer breiten Palette an Hochdruckausrüstungen bei diesen neuen überkritischen Anwendungen zur Verfügung.