Elektrostatische Beschichtung von extrudierten Chips

Mit 100 Kilovolt

Elektrostatische Beschichtungsanlage mit einem Zwei-Düsen-system
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Auf extrudierte Chips soll eine feinpulvrige Zucker-Zimt-Mischung aufgebracht werden. Die Beschichtung erfolgt elektrostatisch, denn mit diesem Verfahren läßt sich auch bei Mischungen, die sehr feine Partikel enthalten, eine sehr gute Beschichtungsqualität erzielen. Die Dosierung der Zucker-Zimt-Mischung in die Beschichtungseinrichtung erfolgt mit Hilfe einer Differentialdosierwaage.

Dr.-Ing. Winfried Dötsch

Chips unterschiedlicher Geschmacksrichtungen erfreuen sich großer Beliebtheit bei jungen und alten Verbrauchern. Dies gilt natürlich auch für Chips, die mit einer Zucker-Zimt-Mischung überzogen sind. Damit diese Würzmischung dauerhaft auf den Chips haftet, ist ein Bindemittel notwendig. In diesem Fall ist es Speiseöl, das vor dem Würzmittel auf die Chips gesprüht wird.
Die Hauptelemente der Beschichtungsanlage sind eine Meßbandwaage und die eigentliche Beschichtungstrommel. Die Chips gelangen vom Extruder mit Hilfe eines Bandförderers auf die Meßbandwaage. Diese erfaßt den Massendurchsatz der Chips, um eine gleichmäßige Beschichtung der Chips sicherzustellen. In Abhängigkeit vom Massendurchsatz wird die Dosierung des Pflanzenöls und der Würzmischung geregelt. Der Meßbandwaage ist die Beschichtungstrommel nachgeschaltet.
Am Eingang der Trommel werden die Chips mit dem Speiseöl besprüht. Eine Pumpe fördert das Speiseöl aus einem Vorratsbehälter zur Trommel. Die elektrostatische Beschichtung der Chips mit der Zucker-Zimt-Mischung findet am Ausgang der geerdeten Trommel statt. Bandförderer übernehmen den Transport der beschichteten Chips zur Verpackungsanlage.
In einem kleinen Schaltschrank sind sämtliche elektronischen Komponenten und Regelgeräte untergebracht.
Elektrostatisches Beschichtungssystem
Das am Ausgang der Trommel positionierte elektrostatische Beschichtungssystem besteht aus einer Differentialdosierwaage, einer pneumatischen Fördereinrichtung sowie der elektrostatischen Einheit. In die Differentialdosierwaage wird die Zucker-Zimt-Mischung gefüllt. Diese übernimmt die kontinuierliche Dosierung der Würzmischung in den Einlauftrichter eines pneumatischen Fördersystems. Unterhalb des Einlauftrichters wird das Würzgut in zwei Kanäle verteilt, in denen sich je ein Druckluftinjektor befindet. Letztere fördern die Zucker-Zimt-Mischung pneumatisch zu den beiden Austrittsdüsen. Im Zentrum jeder Düse sitzt die Elektrode, die die Würzpartikel elektrostatisch auflädt. Die Elektrodenspannung beträgt maximal 100 kV, die Stromstärke ist kleiner als 150 mA. Sollte die Stromstärke über den genannten Wert ansteigen, wird der Prozeß automatisch unterbrochen. Auf diese Weise werden alle geltenden Sicherheitsvorschriften erfüllt. Pro Beschichtungsdüse können maximal 120 kg/h Würzmischung aufgebracht werden. Die Gesamtleistung der beschriebenen Anlage liegt damit bei maximal 240 kg/h.
Die Ausrichtung der Düsen stellt sicher, daß die Partikel der Würzmischung auf die Chips in der Trommel treffen. Aufgrund ihrer gleichen Ladungen stoßen sich die Partikel ab. Es können sich keine Konglomerate bilden, so daß eine gleichmäßige Beschichtung der Chips sichergestellt ist. Des weiteren ist die elektrostatische Beschichtung ein sehr umweltschonendes Verfahren. Da die geladenen Würzmischungspartikel von der geerdeten Trommel angezogen werden, kann es zu keiner Staubemission in die Umgebungsluft kommen.
Hoher Wirkungsgrad
Mit der elektrostatischen Beschichtung lassen sich nicht nur Endprodukte mit einer hohen Qualität erzeugen, sondern auch die Verluste an Würzmischung deutlich minimieren.
Allerdings sind bei der Anwendung dieses Verfahrens auch bestimmte Randbedingungen zu beachten: Prinzipiell können alle Feststoffpartikel elektrostatisch aufgeladen werden. In der Regel sollten sie aber größer als 10 mm sein, da es sonst zu einer Ablenkung der Partikel durch die Luftbewegung innerhalb der Trommel kommen kann. Diese würde die Qualität der Beschichtung negativ beeinflussen. Außerdem muß die eingespritzte Ölmenge so bemessen sein, daß die auftretenden Kapillarkräfte groß genug sind, die Partikel der Würzmischung sicher zu binden. Generell sind nur geringe Ölmengen notwendig, da mit dem elektrostatischen Beschichtungsverfahren Feststoffmischungen mit relativ kleiner Korngröße aufgebracht werden können.
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