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Trocknen im Lohnauftrag

Produkte mit hohem Fett- und Kohlenhydrat-gehalt kein Problem
Trocknen im Lohnauftrag

Die Schweizerische Milch-Gesellschaft übernimmt im Lohnauftrag die Trocknung von unterschiedlichen Vorprodukten für die Lebensmittelindustrie. Hierfür setzt das Unternehmen den Sprüh-Bandtrockner Filtermat ein. Er kombiniert die herkömmliche Sprühtrocknung mit der Konditionierung auf einem austragenden Band. Neben Schokoladenpulvern und Aromakomponenten werden auf der Anlage auch Fett- und Rahmpulver, Glucosesirupe sowie verschiedene Milchprodukte für die Säuglingsernährung getrocknet und aufgearbeitet.

Willi Wüthrich, Susanne Leuthold, Dr. P.C. Böhni

Bei der Trocknung und Aufarbeitung von unterschiedlichen Vorprodukten für die Lebensmittelindustrie kann die Schweizerische Milch-Gesellschaft auf unterschiedliche Anlagen und Verfahren zurückgreifen. Dazu zählen beispielsweise:
• die Sprühtrocknung mit Scheibenzerstäubung, wahlweise mit Feststoffrückführung und Agglomerierung,
• die Walzentrocknung,
• die Vakuumbandtrocknung,
• die Sprüh-Bandtrocknung, wahlweise mit Feststoffrückführung,
• die Agglomerierung bzw. Instantisierung im kontinuierlich arbeitenden Wirbelschicht-Fließbett sowie
• das Mischen in Nauta- und Lindormischern.
Sprüh-Bandtrocknung im Filtermat
Beim Filtermat handelt es sich um eine auf die Optimierung der Produktbeschaffenheit ausgelegte Kombination zweier Trocknungsmethoden, einer Sprühtrocknung mit anschließender Konditionierung auf einem austragenden Band. Die Anlage eignet sich besonders zur schonenden Trocknung von empfindlichen Schüttgütern, beispielsweise von Produkten mit einem hohen Kohlenhydrat- bzw. Fettanteil. Wie Tabelle 1 zeigt, können durch eine große Anzahl von variierbaren Prozeßparametern Schüttgüter mit spezifischen Produkteigenschaften erzeugt werden.
Das zu trocknende Gut liegt in Form einer Emulsion vor. Eine Hochdruckpumpe fördert diese zum Hochdruckdüsenaggregat. Hier erfolgt die Sprühtrocknung über fünf Düsen (erste Trocknungsstufe). In Abhängigkeit vom zu trocknenden Produkt verdampfen hier bereits etwa 85 bis 90% des Wassers. Die Restfeuchtigkeit führt auf dem Endlosband zu einer Agglomeration der sich bildenden Pulverpartikel (zweite Trocknungsstufe). In der dritten Trocknungsstufe wird das Produkt abschließend auf einen Endwassergehalt von ca. 2 bis 3% gebracht und anschließend gekühlt. Bei der Nachtrocknung laufen, bedingt durch die wechselnden Temperaturen, verschiedene Kristallisationsprozesse ab. Die Trocknungsluft durchströmt dabei den Produktkuchen auf dem Band von oben nach unten. Wie in einem Tiefenfilter werden dabei Feinstpartikel in den Pulverschichten zurückgehalten und gelangen dadurch nur zu einem sehr geringen Teil in die Abluft, die zusätzlich mit Hilfe eines Zyklonsystems gereinigt wird. Auf diese Weise können Pulververluste über die Abluft nahezu ausgeschlossen werden. Auch die Turmgeometrie hat einen positiven Einfluß auf die Ausbeute. Der Turm ist ein nach unten offener Konus. Diese Bauform minimiert die Gefahr von Produktanhaftungen an der Turmwand deutlich.
Pulverrückführung
Die Filtermat-Anlage ist mit einer Einrichtung zur Pulverrückführung ausgestattet. Mit ihr kann ein Teil des getrockneten Pulvers direkt auf die Sprühdüsen zurückgefördert werden. Außerdem erfolgt über sie die Dosierung von zusätzlichen Trockenkomponenten zur Sprühemulsion.
Die Möglichkeit der Pulverrückförderung ist insbesondere bei der Trocknung von Produkten mit einem hohen DE-Wert von Bedeutung. Beim Versprühen einer kohlenhydrathaltigen Emulsion wirkt das eingespeiste Pulver als „Kristallisations-Starter“, der auf das Trockungsverhalten und damit auch auf die Qualität des Endproduktes einen großen Einfluß hat. Nach beendeter Trocknung wird der Produktkuchen aufgebrochen und über ein Vibrationssieb auf die gewünschte Korngröße klassiert.
Die mit der Sprüh-Bandtrocknung gewonnenen Produkte zeichnen sich durch sehr gute Fließ- und Rieseleigenschaften aus. Ein weiterer Vorteil: Durch die Agglomeration auf dem Band entstehen Produkte mit Instanteigenschaften. Durch die Wahl der Prozeßparameter sind folgende Größen zuverlässig einstellbar: Produktendfeuchte, Korngröße, Agglomeratsbildung und Grad der Auskristallisation. Letzterer hängt aber auch von den Inhaltsstoffen des Produktes ab.
In Tabelle 2 sind Leistungsdaten der Filtermat-Anlage zusammengefaßt. Mit dieser spezifizierten Anlageleistung lassen sich bereits Chargen ab 10 t Trockensubstanz wirtschaftlich trocknen. Die Vorteile der Sprüh-Bandtrocknung mit der Filtermat-Anlage lassen sich wie folgt zusammenfassen:
• ein zusätzlicher Agglomerationsschritt entfällt, da die sprühgetrockneten Partikel auf dem Band agglomerieren,
• Produkte mit einem Fettanteil von bis zu 80% bzw. mit einem DE-Wert von bis zu 98 können problemlos getrocknet werden,
• Zudosierung von Trockenkomponenten erfolgt direkt in den Sprühkegel,
• Rückförderung von Trockenstoffen verbessert das Trocknungsverhalten,
• gute Ausbeuten durch Verminderung von Produktanhaftungen an der Turmwand.
Herstellung von Milchprodukten für Säuglinge
Die Herstellung von Milchprodukten für Säuglinge zeigt die Vorteile der Sprüh-Bandtrocknungstechnologie besonders deutlich.
Traditionell werden Milcherzeugnisse für die Säuglingsernährung in zwei Stufen hergestellt. Im ersten Produktionsschritt erfolgt die Sprühtrocknung eines Halbfabrikats, das die Milch- und Fettkomponenten enthält (Abb. 2). Die einzelnen Pulverpartikel liegen einzeln vor, Agglomerate sind nur zu einem sehr geringen Anteil vorhanden. Nichtagglomerierte Pulver sind aufgrund ihrer Oberflächenstruktur nur schlecht benetzbar. Deshalb werden in einem zweiten Produktionsschritt diese Halbfabrikate zusammen mit anderen Zutaten wie Mineralsalze oder Vitamine einem Agglomerationsprozeß unterzogen. Abbildung 3 zeigt, daß sich durch diesen Prozeß Agglomerate mit einer traubenförmigen Struktur bilden, die durch die nun wirksamen Kapillarkräfte besser benetzbar und löslich sind. Zudem ist der Anteil von freiliegenden Einzelpartikeln gegenüber dem Halbfabrikat deutlich verringert. In Abbildung 4 ist die Pulverstruktur von Säuglingsmilch dargestellt, die mit Hilfe der einstufigen Sprüh-Bandtrocknung hergestellt wurde. Das Pulver ist in Hinblick auf seine Benetzbarkeit und Löslichkeit dem in zwei Stufen gewonnenen Produkt ähnlich.
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