Alfa Laval hat seine Hybrid Powder Mixer und Rotary Jet Mixer zu einem hocheffizienten Dispergiersystem kombiniert, das auch Pulver, die zur Klumpenbildung neigen mühelos verarbeitet. Wie das System funktioniert und welche Vorteile es den Anwendern bietet, lesen Sie hier.
Bindemittel, Nährstoffe, Aromen und Farbstoffe – die Liste pulverförmiger Zusatzstoffe, die in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verarbeitet werden, ist lang. Bisher nutzte man zu ihrer Verarbeitung Misch- und Dispergiersysteme, die viel Energie schluckten. Der Grund: Die Anlagen umfassten mehrere Motoren, jeweils einen für die Zulaufpumpe, die Förderpumpe, das Rührwerk, die Austragspumpe und die Tankreinigungsvorrichtung. Das trieb nicht nur die Anschaffungskosten nach oben, sondern auch die für Energie und Instandhaltung.
Vor diesem Hintergrund hat Alfa Laval ein Dispergiersystem entwickelt, das nur mit einem Motor ausgestattet ist, der alle bewegten Komponenten antreibt. Im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen lassen sich mit dem Dispergiersystem von Alfa Laval die Energiekosten um bis zu 50 % senken – und das bei einer höheren Homogenität der Dispersion und einer reproduzierbaren Mischqualität.
In der Regel bilden leicht dispergierbare Pulver oder Kristalle keine Klümpchen, weil eine mäßige Scherkraft ausreicht, um eine schnelle Verteilung und Auflösung der einzelnen Partikel zu gewährleisten. Letztere ist allerdings nicht bei wasserbindenden Pulvern ausreichend. Dazu zählen beispielsweise Hydrokolloide oder Proteine. Es entstehen Klümpchen, die die Produktqualität negativ beeinflussen.
Verschiedene Maschinenkonzepte
Für das Dispergieren von leicht löslichen Pulvern, die nicht zur Klumpenbildung neigen, haben sich sogenannte Ein-Motor-Pulvermischer bewährt. Letztere sind mit lediglich einer Pumpe ausgestattet, die mit wenig Scherung ein gutes Löseverhalten für die Pulverdispersion bietet.
Anders die Situation bei der Verarbeitung von problematischen, also zur Klümpchenbildung neigenden Pulvern. Hier helfen Doppel-Motor-Pulvermischer mit erhöhter Scherung weiter. Diese sind neben dem Dispergierer mit einer zusätzlichen Pumpe ausgestattet, die für einen konstanten Durchfluss bzw. für den Pulverzulauf sorgt, andererseits aber auch für einen höheren Energieverbrauch verantwortlich ist.
Zwei Mischer in einer Einheit
Alfa Laval geht einen anderen Weg: Es kombiniert seine Hybrid Powder Mixer und Rotary Jet Mixer zu einem hocheffizienten System, das auf innovative Weise Problemen bei der Pulverdispersion entgegenwirkt. Beide Mixer werden dabei von einem Motor angetrieben.
Gebaut wird der Hybrid Powder Mixer im Unterschied zu konventionellen Pulvermischsystemen mit nur einem Antrieb und einer Motorwelle, auf dem sich ein Rotor-Stator befindet, der für eine hohe Scherkraft sorgt. Außerdem hat er ein zusätzliches Pumpenlaufrad, das eine hohe Durchflussgeschwindigkeit erzeugt, wodurch das Risiko von Blockierungen erheblich reduziert wird.
Das Laufrad erzeugt einen Förderdruck von bis zu 4 bar, dadurch kann der Hybrid Powder Mixer auch als eine vollständige Pumpe eingesetzt werden, z. B. als eine Austragspumpe für die Entleerung des Mischtanks. Deshalb besitzt der Pulvermischer auch die Bezeichnung „Hybrid“.
Zwei Maschinenausführungen
Der Hybrid Powder Mixer steht in zwei Varianten zur Verfügung: Die mobile Einheit M-15 ist auf einem fahrbaren Rahmen aufgebaut und mit einem Frequenzumformer ausgestattet. Die Durchflussrate lässt sich flexibel auf die jeweilige Produktionsaufgabe anpassen. Er kann sowohl leicht zu dispergierende Pulver als auch solche die zur Klumpenbildung neigen verarbeiten, Flüssigkeiten aus dem Tank austragen oder die CIP-Reinigung unterstützen. Die stationäre Einheit S15 wird auf einem nichtfahrbaren Rahmen geliefert und besitzt keinen Frequenzumrichter. Der Durchfluss kann entweder über das Einlassventil oder einen externen Frequenzumrichter gesteuert werden.
Mit vier Düsen ausgestattet
Zweiter Baustein des von Alfa Laval entwickelten Mischsystems ist der Rotary Jet Mixer. Hierbei handelt es sich um einen rotierenden Kopf mit vier Düsen, der sich im Mischtank befindet und mit dem Umwälzkreislauf verbunden ist. Über letzteren gelangt die vorher im Hybrid Powder Mixer erzeugte Dispersion in den Kopf und wird durch die Düsen gefördert. Das versetzt einerseits den Düsenkopf in Rotation um seine horizontale und vertikale Achse. Andererseits kommt es zu einer Dispergierung der verbliebenen Klümpchen, was im Endeffekt zu einer hohen Homogenität des Produkts auch ohne Zuhilfenahme eines Rührwerks im Tank führt. Gleichzeitig kann der Rotary Jet Mixer auch zur effizienten Reinigung des Mischtanks verwendet werden.
In der Praxis bewährt
Das Dispergiersystem, bestehend aus Hybrid Powder Mixer und Rotary Jet Mixer, hat sich beispielsweise bei der Verarbeitung von Carboxymethylcellulosen (CMC), Pektin, Xanthan oder Carrageen bewährt.
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Frédéric Liot
Industry Manager Food,
Alfa Laval
Zwei Mischer in einem System
Vorteile Auf einen Blick
Die Kombination aus Hybrid Powder Mixer und Rotary Jet Mixer zu einem Hochleistungsmischsystem bietet den Anwendern folgende Vorteile.:
- optimale Mischeffizienz
- einfache Installation und Wartung
- hohe Energieeffizienz
- eine einzige Pumpe baut während des Pulvereinzugs einen Druck von bis zu 4 bar auf und dient gleichzeitig als Austragspumpe für die Entleerung des Mischtanks
- Rotary Jet Mixer übernimmt neben der Mischfunktion auch die Aufgabe der Tankreinigung
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