Lecithinieren von Lebensmitteln. Kontinuierliche und diskontinuierliche Mischer im Einsatz - prozesstechnik online

Kontinuierliche und diskontinuierliche Mischer im Einsatz

Lecithinieren von Lebensmitteln

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Lecithin übernimmt im Stoffwechsel des Menschen verschiedene sehr wichtige Funktionen. Darüber hinaus beeinflusst es aber auch die Verarbeitungseigenschaften von Zutaten positiv. Deshalb werden Lebensmittel bzw. deren Zutaten häufig lecithiniert. Hierfür können diskontinuierliche und kontinuierliche Mischer eingesetzt werden.

Berthram Mak

Lecithin ist Bestandteil verschiedener Lebensmittel, das belegen die folgenden Beispiele:
:• In Müllereibetrieben kommt Lecithin bei der organischen Mehlbehandlung zum Einsatz. Mit lecithiniertem Mehl können die Teigeigenschaften präzise auf das gewünschte rheologische Optimum eingestellt werden.
• In Backmitteln fördert und lenkt Lecithin die Teigentwicklung. Zudem beeinflusst es die Verkleisterung von Stärke und hält das fertige Gebäck länger frisch.
• Lecithin stabilisiert Trockenmilchprodukte. Es verbessert ihre Benetzbarkeit und macht sie damit besser in Wasser löslich.
• Die Benetzbarkeit von Kakao ist sehr schlecht. Lecithiniert man allerdings den Kakao, ist er ohne Klumpenbildung in kaltem Wasser oder in kalter Milch löslich. Diesen Effekt nutzt man bei der Herstellung von Instant-Kakaogetränken aus.
Beim Lecithinieren kommen kontinuierliche und diskontinuierliche Mischer zum Einsatz. Dabei wird das flüssige Lecithin in einen pulverförmigen Feststoff bzw. in ein pulverförmiges Feststoffgemisch eingebracht.
Chargenprozess
Das chargenweise Lecithinieren kommt vor allem bei kleinen Durchsätzen und häufigen Rezepturwechseln zum Einsatz. Zuerst werden die pulverförmigen Ausgangsstoffe in den Mischer dosiert. Daran schließt sich die Homogenisierung der Feststoffmischung an. Erst dann erfolgt die Zugabe des flüssigen Lecithins und die Beschichtung der Pulverteilchen. Wesentlichen Einfluss auf die Qualität hat die gleichmäßige Verteilung des Lecithins. Außerdem sollte die Lecithinierung bei möglichst geringen Temperaturen ablaufen. Ist dieser Lecithinierungsprozess abgeschlossen, wird das Endprodukt aus dem Mischer ausgetragen und der weiteren Verarbeitung zugeführt.
Hosokawa Micron bietet für die chargenweise Lecithinierung den Vrieco-Nauta-Mischer an. Dieser Konus-Schneckenmischer hat sich in Kombination mit dem Intensifier in verschiedenen Chargenmischverfahren bewährt. Sein Kennzeichen ist die dreidimensionale Mischbewegung, die aus der Kombination von rotierenden Mischelementen und konusförmigem Mischbehälter resultiert. Ein rotierender Schwenkarm führt die nach oben fördernde Mischschnecke an der Behälterwand entlang und sorgt so für eine konvektive Zufallsmischung der Partikel. Gegenüber der nach oben fördernden Mischschnecke sinkt die Schüttgutmasse, unterstützt durch die Schwerkraft, nach unten. Durch die konische Behälterform ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit des Mischgu-tes im Verhältnis zum Behälterdurchmesser. Das Schüttgut ist einer ständigen Form-änderung ausgesetzt, die zur Bildung von Scherflächen innerhalb der Masse führt. Die Scherflächen unterstützen den Füll-grad der Mischschnecke und damit den intensiven Strömungsverlauf der einzelnen Partikel.
Die Förderung, der Materialaustausch und die Formänderung sind die drei Faktoren, die für eine schnelle und sehr hohe Mischgenauigkeit bei geringer Leistung sorgen.
Die Intensifier ist ein Hochgeschwindigkeits-Rotor, der als Option in den Vrieco-Nauta-Mischer montiert werden kann. Mit ihm lassen sich viskose Flüssigkeiten wie Lecithin durch den Rotor direkt im Produkt dispergieren und mit hoher Geschwindigkeit einmischen. Der Intensifier verhindert eine unerwünschte Bildung von Agglomeraten und stellt eine optimale Beschichtung der Produktpartikel sicher. Die Dispergierung des Lecithins unterhalb des Produktniveaus verhindert, dass es in die Umgebung entweicht. Das bedeutet, dass das Leci-thin ohne Verluste für die Produktbeschichtung zur Verfügung steht.
Back- und Süßwaren sowie fette Molkereiprodukte können mit der Kombination Vrieco-Nauta-Mischer und Intensifier in sehr guter Qualität lecithiniert werden.
Kontinuierliches Verfahren
Immer dann, wenn große Durchsätze gefordert werden, kommt die kontinuierliche Lecithinierung zum Einsatz. Wichtig ist hierbei das exakte Zusammenspiel von Dosierorganen und Mischer. Für kontinuierliche Lecithinierungen bietet Hosokawa Micron den Turbulizer-Ringschichtmischer und den Freifallmischer Flexomix an.
Der Ringschichtmischer Turbulizer ist ein kontinuierlicher Hochgeschwindigkeits-Mischer. Er wird mit einem geringen Füll-grad betrieben. Die Verweilzeit der Produkte liegt zwischen 2 und 30 s. Hervorzuheben ist ferner seine niedrige spezifische Antriebsleistung.
Der Turbulizer besteht aus einer horizontalen zylindrischen Kammer, in der sich eine horizontal drehende Welle mit verschiedenen Schaufeln, die auf den gewünschten Mischeffekt eingestellt werden können, befindet. Die Umfangsgeschwindigkeiten der Schaufelspitzen erreichen Werte von 35 bis 40 m/s.
Angesichts der sehr kurzen Verweilzeit sind exakt arbeitende Dosiereinrichtungen für die pulverförmigen Ausgangsstoffe und das flüssige Lecithin erforderlich. Das Pulver fällt schwerkraftbedingt in den Produkteintritt des Mischers. Von dort aus gelangt es in die Mischkammer des Turbulizers. Hier wird auch das Lecithin zudosiert. Infolge der Rotation der Schaufeln mit etwas höherer Ausströmgeschwindigkeit als beim freien Fall, wird das Produkt schnell und gleichmäßig mit Lecithin benetzt. Über eine Auslasszone verlässt das lecithinierte Produkt den Mischer.
Beispielsweise wird der Turbulizer zum Lecithinieren von Kakaopulver eingesetzt. Das sehr fein gemahlene Kakaopulver wird gleichmäßig mit Lecithin beschichtet, ohne dass es zu einer Kornvergrößerung kommt.
Bei der Lecithinierung von Backmitteln und Instant-Nahrungsmitteln hat sich der Freifallmischer Flexomix bestens bewährt. Der Mischer besteht aus einem vertikalen Zylinder, in dem sich eine schnell drehende Welle mit speziell positionierten Mischelementen befindet. Über Zweistoffdüsen gelangt das mit Hilfe von Druckluft fein zerstäubte Lecithin in die Mischkammer. Die Düsen sind oberhalb der oberen Mischelemente angebracht. Durch die hohe Drehzahl und die versetzt angeordneten Mischelemente entstehen innerhalb des Mischraums starke Luftturbulenzen. Die pulverförmigen Ausgangsstoffe fallen in Höhe der oberen Mischelemente in diese turbulente Luftschicht; es entsteht eine Aerosuspension. Typisch für diese Aerosuspension sind hohe Kollisionsraten zwischen den Feststoffteilchen und den Lecithintröpfchen. Die Mischkammer ist während des Prozesses lediglich zwischen 5 und 15% mit Produkt gefüllt. Die Verweilzeit beträgt 1 s.
Durch den niedrigen Füllgrad der Mischkammer kommen nur wenige Pulverteilchen mit den rotierenden Mischelementen in Berührung. Das Mischprinzip basiert auf der freien Bewegung der Partikel der zu mischenden Komponenten. Vorteil: Der Mischprozess läuft sehr schonend ab, die mechanische Belastung der zu mischenden Komponenten ist sehr gering.
Die Mischkammer des Flexomix ist mit einer Selbstreinigungsvorrichtung ausgestattet. Sie verhindert Produktablagerungen innerhalb des Mischzylinders und sorgt so für Hygiene und konstante Prozessbedingungen.
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