Deutsch
 Anbieter einloggen
Home
Newsletter
Registrieren Sie sich für unseren monatlichen Newsletter.
Ihre Adresse wird nicht an Dritte weitergegeben.
Zu unseren Datenschutz-Bestimmungen.

     

Fachbeitrag
09.03.2021  |  717x
Teile diesen Bericht

Sprühagglomeration pflanzlicher Milchalternativen

Mithilfe der Wirbelschicht-Sprühagglomeration lassen sich die Partikelgrößenverteilung, Partikelstruktur- und eigenschaften gezielt einstellen und verbessern.
Sprühagglomeration pflanzlicher Milchalternativen für perfekte Benetzungs- und Dispergiereigenschaften

Pulvrige Substanzen bereiten beim Dosieren, Abfüllen und Transportieren oftmals Probleme durch hohen Staubanteil und schlechte Rieselfähigkeit. Eine schlechte Löslichkeit und mangelnde Dispergiereigenschaften beeinträchtigen die Anwendung des Endprodukts. Mithilfe der Wirbelschicht-Sprühagglomeration lassen sich die Partikelgrößenverteilung und Partikelstruktur gezielt einstellen und verbessern.

Längst sind es nicht mehr nur Veganer oder von Laktoseintoleranz oder Allergien betroffene Verbraucher, die eine Alternative zur gewohnten Kuhmilch suchen. Der Verbrauch an pflanzlichen Milchersatzprodukten steigt jährlich. Einer Untersuchung des Instituts Research and Markets zufolge wird der globale Markt für pflanzliche Milchalternativen bis 2025 mit einer geschätzten jährlichen Wachstumsrate von bis zu 9,9 % weiter wachsen (vegconomist 2020). Die Marktanteile von Mandel- und Sojamilch sollen mit 40 % bzw. 37 % besonders rasant steigen. Neben den etablierten Varianten auf Basis von Soja oder Hafer finden inzwischen viele weitere Pflanzenmilchsorten den Weg in die Regale, darunter Nussdrinks und Produkte auf Lupinen-, Dinkel-, Hanf- oder Erbsenbasis. Die übliche flüssige Darreichungsform wird zukünftig vermehrt durch feststoffbasierte Produkte abgelöst werden. Die Gründe dafür sind vielfältig: Kleinere Verpackungen sind nachhaltiger und sie lassen sich leichter und günstiger transportieren. Trockenprodukte sind darüber hinaus nach dem Öffnen länger haltbar und ergiebiger in Bezug auf das verzehrfertige Getränk. Auch für die Hersteller sind pulverförmige Inhaltsstoffe einfacher zu handeln.

Trocknung als Schlüssel zum Produkterfolg

Milchpulver wird in der Lebensmittelindustrie bereits vielfach verwendet, seit Justus von Liebig 1865 mit seiner „Kindersuppe“ eine erste anwendungsfertige Trockenmilch zum Ersatz von Muttermilch vorstellte (Kunz 2012). Zu den häufigsten Anwendungen zählt bis heute Säuglingsnahrung, aber auch Fitnessprodukte, Instantgetränke sowie Nahrungsergänzungsprodukte enthalten Trockenmilch. Veredelte, also agglomerierte Milchpulver oder Milchzucker empfehlen sich aufgrund der speziellen Anwendungseigenschaften zudem auch als Arzneimittgrundstoff zum Tablettieren (Abb. 1). In Kaffeepads, -kapseln und Automatensystemen versüßen sie – nicht selten tatsächlich im Kombination mit Zucker – Kaffeeliebhabern den Tag (Abb. 2). Wichtige Qualitätsparameter für Milchpulver sind die mikrobiologische Qualität, die sensorischen und die physikalisch-chemischen Eigenschaften, wobei das Trocknungsverfahren die Produkteigenschaften entscheidend beeinflusst. Eine zentrale Herausforderung bei der Herstellung von Milchpulver ist die mikrobiologische Sicherheit, die sich von der Wahl des Equipments über Filter bis hin zu Reinigungsprozessen niederschlägt. Milchalternativen erfordern, wie andere Lebensmittelinhaltsstoffe auch, ebenfalls entsprechend hohe Hygieneanforderungen. Alle genannten Industriezweige werden in Zukunft für bestimmte Produktsparten auf Kuhmilchalternativen zurückgreifen.

Der innere Wert zählt: Porosität

Die Wirbelschicht-Sprühagglomeration ist ein schonendes Verfahren zur Verarbeitung pulverförmiger Milchalternativen. Zum Einsatz kommen Wirbelschichtsysteme immer dann, wenn Rohstoffe wirtschaftlich in einem einzigen – chargenweisen oder kontinuierlichen – Verfahrensschritt sowohl thermisch getrocknet als auch veredelt werden sollen.

Wie schnell sich zum Beispiel ein Instantprodukt beim Mixen, Schütteln oder Rühren auflöst, hängt vor allem von der Benetzbarkeit der Agglomeratstruktur ab. Diese wiederum wird von der Partikelgrößenverteilung, der Schüttdichte und der inneren Porosität der Partikel bestimmt. Agglomerationsprozesse lassen sich sowohl chargenweise als auch kontinuierlich durchführen. Beim Sprühagglomerieren in der Wirbelschicht werden pulvrige oder feinteilige Rohstoffe mittels eingedüster Flüssigkeit befeuchtet, wobei sich zwischen den Partikel Flüssigkeitsbrücken bilden (Abb. 3). Die eingesprühte Flüssigkeit wirkt hier als Bindemittel und kann im einfachsten Fall Wasser, manchmal ein organisches Lösemittel, in Flüssigkeit gelöste Pulverrohstoffe oder ein anderer organischer oder anorganischer Binder sein. Durch die optimale Wärme- und Stoffeigenschaften in Wirbelschichten werden die feuchten Agglomerate bei vergleichsweise niedrigem Volumenstrom des Fluidisierungsgases und geringer Produkttemperatur schnell und dennoch schonend getrocknet. Bei Bedarf können sie sogar noch gekühlt werden. Die typische Produktstruktur – „himbeerförmig“ – ergibt sich durch Kontakte zwischen flüssigkeitsbenetzten Partikeln, wobei sich die einzelnen Partikel zusammenfügen, etwas verdichten und durch Trocknung verfestigen, bis sie eine bestimmte Partikelgröße erreicht haben (Abb. 4). Anschließend verlassen die Produkte den Wirbelschichtapparat und können direkt verpackt werden.

Durch die relativ geringen mechanischen Kräfte in der Wirbelschicht sind Agglomerate im Vergleich zu Sprühgranulaten und Nassgranulaten lockerer und weniger dicht. Sie weisen eine geringe Schüttdichte auf und sind hervorragend in Wasser löslich. Die Produkte haben eine poröse Struktur, kapillare Oberflächen und sind zudem in ihrer Korngrößenverteilung – üblicherweise zwischen 0,2 und 2,5 mm – steuerbar.

Spielfeld für jeden Anwendungsfall

Mit Hilfe der flexibel anpassbaren Prozessparameter wie Volumenstrom des Prozessgases, Temperatur, Sprühdruck und Abluftfeuchte kann je nach Materialeigenschaft und Zusammensetzung (Fettgehalt) eine gleichbleibende Produktqualität garantiert werden. Neben dem klassischen Instantisieren bietet die Technologie außerdem Möglichkeiten, Aktivstoffe zu verkapseln oder Produkte zu aromatisieren und somit ein weites Spielfeld für Produktentwicklung und -optimierung. Mittels Wirbelschichttechnologie werden darüber hinaus flüssige Inhaltsstoffe zu Granulaten oder Pellets getrocknet, in Mikrokapseln eingeschlossen und bei Bedarf mit einem funktionellen Sprühcoating überzogen.

Über sein Technologiezentrum gewährt Glatt Zugang zu ausgereiften Technologien und Unterstützung bei der Formulierungs-, Produkt-und Verfahrensentwicklung, angepasst an die individuellen Kundenbedürfnisse. Am Anfang stehen dabei stets Tests auf einer Laboranlage. Das hausinterne Analytiklabor ermöglicht prozessbegleitende Analysen, um Partikeleigenschaften wie Größe und Schüttdichte schnell anzupassen. Für ein sicheres Scale-Up werden Prozess- und Betriebsparameter in Pilotstudien ermittelt. Tage-, meist aber wochenweise werden im Technologiezentrum gemeinsam mit den Kunden Produktmengen vom kg-Maßstab bis zu einigen 100 kg erzeugt, analysiert und optimiert – die gesamte Kette von der Machbarkeitsstudie bis zum marktfertigen Produkt. Über die Lohnproduktion bei Glatt können die neuen Pulver, Pellets oder Granulate direkt in vereinbarten Mengen hergestellt, abgefüllt, verpackt und ausgeliefert werden. Neben der Entwicklung kundenspezifischer und funktionalisierter Produkte und Prozesse bietet der Anlagenbauer Glatt Ingenieurtechnik alle Leistungen von der Projektanbahnung, Entwicklung und Realisierung bis hin zur schlüsselfertigen Fabrik.

Autorin: Dipl.-Ing. Katja Oppermann, Process Technology Food, Feed & Fine Chemicals, Glatt Ingenieurtechnik GmbH

Fachbeitrag in Original veröffentlicht in der Fachzeitschrift ’molkerei-industrie’, B&L MedienGesellschaft mbH & Co. KG, Ausgabe 02.2021

Literaturverzeichnis

Kunz, Clemens (2012): Historical aspects of human milk oligosaccharides. In: Advances in nutrition (Bethesda, Md.) 3 (3), 430S-9S. DOI: 10.3945/an.111.001776.
vegconomist (2020): Marktbericht: Der globale Markt für Milchalternativen verzeichnet starke Wachstumszahlen - vegconomist. Online verfügbar unter zuletzt aktualisiert am 16.12.2020, zuletzt geprüft am 16.12.2020.

Firmeninformation

Glatt Ingenieurtechnik GmbH
Glatt Ingenieurtechnik GmbH
Glatt ist spezialisiert auf intelligentes Partikeldesign zur Erzeugung und Funktionalisierung von Pulvern und Granulaten mit definiert einstellbaren Eigenschaften. Im Fokus stehen Partikel und Pulver für Pigmente, katalytische, keramische oder Batteriewerkstoffe sowie Granulate und Pellets als Zusatzstoffe für z. B. industrielle Salze, Wasch- und Reinigungsmittel, Düngemittel, Pestizide, Nahrungs-, Nahrungsergänzungs- und Arzneimittel. Eine Verkapselung von Aromen, Enzymen, Vitaminen, Mikroorganismen, Probiotika oder Fettsäuren (PUFA) ist dabei ebenso möglich wie die von ätherischen Ölen und anderen aktiven, sensiblen Substanzen, die es zu schützen gilt. Mit Glatt APPtec®, einer einzigartigen Technologie zur Sprühkalzination, ist es möglich, Partikel in einem einzigen Prozessschritt im pulsierenden Heißgasstrom zu erzeugen, zu beschichten und anschließend zu kalzinieren. Als Pionier für Wirbelschicht- und Strahlschicht-Technologien beherrscht Glatt diese wichtige Verfahren zur Formulierung und Optimierung der Partikeleigenschaften durch definierte Sprühagglomeration, Sprühgranulation, Sprühbeschichtung (Coating) oder (Mikro-)Verkapselung sowie durch Kombinationen dieser Prozesse. Auch im Hochtemperatur-Bereich. Glatt unterstützt die Produktidee von der frühen Phase der Produktrezeptur über die Prozessentwicklung bis hin zum Scale-up in den Produktionsmaßstab. So werden unter der Leitung der Glatt Process & Plant Engineering Teams maßgeschneiderte Produktionsanlagen für Lebensmittel-, Futtermittel-, Feinchemie-, Pharma- und Biotech-Applikationen erfolgreich geplant und in Betrieb genommen. Weltweit. Ob auf Basis von Pulversynthese, Wirbelschicht- oder Strahlschichttechnologie, Glatt bietet ebenfalls die zertifizierte Lohnherstellung für Kunden ohne eigene Produktionskapazitäten.
Letztes Update: 15.07.2021

Zugeordnete Fachbeiträge

Prozess- und Produktstabilität durch Materialkenntnis Der Einfluss des Glasübergangs amorpher Lebensmittelpulver bei der Wirbelschicht-Agglomeration
Prozess- und Produktstabilität durch Materialkenntnis
Der Einfluss des Glasübergangs amorpher Lebensmittelpulver bei der Wirbelschicht-Agglomeration Pulverisierte Extrakte aus Frucht- und Gemüse, Pflanzen oder Probiotika ändern ihre physikalisch chemischen Eigenschaften in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen. Anhand der Materialkenntnis können präzise Einstellungen in Wirbelschichtprozessen gewählt werden um Partikeleigenschaften zu definieren und Produktionsausfälle zu vermeiden. Eine Vielzahl von Lebensmitteln oder Lebensmitteladditiven werden in pulvriger Form gehandelt, um durch die Senkung des Wassergehaltes die Haltbarkeit zu verlängern und Transporte ökonomischer zu gestalten. Zum einen sollten dabei die funktionellen Inhaltsstoffe im Lebensmittelpulver erhalten bleiben. Zum anderen müssen diese einfach zu handhaben sein: sowohl für den Endverbraucher als auch für verschiedene Produktionsschritte. Neben der Wirbelschicht sind typische Granulationstechnologien in der Lebensmittelindustrie die Dampfstrahlagglomeration, die Agglomeration im Trocknungsprozess, die Agglomeration unter Druck wie
10.12.2020  |  639x  |  Fachbeitrag  |   | 
Vorausschauende Anlagenplanung Wie sich mit Pre-Engineering Ideen schneller zur Marktreife bringen lassen
Vorausschauende Anlagenplanung
Wie sich mit Pre-Engineering Ideen schneller zur Marktreife bringen lassen Um im Wettrennen um den Markterfolg neuer Produkte die Nase vorn zu haben, ist die Konzeptphase entscheidend. Der Anlagenbauer Glatt stellt durch Pre-Engineering Investitionsentscheidungen auf ein sicheres Fundament und ermöglicht, Teilprojekte vorzuziehen. Die Vorbereitung von Investitionsentscheidungen treibt F&E-Experten, Produktentwicklern und Gründern Schweißperlen auf die Stirn. Ihnen fehlt der Überblick über den Projektumfang und die Details. Sie sollen diffuse Risiken um zukünftige Betriebsabläufe einschätzen und die Wirtschaftlichkeit möglicher Alternativen vergleichen. Realistische Daten und Fakten zusammenzutragen, übersteigt dabei meist die Kapazitäten und mitunter auch das Know-how der mit der Vorbereitung beauftragten Mitarbeiter. Doch zu vage Annahmen und Schätzungen führen dazu, dass manche Weiche falsch gestellt und Potenziale nicht gehoben werden. Die Schlagzeilen ausufernder Projekte belegen eindringlich, wie kostspielig und imageschädigend
15.10.2020  |  725x  |  Fachbeitrag  | 
Outside-In-Prozess vom Anlagenbauer Von der Idee bis zur Marktreife: Zukunft wird im Team gemacht
Outside-In-Prozess vom Anlagenbauer
Von der Idee bis zur Marktreife: Zukunft wird im Team gemacht Seit Jahrzehnten gelten Wirbelschichtapparate als die Königsklasse zur Herstellung von staubfreien, löslichen oder funktionalen Granulaten und Pellets. Warum Glatt Ingenieurtechnik Produktideen technologieoffen angeht und wie das den Innovationsprozess der Kunden voranbringt. An das Wunschprodukt heranzukommen ist manchmal so kompliziert wie Goldschürfen: Man muss tüchtig sieben, um ein paar wertvolle Körnchen zu gewinnen. Doch erst die nachfolgenden Veredelungsprozesse verwandeln den Rohstoff in eine Wertanlage. Gleiches gilt für viele Aktivstoffe: Synthetisiert, fermentiert oder extrahiert müssen sie meist erst aus der Flüssigphase in eine partikuläre Form gebracht werden, um dann gezielt und kontrolliert ihre Wirkung entfalten zu können. Die gezielte Freisetzung von Wirkstoffen, State of the Art in der Pharmaindustrie, wo Glatt Marktführer im Life-Science-Anlagenbau für die Veredelung und Verarbeitung von Pulvern ist, hat längst auch andere Industriezweige
07.10.2020  |  1033x  |  Fachbeitrag  | 

Mehr Berichte

Kleines Wirbelschichtsystem f. großen Agglomerationsanspruch Kompakt, schnell, sparsam: Neues Anlagenkonzept von Glatt startet nach nur 12 Tagen
Kleines Wirbelschichtsystem f. großen Agglomerationsanspruch
Kompakt, schnell, sparsam: Neues Anlagenkonzept von Glatt startet nach nur 12 Tagen Auf der Vitafoods 2019 in Genf zeigt der Spezialist für Anlagenbau und Prozessentwicklung Glatt Ingenieurtechnik ein neues Anlagenkonzept für die kontinuierliche Pulveragglomeration: „GF ModFlex“ arbeitet extrem wirtschaftlich, passt dank modularer Bauweise in jede Halle und ist flexibel auf Kundenwünsche anpassbar. Feine Pulver und Pulvermischungen in gleichmäßig poröse, praktisch staubfreie, hervorragend lösliche und ideal dosierbare Granulate zu überführen – das leistet das neue Anlagenkonzept „GF ModFlex“ in Endlosschleife bei gleichbleibend bester Qualität und Sicherheit. Mehrschritt- und Mehrzonenprozesse bieten eine nahezu grenzenlose Freiheit in der Produktgestaltung. Das Raumwunder basiert auf der etablierten Glatt Wirbelschicht-Technologie und erhält dank schonender Prozessführung die ernährungsphysiologischen und funktionellen Eigenschaften der Produkte. Glatt adressiert mit dem Kompaktsystem in Modulbauweise Hersteller, die ihren Maschinenpark
09.04.2019  |  3054x  |  Kurzbericht  | 
Leuchttürme im Osten Deutschlands Glatt Ingenieurtechnik GmbH gehört zu den 150 innovativsten Unternehmen Ostdeutschlands
Leuchttürme im Osten Deutschlands
Glatt Ingenieurtechnik GmbH gehört zu den 150 innovativsten Unternehmen Ostdeutschlands Glatt Ingenieurtechnik GmbH: Die in Weimar beheimatete Firma ist Mitglied der vom Bundesforschungsministerium geförderten Wachstumskerne für Wirbelschicht- und Granuliertechnik sowie für Partikeldesign Thüringen. Sie unterhält enge Verbindungen zu zahlreichen wissenschaftlichen Einrichtungen, wie zur Bauhaus-Universität Weimar, zur Ottovon- Gericke-Universität in Magdeburg oder zur Technische Universität Harnburg Harburg. Auf dem Weg von der Idee bis zur schlüsselfertigen Produktion berät, plant und realisiert das Weimarer Unternehmen Vorhaben für Kunden in den Bereichen Pharma, Biolech und Chemie sowie der Lebens- und Futtermittelindustrie. In den letzten Jahren haben sich zahlreiche mittelständische Unternehmen aus Ostdeutschland mit innovativen Produkten und Entwicklungen eine führende Position auf dem heimischen sowie auf internationalen Märkten erkämpft. In seiner aktuellen Ausgabe stellt das ostdeutsche Wirtschaftsmagazin WIRTSCHAFT+MARKT 150
17.01.2019  |  2458x  |  Kurzbericht  | 
Interview mit Hendrik Schreier zu Glatt GF ModFlex Neues Anlagenkonzept für die kontinuierliche Wirbelschicht-Sprüh-Agglomeration
Interview mit Hendrik Schreier zu Glatt GF ModFlex
Neues Anlagenkonzept für die kontinuierliche Wirbelschicht-Sprüh-Agglomeration Hendrik Schreier, Sales Manager Process Technology Food, Feed & Fine Chemicals bei Glatt Ingenieurtechnik GmbH erläutert, warum Glatt - seit fast 30 Jahren Experte für kontinuierliche Wirbelschichttechnologie - jetzt GF ModFlex, ein neues modulares Anlagenkonzept für die kontinuierliche Sprüh-Agglomeration in der Wirbelschicht für Food Anwendungen vorstellt. Er verweist auf die Vorteile dieses Konzepts speziell für die Produktion von Lebensmitteln und stellt dessen Innovationen bzgl. der Reduktion von Energiebedarf und Betriebskosten vor.
22.06.2018  |  5462x  |  Kurzbericht  |   | 

Zugeordnete Fachthemen

PORTALS
Schuettgut-Portal BulkSolids-Portal Recycling-Portal
Erhalten Sie unseren Newsletter
Newsletter Archiv
Service und Kontakt
Impressum, KontaktDisclaimerDatenschutzerklärungWerbung