Auf die sanfte Tour

Mischen – eine Disziplin mit Perspektiven

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16.04.2010 Mischen entwickelte sich im Laufe der Jahrzehnte zu einer der wichtigsten Disziplinen der Verfahrenstechnik. In dieser Fachrichtung scheint die Kreativität von Ingenieuren, Chemikern und Verfahrenstechnikern besonders schöpferisch zu sein. Es muss wahrscheinlich an dem Reiz des schöpferischen Aktes liegen, wenn sich durch einen Mischvorgang neue Produkte entwickeln lassen.

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Entscheider-Facts Für Anwender


  • Durch die Mischtechnik werden mit systematischen Veränderungen des Stoffsystems gezielt gewünschte Eigenschaften eines Mischproduktes erreicht oder vorhandene verstärkt.
  • Als Resultat dieser Entwicklung werden neue Produkte mit besonderen hervorstechenden Eigenschaften geschaffen.
  • Diese Optimierung umfasst den gesamten Mischprozeß und die damit gekoppelten Prozesse als ganzheitliche Lösung.
  • Die Lindor-Mischtechnik spart Zeit sowie Energie und mischt Produkte schonend. Zeit sparen bezieht sich dabei nicht nur auf eine Reduzierung der Mischzeit, sondern schließt auch den zeitlichen Aufwand für die Reinigung des Mischaggregates bei Wechsel der Rezepturen ein.

Die äußerst schonende Mischbewegung dieses Mischkonzeptes erlaubt eine optimale Aufbereitung aller fragilen und granularen Produkte

Veränderungen der Marktsituation zwingen Produzenten, ihre Produktion und ihre Produkte anzupassen. Im Fokus stehen Betrachtungen, wie sich die Bedingungen der Produktion weiter optimieren lassen, die Qualität des betreffenden Produktes auf die Marktbedingungen abzustimmen oder einen Weg zu suchen, der zur Entwicklung neuer Produkte führt. Dies geht einher mit der Suche nach neuen Einsatzgebieten. Im Bereich der Aufbereitung von Feststoffen gehört das Mischen zu einer der wichtigsten Aufbereitungstechniken, denn durch Mischen lassen sich vorgegebene Eigenschaften von Stoffsystemen verändern und bewusst anstreben. Als Ergebnis sollen Produktqualitäten erreicht werden, die – ganz im Sinne des Marktes – letztendlich zu Produkten mit speziellen gewünschten Eigenschaften führen.

Neue Ordnungen durch Mischen

De facto verändern sich beim Mischen nacheinander drei Phasen einer Ordnung. Bei einer separaten Zugabe der einzelnen zu mischenden Komponenten liegen diese nach dem Beschicken in dem Mischer in einer vorgegebenen ersten Ordnung vor. Die Feststoffe liegen alle mehr oder weniger geordnet entweder neben- oder aufeinander, wie es gerade das Beschicken vorgegeben hat.

Im Moment der sich bewegenden Mischwerkzeuge wechseln die Feststoffe von der vorgegebenen ersten Ordnung über die folgende zweite Phase, die der Unordnung. Schlieren an Konzentrationen von einzelnen Komponenten wechseln sich kurzfristig ab mit Bereichen einer verdünnten Verteilung verschiedener Komponenten. Diese Übergangsphase wird in der Regel als Mischzeit bezeichnet. Sie ist der Wechsel in die angestrebte dritte Phase, einer möglichst neuen, idealen Ordnung aller Feststoffe. Die neue, ideale Ordnung ist im Sinne eines neu entwickelten Produktes zu verstehen, denn es laufen beim Mischprozeß parallel durchaus gewollte physikalische und chemische Reaktionen ab. Neben der reinen Mischarbeit sind Verfahrensweisen wie beispielsweise Trocknen, Zerkleinern, Wärmeab- und -zufuhr, Des- und Agglomerieren, Granulieren usw. durchaus möglich.
Im Gegensatz zu einem Mischprozess wird beim reinen Homogenisieren lediglich eine bereits bestehende ideale Ordnung grundsätzlich wiederhergestellt, die durch Entmischungen, wie beispielsweise Separierungen, Absetzvorgängen oder auch Verdichtungen, in Unordnung geraten ist. Bei dem homogenisierten Produkt sind die vorhandenen Eigenschaften bereits vereinheitlicht worden; es ist in diesem Fall kein neues Produkt im Sinne eines schöpferischen Mischprozesses entstanden.

Das magische Viereck: Mischer – Produkt – Mischprozess – Infrastruktur

Über den Erfolg eines Mischprozesses entscheidet der Grad der Abstimmung der einzelnen Faktoren aufeinander. Die Qualität und das Niveau der vier Komponenten Mischer, Produkt, Mischprozeß und Infrastruktur sind in ihrer Zielrichtung und ihrem Wesen unterschiedlich und müssen für einen erfolgreichen Mischprozess miteinander als ganzes System wirken.

Der Typ des Mischers ist eine vorgegebene feste Größe, während die Produkte, der Mischprozeß und die Infrastruktur als weiche Faktoren anzusehen sind, da sie permanent wechselhaften Einflüssen ausgesetzt sind. Wird Einfluss auf die Abstimmung des Vierecks genommen, ist immer zwangsläufig eine Veränderung der Ergebnisse die Folge. Der Mischertyp muss geeignet sein, die unterschiedlichen Qualitäten der zur Mischung anstehenden Komponenten auszugleichen. Unterschiedliche Größe, Form und Dichte der einzelnen Anteile müssen durch das Mischsystem gleichwertig gemischt werden. Die ständige Tendenz zu einer Entmischung muss der Mischer ausgleichen können. Ein ideales Mischprinzip versucht immer so nahe wie möglich die statistisch ideale Verteilung zu erreichen.
Alle Mischkomponenten unterscheiden sich sowohl physikalisch als auch chemisch, wobei auf die Mischarbeit wesentlich die Größe, Form und Dichte der einzelnen Teilchen einwirken. Obwohl chemisch identisch, wirken verwendete Produkte aus unterschiedlichen Herstellungsprozessen und in unterschiedliche Lieferformen auf den Mischprozess mit häufig abweichenden Ergebnissen ein.
Direkten Einfluss auf das Endergebnis wird auch über den Zeitpunkt der Zugabe der Komponenten genommen. Häufig laufen während des Mischens parallel sowohl chemische als auch physikalische Prozesse ab, die entweder angestrebt sind oder ausgeschlossen werden sollen. Granulierhilfsmittel für Feststoffe sind dafür ein deutliches Beispiel. Allein der Zeitpunkt der Zugabe, die Menge, die Verteilung beziehungsweise das Aufbringen auf das Produkt und der Typ an Hilfsmitteln für die Granulierung entscheiden über den angestrebten Erfolg einer Granulatbildung.
Der Zyklus des Mischprozesses besteht nicht nur aus der reinen Mischzeit. Zusätzlich sind die Zeiten zu betrachten, die für Beschicken, Entleeren sowie Reinigungs- und Wartungszeiten aufgewendet werden. Geeignetes Personal, termingerechte Bereitstellung ausreichender Menge an Produkten und das Durchführen von Qualitätskontrollen sind alles Aufgaben des Managements, die direkt die Produktivität des Mischers beeinflussen. Fehlt es an einer Stelle, ist nicht nur der Mischer ohne Arbeit.

„gentle touch mixing technique“

Ab einem Nutzinhalt von 70l werden Chargenmischer bis zu 25000l Nutzinhalt gefertigt. Jeder Mischer verfügt beim Mischprozeß über ausreichend Mischraum für freie ungehinderte Produktbewegungen und vermeidet damit einen im Inneren des Mischers sich entwickelnden Produktdruck. In dem horizontal arbeitenden Mischer gibt es keine separaten rotierenden Innenteile. Für die einmalig sanfte, aber dennoch gründliche Mischwirkung sind innere aerodynamisch geformte Schaufeln verantwortlich, die ein dreidimensionales Muster von mehreren Strömungsbildern erzeugen. Selbst über längere Prozeßzeitentreten kaum mechanische Reibungs- und Verschleißkräfte auf, so dass eine mechanische Beschädigung aller der zu mischenden Produkte im Trommelinneren nahezu ausgeschlossen werden kann.

Die äußerst schonende Mischbewegung dieses Mischkonzeptes erlaubt eine optimale Aufbereitung aller fragilen und granularen Lebensmittel, Pharmazeutika, chemischen Produkte, Kunststoffe sowie explosionsgefährdeter Produkte, die nach Atex-Bedingungen gemischt werden müssen.

Einsatz als Kryogenmischer

Alle leicht zerbrechliche und empfindliche Lebensmittel, wie Müsli oderTeemischungen, können mit diesemMischertyp sehr schonend gemischt werden. Ein besonderer Einsatz ist dieAnwendung unter kryogenen Bedingungen, bei der tiefgekühlter Stickstoff und/oder Kohlensäure als Kühlmittel eingesetzt werden. Ausgenutzt wird bei diesem Verfahren die Verdampfungswärme der beiden tiefgekühlten Gase.

Tiefgekühlte Produkte sind sehr empfindlich, so dass die schonende Arbeitsweise des Mischers nochmals an besonderer Bedeutung gewinnt. Der Kühlprozess läuft im Mischer sehr zügig ab, so dass sehr viele kleine Kristalle entstehen, die die Zellwände nicht beschädigen und somit Gemüse- oder Fleischwaren saftig bleiben. Darüber hinaus wird ein Zusammenbacken von Fleischstücken verhindert. Sie können im Mischer problemlos mit Soßen, Kräutern oder anderen Zutaten beschichtet und anschließend dosiert verpackt werden.

Heftausgabe: April 2010
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Über den Autor

Hans Dieter Hullmann , Lindor Consultant, Innovatives Mischen
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