Wie mit Samthandschuhen

Schonende Produktbehandlung beim Gentle-touch-Mischsystem

Pharma
Food
Kosmetik
Chemie
Planer
Betreiber
Einkäufer
Manager

21.03.2014 Empfindliche Produkte erfordern besondere Produktionsverfahren. Das Mischsystem Gentle-touch beruht auf einem horizontalen Trommelmischer, dessen Innenseite mit Ablaufförderern ausgestattet ist. Das frei fließende Material strömt axial über den Einlauf in der Drehachse der Trommel ein, während sich diese in langsamer Rotation befindet.

Anzeige

Entscheider-Facts


für Betreiber
  • Der Mischer erlaubt ein schonendes Mischen und ist deshalb insbesondere für bruchempfindliche und temperatursensible Produkte geeignet.
  • Er ermöglicht eine rasche Homogenisierung und Entleerung bei minimalem Energieeintrag.
  • Der Mischer lässt sich problemlos mit Funktionen des Imprägnierens, Heizens, Kühlens und Trocknens kombinieren. Er lässt sich für Nutzvolumen von 10 bis 25.000 l einsetzen und sowohl kontinuierlich als auch chargenweise betreiben.

Während des Mischprozesses gleitet das Produkt kontinuierlich über aerodynamisch geformte und ausgerichtete Ablaufrutschen in axialer und in Längsrichtung, woraus sich ein komplexes dreidimensionales Strömungs-Muster ergibt, das in seinem Verlauf in etwa der Form einer räumlichen Acht entspricht. Bereits nach 1 bis 3 Minuten ist eine homogene Verteilung erreicht.

Während des Mischvorgangs fallen die Partikel durch den leeren Kopfraum des Mischers kontinuierlich sanft auf den Produktspiegel zurück. Die Drehung und die Schwerkraft mischen das Produkt wahllos, jeder einzelner Partikel wird bewegt. Dabei fließt das Produkt in Richtung Auslass und zurück. Dank kontinuierlicher Förderung des Mischgutes zum axialen Auslauf ist das Entleeren der Trommel mit bis zu > 99,8 % ohne Entmischung möglich. Nach dem Öffnen der Auslassklappe verlässt das Produkt – unterstützt durch die fördernde Funktion der Schaufeln – den Mischer innerhalb weniger Minuten. Es gibt keine inneren beweglichen Mischaggregate und somit auch keine Scherkräfte, durch die das Produkt zerstört werden könnte. Die Reibgeschwindigkeit an der Innenseite der Trommel ist funktionsbedingt immer unter 1 m/s. Damit ist eine wesentliche Bedingung der Atex-Anforderungen erfüllt. Die geringe Reib-Geschwindigkeit verhindert zugleich ein Erwärmen des Produktes.

Zahlreiche Einsatzgebiete
Ein Mischer mit 1.000 l Nutzvolumen kann zehn bis zwölf Mischungen pro Stunde realisieren. Bei einem Schüttgewicht von 0,6 kg/dm³ sind dies 6 t/h. Die Mischer erlauben eine variable Befüllung zwischen 10 bis 100 % des Nutzvolumens. Die Baugrößen liegen zwischen 10 und 25.000 l Nutzvolumen. Sowohl das Mischen verschiedener Komponenten als auch das reine Homogenisieren als Korrektur von Entmischungen durch Verdichtungen, Separationen oder Absetzvorgängen können durch Versuche vor Ort oder im Technikum des Herstellers getestet und dann später in der Produktion umgesetzt werden. Zur Erleichterung der Reinigung kann der Mischer mit verschiebbarem und demontier-barem Ein- und Auslauf und mit extra großen Reinigungsklappen mit Gasdruckzylinderunterstützung sowie mit Doppeldichtungen mit Sperrluft ausgerüstet werden. Ein Reinigen im laufenden Prozess ist mittels verschiedener Düsen im Einlauf, der Trommel und im Auslauf möglich. Wasser oder Reinigungsmittel wird zugegeben und in der sich drehenden Mischtrommel wird diese dann effektiv gereinigt.

Typische Applikationen sind Tee, Instantgetränke, Säuglingsnahrung, Frühstückscerealien, Müsli, Nüsse, Früchte, Kräuter oder Gewürze. Besonders geeignet sind die Mischer für sprüh- und gefriergetrocknete, tiefgekühlte Produkte, die aufgrund ihrer Empfindlichkeit ein besonders schonendes Mischen erfordern. Die Mischer können sowohl chargenweise als auch als kontinuierliche Mischer mit variablem Durchsatz und variabler Verweilzeit, die mittels einer servobetätigten Klappe regelbar sind, betrieben werden.

Vorteile des Gentle-touch-Mischprinzips
Das Verfahren zeichnet sich durch eine sanfte, schonende Misch-Technologie aus, die vor allem für bruchempfindliche und wärmeempfindliche Pulver und Granulate geeignet ist, weil praktisch keine Scherkräfte entstehen und die Partikelgrößenverteilung auch bei spröden und fragilen Produkten erhalten bleibt. Die Mischer haben eine horizontale Bauform, geringe Instandhaltungskosten, können hohe Hygienestandards einhalten und sind leicht zu reinigen. Sie generieren kurze Mischzeiten mit hoher Homogenität bei minimalem Energieeintrag. Bei einem Nutzvolumen von 3.000 l wird beispielsweise nur eine Antriebsleistung von 5,5 kW benötigt. Während des Entleerens wird der Mischvorgang in Gang gehalten und dadurch ein Entmischen verhindert.

Mehrere Verfahrensschritte miteinander kombinieren
Das Mischsystem kann auch als rotierender Reaktionsmischer mit Möglichkeiten, die weit über das reine Mischen hinausgehen, eingesetzt werden. Genau wie beim Mischen kann die rotierende Trommel ohne die sonst üblichen Nebenwirkungen wie Bruch und Erwärmen des Produkts für Imprägnieren, Beschichten und Befeuchten wie auch für Heizen, Trocknen, Kühlen und Gefrieren sowie für Desinfektion und Pasteurisation von Produkten genutzt werden. All diese Verfahrensschritte können in der rotierenden Trommel gleichzeitig oder nacheinander kombiniert werden. Dadurch werden innerbetriebliche Transporte und zusätzliche Maschinen während der einzelnen Prozessschritte vermieden, was nicht zuletzt zu einer signifikanten Reduktion der Investitionskosten führt.

Die Mischer können mit einem Doppelmantel an der Trommel oder an den Schaufeln zum Beheizen mit Wasser oder Dampf ausgerüstet werden. Auch ein Trocknen durch einen kontinuierlichen Luftstrom durch die Trommel während des Mischvorgangs und ein Inertisieren des Mischgutes sind möglich. Der Mischer kann auch unter kyrogenen Bedingungen eingesetzt werden.

Auch für die Bio-Raffinierung geeignet
Der Hersteller liefert Mischer-Trockner für eine Pilotanlage zum Entwickeln von Verfahren zur optimalen Nutzung von Rohstoffen und Nebenprodukten, für die das kontrollierte Mischen – und noch entscheidender das Trocknen ohne Nebenwirkungen – ausgesprochen wichtig sind. In der Bio-Raffinierung wird eine maximale Extraktion von den verwendeten Ernten durchgeführt, wobei die Ernte in mehreren Stufen vollständig in neue Produkte umgewandelt wird. Alle Arten von Zellen werden für Produkte der Lebensmittel-, Futtermittel- und chemischen Industrie verwendet. Die verbleibende Biomasse wird für die Erzeugung von „grüner Energie“ eingesetzt.

Die Nebenprodukte werden aus einem Sirup zu einem kristallinen halbtrockenen Produkt aufbereitet. Zum Trocknen dieses Produktes entschied sich der Anwender für den Mischer-Trockner, da sich das Konzept, bei dem sich die Trommel ohne im Produkt gesondert umlaufende Teile dreht, als besonders geeignet erwies. Aufgrund der fehlenden Friktion besteht keine Gefahr einer Beschädigung der Kristalle, einer Staubentwicklung oder einer Einfuhr lokaler Reibungswärme. Da die gesamte Trommel sich mit ihrem Inhalt dreht, sind alle Produktpartikel in kontinuierlicher Bewegung und gleichmäßig mit Trocknungsluft umgeben. Das Mischen und Trocknen lässt sich damit schrittweise, kontrolliert und ohne Nebenwirkungen durchführen.

Anwendung des Misch-Prinzips bei der Teemischung
Für die Mischung und die Abstimmung des Aromas einiger Teesorten entschied sich ein Anwender für einen Mischer mit einem Nutzvolumen von 4.000 l aufgrund des für Tee unerlässlichen Gentle-touch. Der Mischer geht sanft mit den zarten Teeblättern um und ist außerdem sehr energieeffizient. Durch diesen Mischer konnte der Anwender die Flexibilität und damit auch das Marktpotenzial erhöhen. Er eignet sich für die „Blenden“ genannte Abstimmung von Geschmack und Qualität des Tees.

Von Natur aus enthält Tee Koffein, das auch „Teein“ genannt wird. Die Entkoffeinierung des Tees erfolgt nach dem Mischen des Tees unter Einsatz von Methylenchlorid zur Extraktion von Koffein aus Tee. Die rotierende Mischtrommel enthält sechs fest montierte Schaufeln. Die spezielle, beidseitig an der Trommel angebrachte Dichtung schließt nahtlos an die statische Ein- und Auslasskonstruktion an. Die Form der Schaufeln und ihre Position in der Trommel sorgen dafür, dass die Trommel sich nach dem Öffnen der pneumatisch gesteuerten Auslassklappe mit > 99,8 % selbst entleert. Drei große Inspektionsluken erleichtern Reinigung und Wartung. Die produktberührten Metallteile des Mischers sind aus Edelstahl 316. Die Maschine erfüllt FDA-, Hygiene- und Sicherheitsanforderungen. Bei Abmessungen von 5 x 2,5 m und einer Höhe von 2,5 m wiegt der Mischer ohne Untergestell rund 3.000 kg.

 

 

Weitere Informationen sowie ein Video finden Sie hier

 

Heftausgabe: März 2014
Dr. Michael Kaiser

Über den Autor

Dr. Michael Kaiser
Loader-Icon