Herstellung von Lebensmittelstabilisatoren

Die Vokabel „Lebensmittelstabilisator“ ist ein Oberbegriff für eine Vielzahl verschiedenster Stoffe und Stoffzusammensetzungen. Die Rezeptur eines Lebensmittelstabilisators kann Gelatine, Pektine, Zuckerersatzstoffe, modifizierte Stärke, Methycellulose, Phosphate, Pflanzenfasern, Konservierungsstoffe, Malzextrakte, Antioxidantien, Emulgatoren, Hydrokolloide, Enzyme und vieles andere mehr enthalten.

Stabilisatoren werden in nahezu allen Nahrungsmittelfabriken verwendet.

Sie helfen dabei, die chemisch-physikalischen Eigenschaften eines Instantproduktes, eines Getränks, eines veganen Schnellgerichts, einer Back- oder Fleischware, über längere Zeiträume zu bewahren. Beispiele hierfür sind: Aufrechterhaltung eines Mischungszustandes einer Flüssigkeit, die sich aus nicht-mischbaren Phasen wie Wasser und Fett zusammensetzt; Aufrechterhaltung eines Schwebezustandes, wenn feindisperse Feststoffe oder Koagulate in einer Flüssigkeit dauerhaft homogen verteilt sein sollen. 

Stabilisatoren dienen 

• dem Erhalt oder der Intensivierung einer Farbgebung für längere Zeiträume,
• dem Erhalt der Struktur von Tiefkühlwaren nach dem Auftauen,
• der Steuerung des Schmelzverhaltens von Speiseeis, bspw. eingestellt auf wechselnde Umgebungstemperaturen,
• der Erzeugung und dem Erhalt eines Gelees (Koagulation),
• dem Verfestigungsverhalten von Tortenbelägen,
• der Viskositätseinstellung von Soßen und Dressings,
• der Konsistenz von Fleischwaren und veganen Fleischersatzprodukten,
• vielen anderen Anwendungen.

Stabilisatoren in der Lebensmittelindustrie sind in der Regel pulvrige, trocken anmutende Mischprodukte. Sie sollten aus Gründen der Handhabung staubarm und rieselfähig sein. Die Stabilisatoren sollten auch nach längerer Lagerung (z. B. auf gestapelten Paletten) klumpenfrei und rieselfähig bleiben. Zuweilen sind in den pulvrigen Stabilisatorenmischungen viele und gegebenenfalls auch besonders kleine Komponenten enthalten. Das können auch kleine Flüssigstoffanteile sein. 

Es ist nicht trivial, diese trockenen oder flüssigen Kleinkomponenten in die Basispulver mikrofein einzumischen. Die Herstellung von Lebensmittelstabilisatoren erfordert viel Sorgfalt, weil tatsächlich nur die Substanzen enthalten sein dürfen, die in der Zutatenliste deklariert sind. Etwaig verschleppte Restsubstanzen anderer Mischgüter dürfen nicht enthalten sein. Bei Lebensmittelstabilisatoren in pulvriger Form ist ihre Haltbarkeit meist dauerhafter als in flüssiger Form.

Dreidimensionale Totalverströmung 

Die industrielle Pulveraufbereitung von Lebensmittelstabilisatoren geschieht zumeist in Präzisionsmischern. Im Amixon Konusmischer wird das Haufwerk innerhalb des Mischbehälters mittels Schubströmung durchmischt. Das Mischgefäß ist ein aufrecht stehender Konus mit oberseitigem Zylinder. In dessen Zentrum rotiert ein Sinconvex Mischwerkzeug und bewirkt eine dreidimensionale Strömung innerhalb des Mischguts. Entlang der Peripherie der Mischkammer strömt das Pulver spiralförmig nach oben. Oben angekommen, fließt es entlang der Mischwelle aufgrund der Schwerkraft wieder nach unten. Der Mischeffekt erfolgt dreidimensional innerhalb der Grenzbereiche zwischen den beiden Makroströmungen. 

Schonend Homogenisieren und Dispergieren 

• A) Pulveraufbereitung mittels Homogenisierung (Distributives Mischen)

Aufgrund der totraumfreien Verströmung werden nach ungefähr 70 bis 200 Mischwerkrotationen technisch ideale, homogene Mischgüten erzielt, die in der Praxis nicht zu optimieren sind. Die Amixon Mischtechnik agiert besonders schonend und energieeffizient. Die Umfangsgeschwindigkeit des Mischwerkzeugs (im Zylinderteil gemessen) beträgt zumeist zwischen 0,5 m/s bis 2,5 m/s und lässt sich verstellen. Aufgrund der Bauart der Pulvermischer und da der Verströmungseffekt unabhängig vom Füllgrad stattfindet, sind ideale Mischgüten bereits bei einem Füllgrad von ca. 5 % zu erreichen. Amixon definiert die Typbezeichnung der Mischanlagen auf Basis des Nutz- oder Arbeitsvolumens. Der Konusmischer AM 3000 kann somit bereits 150 L-Ansätze ebenso gut mischen wie 1.000 L-Ansätze.

• B) Pulveraufbereitung mittels Desagglomeration

Potenziell wünscht der Kunde ergänzende Aufbereitungsschritte, wie das Entklumpen oder das Dispergieren von Agglomeraten. Unter Einsatz eines hohen Energieeintrags werden disperse Agglomerate aufgebrochen, diese auf möglichst gleiche Größen zerkleinert und dann strichfein in einem anderen Stoff verteilt. Zu diesem Zweck wird die Mischwerkdrehfrequenz erhöht und das Mischgut unter der Zugabe von Scherkräften intensiv bearbeitet. Der Mischer ermöglicht das schonende Homogenisieren der Rohzutaten sowie das intensive Dispergieren von Agglomeraten gleichermaßen. 

Im Falle desagglomerierender Mischprozesse ist der Füllgrad etwas zu erhöhen. Das Scherwerkzeug ist ca. 30 bis 40 cm unterhalb des Füllstandes vorzufinden. Je nach Baugröße beträgt der Mindestfüllgrad beim Konus-Einwellenmischer AM 3000 dann ca. 400 l und bei dem Konus-Einwellenmischer AM 6000 ca. 600 l.

Beschickung und Austragung 

Die Beschickung des Mischers mit Einzelkomponenten erfolgt nacheinander oder zeitgleich durch einen oder mehrere Stutzen oberhalb des Mischraums. Dabei kann das Mischwerk stillstehen – für den Fall, dass der Mischer, auf Wägezellen befindlich, als Dosierwaage fungiert – oder rotieren, falls mehrere Chargen unterbrechungsfrei zu vermischen sind. Mit Abschluss des Mischprozesses nach ca. zwei bis sechs Minuten öffnet sich eine totraumfreie Bodenarmatur und das Mischgut strömt durch einen Austragstutzen des Pulvermischers abwärts. Dieser Vorgang ist entmischungsfrei und die Größe des Volumenstroms durch die Abmessung der Verschlussarmatur vorgegeben.

Kompakte Dosiflap

Lebensmittelstabilisatoren werden bevorzugt in pulvriger Form angeboten. Sie sind in der Regel ein pulvriges Mischprodukt, das in Dosen, Beutel, Säcken oder Bigbags verpackt wird. Die Abfüllung der Bigbags kann direkt vom Mischer aus erfolgen. Hier verfügt Amixon über ein interessantes Konzept: Das System Dosiflap fungiert gleichermaßen als totraumfreies Verschlussventil und als Dosiervorrichtung und spart viel vertikalen Bauraum. 

Maximale Effizienz bei der Rohstoffnutzung

Amixon Mischer können rieselfähige Mischgüter nahezu vollständig austragen. Auch anhaftende Mischgüter können mit hohem Wirkungsgrad ausgetragen werden. Rückstände werden auf ein Minimum reduziert. In der Praxis entleeren viele Amixon-Mischer so gründlich, dass nachfolgende Mischaufträge (mit unterschiedlich zusammengesetzten Komponenten) ohne Zwischenreinigung durchgeführt werden können. Nahezu alle Rohstoffe werden so zum Endprodukt verarbeitet und gelangen in den Verkauf.

Abfallminimierung

Der Reinigungsaufwand wird drastisch reduziert. Die Abfallvermeidung ist mit Hinblick auf den ökologischen Fußabdruck von großer Bedeutung. Insbesondere vor dem Hintergrund, dass pulverförmige Abfälle verbrannt und Waschwasserrückstände geklärt werden müssen.

Pilotphase im Technikum

Besonderen Wert legt Amixon auf die Pilotphase im Technikum. Hier werden Ihre Mischprozesse durchgespielt. Auf diese Weise unterstützt Amixon die Interessenten in Ihrer Produktentwicklungsphase. Gleichzeitig fundieren Mischversuche die Sicherheit bei Hochrechnungen und Investitionsentscheidungen. Amixon hat ein Haupttestzentrum in Paderborn. Weitere Testcenter befinden sich in China, Indien, Japan, Korea, Thailand und den USA. Besucher der Interpack finden Amixon in Halle 1, Stand D18.

Autorin: Melanie Deschler-Reining, Leiterin Marketing, Amixon