Einleitung
Lactose (Milchzucker) ist eine kristalline, farblose Substanz mit süßlichem Geschmack, die vor allem in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie vielseitig zum Einsatz kommt.
Als pharmazeutischer Hilfsstoff dient sie beispielsweise als Füllstoff, Coating oder Wirkstoffträger bei der Produktion von Sprays oder Tabletten. In verarbeiteten Lebensmitteln findet Lactose aufgrund seiner funktionellen Eigenschaften oft Anwendung als Trägerstoff für Aromen oder wird zur Texturerhöhung auf Grund guter Wasserbindungsfähigkeit beigesetzt. Ernährungsphysiologisch ist sie auch ein wichtiger Inhaltsstoff in der Säuglingsnahrung.
Für unterschiedlichste Anwendungen sind dabei definierte Korngrößenspektren des Lactosepulvers gefragt, welche mittels spezieller Mahlverfahren produziert werden können. Zwei Technologien kommen hier vorwiegend zum Einsatz: Für die Herstellung ultrafeiner Pulver (ca. 95 % < 3 – 30 µm) werden Dichtbettstrahlmühlen verwendet, für gröbere Feinheiten (ca. 95 % < 30 – 80 µm) Prallmühlen mit Sichter.
Herstellung von ultrafeiner Lactose
Für die Produktion von Pulvermischungen zur Säuglingsernährung wird sehr feine Lactose als hochwertiger Nährstoff beigemengt. Noch feinere Pulver kommen beispielsweise bei Pulverinhalatoren zum Einsatz, wo Feinheiten < 10 µm gefordert werden.
Für beide Anwendungen ist die NETZSCH Dichtbettstrahlmühle ConJet® die geeignete Lösung. Durch die Kombination aus Spiralstrahlmühle und einem integrierten Sichtrad, ermöglicht dieser Maschinentyp das Endprodukt reproduzierbar und mit steiler Partikelgrößenverteilung herzustellen. Die Einstellung der Mahlfeinheit ist unabhängig von der Produktbeladung und erfolgt nur über die Drehzahleinstellung des Sichtrades. Dadurch kann die Mühle mit höherer Produktbeladung deutlich wirtschaftlicher betrieben werden. Durch die hohe Energiedichte dank des rotierenden Produktbetts kann der Wirkungsgrad um bis zu 40 % im Vergleich zu konventionellen Strahlmühlen verbessert werden.
In der Dichtbettstrahlmühle ConJet® wird das Mahlgas über die ringförmige Mahlgasverteilung (1) und die Düsen (2) in den Mahlraum (3) geführt und entspannt. Dabei bilden sich Strahlen hoher Geschwindigkeit, die das Mahlgut, welches mittels eines Injektors oder gravimetrisch durch eine Schleuse über einen Stutzen (4) tangential in den Mahlraum eingebracht wird, erfassen und beschleunigen. Das Produkt wird durch Teilchen-Teilchen-Stöße zerkleinert. Vom Mahlgas werden die beanspruchten Partikel zum Sichtrad (5) transportiert, welches über einen drehzahlregelbaren Motor angetrieben wird. Das Feingut wird zusammen mit dem entspannten Gas aus der Mühle ausgetragen. Zu grobes Mahlgut gelangt zurück in den Mahlraum, um erneut beansprucht zu werden. Somit werden mit der Dichtbettstrahlmühle höchste Feinheiten mit exakter und reproduzierbarer Kontrolle der Partikelgröße und spritzkornfreier Begrenzung des Oberkorns erzielt.
Ein weiterer Vorteil im Vergleich zu einer konventionellen Strahlmühle ist, dass keine minimale Produktmenge zur Durchführung des Mahlprozesses benötigt wird. Dies bedeutet vollständig gemahlene Chargen und maximale Produktausbeuten, da nach einem Durchlauf nahezu kein Restmaterial in der Mühle bleibt. Weiterhin gewährleistet die kompakte Bauweise der Mühle eine sehr gute Zugänglichkeit für einfachste und schnelle Reinigung bei Produktwechseln.
Die rückstandsfreie Vermahlung von Produkt innerhalb der Maschine machen die ConJet® zur idealen Mühle für die Vermahlung von Lactose im ultrafeinen Bereich. Die Dichtbettstrahlmühle ConJet® ist in unterschiedlichen Baugrößen im Labormaßstab in den Größe ConJet® 10 und 16, sowie im Produktionsmaßstab in den Baugrößen ConJet® 32 bis 71 erhältlich.
Herstellung von Lactosepulver mit der Feinprallmühle Condux® mit Sichter
Eine neu konzipierte Ausführung ist die Condux® mit integriertem, dynamischen Windsichter (Abb. 4). Diese kommt zum Einsatz, wenn die gewünschte Endfeinheit mit üblichen, sieblosen Stiftmühlen oder Gebläsemühlen mit Siebeinsatz nicht erreicht wird – zum Beispiel für die Herstellung von Lactosepulver mit Feinheiten von 95 % < 75 µm.
Im Gegensatz zu konventionellen Sichtermühlen sind Mahlscheibe und Sichterrad drehfest miteinander verbunden und werden über einen gemeinsamen Antriebsmotor betrieben. Dadurch sind die Investitionskosten der Anlage erheblich reduziert und eine wirtschaftliche Feinstvermahlung wird ermöglicht. Mit der Verstellung der Sichtradhöhe ist es möglich, eine variable Einstellung der Trenngrenze auf einfachste Art zu erzielen bei exakter Oberkornbegrenzung. Darüber hinaus wird Dank der aufschwenkbaren Gehäusetür ebenso wie bei der Dichtbettstrahlmühle ein schneller und einfacher Zugriff bei Reinigung und Wartung gewährleistet. Für die Ausführung in der Lebensmittelindustrie wir die Maschine standardmäßig in Edelstahl 314 oder 316 produziert, mit einer Oberflächenqualität Ra < 0,8 µm.
Zusammenfassung
In der Lebensmittelindustrie werden nicht nur an die Produktqualität immer höhere Anforderungen gestellt, sondern auch an die Leistungsfähigkeit und das hygienische Design der Produktionsanlagen. NETZSCH bietet hier für unterschiedliche Anforderungen maßgeschneiderte, verfahrenstechnische Lösung für den Zerkleinerungsschritt. Als Mitglied in der EHEDG trägt NETZSCH mit hygienegerechter Konstruktion und Gestaltung seiner Maschinen und Anlagen dazu bei, in allen Bereichen der Nahrungsmittelindustrie eine sichere Produktion von Lebensmitteln zu gewährleisten
Teil des umfassenden Serviceprogramms von NETZSCH ist das gut ausgestattete Technikum für Lebensmittelanwendungen, das FoodLab am Standort Hanau. Dort können sowohl auf der Dichtbettstrahlmühle ConJet® als auch auf der Prallmühle Condux® Versuche unter lebensmittelkonformen Bedingungen durchgeführt werden.