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AIF : Untersuchungen zur Integration der Simultanen Homogenisier- und Misch- (SHM-) Technologie in konventionelle Homogenisationsprozesse mit Flachventilen zur Verarbeitung von Milchprodukten

AIF : Untersuchungen zur Integration der Simultanen Homogenisier- und Misch- (SHM-) Technologie in konventionelle Homogenisationsprozesse mit Flachventilen zur Verarbeitung von Milchprodukten
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Marc Schlender

Starttermin:

2010

Endtermin:

2012

Hochdruckhomogenisiersysteme sind in technischen Prozessen weit verbreitet. Deutschlandweit werden sie zur Produktion von jährlich ca. 12 Mio. t Milchprodukten eingesetzt, wobei die Durchsätze bei bis zu einigen 10.000 l/h und die Drücke um 200 bar liegen. Durch das Homogenisieren können Produkteigenschaften wie Farbe, Konsistenz oder Geschmack verbessert und eine höhere Langzeitstabilität erreicht werden. Investitions- und Prozesskosten entstehen durch die zu homogenisierenden Produktmengen, die die Größe der Pumpen und die auf hohe Drücke zu verdichtende Volumenströme bestimmen, sowie durch Verschleißteile (z. B. Kolbenpackung und Flachventile). Insbesondere bei partikelhaltigen Produkten (wie Schokodrinks oder -desserts) sind die Standzeiten signifikant reduziert (z. B. 100 statt 700 h bei reiner Milch für die Kolbenpackungen). Beim Homogenisieren von Milch müssen selbst bei angepasster Materialwahl alle 2.000 bis 10.000 Betriebsstunden die Homogenisierventile gewechselt werden. Energieeinsparpotential bietet das Verfahren der Teilstromhomogenisierung, allerdings ist dies koaleszenzbedingt begrenzt auf einen Fettanteil von max. ca. 17 Vol.-% in der zu homogenisierenden Rahmphase begrenzt. Wünschenswert wäre eine Homogenisation bei im Prozess anfallenden Fettgehalten (32-42 % ab Separator). Im AiF-Projekt FV 14073N wurde ein Prototyp einer simultanen Homogenisier- und Mischblende (SHM-Blende) entwickelt, mit dem im Labormaßstab Rahm bei Fettanteilen von bis auf 42 Vol.-% ohne Qualitätsverlust homogenisiert werden kann. Dies ermöglicht Energieeinsparungen um 65 bis zu 83 % verglichen mit den konventionellen, heute eingesetzten Teilstrom- bzw. Vollstrom-Homogenisationsprozessen. Daneben bietet diese Prozessführung die Chance, Partikeln (beispielsweise Kakao) homogen zu dispergieren, ohne über die Kolbenpackung oder das Ventil selber fahren zu müssen.
Ziel des Projekts ist es grundlegende Erkenntnisse für die Anwendung der SHM-Idee in Flachventilen als Zerkleinerungseinheiten aufzubauen, so dass das Potential dieser Technologie für einen Einsatz in der milchverarbeitenden Industrie beurteilt werden kann und die wissenschaftliche Basis für eine zielgerichtete, auf die jeweilige Produktanwendung angepasste Auslegung gelegt wird. Verfahrensseitig sollen dazu erste Prototypen von SHM-Flachventilen konstruiert, gebaut, getestet und bewertet werden. Produktseitig sollen beispielhaft die Potentiale untersucht und bewertet werden, die sich aus einer erhöhten Homogenisiertemperatur der fettreichen Rahmphase bzw. für die Herstellung von Produkten mit abrasiv wirkenden Partikeln (z. B. kakaohaltige Milchmischprodukte) zur weiteren Kosteneinsparung oder Qualitätsverbesserung ergeben können.

 

http://www.aif.de/