Agglomereren van instant-producten

Hosokawa Micron heeft behalve haar bekende meng- en droogsystemen veel meer technologie in huis om custom made poeders te maken. De onderneming ontwerpt complete fabrieken waarmee klanten hun eindproducten direct de gewenste eigenschappen kunnen geven. Ook als gaat om agglomeratie-processen voor instant-producten.

Hosokawa Micron B.V. is vanouds bekend om haar scala van meng- en droogsystemen op basis van de Nauta conische schroefmenger. Deze systemen hebben de afgelopen decennia hun sporen verdiend bij zeer veel applicaties in tal van industriële sectoren. De onderneming heeft hierbij een schat aan ervaring opgedaan in de processing van de meest uiteenlopende grondstoffen. Dit heeft geleid tot een diversificatie van het leveringsprogramma en de ontwikkeling van technologie voor tal van nieuwe toepassingen. Met het huidige leveringsprogramma worden complete fabrieken gebouwd waar klanten hun eindproducten direct de gewenste eigenschappen geven. Hierbij ondergaan grondstoffen en producten niet alleen mechanische en/of fysische behandelingen maar ook chemische bewerkingen.

Instant koffie

Expertises

De wereldwijd opererende Hosokawa Group telt 1600 medewerkers en heeft productiefaciliteiten in vijf landen. Het concern met liefst 10 R&D- en testcentra heeft in Europa op het gebied van 'powder processing' diverse 'centers of competence' die nauw met elkaar samenwerken. Als het gaat om malen en classificeren kan men terecht bij Hosokawa Alpine in Augsburg (Duitsland). Een andere Duitse vestiging is Alpine Compaction in Leingarten waar men is gespecialiseerd in compacteren; het persen van poeders tot pellets of briketten. Tot de expertises van Hosokawa Micron B.V. in Doetinchem behoort behalve mengen en drogen al decennialang ook agglomereren; het vergroten van poeders tot korrels of granulaten.

Agglomereren

In veel gevallen worden poeders geagglomereerd om een gemakkelijk te bereiden instant-product te maken, zoals een tomatensoep, een chocodrank of een aardappelpuree. Deze instant-producten moeten goed kunnen worden bevochtigd en dienen snel in water oplosbaar te zijn.

Het agglomeratieproces biedt echter nog meer voordelen, zoals een verbetering van de loopeigenschappen van het product. Korrels (1 – 2 mm) stromen immers makkelijker dan fijne poeders (0,01 mm). Dat is van groot belang bij het onttrekken van het product uit silo's en het doseren ervan in bijvoorbeeld drankautomaten. Bovendien treedt hierbij minder stofontwikkeling op. En ook consumenten zien de korrels liever in een schone pot dan in een met stof beslagen glas.

Een andere plus van een geagglomereerd product is dat de segregatie van de afzonderlijke componenten wordt voorkomen, waardoor de kwaliteit van het product tot bij de consument intact blijft. Bovendien kan dankzij een uniforme korrelgrootte een constante stortdichtheid worden gehandhaafd. Dat laatste is nodig om verpakkingen steeds op zowel het juiste gewicht als het gewenste volume af te vullen.

Geagglomereerd jus-poeder

Technieken

Als eenmaal is vastgesteld welke kenmerken, eigenschappen en samenstelling het instant-product moet krijgen, dient te worden gezocht naar het meest optimale productieproces. Er is daarbij keuze uit diverse technieken. Te denken valt aan bijvoorbeeld pangranulatoren, korrelpersen, extruders, sproeidrogers en de Schugi Flexomix. Elk van deze technieken leidt tot producten met een bepaald bereik in deeltjesgrootte en -vorm, deeltjesgrootteverdeling, stromingseigenschappen en instant-eigenschappen (zoals oplosbaarheid). Met het oog op de instant-eigenschappen valt de keuze dan al snel op de Schugi Flexomix, waarbij tevens kan worden geprofiteerd van de uitstekende stromingseigenschappen van de granulaten die met deze installatie worden gemaakt.

Proces

De Schugi Flexomix is een compacte installatie voor het continu mengen en agglomereren van poeders. Hierbij ontstaan deeltjes met een framboosachtige structuur. De typische deeltjesgrootte is 0,2 tot 1,2 mm. De capaciteit van de installatie kan oplopen – afhankelijk van de grootte – van 50 tot 25.000 kg/uur.

De Schugi Flexomix is zelfaanzuigend en kan door middel van een doseerschroef gecontroleerd met poeders worden gevoed. De installatie is te voorzien van diverse aansluitingen voor de toevoer van vloeistoffen. Hosokawa Micron levert ook de doseerstations voor de vloeistoffen. In de zelfreinigende Schugi Flexomix worden vloeistoffen en poeder intensief gemengd, waarbij deeltjes aan elkaar plakken en een granulaat vormen. De verhouding poeders/vloeistoffen bepaalt de grootte van de te vormen granulaten. In de meeste gevallen wordt het granulaat opgevangen in een fluid bed droger en -koeler. Na koeling kan het granulaat worden gezeefd. Het is dan gereed om te worden opgeslagen of verpakt. Het proces is uit te breiden met een systeem dat de fijne deeltjes uit de fluid bed droger en -koeler afzuigt en via een cycloon naar de zeef toevoert. Hosokawa Micron verzorgt ook de ontstoffing en besturing van het complete proces.

Schugi Flexomix

De Schugi Flexomix bestaat uit een verticale rotor met mengelementen die op hoge snelheid draait in een flexibele buis. Om te voorkomen dat zich product hecht aan de binnenkant van de buis, wordt deze aan de buitenkant continu gemasseerd. Hiertoe beweegt een set van wieltjes voortdurend over de buis op en neer. De vulgraad in de mengkamer bedraagt minder dan 10%. Afhankelijk van de specifieke toepassing kunnen de rotor, mengelementen en flexibele buis uit diverse materialen worden vervaardigd. Ook het aantal mengelementen en de geometrie ervan wordt op de applicatie afgestemd.

Kenmerkend voor de Schugi Flexomix is dat een aantal verschillende poeders en vloeistoffen in één stap kunnen worden verwerkt. De verblijftijd van de grondstoffen in de installatie bedraagt typisch 0,2 tot 1,0 seconde. De hoeveelheid ingebracht energie is met het toerental van de rotor nauwkeurig te regelen. De Schugi Flexomix is eenvoudig toegankelijk voor inspectie en reiniging.

Flexomix agglomeratiesysteem in de testfabriek van Hosokawa Micron B.V.

Testcentrum

Hosokawa Micron heeft in Doetinchem een testcentrum waar men de beschikking heeft over mengers en vacuümdrogers met capaciteiten tot 6 m³ (effectief volume). Ook staat er een DMR flash-droger, geschikt voor hoge producttemperaturen. Voorts is er een complete agglomeratie pilot-plant gebouwd. Deze omvat behalve een Schugi Flexomix ook vloeistof-doseerstations, poederfeeders en een fluid bed droger en -koeler. Voorts kan de Hosokawa Group voorzien in maal- en compactie-apparatuur. Samen met de expertise van de procestechnologen van Hosokawa Micron kunnen voor alle toepassingen adequate oplossingen worden ontwikkeld.

Mattijs Raadsen

Dit artikel werd tevens gepubliceerd in BULK 1 - 2017