Elintarviketeollisuus

UTG optimoi suklaamassaprosessin käyttämällä patentoitua Sigma-teknologiaa

Pystysäiliöiden sekoitusratkaisu estää lämpötilagradientteja tuhoamasta suklaata

FAKTAT

  • Kaakaomassan ja juoksevan suklaan sekoittaminen on haastavaa niiden korkean viskositeetin ja ei-newtonilaisen käyttäytymisen vuoksi. Lisäksi ne ovat herkkiä paikalliselle ylikuumenemiselle.

  • Ainesosien täydellinen sekoittuminen, seoksen pitäminen aidosti homogeenisena ja hyvä lämmönsiirto ovat olennaisen tärkeitä lopputuotteen laadun kannalta.

  • Patentoitu Sigma-teknologia mahdollistaa pitkän homogenisointiajan pienellä tehonkulutuksella.

Patentoidun Sigma-sekoitusteknologian käyttö kaakaomassan ja juoksevan suklaan kanssa

LÄHTÖTILANNE

Käyttölämpötila oli pidettävä hyvin lähellä kriittistä pistettä, joka olisi tuhonnut tuotteen laadun.

Suurella raakasuklaan tuottajalla oli tarve kehittää suklaamassan vakiointiprosessiaan. Kaakaomassakonsentraation korkean homogenisointiasteen saavuttamiseksi käyttölämpötila oli pidettävä hyvin lähellä kriittistä pistettä, joka olisi tuhonnut tuotteen laadun. Tämä asetti erityisen suuret vaatimukset säiliön seinämän ja massan väliselle lämmönsiirrolle, jotta vältettäisiin suklaan tuhoavat lämpötilagradientit.

Suklaanjalostusalan asiakkaat käyttävät raakasuklaan prosessointiin usein horisontaalisia, vaakasuuntaisia ruuvimaisilla elimillä tai vaakaspiraaleilla varustettuja reaktoreita. Vaakasuuntaisilla sekoitinsäiliöillä on kuitenkin useita heikkouksia. Erityisesti sekoittimien suuri tehonkulutus vaikuttaa kielteisesti prosessin yleiseen energiatasapainoon. Lisäksi yksiköillä on valtava tilantarve. Harvemmin suklaaprosesseihin sovelletut pystysäiliöt puolestaan perustuvat pääasiassa ankkurisekoittimiin tai monimutkaisiin keski- ja kehäelementtien yhdistelmäsekoittimiin. Tällaisten rakenteiden puhdistaminen on monimutkaista.

RATKAISUMME

UTG Mixing Group on jo vuosikymmenten ajan käyttänyt patentoitua Sigma-juoksupyöräsarjaansa laajalti sekä kemianteollisuudessa että elintarvikealan erikoistuneissa käyttökohteissa. Patentoitu teknologia otettiin vuonna 2015 onnistuneesti käyttöön myös suklaateollisuudessa.

UTG Mixing Groupin asiantuntijat suunnittelivat asiakkaan kanssa Sigma-teknologian erikoisversion, jolla voidaan toteuttaa pystysäiliölle suunniteltu sekoitusratkaisu. Ratkaisua testattiin asiakkaan tuote- ja laadunvalvontamenetelmillä UTG Mixing Technology R&D Center -tutkimus- ja kehityskeskuksessa Saksassa.

  • Sigma-teknologia luo pakotetun vastavirtakierron, jolla on prosessille sopiva seinämänopeus.
  • Ankkurisekoittimeen verrattuna Sigma tarjoaa ylivertaisen pystysuuntaisen sekoituksen. Tehokkaamman kierron ansiosta vastaava sekoitusaika voidaan saavuttaa huomattavasti pienemmällä teholla
  • Sekoittimeen ja käyttölaitteeseen vaikuttavat voimat ovat pienempiä kuin ankkurisekoittimella, mikä mahdollistaa kevyemmän rakenteen.

TOTEUTUS

Onnistuneen pilotoinnin jälkeen ratkaisu skaalattiin teollisuustasolle ja asiakas rakensi uuden linjastonsa uuden pystyratkaisun perusteella.

Stelzer aloitti tekemällä perustestejä kaikenlaisilla suklaa- ja valkosuklaalaaduilla. Erityisesti paljon kaakaota sisältävät suklaat (> 70 %) tarvitsevat korkean lämpötilan, jotta tuote sekoittuu hyvin. Tämä aiheuttaa ylikuumenemisen vaaran säiliön seinämien läheisyydessä.

Stelzer kehitti yhdistelmäratkaisun, jolla saadaan aikaan tasainen sekoitustulos koko säiliössä. Tähän käytettiin erityismuotoiltuja SIGMA-elementtejä sekä seinämien lähellä kulkevia kehäelementtejä. Sekoittimien rakenne mahdollistaa kokoonpanohitsauksen säiliön sisällä, mikä helpottaa sekoittimien puhtaanapitoa. Sekoittimet toimivat pienillä kierrosnopeuksilla, jolloin prosessille haitalliset ilmasulkeumat voidaan minimoida.

TULOKSET

Palautteen perusteella ratkaisu ylitti odotukset ja asiakas aikoo ottaa sen käyttöön kaikissa uusissa tuotantolinjoissaan.
UTG Mixing Groupilla on tarvittava teoreettinen osaaminen, mittausdata ja kokemus optimaalisten sekoituselimien ja prosessiparametrien suunnitteluun säiliöiden koosta ja muodosta riippumatta.

Pystysuuntaisen sekoitusratkaisun edut verrattuna vaakasuuntaiseen ratkaisuun:

  • Sama homogenisointiaika pienemmällä tehonkulutuksella
  • Pienempi asennuspinta-ala
  • Tehokkaampi sekoitusmäärä
  • Pienemmät pääomakustannukset

Lisätietoja:

Arthur Binfet
Sales Manager

+49 5641 903-43 / Mob. +49 152 54524308

Stelzer Rührtechnik International GmbH
Visiting address:
Speckgraben 20,
34414 Warburg, Germany