Instantisierung und Coating Flashcards
Was ist Istantisieren
Verändern von pulverförmigen Lebensmitteln, damit sie sich in Flüssigkeiten schneller als Ausgangsmaterial lösen bzw. dispergieren lassen
Ziele von Instantisierung
- im trockenen Zustand eine ausreichende Stabilität gegen mechanische Beanspruchung
- möglichst gut rieselfähig
- leicht löslich, sofort verzehrbar
Teilvorgänge beim Dispergieren von Instantprodukten (5)
(Dispergieren bzw. Lösen von Instantprodukten in Flüssigkeiten)
- Benetzung der nacheinander die Wasseroberfläche berührenden Pulverteilchen
- Eindringen der Flüssigkeit in das Porensystem des Haufwerks
- Untersinken der Partikel in die Flüssigkeit bzw. Zerfall der Agglomerate
- Dispergieren der Partikel, in der Regel beim langsamen Rühren
- Lösen der Partikel, falls es sich um lösliche Feststoffe handelt
Methoden zur Instantisierung
- Instantprodukte aus Flüssigkeitsphase durch Wasserentzug
- Herstellung von pulverförmigen Rohstoffen (Kornvergrößerung:
● Granulieren
● Agglomerieren
Bindemechanismen in Agglomeraten und Granulaten
- Haftmechanismen mit Materialbrücke zwischen Partikeln:
● Festkörperbrücken
● hochviskose Bindemittel
● Haftung durch frei bewegliche Flüssigkeiten (Kapillarität) - Partikelhaftung ohne Materialbrücken zwischen den Partikeln:
● Van-der-Waals-Kräfte
● Elektrostatische Kräfte
● Formschlüssige Bindungen
Wie kann man die Bindemittel auskristallisieren oder erhärten
- durch Erwärmen/oder Verwendung von Lösungsmittel
- Abkühlen / Trocknen / Verdunsten führt zur Aushärtung
Bindungsmechanismus durch Festkörperbrücken (4)
- durch erhärtende Bindemittel
- durch Auskristallisieren gelöster Stoffe
- durch Sintern infolge Diffusion der Moleküle an der Berührungsstelle
- Schmelzhaftung infolge Schmelzung an der Berührungsstelle unter Druck
Bindungsmechanismus durch Anziehungskräfte zwischen Feststoffteilchen (2)
- durch van der Waal’sche Kräfte
- durch elektrostatische Aufladung
Bindungsmechanismus durch Adhäsions- und Kohäsionskräfte in nicht freibeweglichen Bindemittelbrücken
- durch hochviskose Bindemittel
- durch Adsorptionsschichten
Was sind Agglomerate
-> Zusammenballungen einzelner Pulverpartikel unter Einwirkung von Feuchtigkeit ohne mechanische Einwirkung
Schritte der Agglomeration
Sprühen -> Befeuchten -> Verfestigen -> fertiges Agglomerat (“Brombeer”-Struktur)
Produkteigenschaften nach Agglomeration (8)
◼ staubfreies Pulver
◼ gutes Fließverhalten
◼ gute Dosierbarkeit
◼ gute Dispergierbarkeit
◼ hervorragende Löslichkeit
◼ gute Tablettierbarkeit
◼ niedrige Schüttdichte
◼ breite Korngrößenverteilung
Was ist Granulieren und Granulate
-> Granulieren bedeutet aus einem pulverförmigen Gemisch durch Zugabe von Flüssigkeit und mechanische Bearbeitung Körnchen zu bilden
-> Granulate: feste Gebilde
Schritte der Granulation
Sprühen -> Befeuchten -> Verfestigen -> fertiges Granulat (“Schneeball”-Struktur)
Welche Arten der Granulation gibt es
+ Beispiel
- Mischgranulation:
- Rohstoffe werden homogen gemischt
- Zugabe des Bindemittels granuliert die verschiedenen Partikel
-> Pflugscharmischer - Pressgranulation:
-> Tablettieren mit Stempel und Matrize
-> Walzenpressen mit Glatt- oder Formwalzen (Brikettierpressen)
-> Lochpressen hier: Ringkollerpresse - Sprühgranulation: Sprühen -> Aufziehen -> Verfestigen -> fertiges Granulat (“Zwiebel”-Struktur)
Kontinuierliche Granulationstrocknung: Produkteigenschaften (12)
● staubfreies Granulat
● runde Pellets
● gutes Fließverhalten
● gute Dosierbarkeit
● gute Dispergierbarkeit
● gute Löslichkeit
● kompakte Struktur
● geringe Hygroskopizität
● hohe Schüttdichte
● dichte Oberfläche
● enge Korngrößenverteilung
● geringer Abrieb
Was ist Pelletierung aus Granulaten und warum
-> Herstellung von besonders sphärischen Granulaten
Warum:
- bessere Fließeigenschaften
- Oberflächenvolumen sinkt
- Weiterverarbeitung (z.B. für Coatings)
Was ist das Add-back Verfahren
-> Ziel
-> Warum
- stetige Rückführung eines Teiles des getrockneten Kartoffelpüreepulvers
-> Ziel: schonende Auflösung des Zellverbandes der gekochten Kartoffelscheiben
-> Verbesserung der Trocknungseigenschaften durch die Zugabe von bereits trockenerem Anteil zu den frischen Kartoffeln
=> mittlerer Wassergehalt bei 35-45%
=> Neustrukturierung der verkleisterten Kartoffelstärke
==> Konsistenz positiv beeinflusst
Was ist die Pulverbeschichtung
- trockenes Pulver wird auf Kern aufgetragen und mit Bindemittel verhärtet
- Prozess wesentlich kürzer als Flüssigfilm-Coating
-> bis zu 300% Größenzuwachs pro Stunde
-> sehr runde Kugeln aus Wirkstoff
=> kann zum Pelletieren verwendet werden
Was ist Coating
Wie funktioniert es
-> wovon ist Kugelform stark abhängig
Coating: Veränderung von Oberflächeneigenschaften
Wie: Aufsprühen der Flüssigkeit auf Kern führt zur Filmbildung -> flüssige Phase verdampft und Feststoff bleibt zurück
-> Kugelform stark abhängig vom Wirkstoff in Flüssigkeit
Wie funktioniert das Flüssig-Coating
- Filmbildner ist Polymer in wässriger oder ethanolischer Lösung
- Lösungsmittel verdunstet bei konstanter Trocknungstemperatur
- Polymerpartikel rücken zusammen und bilden dichte Kugelpackung
- durch Kapillarkräfte, Partikel-Wasser- und Luft Wechselwirkungen verformt
-> Ausbildung eines kontinuierlichen Films
Gezielte Beeinflussung von Produkteigenschaften (Coating) (9)
● Lagerfähigkeit
● Hygroskopizität
● Rieselfähigkeit
● Oberflächenstruktur
● Löslichkeit
● Optische Attraktivität
● Geschmack
● Geruch
● Gezielte Freisetzung
Arten des Coatings
+ Beispiele
- Trommelcoating:
-> Zuckerdragierung
-> Film-Coating
-> Glanzmittel / Versiegelung - Wirbelschichtcoating:
-> Tabletten- und Granulatbeschichtung
-> Veredelung von Lebensmitteln
Was ist Granulieren
Granulieren bedeutet, aus einem pulverförmigen Gemisch durch Zugabe von Flüssigkeit und mechanische Bearbeitung Körnchen zu bilden
Was ist Coating (generell)
◼ Veränderung von Oberflächeneigenschaften
◼ Wirkstoff/Farbstoff/Aroma liegt gelöst in Flüssigkeit mit hoher Trockenmasse vor
◼ Aufsprühen der Flüssigkeit auf einen Kern führt zur Filmbildung – flüssige Phase verdampft und Feststoff bleibt zurück
◼ Kugelform stark abhängig vom Wirkstoff in der Flüssigkeit
Coatingverfahren: Wirbelschichtcoating
◼ Besonders kleine, leichte und runde Partikel
◼ Sphärische Granula
◼ Fliegen in der Wirbelschicht, rotieren gleichmäßig im Luftstrom
◼ Auftragen des Filmmaterials durch einsprühen in die Wirbelschicht
◼ Dünne und gleichmäßige Filmüberzüge
