Zucker-Vermahlung. Verfahrenstechnische Information Zucker - 1 -

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1 Zucker-Vermahlung Zucker wird durch seine Sü sskraft zur geschmacklichen Abrundung in einer Vielzahl von Lebensmitteln eingesetzt. Speziell in der Sü sswarenindustrie ist Zucker und heute auch teilweise Zuckerersatzstoffe ein wesentlicher Bestandteil des Produktes. Viele dieser Produkte wie Biskuits, Kuchen, Waffeln, Kaugummi, Getränkepulver und viele Schokoladenartikel werden in Mischern, Knetern oder Conchen aus trockenen und flü ssigen Komponenten erzeugt. Die Herstellung von Zucker beginnt mit der Verarbeitung der zuckerhaltigen Frü chte, in Europa die Zuckerrü be, in wärmeren Kontinenten meist das Zuckerrohr. In einem mehrstufigen Produktionsprozess entstehen durch Extraktion und Eindampfung die Zuckerkristalle, die nach der Trockung in Grössenklassen klassiert werden. Abb. 1: aus Zuckerrü be oder Zuckerrohr entstehen Zuckerkristalle Durch Formgebung und Verpackung entsteht dann die verkaufsfertige Ware: grober oder feiner Kristallzucker, Kandis, durch Pressung Wü rfelzucker oder Zuckerhut, durch Vermahlung Puderzucker. Zusätze wie z.b. Pektin machen ihn zum Gelierzucker (Abb. 2). Abb. 2: Kristallzucker, gepresster Zucker, Puderzucker, Gelierzucker als handelsü bliche Zuckersorten BAUERMEISTER ZERKLEINERUNGSTECHNIK GMBH Tel: (FAX 199) VTI1 Oststrasse 40, D Norderstedt/Hamburg info@bauermeister.de Postfach 1268, D Norderstedt/Hamburg mz - 1 -

2 Die geforderte Zuckerkorngrösse hängt von den gewü nschten Eigenschaften der Endprodukte ab und variiert von den handelsü blichen Kristallzuckerfeinheiten bis hin zur sogenannten Schokoladenfeinheit unter 20 micron. Während die kristallinen Zuckersorten ü ber eine Klassierung in Siebmaschinen hergestellt werden, müssen die feinen Produkte ü ber eine Vermahlung erzeugt werden (Abb. 3). Abb. 3 : Zuckersorten-Herstellung - 2 -

3 Die umfangreiche Bandbreite der eingesetzten Kornspektren verlangt nach einer grossen Flexibilität der Zuckermü hlen. Im Diagramm (Abb. 4) ist ersichtlich, dass ein Bereich von mm bis 2 mm nur durch mehrere Zuckermü hlenarten abgedeckt werden kann. Jede Mü hle besitzt aber durch eine Vielzahl von Mü hlenparametern ein breites Kornspektrum. Die Bereiche der verschiedenen Mühlenarten ü berschneiden sich. In diesen Bereichen können andere Faktoren wie Energieverbrauch, Erwärmung, Staubexplosionsgefahr, Anlagengrösse fü r die Wahl ausschlaggebend werden. Superfine Fine Medium Coarse Walzenmü hlen Universalmü hlen Spaltmü hlen Sichtermü hlen 1 µ m 10 µ m 100 µ m 1 mm 10 mm Abb. 4: Einsatzbereiche der Mü hlenarten Vorteile in allen diesen Punkten weisen die Walzmü hlen auf, der Einsatzbereich beschränkt sich aber auf den Grobbereich ab 0,2 mm. Die modulare Bauweise erlaubt eine flexible Anpassung an Feinheit und Leistung, bis 2500 kg/h sind bei 99%<1 mm möglich. Fü r eine Vielzahl von Produkten wie Biskuits, Kaugummi etc. wird die sogenannte Standard- Puderzuckerfeinheit benötigt (ca. 90%<100 µ m). Diese Feinheit kann optimal von den Universalmü hlen erzeugt werden, durch die verfü gbaren Mü hlengrössen sind Stundenleistungen von 200 bis 7000 kg/h möglich. Durch Variation der Mühlenparameter kann diese Mü hlenart aber einen weiten Feinheitsbereich abdecken. Etwas feiner vermahlen die Spaltmü hlen, von der Standarfeinheit bis 99%<40 micron sind möglich, Leistungsbereich hier bis 1500 kg/h. Fü r sehr feine Produkte im Bereich unter 100 µ m setzt man Sichtermü hlen ein oder auch Kombinationen aus Universalmü hlen und Windsichtern. Die Sichtung erfolgt im Strömungsfeld eines Sichterrades, durch die Variation der Drehzahl können Feinheiten bis zu wenigen µ m eingestellt werden, bei 99%<25µ m erreichen sie bis 500 kg/h

4 Abb. 5: Bauermeister Walzenmü hle, Universalmü hle, Sichtermü hle Während Walzenmü hlen durch einfache Beschickungsanlagen und Produktabfü hrungen vervollständigt werden können, bedarf es bei den Universal- und Sichtermü hlen durch die fü r den pneumatischen Transport in den Mühlen notwendigen Luftmengen umfangreicherer Anlagenkomponenten. Nach der Vermahlung ist in der Regel eine Filteranlage installiert, um den feinen Puderzucker von der Luft zu trennen. Dazu kommen Rohrleitungen, Gebläse, Dosiervorrichtungen etc. Ausserdem erfordert die durch die hohe Feinheit entstandene Staubexplosionsgefahr zusätzliche Massnahmen zur Anlagensicherheit. Ein Aufstellungsbeispiel ist im unten gezeigten Bild Abb. 6 zu sehen. Abb. 6: Mahlanlage mit Spaltmü hle, druckstoßfest Letztendlich ist feiner Puderzucker hygroskopisch, d.h. durch Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Umgebung wird er recht schnell klumpig und damit unbrauchbar. Spezielle Lagerbehälter mit Rührwerken aber auch aufwändige Trockungsanlagen können dem entgegenwirken, ebenso Zusätze wie z.b. Stärke. Bauermeister bietet deshalb eine Reihe von Anlagenvarianten an, die diese Rahmenbedingungen erfü llen können. Mahlanlagen mit Dosierung, Filter, Gebläse etc. können realisiert werden (Abb. 7), auch mit integriertem Lagerbehälter (Abb. 8), der bis 2000 kg bevorraten kann. Der geforderte hohe ATEX-Sicherheitsstandard im Rahmen der CE- Kennzeichnung wird durch die staubexplosionsgeschü tzten, druckstossfesten Anlagenvarianten abgedeckt

5 Abb. 7: Mahlanlage mit Filter, druckstossfest Abb. 8: Mahlanlage mit Lagerbehälter Bei kleinen bis mittleren Leistungen bis 1500 kg/h hat Bauermeister eine spezielle Zuckermü hlenserie UCOM entwickelt, die durch die Kreisluftfü hrung eine sehr kompakte druckstossfeste Bauweise erlaubt (Abb. 9). Die Produktabscheidung erfolgt im Absetztrichter unter der Mühle. Die Anlage benötigt aber einen Wärmetauscher, um die Mahlwärme abzufü hren. Eine sehr einfache Variante stellt die UZU-Serie dar, die Bauermeister seit vielen Jahren für Leistungen bis 800 kg/h liefert. Diese Anlagen stellen aber Sicherheits- Anforderungen an den Aufstellungsraum und sind deshalb in der EU nicht zugelassen (Exportversion, Abb. 10). Abb. 9: Mahlanlage UCOM, druckstossfest Abb. 10: Mahlanlage UZU (Exportversion) - 5 -

6 Fü r jedes Produkt gibt es je nach gewü nschter Feinheit und Leistung eine optimale Kombination aller Mühlenparameter, zur Mühlenauslegung stehen Körnungsnetze zur Verfü gung. Die richtige Einbindung der Mü hle in eine geeignete Mahlanlage richtet sich nach den folgenden Auswahlkriterien, die Entscheidung fü r eine der vielen möglichen Anlagenvarianten wird bestimmt durch die Rahmenbedingungen und sowie den individuellen Bedü rfnissen des Anlagenbetreibers. Bei der Bewertung der Auswahlkriterien stehen die Spezialisten von Bauermeister fü r eine kompetente Beratung gern zur Verfü gung. Auswahlkriterien fü r die Anlagenkonfiguration: - Produktbedarf (Stundenleistung) - Produktfeinheit - Verarbeitungskonzept (Online oder Batch) - Anlagenkonzept - Raumangebot - Sicherheitsbestimmungen (Länderspezifisch) Viele tausend Bauermeister-Mü hlen sind bereits weltweit im Einsatz. Nicht nur als Zuckermü hlen, auch für andere Lebensmittelpulver wie Gewü rze, Kakao, Salz, Laktose, Stärke sowie für Produkte aus der Chemie, Pharmazie und Baustoffindustrie werden Bauermeister-Mü hlen verwendet. Dr.-Ing. Ulrich Menzel, Leiter Verfahrenstechnik bei Bauermeister Zerkleinerungstechnik, Norderstedt,