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Umhüllung nach Maß

Extrusion zur Verkapselung von Wirk- und Zusatzstoffen

Schema eines extrudierten Pellets mit mirkoverkapselten Partikeln/Tropfen
Schema eines extrudierten Pellets mit mirkoverkapselten Partikeln/Tropfen

Verkapselte Wirk- und Zusatzstoffe gewinnen in vielen Anwendungsbereichen immer mehr an Bedeutung. Unter Verkapselung versteht man alle Verfahren zur vollständigen Umhüllung oder Einbettung von Flüssigkeitstropfen, festen Partikeln oder auch Gasen in eine feste Hüllsubstanz (Matrix). Kernmaterial und Hüllsubstanz sind hierbei nicht miteinander mischbar. Hauptgrund für die Verkapselung ist der Schutz des Kernmaterials vor schädlichen Einflüssen wie Licht, Sauerstoff und Feuchtigkeit. Darüber hinaus können Ernährungs- und Gesundheitsfragen im Fokus stehen, um Inhaltsstoffe gezielt an einer bestimmten Stelle im Verdauungstrakt oder retardiert freizusetzen. Das aber wohl größte Einsatzgebiet ist die Verkapselung von Aromen, um zum Zeitpunkt des Verzehrs ein optimales Geschmackserlebnis zu garantieren.

Sprühtrocknung und Extrusion sind die in der Lebensmitteltechnik am häufigsten eingesetzten Verkapselungsverfahren – wobei die Extrusion mit dem gleichsinnig drehenden Doppelschneckenextruder ZSK gegenüber der Sprühtrocknung zahlreiche Vorteile besitzt. Im ZSK-Extruder erfolgt die Verkapselung in einem hochviskosen Medium, ein aufwändiger, produktschädigender und unwirtschaftlicher Rücktrocknungsschritt entfällt. Zudem kann die Temperaturführung bei der Extrusion unabhängig von Verdampfungstemperaturen von Solvatationsmitteln (zumeist Wasser) gewählt werden. Die Zugabe der zu verkapselnden Substanz erfolgt im Normalfall erst nach Ausbildung/Strukturierung der Hüllmatrix. Darüber hinaus kann aus einer Vielzahl möglicher Wandmaterialien ausgewählt werden. Extrudierte Kapseln sind mit Ausnahme der die Granulatoberfläche berührenden Einschlüsse vollständig von der Hüllsubstanz umschlossen. Sie sind im Gegensatz zu sprühgetrockneten Produkten ohne weitere Agglomerationsschritte gut benetzbar.

Bei der Extrusion wird zunächst das pulverförmige Basismaterial in das Verfahrensteil des ZSK dosiert, zumeist ein Hydrokolloid oder eine geeignete Vormischung mit filmbildenden Eigenschaften. Je nach Bedarf werden stromab Wasser oder Weichmacher zugegeben, später das zu verkapselnde Produkt. Im Verfahrensteil des ZSK wird mit unterschiedlichen Prozessschritten wie Mischen, Kneten, Scheren und Aufheizen eine homogene, hochviskose, wasserarme Mischung von Kernmaterial und Hülle erzeugt, die meist nur eine geringe nachträgliche Trocknung oder Kühlung benötigt. Die Schmelze wird direkt nach Austritt aus einer Düse mit Hilfe der zentrischen Granulierung ZGF zu sich verfestigenden Pellets geschnitten. So können sphärische oder linsenförmige Produkte ab einem Durchmesser von 0,5 mm erzeugt werden, die mechanisch stabil sind. Sie weisen eine Beladung von unter 10% bis max. 25% auf. Eine Nachbehandlung der Oberfläche ist möglich, um freiliegende Tröpfchen/Partikel zu entfernen. Abhängig von der Maschinengröße können mittels Extrusion Durchsätze im Laborbereich von 1 bis 10 kg/h und im Produktionsmaßstab von bis zu mehreren 100 kg/h realisiert werden.

Coperion besitzt langjährige Erfahrung und umfassendes Fachwissen bei der Realisierung von Extrusionsanlagen für die Verkapselung von Feststoffen und Flüssigkeiten, u.a. von Aromen, Vitaminen, Futtermittelzusätzen oder pharmazeutischen Wirkstoffen. Die intensive Mischwirkung des Doppelschneckenextruders ZSK sichert eine hochdisperse Verteilung der Inhaltsstoffe. Gleichzeitig erfolgt das Kneten und Mischen im Verfahrensteil des ZSK scherarm und temperaturschonend, so dass höchste Produktqualität erzielt wird. Die kontinuierlich arbeitende Extrusionsanlage ist komplett geschlossen und bietet somit hygienische Vorteile. Das Verfahrensteil ist modular aus einzelnen Gehäusen und Schneckenelementen aufgebaut und wird in unterschiedlichen Baugrößen für ein breites Anwendungsspektrum eingesetzt – unter anderem für die Mikroverkapselung.

Ihr Ansprechpartner:
Stefan Gebhardt, Tel.: +49 (0)711 897 3048, e-Mail

Verkapselte Wirkstoffe in Futtermittelkonzentrat
Verkapselte Wirkstoffe in Futtermittelkonzentrat
Extrudierte, verkapselte Flüssigaromen
Extrudierte, verkapselte Flüssigaromen
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Für die hohen Hygiene-Anforderungen der Lebensmittel- und Tiernahrungsindustrie

Chargenwiegesystem mit P100 Saugwaage und KT20 Dosierwaage

Das Chargenwiegesystem mit P100 Saugwaage und KT20 Differentialdosierwaage wurde speziell für die hohen Hygiene-Anforderungen der Lebensmittel- und Tiernahrungsindustrie entwickelt.
Das Chargenwiegesystem mit P100 Saugwaage und KT20 Differentialdosierwaage wurde speziell für die hohen Hygiene-Anforderungen der Lebensmittel- und Tiernahrungsindustrie entwickelt.

In vielen Prozessen der Nahrungsmittelindustrie erfolgt die Förderung und Wägung der verschiedenen Zutaten zur anschließenden Übergabe an den Mischprozess noch per Hand – ein sehr aufwändiger Prozess. Die Automatisierung dieses Prozesses umfasst die Förderung der zu verarbeitenden Zutaten hin zur Chargenwiegestation, wo sie in der gewünschten Kombination zuverlässig und effizient an das Mischwerk übergeben werden.

Die Saugförderer und Vakuumabscheider von Coperion K-Tron ermöglichen die Förderung einer Vielzahl von Schüttgütern in der Lebensmittel- und Tiernahrungsindustrie, von frei fließenden Granulaten bis hin zu schwierig zu handhabenden Pulvern. Die Saugwaage kombiniert einen Vakuumabscheider mit einem Wiegesystem, welches zuverlässig das Gewicht des eingesaugten Fördergutes erfasst. Mit dieser Technik lassen sich Chargen aus mehreren Komponenten erstellen – bis zu 8 verschiedene Zutaten können nacheinander gewichtsgenau in den Abscheider eingesaugt werden. Das Wiegesystem erzielt eine Genauigkeit von ± 0,5% der Maximalwiegekapazität. Nach genauem Wiegen und einer Materialanforderung des Mischers öffnet sich das Ventil und das Material wird in den nachstehenden Prozess geleert. Die Saugwaage eignet sich für die Zuführung von Hauptkomponenten – wie z.B. Mehl, Zucker, Stärke usw. – in den Prozess.

Manchmal werden einer sehr großen Menge an Hauptzutaten spezielle Zutaten nur in Kleinmengen zugeführt. Für die Zugabe hochpräziser Mengen an Anreicherungsstoffen – wie z.B. Vitamine oder probiotische Stoffe – zu den Hauptkomponenten empfiehlt sich den Einsatz einer Differentialdosierwaage. Der KT20-Doppelschneckendosierer ist ideal für die Dosierung von Additiven in kleineren Mengen geeignet. Dank der hochgenauen, patentierten SFT-Wägetechnik können wertvolle Zusatzstoffe mit hoher Genauigkeit der Mischung zudosiert werden. Coperion K-Tron bietet eine Vielzahl von Dosierschnecken und Fließhilfen, um optimale Lösungen für allerlei Schüttgüter zu konfigurieren. Die Dosierungen sind für einfache Wartung und Reinigung ausgelegt und sämtliche produktberührende Teile wurden nach cGMP-Standards konstruiert. Alle produktseitigen Teile sind aus Edelstahl gefertigt und sämtliche Komponenten umfassen vollständig geschweißte und polierte Gehäuse sowie Triclover-Klemmen bzw. Metallkappen für die schnelle Reinigung und einfache Demontage.

Die präzise Wägung der Zutaten und die zuverlässige Übergabe der optimalen Charge an den Mischungsprozess, ohne manuelle Eingriffe seitens der Bediener, bieten eine Reihe von Prozessvorteilen, beispielsweise die Reduzierung von Fehlern, höhere Genauigkeit, niedrigere Kosten für die Zutatenbeschaffung, verbesserte Produktqualität sowie Einsparungen bei den Produktionskosten. Die Verwendung von Geräten und Systemen mit besonders genauen Mess- und Dosiereinrichtungen für wertvolle und teure Bestandteile, z.B. probiotische Stoffe und Vitamine, kann auch zu einer Verringerung der Kosten für die Einzelkomponenten führen.

Ihr Ansprechpartner:
Sharon Nowak, Tel.: +1 856 256 3119, e-Mail

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Dosierbandwagen von Coperion K-Tron

Dosieren der Zutaten für Snack-Mischungen

Smart Dosierbandwaage (SWB) von Coperion K-Tron – für eine hohe Produktqualität und zuverlässige Kostenkontrolle bei der Verwendung der Zutaten
Smart Dosierbandwaage (SWB) von Coperion K-Tron – für eine hohe Produktqualität und zuverlässige Kostenkontrolle bei der Verwendung der Zutaten

Snack-Mischungen aus mehreren Zutaten werden immer beliebter. Für deren Herstellung bietet Coperion K-Tron eine Vielzahl von Lösungen. Unsere Dosierbandwaagen bzw. Systemkombinationen eignen sich optimal für die Mischung der Komponenten und für den Einsatz vor der Verpackungslinie. Mit hochpräzisen Dosiergeräten, wie zum Beispiel der Coperion K-Tron Smart-Dosierbandwaage (SWB), werden eine hohe Produktqualität sowie die zuverlässige Kostenkontrolle bei der Verwendung der Zutaten sichergestellt.

Die Coperion K-Tron SWB wird zur kontinuierlich geregelten gravimetrischen Dosierung von Schüttgut eingesetzt. Das Dosiergerät bietet die Option einer zweiten Wägebrücke, welche das kontinuierlich automatische Tarieren erlaubt. Dadurch werden Wartung und Kalibrierungsaufwand reduziert und die langfristige Prozessstabilität gesichert. Die SWB hat ein Edelstahlgehäuse und ist dank der herausziehbaren Förderbandbaugruppe einfach und schnell zu reinigen. Sie ist für Wartungsarbeiten gut zugänglich und der Ausbau des Förderbands leicht möglich.

Für die meisten Mischungsanwendungen werden die Zutaten aus Säcken, Kisten oder Fässern in die Zutatenbehälter gefüllt. Sobald sich diese Zutaten im Produktbehälter befinden, wird ein Schieber am Behälterauslass geöffnet, um den Produktfluss in den SWB-Einlauftrichter zu ermöglichen. Jede einzelne Komponente wird von der SWB entsprechend einem vordefinierten Rezept abgemessen und auf ein horizontales Förderband entladen, das das Produkt zu einer karussellartigen Verpackungsmaschine transportiert. Werden mehrere Zutatenlinien eingesetzt, entlädt zunächst die erste Dosierbandwaage die erste Zutat auf das horizontale Förderband. Die restlichen Bandwaagen entladen dann nacheinander ihre Zutaten gemäß der programmierten Vorgangsfolge und erzeugen so eine natürlich geschichtete Mischung. Die grundlegenden Eigenschaften des SWB-Steuerpakets ermöglichen ein sequentielles Anfahren und Anhalten jeder Zutatenlinie. Die Anzahl der Dosierbandwagen in einer Produktionslinie kann variieren und hängt von der Anzahl der Komponenten in der Mischung ab. Einer unserer Kunden setzt beispielsweise 14 Dosierer in drei Linien ein, um bis zu 30 verschiedene Produktmischungen mit maximal sieben unterschiedlichen Komponenten in jeder Mischung zusammenzustellen.

Prozessdiagramm für die Verwendung der Dosierbandwagen von Coperion K-Tron bei der Produktion von Snack-Mischungen
Prozessdiagramm für die Verwendung der Dosierbandwagen von Coperion K-Tron bei der Produktion von Snack-Mischungen

Smart-Dosierbandwaage (SWB)

  • Typische Durchflüsse: 20.000 – 40.000 kg/h
  • Zweite Wägeeinheit mit kontinuierlicher Tarierung sorgt dafür, dass weder Staub- noch Produktablagerungen auf dem Band die Genauigkeit beeinflussen
  • Weniger Raumbedarf bei gleichwertiger Genauigkeit wie ein Schneckendosierer
  • Coperion K-Tron SmartConnex-Steuerfunktionen erlauben eine Vielzahl an Programmieroptionen einschließlich Zutatenkontrolle und Rezeptmanagement
  • Neu gestaltetes Förderbanddesign zur einfachen Reinigung – geringere Wartungsanforderungen

Ihr Ansprechpartner:
Sharon Nowak, Tel.: +1 856 256 3119, e-Mail

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Wir freuen uns auf Ihren Besuch

Messen und Vorträge im Frühjahr 2015

Gleich zu Beginn des neuen Jahres wird Coperion an zahlreichen Messen und Vortragveranstaltungen teilnehmen. Besuchen Sie uns auf unseren Messeständen oder auf einer der Konferenzen! Wir freuen uns über Ihren Besuch!

Messen:

CFIA 2015

Rennes / Frankreich
10. - 12.03.2015
Halle 5, Stand-Nr. E 41

Anuga FoodTec 2015

Köln/Deutschland
24.- 27.3.2015
Halle 10.1, Stand Nr. C 020

Snaxpo 2015

Orlando, FL, USA
28.- 31.3.2015
Stand-Nr. 316

Hier finden Sie eine Übersicht aller Messen, an denen Coperion und Coperion K-Tron in 2015 teilnehmen:
www.coperion.com/news/messetermine/


Vortragsveranstaltungen:

Pasta Technology 2015
Corpus Christie, TX, USA | 11.-13.2.2015
www.coperionktron.com/pasta

Food Automation and Manufacturing Conference & Expo 2015*
Clearwater Beach, FL, USA | 12.-15.4.2015
www.foodautomationconference.com

*) Über Coperion und Coperion K-Tron können Sie zu vergünstigten Konditionen von 500 USD an der Veranstaltung teilnehmen. Bitte wenden Sie sich bei Interesse an:
Shari Lake, Tel.: +1 785 825 3884, e-Mail

Hier finden Sie ein Übersicht von Coperion und Coperion K-Tron Vorträgen:
http://www.coperion.com/news/tagungstermine/

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