Bestimmung der Fließeigenschaften kohäsiver, milchbasierter Pulver

Milchbasierte Pulver,wie Magermilch-, Molke- und Permeatpulver,oder auch Vendingpulver (Topping-Pulver, Kaffeeweisser) werden vielseitig in Lebensmittelapplikationen eingesetzt. Die hauptsächlich durch Sprühtrocknung als Halbfabrikat hergestellten milchbasierten Pulver sind während verschiedenen Förder-, Lager- und Dosierprozessen beim Hersteller wie auch beim Weiterverarbeiter verschiedenen Umweltbedingungen ausgesetzt, welche das Handhabungsverhalten des Trockenmilcherzeugnisses beeinflussen. Milchbasierte Pulver besitzen aufgrund der enthaltenen klebrigen und hygroskopischen Substanzen kohäsive Eigenschaften und neigen zur Zeitverfestigung (Caking). Gerade das Problem der Zeitverfestigung in Form von Klumpenbildung bzw. vollständiger Verfestigung bei der Lagerung von Pulvern in gestapelten Säcken oder anderen Schüttgutbehältern, bereitet den Unternehmen, die Hersteller milchbasierter Pulver sind, aber auch den Anwendern große wirtschaftliche und technologische Probleme. Zudem werden in der industriellen Praxis häufig Silos, Dosiertrichter und andere Schüttgutbehälter nicht produktgerecht ausgelegt. Fließstörungen oder unregelmäßiger Fluss (Brücken- und Schachtbildung) durch Klumpen- oder Agglomeratbildung und daraus resultierende Produktionsverzögerungen, -ausfälle, Stillstände und Qualitätseinbußen sind die Folge.
Aufgrund stofflicher, prozesstechnischer und apparativer Einflussgrößen ist es bisher nicht möglich, milchbasierte Pulver bezüglich ihrer Fließfähigkeit und Dosierbarkeit vorhersagbar einzuschätzen. Diese Problemstellung soll im geplanten Forschungsprojekt durch eine objektive Charakterisierung der Fließeigenschaften in Abhängigkeit von Prozess- und Lagerbedingungen sowie durch die Ermittlung der Zusammenhänge zwischen Trocknungsbedingungen und Fließeigenschaften untersucht werden.
Ziel des Forschungsvorhabens ist deshalb die Quantifizierung des Fließverhaltens von milchbasierten Pulvern. Insbesondere durch objektiv auswertbare Scherversuche sollen die Parameter Fließgrenze, Zeitverfestigung, Wandreibung, Verdichtbarkeit und Abrieb ermittelt werden. Die Untersuchungen in Abhängigkeit von der Zeit und definierten Temperaturen und Feuchten sollen zur objektiven Beschreibung der Produktqualität führen. Ein weiteres Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Zusammenhänge zwischen den Partikelgrößen, der Partikelgrößenverteilung und -form und der Fließfähigkeit und Zeitverfestigung von milchbasierten Pulvern zu ermitteln. Abgesehen von der gezielten Beeinflussung der Pulvereigenschaften, induziert durch Variation der Zerstäubungs- und Trocknungsbedingungen sollen insbesondere auch Maschinenbauern und Verfahrenstechnikern wissenschaftlich verifizierte Ergebnisse an die Hand gegeben werden, um Apparate und Anlagen wie z.B. Geometrien von Auslauftrichtern für diese Produktgruppe zu optimieren.