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Sprühtrocknung mittels Effervescent Atomization
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 18299 N
Laufzeit: 01.01.2014
- 31.12.2016
Fördersumme: 223.150 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Ein weit verbreitetes Verfahren, um Milcherzeugnisse in ihre haltbare Form zu überführen, ist die Sprühtrocknung. Hierbei wird meist im Kopf eines Trocknungsturmes die zu trocknende Flüssigkeit in einem Zerstäuber in feine Sprühtropfen zerstäubt. Für milchbasierte Flüssigkeiten werden hierfür hauptsächlich Druckdüsen eingesetzt. Bei herkömmlichen Zweistoffzerstäubern wird die nahezu drucklose Flüssigkeit mit einem unter hoher Relativgeschwindigkeit strömendem Gas in Kontakt gebracht. Ein Nachteil dieser Zerstäuber ist allerdings der hohe Verbrauch an Zerstäubungsgas. Um diesen Nachteil herkömmlicher Zweistoffzerstäuber zu umgehen, wurde Ende der 1980er Jahre eine Alternative zur Zerstäubung von Flüssigkeiten, der 'effervescent atomizer', vorgestellt. Der wesentliche Unterschied zum herkömmlichen Zweistoffzerstäuber liegt in der gezielten Zusammenführung von Zerstäubungsgas und Flüssigkeit in einer Mischkammer vor dem Düsenaustrittskanal. Die wesentliche Innovation dieser Technik liegt in einer effizienteren Zerstäubung. Sie ermöglicht, Flüssigkeiten mit deutlich erhöhtem Trockenmassenanteil zu zerstäuben, was den Energieaufwand des gesamten Trocknungsprozesses deutlich reduziert oder bei gleicher Energieaufwendung eine Durchsatzsteigerung ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der erhöhten Flüssigkeitstrockenmasse ist die verringerte Neigung zur Schaumbildung. Außerdem erfährt das zu zerstäubende Produkt durch die vergleichsweise große Düsenöffnung beim Austritt aus dem Zerstäuber eine geringere mechanische Beanspruchung. Das kann insbesondere für proteinhaltige Systeme interessant sein, da durch die Scherbelastung deren Funktion im späteren Produkt beeinträchtigt werden kann.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das Potential eines auf der 'effervescent atomization' beruhenden Sprühsystems zur energie- und ressourcenschonenden Sprühtrocknung von hochviskosen molkebasierten Flüssigkeiten aufzuzeigen. Dazu soll der Zusammenhang von Prozessparametern beim Zerstäuben und Trocknen mit den entstehenden Tropfengrößen sowie Partikelgrößen und -eigenschaften ermittelt und mit Auslegungsgleichungen beschrieben werden.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
Ausführende Einrichtung
Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik Teilinstitut I: Lebensmittelverfahrenstechnik (LVT)
