Herausforderungen bei der Emulsionsstabilität und das Prinzip der High-Shear-Technologie
Mayonnaise und Salatdressings sind typische Öl-in-Wasser-Emulsionssysteme. Mayonnaise kann bis zu 80 % Öl enthalten und ist somit eine Öl-in-Wasser-Emulsion, bei der Öl die dispergierte Phase und Wasser die kontinuierliche Phase darstellt. Bei solchen Systemen mit hohem Ölgehalt besteht die zentrale Herausforderung im Produktionsprozess darin, eine gleichmäßige Verteilung der Ölphase in die Wasserphase zu erreichen und die Langzeitstabilität aufrechtzuerhalten.
Herkömmliche Rührmethoden bieten oft keine ausreichende Scherkraft, um Öltröpfchen auf die erforderliche feine Größe zu zerkleinern. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei der Mayonnaise-Herstellung die Rohstoffe zunächst in einem großvolumigen Mischbehälter bei mäßiger Geschwindigkeit vorgemischt werden; Die resultierende Voremulsion muss dann durch ein Gerät mit hoher Scherung verarbeitet werden, in dem die Öltröpfchen weiter auf ihre endgültige Partikelgrößenverteilung reduziert werden. Dieser letzte Schritt ist entscheidend für die Struktur, Langzeitstabilität, das Mundgefühl und die Farbe des Produkts.
Hochscher-Mischtanks aus Edelstahl sind genau darauf ausgelegt, diesen Prozessproblempunkt anzugehen. Ihr Arbeitsprinzip besteht darin, dem Material durch einen mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Homogenisatorkopf intensive mechanische Energie zu verleihen. Das Material passiert den schmalen Spalt zwischen Stator und Rotor, wo es Hunderttausende Scherkräfte pro Minute erfährt und gleichzeitig Zentrifugalkraft, Kompression, Stoß und Reißen ausgesetzt ist. Diese hochintensive Scherung verteilt die Ölphase schnell und gleichmäßig in der kontinuierlichen Phase und bildet eine stabile Öl-in-Wasser- oder Wasser-in-Öl-Emulsion, die letztendlich ein blasenfreies, fein strukturiertes, hochwertiges Produkt ergibt.
Moderne Mischtanks mit hoher Scherung sind häufig mit Vakuumemulgiersystemen ausgestattet. Die Vakuumumgebung reduziert wirksam den Lufteinschluss beim Mischen, senkt das Oxidationsrisiko und verlängert die Haltbarkeit des Produkts. Der Tank besteht aus lebensmittelechtem Edelstahl (304 oder 316L) und die Innenfläche ist hochglanzpoliert, um hygienische Produktionsbedingungen zu gewährleisten.
Was die Gerätekonfiguration betrifft, umfasst ein typisches Mischsystem mit hoher Scherung normalerweise mehrere Rührwerke, die zusammenarbeiten. Beispielsweise kann ein 500-Liter-Druck-/Vakuum-Mischbehälter mit einem Ankerrührer, einem unteren Spiralflügelrad und einem Vielzahn-Inline-Hochschermischer sowie Heiz-/Kühlmänteln, Wägezellen und einer Auslasspumpe ausgestattet sein. Diese mehrstufige Rührung stellt sicher, dass das Material in jedem Bereich des Tanks gründlich verarbeitet wird, wodurch Totzonen vermieden werden
