- Unternehmen
- Produkte
- Lösungen
- Anwendungen
- Kontakt
DE
DE
Die Kristallisation ist ein entscheidender Prozessschritt bei der Herstellung von Zucker. Ziel ist es, Saccharose kontrolliert aus einer übersättigten Zuckerlösung auszukristallisieren und eine möglichst gleichmäßige Kristallpopulation mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
Dabei greifen Keimbildung, Kristallwachstum und Prozessführung unmittelbar ineinander. Die Ausgangspopulation der Kristallkeime ist ebenso relevant wie die Bedingungen, unter denen die Kristalle anschließend wachsen.
Übersättigung als Grundlage der Kristallisation
Die Übersättigung ist die treibende Kraft für Keimbildung und Kristallwachstum. Sie lässt sich nicht anhand eines einzelnen Messwertes bestimmen. Trockensubstanz bzw. Brix, Temperatur und Reinheit der Zuckerlösung beeinflussen die Bedingungen, unter denen Kristalle entstehen und wachsen.
Für eine kontrollierte Keimbildung muss die Zuckerlösung bei der Zugabe der Kristallkeime in einem geeigneten Übersättigungsbereich liegen. Bei zu geringer Übersättigung können insbesondere kleinere eingebrachte Keime wieder gelöst werden. Bei zu hoher Übersättigung steigt das Risiko einer spontanen Keimbildung; unter realen Prozessbedingungen kann zudem eine sekundäre Keimbildung begünstigt werden.
Eine definierte Ausgangspopulation für reproduzierbare Keimbildung
Für eine kontrollierte Kristallisation soll eine definierte Anzahl von Kristallkeimen möglichst gleichmäßig wachsen. Die Eigenschaften der eingesetzten Impfsuspension bestimmen die Ausgangspopulation, mit der der Kristallisationsprozess beginnt.
Neben Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung sind dabei unter anderem Feinanteil, Agglomerationsverhalten, Sedimentationsgeschwindigkeit, Homogenität und Viskosität relevant.
Zur Charakterisierung einer Kristallpopulation werden in der Zuckerindustrie unter anderem MA und CV herangezogen.
Der MA Wert (Mean Aperture ) beschreibt die charakteristische mittlere Größe einer Kristallpopulation. Der CV Wert (Coefficient of Variation) beschreibt die relative Streuung der Kristallgrößen um diesen Mittelwert. Ein niedriger CV steht entsprechend für eine engere Kristallgrößenverteilung.
Beide Werte sollten gemeinsam betrachtet werden. Für die Beurteilung einer Impfsuspension sind darüber hinaus weitere Eigenschaften relevant.
Die Größenverteilung der Impfsuspension definiert einen Teil der Ausgangspopulation für die Kristallisation. Eine direkte 1:1 Beziehung zum späteren CV des Kristallzuckers besteht jedoch nicht. Wie sich die Kristallpopulation weiterentwickelt, hängt wesentlich von der weiteren Prozessführung ab.
Nach der Keimbildung müssen die vorhandenen Kristalle unter geeigneten Bedingungen weiterwachsen. Dazu muss Saccharose aus der Mutterlauge kontinuierlich an die Kristalloberflächen transportiert werden.
Mit zunehmendem Trockensubstanz und Kristallgehalt wird die Füllmasse jedoch viskoser. Besonders bei niedrigeren Reinheiten können Nichtzuckerstoffe diesen Effekt zusätzlich verstärken.
Die natürliche bzw. mechanische Zirkulation nimmt ab und der Wärme und Stofftransport wird erschwert. Dies kann insbesondere bei niedrigreinen Füllmassen die weitere Kristallisation begrenzen und auch die nachfolgende Verarbeitung erschweren.
Bessere Zirkulation unterstützt Wärme und Stofftransport
Eine verbesserte Zirkulation unterstützt den Wärme und Stofftransport innerhalb der Kristallisationspfanne. Damit können günstigere Bedingungen für den Transport gelöster Saccharose zu den vorhandenen Kristalloberflächen und für das weitere Kristallwachstum geschaffen werden.
Je nach Füllmasse und Prozessbedingungen kann ein verbessertes Fließverhalten darüber hinaus höhere Endkonzentrationen ermöglichen und die anschließende Trennung von Kristallen und Mutterlauge in der Zentrifuge erleichtern.
Bei der Zuckerkristallisation greifen Keimbildung, Kristallwachstum und Prozessführung ineinander. KEBO bietet Prozesshilfsmittel für zwei wesentliche Phasen: die kontrollierte Bereitstellung von Kristallkeimen und die Bedingungen für das anschließende Kristallwachstum.
KEBO SLURRY für eine kontrollierte und reproduzierbare Keimbildung
KEBO SLURRY ist eine gebrauchsfertige Impfsuspension aus fein verteilten Saccharosepartikeln in einer Dispersionsflüssigkeit. Definierte Partikeleigenschaften, eine geringe Agglomerationsneigung und eine geringe Sedimentationsgeschwindigkeit schaffen günstige Voraussetzungen für eine kontrollierte und reproduzierbare Zugabe der Kristallkeime.
Die Eigenschaften der Impfsuspension definieren dabei die Ausgangspopulation. Wie sich die Kristallpopulation anschließend entwickelt, wird wesentlich durch die weitere Prozessführung beeinflusst.
KEBOSOL RA für bessere Zirkulation bei steigender Viskosität
Mit zunehmendem Kristall und Trockensubstanzgehalt steigt die Viskosität der Füllmasse. Dadurch können Zirkulation sowie Wärme und Stofftransport zunehmend erschwert werden. KEBOSOL RA verbessert das Fließverhalten der Füllmasse und unterstützt dadurch die Zirkulation. Damit können günstigere Bedingungen für den Wärme und Stofftransport und das weitere Kristallwachstum geschaffen werden.
Mehr über die Zusammenhänge von Keimbildung, Kristallwachstum, MA/CV, Übersättigung und Viskosität erfahren Sie auf unserer Fachseite zur Zuckerkristallisation.
Eine definierte Impfsuspension schafft die Ausgangsbasis für die Kristallisation. Sie allein bestimmt jedoch nicht die Eigenschaften der späteren Kristallpopulation.
Übersättigung, Temperatur, Reinheit, Trockensubstanz, Zirkulation sowie mögliche Keimauflösung und unerwünschte zusätzliche Keimbildung beeinflussen die weitere Entwicklung der Kristalle.
Eine kontrollierte Kristallisation beginnt deshalb mit einer definierten Ausgangspopulation und erfordert anschließend geeignete und möglichst stabile Prozessbedingungen.
Kristallisation an den jeweiligen Prozess anpassen
Rohstoff, Reinheit, Kristallisationsstufe, Anlagentechnik und Prozessführung unterscheiden sich von Werk zu Werk. Entsprechend müssen auch Prozesshilfsmittel und deren Anwendung an die jeweiligen Bedingungen angepasst werden.
Unsere Chemiker und Anwendungstechniker unterstützen Sie bei der Bewertung Ihrer spezifischen Kristallisationsbedingungen und bei der Auswahl und Anwendung geeigneter Prozesshilfsmittel.
Anwendung mit unseren Experten besprechen - senden Sie uns über Kontakt eine Mail.
Die Bedingungen für die Kristallisation werden bereits durch vorgelagerte Prozessstufen beeinflusst. Ablagerungen in Verdampferstationen können beispielsweise die Wärmeübertragung beeinträchtigen und den Anlagenbetrieb erschweren.
KEBO DS ist ein Belagverhinderer für Verdampferstationen in der Lebensmittelindustrie. Der Einsatz setzt damit bereits vor dem eigentlichen Kristallisationsprozess an.
Die auf unserer Webseite dargestellten Produkte sind nur eine Auswahl unseres gesamten Programms. Die Vielzahl der denkbaren Reinigungsprobleme erfordert eine eingehende Beratung, um die maßgeschneiderte Lösung mit dem passenden Produkt zu finden. Gleiches gilt auch für den Korrosionsschutz, bei der Wasserkonditionierung und -aufbereitung, der Belagverhinderung und bei der Schaumbildung in industriellen Anwendungen.
Sprechen Sie mit uns, wir helfen Ihnen gerne weiter!
Auf Wunsch können wir in unserem Labor Beläge analysieren und auf Basis unserer langjährigen Erfahrung eine Reinigungsstrategie unter Berücksichtigung der Gegebenheiten vor Ort entwickeln.