Auswahl des richtigen Inline-Mixers für die jeweilige Anwendung

Dec 09, 2023

In der Misch- und Mischindustrie gibt es verschiedene Arten von Pumpen und Mixern, die zum Reduzieren, Mischen und Emulgieren von Lebensmitteln verwendet werden. Um ein besseres Verständnis der jeweiligen Leistung sowie der Unterschiede und Vorteile zu erhalten, wurden Tests durchgeführt, um die drei gängigsten Inline-Mischmethoden zu vergleichen, die derzeit in der Branche angeboten werden.

Ein Inline-Mischer ist „in Linie“ mit dem Prozess verbunden. Das bedeutet, dass das Produkt den Vorratstank oder Trichter verlassen, dann durch eine Rohrleitung zum Mischer und durch eine Rohrleitung zurück zu seinem Bestimmungsort gelangen muss.

Bei den drei in diesem Vergleichstest verwendeten Inline-Mischern handelt es sich um Rotor/Stator-Mischer mit Scherzähnen oder einem Laufrad, das mit hoher Geschwindigkeit und geringem Abstand an einem stationären Schergerät vorbeiläuft.

Ein Inline-Schermischer verwendet mehrere Reihen von Scherzähnen.

Eine Inline-Scherpumpe verwendet weniger Zahnreihen, fügt aber ein zentrales Laufrad hinzu, um den Durchsatz zu erhöhen.

Ein Inline-Hochschermischer verwendet ein robustes Laufrad, das auf engstem Raum an einem Schlitzsieb vorbeiläuft.

Bei jedem Mischerdesign wird auf das durchlaufende Produkt eine Scherung ausgeübt, anstatt das Produkt einfach in den nächsten Teil des Prozesses zu überführen. Aus Gründen der Konsistenz handelt es sich bei allen drei Testmixern um Modelle mit 10 PS.

Testen von Inline-Mixer-Stilen auf Stärken und Schwächen

Um die Leistung jedes Geräts zu veranschaulichen, wurden drei Beispielprodukte ausgewählt: Ananas, Mandeln und Öl/Wasser.

Ananas: Im ersten Test wurde Ananas verwendet, da es sich um ein weiches, faseriges Produkt handelt, das für viele gängige Mischanwendungen repräsentativ ist, von Fruchtpürees bis hin zu Suppen und Salsas. Bei dem Test wurden 100 Ananasstücke in einen Trichter gegeben, in einem einzigen Durchgang durch den Mischer oder die Pumpe gefördert und in einem Sammeltank abgelegt. Als die Pumpe ihre volle Drehzahl erreichte, wurde der Trichter geöffnet und die Ananas-Leckerbissen in die Leitung eingeleitet. Sobald alle Leckerbissen vorhanden waren, wurde das Trichterventil geschlossen und die Pumpe ausgeschaltet. Anschließend wurde der Sammelbehälter über ein Sieb entleert. Die resultierende Masse aus jedem Sieb wurde zum Vergleich gewogen.

Mandel: Für den zweiten Test wurden Mandeln ausgewählt, da sie robuster sind und zeigen können, wie jeder Mixer mit der Reduzierung harter Partikel umgeht. Ein Pfund ganze Mandelnüsse wurde in einen Trichter gegeben. Wie beim ersten Test wurde das Produkt in die Leitung eingeleitet, als der Motor die volle Drehzahl erreichte. Anschließend wurde der Sammelbehälter in ein Sieb entleert. Die Ergebnisse wurden dann zum Vergleich gewogen.

Öl/Wasser: Der dritte Test war eine grundlegende Öl/Wasser-Emulsion. Dieser Test hilft zu demonstrieren, wie jeder Mixer zur Zubereitung von Salatdressings und vielen verschiedenen Saucenarten verwendet werden kann. Dabei pumpte jede Pumpe über einen festgelegten Zeitraum eine 10-Gallonen-Mischung mit 70 % Rapsöl und 30 % Wasser um. Sobald die Zeit abgelaufen war, wurde eine Probe entnommen und vor eine Kamera gestellt, die im Zeitraffer Bilder aufnahm, um die Geschwindigkeit zu überprüfen, mit der sich Öl und Wasser trennten.

Für den Ananas- und Mandeltest wurden vier verschiedene Siebgrößen von 5 Mesh (4.000 Mikron) bis 120 Mesh (125 Mikron) verwendet, um das resultierende gemischte Produkt zu sortieren und eine kleine Partikelgrößenverteilung der Probe zu erzeugen. Dieser Siebgrößenbereich zeigt, wie viele große Partikel den Mixer unbeschadet passieren. Es zeigt auch, welche Feinanteile mit jedem Mixer in einem einzigen Durchgang erzeugt werden können.

Ananas: Als die Masse der Ananas gesiebt wurde, wurde die Masse in jedem Sieb aufgezeichnet. Der Inline-Schermischer und die Inline-Scherpumpe verhielten sich ähnlich. Die größte Materialmenge wurde im 250-Mikrometer-Sieb gesammelt, die nächsthöhere Menge im 2.000-Mikrometer-Sieb, gefolgt vom 4.000-Mikrometer-Sieb. Die geringste Materialmenge wurde im 125-Mikron-Sieb gesammelt. Der Inline-Hochschermischer erzielte bei Ananas unterschiedliche Ergebnisse. Das meiste Material wurde im 4.000-Mikrometer-Sieb gesammelt, die zweitgrößte Materialmenge im 250-Mikrometer-Sieb. Die nächsthöhere Materialmenge wurde im 2.000-Mikron-Sieb gesammelt, die geringste Materialmenge befand sich erneut im 125-Mikron-Sieb.

Mandel: Die Ergebnisse des Mandeltests waren unterschiedlich. Der Inline-Schermischer hatte die größte Materialmenge im 250-Mikron-Sieb und die zweithöchste im 125-Mikron-Sieb. Das Sieb mit der nächsthöheren Materialmenge war das 4.000-Mikrometer-Sieb, und das Sieb mit der geringsten Materialmenge war das 2.000-Mikrometer-Sieb. Auch die Inline-Scherpumpe hatte unterschiedliche Ergebnisse. Das Sieb mit dem meisten Material war das 250-Mikrometer-Sieb. Darauf folgte das 2.000-Mikrometer-Sieb, dann das 4.000-Mikrometer-Sieb und zuletzt das 125-Mikrometer-Sieb. Der Inline-Mixer mit hoher Scherung war nicht in der Lage, die Mandeln zu verarbeiten.

Öl/Wasser: Der Emulsionstest lieferte interessante Ergebnisse. Die Inline-Scherpumpe zeigte nach der vorgegebenen Zeit die stärkste Emulsion von Öl und Wasser. Das nächstbeste war der Inline-Mischer mit hoher Scherung, und der Inline-Mischer erzeugte die am wenigsten erfolgreiche Emulsion.

Die gesammelten Daten zeigen einen deutlichen Unterschied in der idealen Anwendung und Leistung zwischen den verschiedenen Mixern/Mixern.

Der Inline-Schermixer funktionierte gut mit den Ananas-Leckerbissen und Mandeln. Dieser Mixer zeichnete sich zwar durch eine hervorragende Partikelgrößenreduzierung aus, hatte jedoch aufgrund einer geringeren Pumprate in einer bestimmten Zeit die geringste Menge an Emulsion.

Die Inline-Scherpumpe erzielte bei jedem Test gute Ergebnisse. Es war wirksam bei der Reduzierung der Ananasstückchen und Mandeln. Aufgrund seiner hohen Durchflussrate zeigte es auch beim Emulsionstest eine starke Leistung, obwohl es insgesamt eine niedrigere Scherrate als der Inline-Hochschermischer aufwies.

Der Inline-Hochschermischer konnte die Ananas-Leckerbissen am besten zerkleinern und schnitt beim Emulsionstest gut ab. Aufgrund von Verstopfungen war es jedoch nicht möglich, die Mandeln zu reduzieren.

Die Tests verdeutlichen, wie wichtig es ist, vor der Auswahl eines Mixers oder Mixers ein vollständiges Bild einer bestimmten Anwendung zu haben. Es gibt einige Überschneidungen in den Fähigkeiten verschiedener Mixer-Stile. Allerdings sollten die Durchflussrate, das Zeitziel und die Produkteigenschaften sorgfältig abgewogen werden, um den effizientesten Mixer oder Mischer für ein Projekt auszuwählen.

Kyle Callahan ist Anwendungsingenieur bei Ampco Applied Products in Glendale, Wisconsin. Er hat einen Bachelor of Science in Maschinenbau von der Northern Illinois University. Weitere Informationen finden Sie unter ampcopumps.com.