Industrielle Herstellung von Puderzucker: Verfahren, Staubschutz und Anlagentechnik
Mahlanlagen zur Herstellung von Puderzucker müssen gegen Staubexplosionen gesichert sein. Netzsch-Condux hat in Zusammenarbeit mit der Berufsgenossenschaft eine druckentlastete Zuckermahlanlage entwickelt. Herzstück dieser Anlage, die sowohl in explosionsdruckstoßfester als auch in druckentlasteter Bauweise geliefert werden kann, sind die Universalmühlen der CUM-Baureihe.
Von der Zuckerrübe und Zuckerrohr zum Puderzucker
Noch heute wird über die Hälfte des weltweit erzeugten Zuckers aus Zuckerrohr gewonnen, das in tropischen und in subtropischen Gebieten wächst. Der Rest des Zuckers stammt fast ausschließlich aus der Zuckerrübe, die in gemäßigtem Klima wächst. Von der Zuckerrübe zum Puderzucker: Die Rüben werden nach dem Ernten gewaschen, zerkleinert und mit heißem Wasser extrahiert. Der dabei entstehende Rohsaft wird anschließend gereinigt und soweit eingedampft bis Zuckerkristalle entstehen. Der auf diese Weise erzeugte Rohzucker wird über mehrere Kristallisationsprozesse gereinigt. Am Ende dieser Reinigungsprozesse liegt der Raffinadezucker vor. Durch Mahlen der Raffinadezucker-Kristalle entsteht Puderzucker.
Historische und moderne Mahlverfahren
In der Vergangenheit setzte man zur Zerkleinerung des Raffinadezuckers fast ausschließlich Stiftmühlen ein. Heute kommen für diese Aufgabe in der Regel Gebläsemühlen zur Anwendung. Bei gleicher Baugröße und Puderzuckerfeinheit (80 bis 95% < 100 µm) lassen sich mit diesen Apparaten deutlich höhere Durchsätze erzielen. Ein weiterer Vorteil der Gebläsemühlen ist, dass durch die geringeren Mahltemperaturen der Invertzucker-Gehalt deutlich sinkt. Konstruktionsbedingt erzeugt der in der Mühle eingebaute Gebläserotor ein höheres Luftvolumen, was zu einer ca. 30 °C geringeren Mahltemperatur führt. Zudem ergibt sich aus den größeren Luftvolumina die Möglichkeit, die Mühle selbstansaugend zu betreiben, d. h. der Zucker gelangt pneumatisch in die Mühle.
Universalmühlen der CUM-Baureihe
Die Universalmühlen der CUM-Baureihe können als Gebläsemühle für die Zerkleinerung von Raffinadezucker eingesetzt werden. Die Aufgabe des Zuckers erfolgt direkt ins Zentrum der Maschine. Der massive Rotor ist mit einer Vielzahl auswechselbarer Schlagleisten bestückt und wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von bis zu 110 m/sec betrieben. Beim Mahlvorgang prallt der Kristallzucker auf die Schlagleisten des Rotors und wird radial nach außen auf den Statorkorb geschleudert. Im Windschatten der Schlagleisten werden die Zuckerkristalle erneut angehoben und von den nachfolgenden Schlagleisten weiter zerkleinert. Die Feinheit des Endprodukts lässt sich durch Rotor-Drehzahl und Bestückung des Stators einstellen. Üblicherweise ist der Stator mit einem durchgehenden Siebkranz bestückt, dessen Lochung unterschiedlich ausgeführt werden kann. Die Durchsatzleistung der CUM-Mühlen hängt von der gewünschten Feinheit ab. Produktberührte Teile können aus C-Stahl oder Edelstahlwerkstoffen 1.4301, 1.4541 oder 1.4571 hergestellt werden.
Explosionsschutz in der Zuckermahltechnik
Bei der mechanischen Zerkleinerung von Zucker (Staubexplosionsklasse St1; max. Explosionsüberdruck 9 bar; KSt-Wert 140 bar m/s) lässt sich die Gefahr einer Staubexplosion nicht ausschließen. Explosionsursachen können Funken sein, die von metallischen Fremdkörpern im Mahlraum oder einem Siebbruch verursacht werden. Notwendig sind daher geeignete konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen. Bei der Herstellung von Puderzucker haben sich zwei Sicherheitskonzepte bewährt.
Lesen Sie auch: Von der Idee zur Tiefkühltorte
Explosionsdruckstoßfeste Bauweise
Die komplette Mahlanlage wird vor den Auswirkungen einer Explosion geschützt, indem sie für den maximalen Explosionsdruck ausgelegt wird. Die Anlage muss Mühle, Filter sowie alle Rohrleitungen und Komponenten für einen Explosionsdruck von 10 bar ausgelegt haben. Zusätzlich sind in Ansaug- und Abluftrohrleitungen Ventex-Ventile vorgesehen. Ferner entkoppelt eine druckstoß- und flammendurchschlagsichere Zellenradschleuse den Produktein- und Produktaustrag. Je nach Abstand zwischen Mühle und Filtern kann die Anlage als einzelner „Behälter“ betrachtet werden, womit Vorkompressionen gezielt vermieden werden. Schnellschussschieber oder Löschmittelsperren dienen der explosionstechnischen Entkopplung.
Druckentlastete Bauweise
In der druckentl asteten Variante sind Mühle sowie Rohrleitungen bis zum Filter für 3 bar (ü) ausgelegt, das Filter und nachfolgende Komponenten für 0,4 bar (ü). Die Druckentlastung des Filters erfolgt über eine Berstscheibe; der Entlastungsdruck gelangt via Explosionskanal ins Freie. Reicht Platz nicht für einen Explosionskanal oder verhindert die Position des Staubfilters eine Freiströmung, kann über ein Quench-Rohr der Explosionsdruck im Aufstellraum entlastet werden. Befindet sich zwischen Mühle und Staubfilter eine Förderrohrleitung mit mehr als 3 m Länge, gilt die Anlage aus explosionstechnischer Sicht als zwei verbundene Behälter, in denen Primär- und Sekundärexplosion auftreten können. Die Detektion erfolgt über einen Reißleinenschalter, der bei Berstscheibe am Filter eine automatische Auslösung eines Löschmittelbehälters ermöglicht. Löschpulver (Natriumbikarbonat) wird in die Förderleitung geflutet, um Flammen zu ersticken. Ein ausreichender Mindestabstand von 5 m vom Filter ist nötig, damit der Löschmittelbehälter rechtzeitig zündet. Ein wesentlicher Vorteil dieser Detektion ist die geringe Wahrscheinlichkeit von Fehlzulassungen.
Anwendungsverbreitung und weitere Anwendungen
Stärke- und Dekorpuder, sowie Pulver für Pharma- und Kosmetikindikationen, profitieren von mechanischen Vermahlungstechniken. Puderzucker entsteht durch das Vermahlen von Kristallzucker, wobei Feuchtigkeit minimiert und gegebenenfalls Speisestärke beigegeben wird, um Klumpen zu vermeiden. In der Industrie werden Puderzuckerarten für Glasuren, Zuckerguss, Pralinenumschichtungen, Macarons oder Baisers verwendet. Dekorpuder Raftisnow® zeichnet sich durch Temperatur- und Feuchtigkeitsstabilität aus, ideal für fettige, gekühlte oder verpackte Produkte. Raftisnow®-Produktionsqualitäten umfassen 5 kg- und 25 kg-Säcke; Standard- und feine Puderzuckerprodukte sowie Varianten mit Trennmitteln werden angeboten. Lagerhinweise: kühl, trocken, Abstand zu starken Gerüchen.
Verfahrenstechnik und moderne Entwicklungen
Die Sugarplex Flow-Lösung von Hosokawa Alpine adressiert das Bedürfnis nach einem flexiblen Prozess zur Rekristallisation und Rekombination feuchter Zuckerkristalle. Durch gezielte Feuchtigkeitsführung, Temperaturregelung und Verweilzeit wird eine definierte Feinheit erzielt. Für spezielle Anforderungen an Feinheit und Mischbarkeit bietet das Unternehmen maßgeschneiderte Lösungen, inklusive Mischungen mit Kakao oder Kaffee und der Verarbeitung von Zuckerersatzstoffen wie Stevia oder Zuckeralkoholen. Enthaltene Hinweise zu Lagerung, Haltbarkeit und Zertifizierungen finden sich in den bereitgestellten Produktinformationen.
Typische Anwendungsfelder und Marktbeteiligte
Puderzucker wird breit in der Lebensmittelindustrie genutzt: Backwaren, Süßwaren, Dekoration, Glasuren, sowie pharmazeutische Anwendungen. Produkte von Südzucker und anderen Herstellern bieten verschiedene Partikelgrößen und Trennmitteloptionen, um Fließeigenschaften, Haltbarkeit und Verarbeitung zu optimieren. Die Lagerungsempfehlungen, Mindesthaltbarkeitsangaben und Verpackungsoptionen variieren je nach Produktkategorie.
Lesen Sie auch: Torten dekorieren – Schritt für Schritt
| Bereich | Schutzzweck | Maximaler Explosionsdruck | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Explosionsdruckstoßfeste Bauweise | Gesamte Anlage | 10 bar (ü) | Ventex-Ventile, Zellenradschleuse |
| Druckentlastete Bauweise | Mühle bis Filter | 3 bar (ü) bis Filter, 0,4 bar (ü) danach | Berstscheibe; Quench-Rohr als Reserve |
Praxisnahe Tipps zur Puderzucker-Herstellung zu Hause
Für zuhause: Puderzucker entsteht durch Mahlen von weißem Kristallzucker. Bei Bedarf Speisestärke hinzufügen (ca. 3%) zur Klumpenvermeidung. Offenes Behältnis beim Mahlen mit Küchentuch abdecken, um Staubaufwirbelung zu minimieren. Alternative Geräte: Küchenmaschine, Mixer, Pürierstab, Kaffeemühle oder Mörser. Diese Hinweise helfen beim schnellen Herstellen von Puderzucker für Desserts, Kuchen und Backwaren.
Lesen Sie auch: Wie werden Schokorosinen gemacht?
tags: #industrielle #herstellung #von #puderzucker #verfahren
