Dosierpumpen werden in der Lebensmittelindustrie für viele Zwecke benötigt. Sie werden verwendet, um Farbstoffe in Glasuren, Vitamin D der Milch und Aromen den Süßigkeiten zuzugeben. Der köstliche Geschmack der Schokolade beispielsweise wird von der sorgfältig dosierten Menge an Geschmackstoffen beeinflusst. Dazu sollen Pumpen verwendet werden, die eine hohe Präzision aufweisen und entsprechend kleine Mengen flüssiger Additive sehr genau und reproduzierbar dosieren.
Diese Vorstellung hatte einer der größten Schokoladenhersteller im Premium-Sektor. Gewünscht war eine absolut genaue Dosierung unterschiedlichster Aromen in die Schokolade. Eine weitere Bedingung, die erfüllt werden musste: die absolute Reproduzierbarkeit der Aromen-Zugabe. Die Geschmacksstoffe sollten stets in der gleichen, vorgegebenen Menge in die Rohmasse eingebracht werden. Nur so kann gewährleistet werden, dass jede Tafel Schokolade, Praline oder Glasur wie die andere schmeckt.
Tests mit verschiedenen Dosierpumpen
Wie hoch der Anteil an Aromakonzentrat ist, der beigemengt werden soll, entscheidet der Schokoladentyp. In umfangreichen Tests ermittelte man mit unterschiedlichen Dosierpumpen, ob sie den geforderten Produktions- und Qualitätsanforderungen gerecht werden – beispielsweise dem genauen Dosieren von 0,1 bis einem Prozent Aromakonzentrat mit einer Genauigkeit von rund zwei Prozent des dosierten Volumens und das bei einem Druck von 0,5 bis 1,5 bar an der Injektionsstelle.
Getestet wurde die Dosierung mit unterschiedlichen Aromen. Diese wiesen eine Dichte zwischen 0,8 und 1,5 g/ml auf. Ebenfalls getestet wurde die Genauigkeit der Dosierung bei Zugabe unterschiedlicher Konzentrationen. Diese sollten, je nach Charge, bei niedrigen Aroma-Konzentrationen 0,01 bis 0,2 Prozent enthalten bei einer Dosierung von 80 bis 1.600 ml pro Stunde – oder bei hohen Konzentrationen 0,2 bis 1 Prozent bei einer Dosierung von 1.600 bis 8.000 ml pro Stunde.
Erreicht wird dies mit Membrandosierpumpen, die mit der erforderlichen Genauigkeit und vor allem mit hochgenauer Wiederholgenauigkeit kleine Mengen an Aromakonzentraten dosieren – Anforderungen, denen Pumpen mit anderen Antrieben teilweise nicht gerecht werden. In diesem Fall fiel die Wahl auf die Magnet-Membrandosierpumpe gamma/X von ProMinent.
Geregelter Magnetantrieb
Äquivalent zum Frequenzumrichter einer Motordosierpumpe ermöglicht der geregelte Magnet der Magnetdosierpumpe die exakte Steuerung der Fördermenge. Mithilfe der Magnetregelung lassen sich alle Druckabweichungen erfassen. Es werden hierfür keine störanfälligen Sensoren benötigt.
Darüber hinaus passt die Pumpe ihr Dosierverhalten automatisch den aktuell vorliegenden Verhältnissen an: Sie erhöht den Dosierdruck bei steigendem Gegendruck oder reduziert ihn bei sinkendem Gegendruck. Ebenso adaptiert sie ihre Dosierfunktionen, falls sich die Viskosität des Dosiermediums ändert. Bei zähflüssigen Medien wird der Antriebsmagnet mit höherer Kraft bewegt, bei dünnflüssigen Medien entsprechend mit geringerer Kraft.
Entscheidend für einen fehlerfreien Betrieb sind eine intuitive Bedienung und einfache Programmierung aller notwendigen Parameter einer Pumpe. Eine minimalistische Anzahl an Bedienelementen gewährleistet ein schnelles Verstellen der einzelnen Parameter wie der Hublänge, der Frequenz und dem Dosierprofil. Ein Click Wheel sowie einige Drucktasten reichen aus, um schnell auf unterschiedlichen Menü-Ebenen auf Parameter oder Funktionen zuzugreifen. Die Vorgabe der Dosierleistung in Liter pro Stunde vermeidet umständliches Umrechnen und lässt sich schnell und einfach einstellen.
Zusätzlich wird die Dosiermenge mit dem Durchflussmessgerät Dulcoflow kontrolliert. Das Gerät erfasst zuverlässig die pulsierenden Strömungen im Bereich ab 0,03 ml/Hub nach dem Ultraschall-Messprinzip. Es wurde speziell für die Messung kleiner pulsierender Volumenströme entwickelt. Der Einbau erfolgt etwa 30 cm nach der Dosierpumpe, sodass noch ausreichend Pulsation im Volumenstrom vorhanden ist. Messbar sind alle Flüssigkeiten, die Ultraschallwellen leiten. Alle Zubehörteile wurden in Edelstahl, Rohre in PTFE und Edelstahl ausgeführt.
Hygienegerecht dosieren
Grundvoraussetzung für den Einsatz in hygienesensiblen Produktionsbereichen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist die Verwendung von Betriebsmitteln, die der EU 10/2011, der Guten-Herstellungspraxis(GMP)-EG-Verordnung 2023/2006 oder den FDA-Richtlinien entsprechen. ProMinent modifizierte seine Motor- und Magnet-Membrandosierpumpen konstruktiv so, dass sie die genannten Richtlinien und Verordnungen erfüllen. Hygienegerecht dosieren sie problemlos Aromen, Farb- und Zusatzstoffe sowie Enzymlösungen in der Getränke- und Lebensmittelindustrie.
Auf diese Weise können nahezu alle flüssigen Produkte der Lebensmittel- und der Getränkeindustrie jederzeit im Geschmack und Aussehen reproduzierbar hergestellt werden.
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