Zahnpasta-Produktion: So steigern Sie Ihre Produktionsraten dank intelligenter Misch- und Homogenisiertechnik

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MASCHINENFABRIK GUSTAV EIRICH GMBH & Co KG

IKA-Werke GmbH & Co. KG

AxFlow GmbH

EKATO SYSTEMS GmbH

Effiziente Kombination

Anhand der berechneten erforderlichen Leistungen von Rührwerk und Homogenisator werden die erforderlichen Getriebegrößen, die Deckellasten und Materialstärken sowie die erforderliche elektrische Anschlussleistung der Anlage ermittelt. Der Erfolg des in diesem Fall gewählten Herstellungsprozesses basiert hauptsächlich auf dem effizienten Zusammenwirken der in der Anlage eingesetzten Kernkomponenten von Ekato: dem Paravisc-Rührwerk und dem S-Jet/V-Homogenisator.

Das Paravisc-Rühwerk ermöglicht eine sehr schnelle Benetzung und Einarbeitung von pulverförmigen Komponenten. Dadurch ist es möglich, sehr hohe Pulverdosierraten zu erzielen, ohne den Pulvereinzugsprozess zu unterbrechen. Die Pulver werden dabei direkt aus Lagersilos über entsprechend dimensionierte Rohrleitungen mittels Vakuum in die Prozessanlage eingesaugt.

Eine weitere besondere Eigenschaft des Rührwerks ist die effiziente Produktumwälzung im nieder- und – in diesem Fall – hochviskosen Bereich. Sie ermöglicht es, innerhalb kurzer Rührzeiten eine sehr hohe Homogenität zu erzielen. Die stark axial wirkende Umwälzung des Paravisc spielt zudem eine wichtige Rolle beim Entgasen der Zahnpasta am Ende des Produktionsprozesses. Sie ermöglicht es, sehr kurze Entgasungszeiten zu erzielen.

Der Homogenisator S-Jet/V zeichnet sich durch die Einarbeitung von Verdickern in hohen Dosierraten ohne ungewünschte Agglomeratbildungen aus. Dies gilt sowohl für pulverförmige als auch in Flüssigkeit vorgemischte Verdicker. Gegenüber anderen Homogenisatoren weist er selbst bei ausgeprägten Viskositäten eine sehr hohe Umwälzrate auf, wodurch ein schnelles Homogenisieren des gesamten Kesselinhaltes möglich wird. Der S-Jet/V wurde speziell für sehr hochviskose und feststoffhaltige Produkte entwickelt, mit dem Vorteil eines signifikant erhöhten Wirkungsgrades.

Selbst bei höherer Umwälzleistung wird dadurch im Vergleich zu bisher üblichen Homogenisatoren weniger Leistung benötigt. Ein weiterer, speziell für die Zahnpasta-Produktion wichtiger Vorteil ist die Möglichkeit, neben der externen Produktumwälzung auch im so genannten internen Homogenisiermodus zu homogenisieren. Dabei tritt das Produkt nach dem Homogenisieren direkt am Boden des Kessels unter dem Flüssigkeitsspiegel wieder aus.

Wird in Kampagnen produziert, d.h. der Kessel wird zwischen verschiedenen Produktionsansätzen nicht gereinigt, so wird vermieden, dass es zu einer unerwünschten Schaumbildung durch seifenhaltige Rückstände aus dem Vorprozess kommt. Des Weiteren hat sich das interne Homogenisieren bei sehr kleinen Produktionsansätzen bewährt, in denen das Kesselvolumen nur z.B. zu 20 Prozent ausgenutzt wird.

Perfektes Zusammenspiel

Neben dem Rührwerk und dem Homogenisator mussten natürlich auch die anderen Komponenten in entsprechend optimaler Konstellation eingesetzt werden. So werden großvolumige Flüssigkeiten und Feststoffe in die Anlage automatisch eingewogen, wodurch eine schnelle und genaue Zugabe möglich wird. Verdicker und Wirkstoffe werden direkt in den Homogenisator eindosiert, sodass im Zusammenspiel mit dem Rührwerk eine sehr schnelle und homogene Verteilung dieser Stoffe stattfinden kann.

Um ein schnelles Entgasen des Produktes am Ende des Produktionsprozesses zu ermöglichen, wurde die Vakuumpumpe entsprechend dimensioniert. Dadurch ist es auch möglich, die hohen Pulveranteile in der entsprechenden Geschwindigkeit über Vakuum in den Kessel einzusaugen.

Die Reinigung der Anlage erfolgt über ein integriertes CIP-System, welches mit Zielstrahl-Sprühkugeln arbeitet, um Produktreste zuverlässig und rückstandsfrei zu entfernen. Durch einen speziell an die Anlage angepassten Reinigungsprozess wird zudem ein sehr niedriger Wasserverbrauch für das Reinigen bei gleichzeitig kurzen Reinigungszyklen garantiert.

* Der Autor ist Leiter der Abteilung Forschung & Entwicklung bei der Ekato Systems GmbH, Schopfheim.

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