Warum Ihr Getränkemischtank Schaum erzeugt – und wie Sie ihn reduzieren können

Schaum in einem Getränkemischtank entsteht in der Regel, wenn Gas in die Flüssigkeit gelangt und Inhaltsstoffe verhindern, dass die dabei entstehenden Blasen zerplatzen. Das Gas kann durch die Rührbewegung angesaugte Luft, während des Transfers eingetragene Luft oder gelöstes CO₂ sein, das bei Änderungen von Temperatur oder Druck freigesetzt wird. Eine geringere Rührerdrehzahl kann helfen, allerdings nur, wenn die Rührbewegung die Ursache ist.

Die hilfreichste erste Prüfung ist, wann der Schaum entsteht: beim Befüllen, nach der Zugabe eines Inhaltsstoffs, beim Beschleunigen des Rührers oder beim Transfer zur Abfüllanlage. Der Zeitpunkt hilft dabei, eine geeignete Maßnahme zu wählen, ohne die Pulvereindispergierung, die Mischhomogenität oder die Karbonisierung zu beeinträchtigen.

Den Ursprung des Schaums anhand des Zeitpunkts feststellen

Bevor Sie die Rezeptur oder die Ausrüstung ändern, beobachten Sie eine Charge während des üblichen Produktionsablaufs. Verwenden Sie Schaugläser, Füllstandsmessgeräte und zugelassene Beobachtungspunkte; halten Sie Druckbehälter geschlossen.

• Schaum entsteht während des Befüllens: Achten Sie darauf, ob Flüssigkeit auf die Oberfläche fällt, eine Rücklaufleitung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet oder Luft in das Transfersystem gelangt.
• Der Schaum nimmt mit steigender Rührerdrehzahl zu: Prüfen Sie, ob sich ein tiefer Oberflächenwirbel bildet, Flüssigkeit spritzt oder der Flüssigkeitsstand über dem Rührorgan zu niedrig ist.
• Schaum tritt nach Zugabe eines bestimmten Inhaltsstoffs auf: Bei der Zugabe kann eingeschlossene Luft eingebracht werden oder sie kann bereits vorhandene Blasen stabilisieren.
• Schaum entsteht hauptsächlich während der Umwälzung: Prüfen Sie den Pumpeneinlass, die Saugleitungsanschlüsse, die Position des Rücklaufs und die Durchflussrate.
• Ein kohlensäurehaltiges Getränk schäumt während des Transfers: Prüfen Sie die Produkttemperatur und Druckänderungen an Pumpen und Ventilen sowie im Aufnahmebehälter.

Beobachten Sie auch, wie sich der Schaum verhält, nachdem die Rührbewegung beendet wurde. Schnelles Zusammenfallen deutet oft darauf hin, dass weiterhin Gas eingetragen wird. Anhaltender Schaum lässt vermuten, dass die Rezeptur den Blasenbestand fördert. Diese Hinweise können sich überschneiden: Ein proteinhaltiges Getränk kann stabilen Schaum bilden, weil eine ungünstig positionierte Rücklaufleitung kontinuierlich Luft einträgt.

Lufteintrag reduzieren, ohne die Mischleistung zu beeinträchtigen

Ein tiefer Wirbel ist eine häufige Ursache für Schaumbildung im Mischtank. Während sich die Flüssigkeit dreht, bildet sich an der Oberfläche ein Trichter. Reicht dieser bis zum Rührorgan, kann der Rührer Gas aus dem Kopfraum in das Getränk einziehen und in Blasen zerteilen. Auch ohne tiefen Trichter kann starke Turbulenz an der Oberfläche Luft eintragen.

Verringern Sie die Drehzahl schrittweise und kontrolliert und beobachten Sie dabei sowohl die Oberfläche als auch die Mischung. Der geeignete Betriebspunkt ist die niedrigste Drehzahl, bei der noch die erforderliche Umwälzung, Auflösung oder Suspension erreicht wird. Eine ruhige Oberfläche allein genügt nicht, wenn sich Konzentrat am Boden sammelt oder Feststoffe zwischen den Zugaben absetzen.

Der Flüssigkeitsstand ist ebenso wichtig wie die Drehzahl. Bei einer kleinen Charge in einem großen Behälter kann das Rührorgan zu nahe an der Oberfläche liegen. Dieselbe Rührereinstellung, die bei einem normalen Arbeitsvolumen funktioniert, kann bei minimalem Füllstand Schaum verursachen. Legen Sie anhand der Position des Rührorgans und des Umwälzungsbedarfs einen Mindestfüllstand fest und passen Sie den Mischablauf für kleinere Chargen an.

Beginnen Sie beim Befüllen erst dann mit dem Rühren, wenn das Rührorgan ausreichend bedeckt ist. Reduzieren oder stoppen Sie beim Entleeren das Rühren, sobald der festgelegte Mindestfüllstand erreicht ist. Lassen Sie ausreichend Kopfraum für die erwartete Ausdehnung, bedenken Sie jedoch, dass Kopfraum Schaum aufnehmen kann, seine Entstehung aber nicht verhindert.

Wenn bei einer ansonsten geeigneten Drehzahl weiterhin ein Strudel auftritt, sollte die Ausrüstungskonfiguration überprüft werden. Leitbleche können die großräumige Rotation unterbrechen, während ein anderer Rührorgan-Durchmesser, eine andere Position oder Förderrichtung die Umwälzung bei geringerer Oberflächenstörung verbessern kann. Diese Änderungen müssen zur Viskosität des Getränks und zu den Reinigungsanforderungen passen. Ein kleineres Rührorgan kann zwar die Schaumbildung verringern, aber auch das Mischen unwirksam machen.

Zugabe der Inhaltsstoffe und Transfersystem prüfen

Proteine in Milchgetränken oder pflanzlichen Getränken können die Blasenoberflächen stabilisieren. Auch Bierproteine und Hopfenverbindungen tragen zu anhaltender Schaumbildung bei. Einige Gummen und viskose Rezepturen verlangsamen das Abfließen der Flüssigkeit aus dem Schaum, sodass dieser bestehen bleibt, nachdem die Gasquelle versiegt ist. Das Verhalten von Kaffee- und Saftprodukten hängt von ihrer Zusammensetzung, Konzentration und Verarbeitungsgeschichte ab.

Das bedeutet nicht automatisch, dass die Rezeptur geändert werden muss. Häufig ist es besser, beim Einmischen der Inhaltsstoffe weniger Gas einzutragen.

Schütten Sie Pulver nicht auf eine schnell bewegte, belüftete Oberfläche. Geben Sie es kontrolliert in eine wirksame Benetzungszone und beachten Sie dabei die Hydratationsanforderungen des Inhaltsstoffs. Wenn der Prozess es zulässt, kann die Herstellung einer Suspension oder der Einsatz geeigneter Pulverinduktionstechnik die Benetzung verbessern. Auch falsch betriebene Induktionssysteme können Luft ansaugen; daher sind die Saugbedingungen und die Zuführgeschwindigkeit wichtig.

Verwenden Sie für flüssige Inhaltsstoffe einen hygienischen Einlass, der freien Fall und Spritzer minimiert. Ein untergetauchter Zulauf oder Rücklauf kann helfen, sobald eine ausreichende Flüssigkeitstiefe erreicht ist. Der Auslass sollte die Umwälzung unterstützen, ohne einen starken Strahl auf die Oberfläche zu richten.

Wenn Schaum hauptsächlich während der Umwälzung entsteht, prüfen Sie zunächst die Saugseite, bevor Sie die Rührerdrehzahl im Tank erhöhen. Lose Anschlüsse, verschlissene Dichtungen oder ein niedriger Füllstand im Vorratsbehälter können dazu führen, dass Luft in die Leitung gelangt. Eine Undichtigkeit auf der Saugseite kann Luft einlassen, ohne dass sichtbar Produkt austritt.

Ein eingeschränkter Zulauf kann außerdem Kavitation verursachen: Der lokale Druck fällt so weit ab, dass sich im Inneren der Pumpe Dampfblasen bilden. Geräusche, Vibrationen oder ein instabiler Durchfluss sollten untersucht werden. Kavitation und Lufteintritt sind unterschiedliche Probleme, obwohl beide den Transfer beeinträchtigen können. Prüfen Sie Zulaufbeschränkungen, Ventilstellungen, Füllstand und Betriebsbedingungen der Pumpe, statt anzunehmen, jede Blase stamme vom Rührwerk.

Bei kohlensäurehaltigen Getränken Temperatur und Druck kontrollieren

Bier, Cider und Limonade können auch dann schäumen, wenn nur wenig Luft in das System gelangt. Gelöstes CO₂ kann aus der Flüssigkeit entweichen, wenn der Druck sinkt oder die Temperatur steigt. Turbulenzen begünstigen dann die Bildung und das Wachstum von Blasen, insbesondere an Verengungen oder abrupten Änderungen im Strömungsweg.

Halten Sie die Produkttemperatur während der Lagerung und des Transfers stabil und betreiben Sie den Aufnahmebehälter und das Abfüllsystem mit Drücken, die dem angestrebten Karbonisierungsgrad entsprechen. Ein kalter Tank allein verhindert die Schaumbildung nicht, wenn sich das Getränk in einer Transferleitung erwärmt oder an einem Ventil einem starken Druckabfall ausgesetzt ist.

Für Brauereien, die Mischen und Kaltreifung sowie Karbonisierung getrennt durchführen, ist der Karbonisierungstank für helles Bier von Shandong Weike Machinery Equipment Co., Ltd. ein passendes Ausrüstungsbeispiel. Seine angegebene effektive Kapazität von 5,000 L, der Kühlmantel sowie die Überwachung von Temperatur, Druck und Füllstand unterstützen diese Prozessschritte. Ein solcher Behälter eignet sich für die kontrollierte Reifung und Karbonisierung von Bier; er behebt keinen Lufteintrag in einem vorgeschalteten Mischer.

Legen Sie den Betriebsdruck entsprechend der Behälterauslegung und den Prozessanforderungen fest. Den Druck wahllos zu erhöhen oder einen Druckbehälter zu öffnen, um Schaum abzulassen, kann zusätzliche Probleme verursachen. Unterscheiden Sie außerdem zwischen unerwünschtem Prozessschaum und der erwünschten Schaumkrone bei Bier: Eine pauschale Schaumunterdrückung kann den gewünschten Charakter des Endprodukts beeinträchtigen.

Bei kohlensäurefreien Getränken ist Kühlung kein universelles Gegenmittel. Eine niedrigere Temperatur kann die Viskosität erhöhen oder die Auflösung von Inhaltsstoffen verlangsamen. Wählen Sie die Temperatur entsprechend der validierten Rezeptur und den Prozessanforderungen und gehen Sie anschließend die Gasquelle an.

Reinigungsrückstände ausschließen, bevor Entschäumer hinzugegeben werden

Ein plötzliches Schaumproblem bei unveränderter Rezeptur sollte Anlass sein, Reinigung und Spülung zu überprüfen. Reinigungsmittelrückstände können das Schaumverhalten verändern und stellen ein Kontaminationsrisiko für das Produkt dar. Vergleichen Sie den abgeschlossenen CIP-Zyklus mit dem freigegebenen Verfahren, einschließlich geeigneter Prüfungen des Spülendpunkts für die verwendete Reinigungschemie.

Kontrollieren Sie Bereiche, in denen sich Lösung zurückhalten kann, etwa Ventilräume, Dichtungen und schlecht entwässerte Rohrabschnitte. Das Verschwinden von Blasen abzuwarten, belegt nicht, dass Reinigungsrückstände entfernt wurden.

Ein Entschäumer kann für bestimmte Rezepturen geeignet sein, sollte jedoch erst nach mechanischen und prozesstechnischen Prüfungen in Betracht gezogen werden. Verwenden Sie einen für das Getränk und den vorgesehenen Markt zugelassenen Inhaltsstoff und validieren Sie die Dosierung sowie die Auswirkungen auf Aussehen, Geschmack, Filtration und den Schaum des Endprodukts. Bei Bier und Produkten, bei denen Schaum zum Trinkerlebnis gehört, ist besondere Vorsicht geboten.

Die Korrektur in ein wiederholbares Betriebsverfahren überführen

Ändern Sie jeweils nur einen Faktor und halten Sie Rezeptur und Chargengröße konstant. Dokumentieren Sie Flüssigkeitsstand, Rührereinstellung, Reihenfolge der Inhaltsstoffzugabe, Temperatur, Transferbedingungen und den Zeitpunkt, an dem der Schaum entsteht.

Bewerten Sie nicht nur die Schaumhöhe. Vergewissern Sie sich, dass sich die Inhaltsstoffe auflösen, Feststoffe verteilt bleiben und Proben aus geeigneten Entnahmestellen die Mischspezifikationen erfüllen. Prüfen Sie auch das Abfüllverhalten: Weniger sichtbare Blasen im Tank können dennoch bedeuten, dass Gas mitgerissen wird und zu ungleichmäßigen Füllmengen führt.

Sobald eine Anpassung funktioniert, nehmen Sie sie mit klaren Grenzwerten für den Mindestfüllstand, den Rührbetrieb, die Zugaberate und die Transferbedingungen in das Chargenverfahren auf. Eine erfolgreiche Korrektur verringert den Eintrag oder die Freisetzung von Gas und erhält zugleich die für das Getränk erforderliche Mischleistung.