Der anhaltende Kampf gegen Feuchtigkeit

do 06 apr 2017

Wie kommt es nur, dass eine gut fließende Pulvermischung wie ein einziger Klumpen im Sack klebt oder vollständig im Silo feststeckt? Mögliche Ursachen reichen von chemischen Reaktionen bis zur Feuchtigkeitsaufnahme. Feuchtigkeit kann tiefgreifende Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften und die Stabilität einer Vormischung haben. Die Feuchtigkeitsregulierung während der Lagerung, dem Transport und der Verarbeitung bedarf daher besonderer Aufmerksamkeit.

Feuchtigkeit kann auf verschiedene Weisen in die Vormischung gelangen. Zum Beispiel über Rohstoffe mit einem relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt wie organische Trägerstoffe oder Mineralstoffe. Eine weitere Ursache können suboptimale Lagerbedingungen sein. Die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit spielen dabei eine große Rolle. Die Vormischung und die Umgebungsluft streben im Grunde immer ein Feuchtegleichgewicht an. Bei einer hohen Luftfeuchtigkeit nimmt die Vormischung Feuchte auf, während sie bei einer niedrigen Luftfeuchtigkeit Feuchte an die Umgebungsluft abgibt. Die Aufnahme und die Abgabe von Feuchtigkeit führen zu bekannten sichtbaren Problemen wie eine Verschlechterung der Fließeigenschaften und einer Härtung der Vormischung. Es gibt allerdings auch nicht sichtbare Auswirkungen auf die Stabilität der Vitamine und/oder Enzyme.

Effekt von Feuchtigkeit auf Vormischung
Die Inhaltsstoffe von Vormischungen verhalten sich in der Gegenwart von Feuchtigkeit alle verschieden. Feuchtigkeitsempfindliche Stoffe sind oft hygroskopisch, d. h. sie ziehen von Natur aus Feuchtigkeit an. Bekannte Beispiele sind Salze, Zucker und Vitamine. Wenn diese Inhaltsstoffe Feuchtigkeit ausgesetzt sind, können diese klebrig/dampfig werden. Das vorhandene Wasser bildet eine Wasserbrücke (Kapillarkräfte) zwischen den Inhaltsstoffen, die diese quasi aneinanderklebt. Wenn das Wasser dann aus der Vormischung verdampft oder wegzieht, führt dies zu einer Rekristallisation der Inhaltsstoffe. In Pulvermischungen führt dies unwiderruflich zur Klumpenbildung. Die Feuchtigkeitsverteilung innerhalb der Vormischung kann eine schöne Pulvermischung in Säcken oder im Silo sogar in eine massive, betonartige Masse verwandeln. Während die Feuchtigkeit für Vormischungen und Pulvermischungen zu unerwünschten Prozessen führt, wird in der Mischfutterproduktion Feuchtigkeit zugefügt, um harte Pellets pressen zu können. Bei diesem Vorgang wird die Haftkraft von Wasser also gezielt eingesetzt.

Vorsichtsmaßnahmen
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Feuchtigkeitsprobleme zu verhindern. Zuallererst sollten die Lagerbedingungen kritisch betrachtet und große Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen begrenzt werden. Es sollte dabei besonders auf die Tag-/Nachtschwankungen geachtet werden. Eine Klumpenbildung oben in der Sackware ist oft das Ergebnis von Temperaturschwankungen. Feuchtigkeit, die bei einer hohen Temperatur aus der Vormischung verdampft, kondensiert bei niedrigeren Temperaturen oben im Sack und tropft dann wieder zurück in die Vormischung. Twilmij verschließt die Säcke nach dem Öffnen mit sogenannten „Leimzwingen". Diese sorgen dafür, dass so wenig (feuchte) Luft wie möglich in den Säcken zurückbleibt.
Bei der Lagerung im Silo empfiehlt es sich, klimatisierte Luft während des Einblasens zu verwenden. Außerdem hilft ein kontinuierlicher Trockenluftstrom, um die Luftfeuchtigkeit im Kopfraum des Silos unter Kontrolle zu halten. Eventuell können hygroskopische Hilfsstoffe auf der Basis von Siliciumdioxid eingesetzt werden. Diese absorbieren Wasser und verhindern die Bildung von Wasserbrücken.

Intelligentes Design der Vormischungen
Twilmij ermittelt die Feuchtigkeitswechselwirkungen der Rohstoffe sehr genau und bezieht diese bei der Wahl der Rohstoffe und Formulierungen mit ein. Dies hat im Laufe der Zeit zu erheblichen Verbesserungen wie hochwertige, stabilisierte Formulierungen geführt. Beispiele hierfür sind sprühgetrocknete Vitamine und Enzyme mit Butyratbeschichtungen, die eine Art Regenmantel bilden.
Bei Mineralstoffen ist es wichtig, einen Einblick in die Wechselwirkung zwischen Feuchtigkeit, Kristallstruktur und den physikalischen Eigenschaften der Mineralstoffe zu gewinnen. Durch gezielte Forschung erweitert und vertieft sich das Wissen über mit Feuchtigkeit verbundene Probleme und Lösungen kontinuierlich. Die Produktentwickler und Verfahrenstechniker von Twilmij wenden dieses Wissen daraufhin gezielt beim „intelligenten Design der Vormischungen" an.

Möchten Sie mehr über dieses Thema erfahren? Kontaktieren Sie dann bitte den Vormischungs- und Verfahrenstechniker Jan Kuperus (jkuperus@twilmij.nl; T +31 (0)342 44 17 81).