Waarom ontstaat er schuim in een mengtank voor dranken?

Schuim ontstaat in een mengtank voor dranken wanneer er sneller gas in de vloeistof wordt gebracht dan het kan ontsnappen, en ingrediënten de gevormde bellen stabiliseren. Roeren, spatten, luchtlekkages, opgeloste kooldioxide en het recept zelf kunnen hier allemaal aan bijdragen. De nuttigste eerste stap is vaststellen wanneer het schuim ontstaat: tijdens het vullen, mengen, toevoegen van ingrediënten of overpompen. Elk moment wijst op een andere oorzaak.

Een beetje schuim aan het oppervlak is normaal, vooral bij eiwitrijke of koolzuurhoudende producten. Het wordt een productieprobleem wanneer het werkvolume in beslag neemt, de niveaumeting verstoort, product meevoert in ontluchtingsopeningen of een consistente overdracht van het mengsel bemoeilijkt.

Bepaal eerst in welke fase het schuim ontstaat

Observeer de batch tijdens elke bewerking via het kijkglas van de tank of een ander goedgekeurd observatiepunt. Noteer het vloeistofniveau, de instelling van de roerder, het toegevoegde ingrediënt en de overdrachtsomstandigheden wanneer het schuim begint toe te nemen. Open een afgesloten vat tijdens bedrijf niet, tenzij de procedure dit uitdrukkelijk toestaat.

• Schuim ontstaat tijdens het vullen: Controleer op een vrij vallende toevoerstroom, een retourleiding die boven het vloeistofniveau uitmondt of lucht die aan de aanzuigzijde van het transfersysteem binnendringt.
• Het schuim neemt toe nadat de roerder is gestart: Controleer op een oppervlaktewervel, spatten en werking bij een laag vloeistofniveau.
• Het schuim ontstaat na toevoeging van een bepaald ingrediënt: Het ingrediënt kan bellen stabiliseren of gas vrijgeven. Ook de toevoersnelheid en -methode kunnen lucht inbrengen.
• Het schuim neemt toe tijdens pompen of recirculatie: Controleer de aanzuigomstandigheden, aansluitingen en retourlocatie, evenals eventuele druk- of temperatuurveranderingen die invloed hebben op opgelost gas.
• Het schuim blijft bestaan nadat het mengen is gestopt: Ingrediënten of resten van reinigingsmiddelen kunnen het uiteenvallen van bellen vertragen. Aanhoudend schuim alleen maakt niet duidelijk welke van beide de oorzaak is.

Wijzig waar mogelijk telkens één bedrijfsomstandigheid en vergelijk het resultaat met hetzelfde product en een batch van vergelijkbare omvang. Door zowel de roerdersnelheid te verlagen als de vulmethode te wijzigen kan het schuim afnemen, maar dan is niet duidelijk welke aanpassing heeft geholpen.

Door het roeren kan lucht in het mengsel terechtkomen

Een zichtbare wervel is een veelvoorkomend teken dat het vloeistofoppervlak naar de waaier wordt getrokken. Als de wervel de waaier bereikt, kan lucht onder het oppervlak worden gezogen en als kleine bellen in de vloeistof worden verspreid. Overmatige turbulentie aan het oppervlak kan ook schuim veroorzaken zonder een diepe wervel.

Verlaag de roerdersnelheid geleidelijk en controleer of de batch nog voldoende wordt gemengd. Een lagere snelheid is niet automatisch beter: poeders moeten nog steeds dispergeren en ingrediënten moeten de vereiste homogeniteit bereiken. Gebruik de laagste instelling waarmee het procesdoel betrouwbaar wordt bereikt en controleer het resultaat aan de hand van de mengeisen voor het product.

Het vloeistofniveau is net zo belangrijk als de snelheid. Een waaier die goed werkt bij het normale werkvolume kan sterke oppervlakteverstoring veroorzaken wanneer er maar weinig vloeistof in de tank zit. Houd het minimale bedrijfsniveau van de apparatuur aan en laat de roerder tijdens het begin van het vullen niet draaien, tenzij de procedure dit vereist.

Als schuimvorming bij aanvaardbare bedrijfsinstellingen een terugkerend probleem blijft, moeten mogelijk de waaier, de positie ervan, de schotten en de geometrie van de tank worden beoordeeld. Schotten toevoegen of een waaier vervangen kan de circulatie en de reinigingsdekking veranderen. Beoordeel wijzigingen aan de apparatuur daarom als onderdeel van het volledige proces.

Bij het vullen en overpompen kan ongemerkt lucht binnendringen

Een stroom die vanaf een toevoer boven het vloeistofoppervlak naar beneden valt, kan bij het spatten lucht insluiten. Als het ontwerp van het vat en de hygiëne-eisen dit toelaten, kan een ondergedompelde toevoer of een vulopstelling met een kleinere valhoogte dit effect beperken. Let vooral op het begin van het vullen, voordat de toevoeropening onder het vloeistofniveau komt.

Ook stroomopwaarts van de tank kan lucht binnendringen. Een losse klem, beschadigde pakking, slecht aangesloten verbinding of onvoldoende vloeistoftoevoer naar een pomp kan gas in de productstroom brengen. Een lekkage aan de aanzuigzijde veroorzaakt niet altijd een zichtbare vloeistoflekkage wanneer de pomp draait. Controleer daarom verbindingen en afdichtingen en vertrouw niet uitsluitend op zichtbare druppels.

Let op ongebruikelijke pompgeluiden en controleer op een onregelmatige doorstroming of bellen in een geschikt kijkglas. Er kan sprake zijn van cavitatie of luchtinlaat, maar geluid alleen bevestigt geen van beide. Controleer de aanzuigtoevoer, klepstanden, zeefelementen en bedrijfsomstandigheden van de pomp volgens de onderhoudsprocedure van de locatie.

Bij recirculatie kan een rustige retourstroom onder het vloeistofoppervlak spatten beperken, mits de opstelling geschikt is voor het product en het reinigingsproces. Een lagere retourstroom kan helpen, maar alleen als de circulatie voldoende blijft voor het mengen en voor eventuele andere procesvereisten.

In sommige recepten blijven bellen langer bestaan dan in andere

Eiwitten, bepaalde stabilisatoren en andere oppervlakteactieve ingrediënten kunnen een laagje rond bellen vormen, waardoor het schuim stabieler wordt. Zuiveldranken en sommige plantaardige dranken kunnen daardoor schuim vasthouden, zelfs nadat de roerder is gestopt. Fruitingrediënten, concentraten en poeders kunnen zich anders gedragen, afhankelijk van hun samenstelling en de manier waarop ze worden toegevoegd.

Poeder rechtstreeks op een turbulent vloeistofoppervlak toevoegen kan lucht insluiten of drijvende klonten vormen die langer moeten worden gemengd om te dispergeren. Volg de aanbevolen toevoermethode van de ingrediëntleverancier en het goedgekeurde recept. Afhankelijk van het product en de apparatuur kan een gecontroleerde toevoer of een geschikt poederinductiesysteem de bevochtiging verbeteren en onnodige verstoring van het oppervlak beperken.

Ook de temperatuur beïnvloedt het gedrag van het product. Een temperatuurverandering kan de viscositeit, de dispersie van ingrediënten en de oplosbaarheid van gas beïnvloeden. De temperatuur waarbij zichtbaar minder schuim ontstaat, is daarom niet noodzakelijk de juiste procestemperatuur. Blijf binnen het goedgekeurde temperatuurbereik voor het product en houd rekening met de effecten op het mengen en de kwaliteit voordat u aanpassingen doet.

Is het lucht, of komt er kooldioxide uit de oplossing vrij?

Bij koolzuurhoudende dranken kunnen bellen ontstaan doordat opgelost kooldioxide vrijkomt wanneer de druk daalt, de temperatuur stijgt of de vloeistof wordt verstoord. Overpompen naar bijvoorbeeld een tank met ontluchting kan schuimvorming veroorzaken, zelfs als er geen lucht in de leiding binnendringt.

In dat geval lost het aanhalen van verbindingen het probleem niet op. Controleer de beoogde druk- en temperatuuromstandigheden, vernauwingen in het overdrachtstraject en de manier waarop het product het ontvangende vat binnenkomt. Gebruik apparatuur die is ontworpen voor de vereiste druk en volg de procedures van de locatie voor carbonisatie en overdracht. Sluit een tank die niet voor die toepassing is ontworpen en goedgekeurd nooit af en zet hem nooit onder druk.

Bij een product zonder koolzuur kan onverwachte gasvorming of een verandering in geur, uiterlijk of schuimgedrag ook wijzen op een kwaliteitsprobleem. Isoleer de betreffende batch en volg de kwaliteitsprocedure van de locatie in plaats van het symptoom als een probleem met het roeren te behandelen.

Controleer de reiniging en bewaaromstandigheden voordat u aan de volgende batch begint

Resten van reinigingsmiddelen of desinfectiemiddelen kunnen het schuimgedrag beïnvloeden en de drank verontreinigen. Als schuimvorming na het reinigen begint of bij verschillende recepten optreedt, controleer dan de reinigingscyclus, de dosering van chemicaliën, de afvoer en de spoel- of verificatiestappen die de procedure van de locatie voorschrijft. Voeg geen product toe aan een vat dat de vereiste reinigingscontroles niet heeft doorstaan.

Bij zuivelactiviteiten verdienen ook de opslag- en overdrachtsapparatuur aandacht: spatten of luchtinlaat voordat het mengsel de mixer bereikt, kan schuim naar de volgende fase meenemen. De2000L horizontale melktank is bedoeld voor melkopslag en tijdelijke opslag, met een afgedichte constructie en CIP-compatibiliteit. Het is een opslagoplossing, geen vervanging voor een mengsysteem met de juiste specificaties. Het gebruik ervan voorkomt op zichzelf geen schuimvorming.

Moet u een antischuimmiddel gebruiken?

Een antischuimmiddel kan nuttig zijn wanneer de samenstelling van het product van nature aanhoudend schuim veroorzaakt en aanpassingen aan het proces alleen onvoldoende beheersing bieden. Het moet niet de eerste oplossing zijn voor een lekkage aan de aanzuigzijde, een ongeschikte toevoeropstelling of overmatig roeren: deze problemen kunnen de productkwaliteit blijven beïnvloeden, ook als het zichtbare schuim afneemt.

Gebruik een antischuimmiddel alleen als het geschikt is voor de drank, is toegestaan voor de beoogde toepassing en is goedgekeurd binnen de productsamenstelling en de procedures van de locatie. Houd rekening met de invloed op de verdere verwerking en het eindproduct, vooral wanneer schuim een gewenste eigenschap is.

Noteer zodra de oorzaak is beheerst de werkzame bedrijfsomstandigheden en de fase waarin ze van toepassing zijn. Een instelling die werkt voor een volle tank met het ene recept, werkt mogelijk niet voor een kleinere batch of een andere samenstelling. Consequente werkwijzen voor vullen, mengen en overpompen maken het makkelijker om veranderingen op tijd op te merken, voordat schuim de productie onderbreekt.