Vom Labor zum industriellen Prozess

Durch die Verwendung von Haferspelzen als neue Rohstoffquelle haben die zu kristallisierenden Lösungen eine spezifische Zusammensetzung, deren Auswirkung auf den Kristallisationsprozess zu beurteilen war. Anfang 2019 erhielt BMA von Fazer den Auftrag, das Kristallisationsverhalten von wässrigen xylose- und xylitolhaltigen Lösungen zu untersuchen.  

Aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen Struktur besitzen die beiden Zucker auch unterschiedliche chemisch-physikalische Eigenschaften. Die spezifische Zusammensetzung der wässrigen Lösungen führt zu spezifischen Löslichkeiten, charakteristischem Kristallwachstum mit verschiedenen Kristallformen, -Größen und -Ausbeuten. Stoffdaten für die Auslegung der Kristallisationsprozesse und der Apparate mussten überprüft oder ermittelt werden. Das erforderte eine spezielle Vorgehensweise bei den Untersuchungen.

Informationen zur Löslichkeit sind eine Grundvoraussetzung für die Durchführung von Kristallisationsversuchen. Eine von BMA entwickelte Methode gestattet es, sehr genaue Löslichkeitsdaten in Abhängigkeit von der Reinheit, dem Trockensubstanzgehalt und der Temperatur der bereitgestellten technischen Lösungen zu ermitteln. Im Ergebnis der Untersuchungen konnten geeignete Prozessparameter für die Kristallisation festgelegt werden. 

Bei den Kristallisationsversuchen wurde sowohl die Verdampfungs- als auch die Kühlungskristallisation untersucht, Prozessparameter variiert und deren Einfluss auf Kristallgehalt, Ausbeute und technische Durchführbarkeit bestimmt. Relevante Stoffdaten wie Dichte, Viskosität und Siedepunkterhöhung, die unter anderem für die Berechnung von Wärmeübergangsprozessen bei der Apparateauslegung notwendig sind, wurden von Lösungen und Kristallsuspensionen in Abhängigkeit verschiedener Einflussfaktoren wie Temperatur, Reinheit, Trockensubstanzgehalt und gegebenenfalls Kristallgehalt ermittelt.

Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden intensiv mit Fazer diskutiert und die Prozessbedingungen abschließend für die technische Umsetzung der Kristallisationsprozesse festgelegt. Auf dieser Basis konnten  modifizierte Apparate aus dem BMA-Portfolio angeboten werden . Im Sommer 2019 erhielt BMA den Auftrag zur Lieferung, Montage und Inbetriebnahme von Ausrüstungen zur Verdampfungs- und Kühlungskristallisation von Xylose und Xylitol sowie zur Lieferung einer Trocknungsanlage für die kristallinen Produkte.  

Durch die Anwendung spezifischer Untersuchungsmethoden ist BMA in der Lage, das Kristallisationsverhalten verschiedener Zucker zu beurteilen, Varianten für den technischen Prozess zu empfehlen, Apparate und Ausrüstungen entsprechend auszulegen und an die spezifischen Besonderheiten der verschiedenen Produkte anzupassen.