Der Nassmahl-Trennprozess
Das Nassmahlen von Mais ist ein hochoptimiertes Trennverfahren Lebensmittel- und Futtermittelverarbeitungsbetriebe wo Maiskörner eingeweicht, gemahlen und in Ballaststoffe, Keime, Gluten und Stärke getrennt werden. Stärke ist das Hauptprodukt (oft weiterverarbeitet zu Süßungsmitteln oder modifizierter Stärke), während Glutenmehl als proteinreiches Tierfutter verkauft wird. Das Erreichen einer maximalen Trenneffizienz in der primären Zentrifugenbatterie ist für die Rentabilität der Anlage von entscheidender Bedeutung.
Bediener müssen den Wasserhaushalt und die Düsengeschwindigkeiten der Zentrifuge kontinuierlich ausgleichen. Wenn Gluten in den Stärkestrom gelangt, sinkt die Reinheit der Stärke, was die nachgeschaltete Filtration erschwert. Wenn umgekehrt Stärke in den Glutenstrom gelangt, geht wertvolle Stärke als margenschwaches Tierfutter anstelle hochwertiger raffinierter Stärke verloren.
„Zentrifugen arbeiten unter enormem hydraulischem Druck und können innerhalb von Minuten abdriften. Herkömmliche Labortests dauern 40 Minuten, was bedeutet, dass Hunderte Gallonen Stärke verloren gehen, bevor die Bediener die Zentrifugendüsenraten anpassen können.“
Schlammanalyse direkt vor Ort
Um sofortiges Feedback zu geben, setzte das Werk das ein USTECH StarchQC direkt auf dem Separator-Bediendeck. Der USTECH StarchQC verfügt über eine hygienische Probenkammer, die für die Handhabung nasser, viskoser Stärke- und Glutenschlämme ohne Verstopfung ausgelegt ist.
Alle 20 Minuten entnehmen die Bediener eine kleine Probe aus den Auslassströmen der Zentrifuge, gießen sie in den Analysebecher und führen einen Scan durch. Innerhalb von 20 Sekunden berechnet die ProChem-Software die chemische Zusammensetzung und gibt die Stärkereinheit und den Restproteingehalt aus.
Kalibrierungs- und Genauigkeitsparameter
Kalibrierungsmodelle, die im caliXSuite nutzt die Temperaturkompensation, um heiße Prozessschlämme zu berücksichtigen und so eine Genauigkeit auf Laborniveau an der Produktionslinie zu liefern:
| Zentrifugenstrom | Kritischer Parameter | Kontrollbereich | Güllegenauigkeit (RMSEP) |
|---|---|---|---|
| Stärkeaufschlämmung (Zentrifugenunterlauf) | Proteingehalt (Glutenleckage) | 0,10 % ≤ 1,50 % | ±0,03 % Protein |
| Glutenaufschlämmung (Zentrifugenüberlauf) | Stärkegehalt (Ausbeuteverlust) | 10,0 % – 25,0 % | ±0,25 % Stärke |
| Futterkonzentrat | Trockensubstanz (TS%) | 30,0 % – 45,0 % | ±0,15 % TS |
B2B-ROI und Materialertragseinsparungen
Durch den Einsatz des USTECH StarchQC für schnelle Tests konnte die Anlage die Zeit für die Anpassung der Schleife von 40 Minuten auf unter eine Minute reduzieren und so den Abscheiderbetrieb stabilisieren. Die Ergebnisse über einen Zeitraum von 12 Monaten dokumentierten erhebliche finanzielle Gewinne:
- Steigerung der Stärkerückgewinnung:Die Anlage reduzierte die durchschnittliche Reststärke im Glutenstrom um 0,60 %. Bei einer Anlage, die täglich 2.000 Tonnen Mais verarbeitet, wurden 1,8 Tonnen Stärke pro Tag gewonnen, was zu einem zusätzlichen Jahresumsatz von 216.000 US-Dollar führte.
- Sicherung der Produktreinheit:Der Glutengehalt im endgültigen Stärkestrom wurde konstant unter 0,35 % gehalten, wodurch Verstopfungen bei der nachgeschalteten Filtration vermieden und Kosten für den Filteraustausch in Höhe von 45.000 US-Dollar eingespart wurden.
- Optimierung der Wassernutzung:Echtzeit-DS%-Messungen ermöglichten es den Betreibern, den Waschwasserverbrauch um 3,2 % zu senken und so die Energiekosten des Verdampfers um 18.000 US-Dollar pro Jahr zu senken.
Abschluss
Bei Nassmaismühlen bestimmt die Trennleistung der Zentrifuge den Gesamtertrag der Pflanze. Die Verlagerung analytischer Tests vom Zentrallabor auf die Separatorenebene mit speziellen On-Line-Aufschlämmungsanalysatoren bietet die Echtzeit-Rückkopplungsschleife, die zur Rückgewinnung wertvoller Stärke, zur Sicherstellung der Produktreinheit und zur Maximierung der Anlagenrentabilität erforderlich ist.
Referenzen
- „Nassmahlen von Getreide: Jahrhundert der Entwicklung und Optimierung der Trennungsausbeute“Zeitschrift für Getreidechemie, 2022.
- „Inline-Trennungsdiagnose für Industriezentrifugen mittels Nahinfrarot-Aufschlämmungsscannen“,Trenn- und Reinigungstechnologie, 2023.
- „Echtzeitüberwachung von Protein-Stärke-Verhältnissen in feuchten Maisbrei mittels diffuser Reflexionsspektroskopie“,Zeitschrift für Lebensmittelverfahrenstechnik, 2021.
