Vom Pulver zum homogenen Getränk: Neue Methoden zur Bewertung und Optimierung der Dispergierbarkeit von Instantpulvern

Ein Löffel Pulver, etwas Wasser, kurz rühren oder schütteln – und fertig. So einfach soll die Zubereitung von Säuglingsnahrung, Proteinshakes oder anderen Instantprodukten sein. In der Praxis bleiben jedoch mitunter Klumpen zurück, Pulver haftet am Gefäß oder verteilt sich nicht vollständig in der Flüssigkeit. Was für Verbraucherinnen und Verbraucher ärgerlich ist, kann für Hersteller zu Reklamationen, Qualitätsproblemen und wirtschaftlichen Verlusten führen.

Damit aus einem Pulver wieder ein homogenes Getränk entsteht, müssen die Partikel benetzt, verteilt und gelöst werden. Entscheidend sind dabei vor allem das Benetzen und das Dispergieren –wobei Letzteres das Aufbrechen von Klumpen und die möglichst gleichmäßige Verteilung der einzelnen Pulverpartikel umfasst. Läuft einer dieser Schritte zu langsam ab, können sich an den Partikeln zähflüssige Schichten bilden. Wie gut sich ein Instantpulver zubereiten lässt, hängt deshalb nicht nur von seiner Zusammensetzung ab, sondern auch von Partikelgröße, Oberflächenbeschaffenheit, Fettgehalt und Quellverhalten. Bislang fehlt jedoch eine einheitliche Messmethode, mit der sich die Dispergierbarkeit unterschiedlicher Pulver objektiv, zuverlässig und anwendungsnah vergleichen lässt.

Hier setzt ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) an, das vom FEI koordiniert wird: Forschende der Universität Hohenheim und der Hochschule Anhalt entwickeln eine standardisierte Messtechnik, mit der sich die Dispergierbarkeit von Instantpulvern objektiv und reproduzierbar erfassen lässt. Zusätzlich wird an milch- und pflanzenbasierten Pulvern untersucht, wie Rezeptur, Partikelstruktur und Herstellungsprozess das Dispergierverhalten beeinflussen. Ziel ist es, Ursachen für Klumpenbildung besser zu verstehen und daraus konkrete Empfehlungen für die Entwicklung und Optimierung von Instantprodukten abzuleiten.

Dafür soll zunächst ein standardisiertes Rührsystem entstehen, das mithilfe verschiedener Sensoren kontinuierlich misst, wie schnell und wie vollständig sich ein Pulver in der Flüssigkeit verteilt. Anders als bei herkömmlichen Verfahren wird dabei nicht nur das Endergebnis bewertet. Stattdessen lässt sich der gesamte Verlauf verfolgen – vom Benetzen und Einsinken des Pulvers bis zum Aufbrechen und gleichmäßigen Verteilen vorhandener Aggregate.

Ergänzend wird ein Robotersystem entwickelt, das typische Bewegungsabläufe beim Schütteln und Rühren reproduzierbar nachstellt. So lässt sich untersuchen, wie sich unterschiedliche Zubereitungsweisen auf das Ergebnis auswirken und wie gut die standardisierte Messmethode die tatsächliche Anwendung abbildet. Die gewonnenen Daten sollen schließlich in eine Auswertungsanwendung einfließen, die das Dispergierverhalten vorhersagt und Hinweise zur Optimierung von Rezeptur und Herstellungsprozess liefert.

Für die Industrie verspricht der Ansatz vor allem mehr Sicherheit bei Produktentwicklung und Qualitätssicherung. Hersteller können mit den Ergebnissen die Dispergierbarkeit neuer oder veränderter Pulver gezielter beurteilen, Ursachen für Qualitätsprobleme schneller erkennen und aufwendige Produktionsversuche reduzieren. Davon profitieren insbesondere kleine und mittlere Unternehmen, die häufig nicht über eigene Technikumsanlagen und umfangreiche Messtechnik verfügen.

Informationen zum IGF-Projekt 01IF23522N "Anwendungsspezifische Charakterisierung und Ursache-Wirkungs-Beziehungen der Dispergierbarkeit von Instantpulvern"



... ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)