So wählen Sie Aktivkohle für die Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung aus

Warum Aktivkohle in der Lebensmittel- und Getränkeherstellung eingesetzt wird

Aktivkohle verfügt über eine hochentwickelte innere Porenstruktur. Organische Moleküle, Pigmente, Geruchsstoffe und andere Verunreinigungen können an der inneren Oberfläche dieser Poren adsorbiert werden, wenn eine Flüssigkeit die Aktivkohle durchströmt oder mit ihr in Kontakt kommt.

In der Lebensmittel- und Getränkeherstellung wird Aktivkohle üblicherweise für folgende Zwecke eingesetzt:

• Reduzierung unerwünschter Verfärbungen in Zucker-, Sirup- und Süßstofflösungen.
• Klärung von Säften, Wein, Spirituosen und anderen Getränken.
• Entfernung von Oxidationsprodukten und Farbstoffen aus Speiseölen.
• Reduzierung von Chlor, Chloramin und organischen Fremdgerüchen im Prozesswasser.
• Reinigung von Fermentationsbrühen, Extrakten und nutrazeutischen Inhaltsstoffen.
• Reinigung von Flüssigprodukten vor der Feinfiltration, Abfüllung oder Verpackung.

Aktivkohle ist von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) als Verarbeitungshilfsstoff gelistet. Dies bedeutet jedoch nicht, dass jede Aktivkohlesorte automatisch für jede Anwendung im Lebensmittelbereich geeignet ist. Hersteller müssen die Spezifikation der Aktivkohle, das Herstellungsverfahren, die Reinheitsnachweise sowie die für den Zielmarkt geltenden Vorschriften überprüfen.

Aktivkohle in Lebensmittelqualität ist kein Universalprodukt

“Aktivkohle in Lebensmittelqualität” wird oft als eine einzige Einkaufskategorie betrachtet, doch die tatsächlichen Prozessanforderungen unterscheiden sich erheblich.

Ein für dunklen Zuckersirup ausgewählter Aktivkohletyp muss möglicherweise große Pigmentmoleküle stark adsorbieren und eine schnelle Filterbarkeit aufweisen. Ein im Brauwasser verwendeter Aktivkohletyp muss hingegen möglicherweise Chlor oder Chloramin wirksam reduzieren, geringe extrahierbare Bestandteile aufweisen und im Festbett eine stabile Leistung erbringen. Ein für die Weinklärung verwendeter Aktivkohletyp muss die Trübung kontrollieren, ohne dabei zu viel von dem gewünschten Geschmack und der Farbe des Produkts zu entfernen.

Bevor der Käufer ein Angebot anfordert, sollte er drei grundlegende Faktoren klären:

1. Welches Produkt oder welche Flüssigkeit wird behandelt?
2. Welche Farbe, welcher Geruch oder welche Verunreinigung muss beseitigt werden?
3. Wird die Aktivkohle als Pulver dosiert oder in ein festes Filterbett eingebracht?

Aktivkohle in Pulver- oder Granulatform: Welche Form sollten Sie wählen?

Aktivkohlepulver wird in der Regel bevorzugt, wenn die Aktivkohle direkt in Zuckersirup, Speiseöl, Saft, Gärflüssigkeit oder einen anderen Prozessstrom eingemischt wird. Die feinen Partikel sorgen für einen schnellen Kontakt, und die Dosierung kann je nach Farbstoffbelastung der jeweiligen Charge angepasst werden.

Granulierte Aktivkohle eignet sich besser für kontinuierliche Aufbereitungssysteme, darunter Brauwasser, Zutatenwasser, Prozesswasser für Getränke und Flüssigkeitsreinigungssäulen. Die Aktivkohle verbleibt im Behälter, während die Flüssigkeit durch das Bett fließt.

In einigen Anlagen werden beide Formen verwendet: granulierte Aktivkohle für das einströmende Prozesswasser und pulverförmige Aktivkohle zur produktspezifischen Entfärbung oder Klärung.

Auswahl von Aktivkohle für verschiedene Anwendungen im Lebensmittel- und Getränkebereich

1. Klärung in Bezug auf Getränke

Säfte, Wein, Spirituosen und andere Getränke können Proteine, Polyphenole, Farbstoffe, Kolloide und Oxidationsprodukte enthalten, die zu Trübungen, übermäßiger Färbung oder unerwünschtem Geschmack führen können.

Das Ziel ist nicht immer eine maximale Adsorption. Eine zu hohe Dosierung oder eine ungeeignete Porenstruktur kann dazu führen, dass neben den unerwünschten Verunreinigungen auch erwünschte Aromastoffe entfernt werden. Getränkehersteller sollten daher die Klärleistung, den Aromaverhalt, die Filtrationszeit und die Aktivkohledosierung gemeinsam bewerten.

Erfahren Sie mehr über Aktivkohle zur Klärung und Feinreinigung von Getränken 

2. Entfärbung von Zucker und Sirup

Zuckerlösungen können Melanoidine, karamellisierte Verbindungen, Polyphenole und kolloidale Verunreinigungen enthalten. Diese Moleküle sind oft größer als die Verunreinigungen, die bei der Trinkwasseraufbereitung anzutreffen sind, was bedeutet, dass die Porengrößenverteilung wichtiger sein kann als die Jodzahl allein.

Aktivkohle auf Holzbasis wird häufig gewählt, da ihre ausgeprägte Mesoporienstruktur größere Farbstoffmoleküle adsorbieren kann. Auch die Filtrationsgeschwindigkeit ist entscheidend, da schlecht filterbare Aktivkohle die Zykluszeit verlängern und den Durchsatz der Anlage verringern kann.

Produzenten können die spezielle Seite einsehen Lösung zur Entfärbung von Zucker und Sirup Weitere Informationen zur Bewerbung.

3. Raffinierung von Speiseöl

Aktivkohle kann dazu beitragen, Pigmente, Oxidationsprodukte, organische Spurenstoffe und ausgewählte Verarbeitungsrückstände aus pflanzlichen und tierischen Ölen zu entfernen. Sie wird häufig zusammen mit anderen Raffinationshilfsmitteln eingesetzt, wenn eine zusätzliche Reduzierung der Farbe oder der Verunreinigungen erforderlich ist.

Käufer sollten die Adsorptionsleistung neben der Ölrückhaltefähigkeit, der Dosierung, dem Filterverhalten und dem Risiko der Einbringung mineralischer Verunreinigungen bewerten. Ein Aktivkohleprodukt, das zwar eine geringere Dosierung erfordert, aber zu viel Öl zurückhält, führt möglicherweise nicht zu den niedrigsten Gesamtverarbeitungskosten.

Siehe PureStar's Aktivkohle-Lösung für die Raffination von Speiseöl 

4. Brau- und Abfüllwasser

Prozesswasser kann den Geschmack, die Gärung, die Kohlensäurebildung, die Produktkonsistenz und die Reinigungsleistung beeinflussen. Chlorrückstände und Chloramin sind dabei besonders wichtig, da sie spürbare Fehlaromen verursachen oder empfindliche Produktionsprozesse beeinträchtigen können.

Granulierte Aktivkohle aus Kokosnussschalen wird aufgrund ihrer ausgeprägten Mikroporenstruktur, ihrer hohen Härte und ihrer Eignung zur Entfernung niedermolekularer organischer Verbindungen häufig in der kontinuierlichen Wasserfiltration eingesetzt.

Anwendungsspezifische Informationen finden Sie unter Wasseraufbereitung für Brau- und Abfüllanlagen

Wichtige Spezifikationen, die Hersteller von Lebensmitteln und Getränken berücksichtigen sollten

Entfärbungsleistung

Die Jodzahl wird beim Einkauf von Aktivkohle häufig herangezogen, gibt jedoch hauptsächlich Aufschluss über die Adsorption kleinerer Moleküle. Bei der Entfärbung von Lebensmitteln geht es häufig um größere Pigmentmoleküle, sodass die Adsorption von Methylenblau, der Melassewert, die Porenverteilung oder anwendungsspezifische Tests zur Farbentfernung möglicherweise aussagekräftigere Informationen liefern.

pH-Wert und wasserlösliche Extraktstoffe

Der pH-Wert der Aktivkohle kann empfindliche Sirupe, Extrakte, Getränke und Gärflüssigkeiten beeinflussen. Einkäufer sollten prüfen, ob für ihren Prozess saure, neutrale oder alkalische Aktivkohle geeignet ist, anstatt davon auszugehen, dass ein einziger pH-Bereich für jedes Produkt passt.

Aschegehalt

Asche bezeichnet den anorganischen Rückstand in Aktivkohle. Ein übermäßiger oder instabiler Aschegehalt kann die effektive Adsorptionskapazität verringern und unerwünschte Mineralien in die aufbereitete Flüssigkeit einbringen. Bei sensiblen Anwendungen im Lebensmittelbereich können zudem zusätzliche Untersuchungen auf säurelösliche Substanzen oder bestimmte Metalle erforderlich sein.

Filtergeschwindigkeit

Ein Aktivkohlepulver kann zwar in einem Laborbecher eine starke Farbabscheidung bewirken, aber dennoch zu Produktionsproblemen führen, wenn es einen dichten Filterkuchen bildet oder das vorhandene Filtersystem passiert. Die Filtrationszeit sollte bei jedem Anlagenversuch berücksichtigt werden.

Partikelgrößenverteilung

Feineres Pulver sorgt in der Regel für eine schnellere Adsorption, kann jedoch auch mehr Staub verursachen, die Filtration erschweren oder durch unzureichende Filtermedien hindurchdringen. Die Partikelgröße muss auf die Dosier-, Misch- und Filteranlagen der Anlage abgestimmt sein.

Feuchtigkeit und Verpackung

Feuchtigkeit beeinflusst die Menge an Wirkstoff, die pro Lieferung erhalten wird. Die Verpackung sollte den Aktivkohle während des Transports und der Lagerung vor Feuchtigkeit, Fremdgerüchen und Verunreinigungen schützen.

Chargenkonsistenz

Lebensmittelhersteller legen häufig nach Labor- und Produktionsversuchen eine feste Kohlenstoffdosierung fest. Erhebliche Abweichungen zwischen den einzelnen Lieferungen können das Werk dazu zwingen, die Tests zu wiederholen oder die Verarbeitungsbedingungen anzupassen. Ein zuverlässiger Lieferant sollte daher für jede Lieferung rückverfolgbare Chargendaten und ein Analysezertifikat bereitstellen.

Käufer, die ein Lieferantenaudit vorbereiten, können sich auch diesen Leitfaden unter So beurteilen Sie die Qualität von Aktivkohle vor dem Kauf 

Welche PureStar-Aktivkohlesorten sind geeignet?

Die Produktauswahl sollte anhand der tatsächlichen Flüssigkeitszusammensetzung und des Behandlungsziels bestätigt werden. Die folgenden Typen bieten nützliche Anhaltspunkte für die technische Bewertung.

Diese Empfehlungen sind eher als Ausgangspunkte zu verstehen und stellen keine automatischen Ersatzvorschläge dar. Die endgültige Einstufung sollte nach Prüfung der Futterzusammensetzung, der Zielvorgaben, der Behandlungstemperatur, der Dosierungsmethode und des Filtersystems erfolgen.

Warum vor einer Großbestellung ein Laborversuch durchgeführt werden sollte

Die Leistung von Aktivkohle wird stark von dem zu behandelnden Produkt beeinflusst. Zwei Zuckersirupe mit ähnlicher Farbe können unterschiedliche Pigmentmoleküle enthalten. Zwei Getränke können aufgrund ihres pH-Werts, ihres Alkoholgehalts, ihrer Proteinkonzentration oder ihrer gelösten Feststoffe unterschiedlich reagieren.

Bei einem praktischen Laborvergleich sollten folgende Aspekte bewertet werden:

• Anfangs- und Endfarbe.
• Kohledosierung.
• Kontaktzeit.
• Behandlungstemperatur.
• pH-Wert der Flüssigkeit vor und nach der Behandlung.
• Filtrationszeit.
• Produktverlust im Filterkuchen.
• Veränderungen des Geschmacks, des Geruchs oder der sensorischen Eigenschaften.
• Nach der Filtration verbleibende Kohlenstoffpartikel.

Die Prüfung mehrerer Dosierungen ist in der Regel sinnvoller als die Bewertung nur einer Kohlenstoffprobe bei einer einzigen Dosierung. Ziel ist es, die niedrigste praktikable Dosierung zu ermitteln, mit der die geforderte Produktspezifikation durchgängig erfüllt wird.

Unterlagen, die von einem Aktivkohle-Lieferanten anzufordern sind

Lebensmittel- und Getränkehersteller sollten ein Produkt nicht allein auf der Grundlage einer Verkaufsspezifikation freigeben. Die Unterlagen des Lieferanten sollten genau der gelieferten Qualität und Produktionscharge entsprechen.

Je nach Anwendungsbereich und Zielmarkt kann der Käufer Folgendes verlangen:

• Technisches Datenblatt.
• Chargenspezifisches Analysezertifikat.
• Sicherheitsdatenblatt.
• Gegebenenfalls Unterlagen zur Lebensmittelherstellung oder zum Kontakt mit Lebensmitteln.
• Testergebnisse zu Schwermetallen oder säurelöslichen Stoffen.
• Zertifizierungen in den Bereichen Fertigung und Qualitätsmanagement.
• Ursprungsnachweise.
• Angaben zur Verpackung und Haltbarkeit.
• Informationen zur Rückverfolgbarkeit von Produkten.
• Repräsentative Probe für die Laboruntersuchung.

Die Anforderungen an die Dokumentation variieren je nach Land und Endprodukt. Käufer sollten sich vor der kommerziellen Nutzung über die für ihren Herstellungsprozess und ihren Exportmarkt geltenden Vorschriften informieren.

Angaben, die bei der Beantragung einer Empfehlung zu machen sind

Ein Lieferant kann Aktivkohle nicht allein anhand der Anwendungsbezeichnung zuverlässig auswählen. Um eine genauere Empfehlung und ein genaueres Angebot zu erhalten, geben Sie bitte Folgendes an:

• Zu behandelndes Produkt, wie z. B. Zuckersirup, Saft, Speiseöl, Wein oder Prozesswasser.
• Ziel: Farbe, Geruch oder Verunreinigung.
• Aktuelle Kohlequalität und Dosierung, sofern verfügbar.
• Anfängliche und erforderliche Endproduktspezifikation.
• pH-Wert der Flüssigkeit und Behandlungstemperatur.
• Chargenvolumen oder kontinuierlicher Durchfluss.
• Verfügbare Kontaktzeit.
• Vorhandene Misch- und Filteranlagen.
• Erforderliche Jahresmenge.
• Bestimmungsland und Lieferhafen.
• Erforderliche Zertifikate und behördliche Unterlagen.

Durch die Angabe dieser Details kann der Lieferant einen geeigneten Rohstoff, ein geeignetes Aktivierungsverfahren, eine geeignete Partikelgröße und eine geeignete Produktqualität empfehlen, anstatt lediglich einen generischen Kohlenstoff in Lebensmittelqualität anzubieten.

Arbeiten Sie mit einem erfahrenen Anbieter von Aktivkohle in Lebensmittelqualität zusammen

PureStar liefert Aktivkohle auf Holzbasis in Pulverform, Aktivkohle aus Kokosnussschalen in Granulatform sowie Aktivkohle auf Kohlebasis für die Lebensmittelverarbeitung, die Klärung von Getränken, die Entfärbung von Zucker, die Raffination von Speiseölen und die Reinigung von Prozesswasser.

Bei der Produktauswahl berücksichtigen wir die zu entfernenden Verunreinigungen, die Zusammensetzung der Flüssigkeit, das Aufbereitungsverfahren, die Filterausrüstung sowie die erforderlichen Unterlagen. Kunden können vor dem Großeinkauf Produktspezifikationen, Informationen zum Analysezertifikat (COA) und Muster für Anwendungstests anfordern.

Erfahren Sie mehr über Die Produktions- und Qualitätskontrollkapazitäten von PureStar im Bereich Aktivkohle oder reichen Sie Ihre Prozessdaten ein, um eine technische Empfehlung zu erhalten.