Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Grundlagen und Funktionsweise
Was ist ein Trajektionsmischer und wie unterscheidet er sich von herkömmlichen Mischern?
Der Trajektionsmischer der hs-tumbler GmbH ist ein innovatives Mischsystem, das ohne rotierende Rühr- oder Knetwerkzeuge auskommt. Der gesamte, hermetisch geschlossene Behälter wird präzise auf einer zweidimensionalen Bahn bewegt. Herkömmliche Mischer hingegen nutzen mechanisch eingreifende Werkzeuge.
Auf welchem physikalischen Prinzip basiert die Bewegung?
Die Bewegung entsteht durch die Überlagerung zweier orthogonaler harmonischer Schwingungen, was komplexe Lissajous-Kurven erzeugt. Frequenzverhältnis und Phasenverschiebung ermöglichen die individuelle Anpassung an das Mischgut.
Welche Kräfte wirken im Mischer auf das Produkt?
Beschleunigungskräfte, Scherkräfte an den Behälterwänden sowie Stoßereignisse nach Freiflugphasen.
Was sind Lissajous-Kurven und warum sind sie wichtig?
Diese ergeben sich aus der Überlagerung zweier Schwingungen und bilden die Trajektorie. Sie ermöglichen maßgeschneiderte Bewegungsmuster, z.B. knetend oder tumbling-ähnlich, optimiert für verschiedene Produkte.
Warum wird der Mischer als "nicht-konventionell" bezeichnet?
Er verzichtet komplett auf rotierende Mischwerkzeuge. Die Mischwirkung wird allein durch die Bewegung des gesamten Behälters erzielt.
Technische Details und Physik
Mit welchen Gleichungen wird die Bewegung des Mischers beschrieben?
Per x(t) = Aₓ sin(ωₓt) und y(t) = Aᵧ sin(ωᵧt + φ), wobei Amplituden, Kreisfrequenzen und Phasenlage die Trajektorie definieren.
Wie hoch sind die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen im Mischer?
Maximale Geschwindigkeiten folgen Vmax = A·ω, Beschleunigungen amax = A·ω², mit Werten bis zu 18 g typisch und bis 50 g in großen Anlagen.
Was ist die "Stokes-Grenzschicht" und welche Rolle spielt sie?
Eine sehr dünne Schicht direkt an der Behälterwand, wo die oszillierende Bewegung für starke Scherkräfte sorgt zur Mikro-Durchmischung.
Was versteht man unter der Wandschubspannung?
Kraft pro Fläche zwischen Produkt und Wand, die Strömung antreibt; muss bei viskoplastischen Medien die Fließgrenze überschreiten.
Was passiert bei einem "Freiflug" und Stoßereignissen?
Das Mischgut löst sich von der Wand, fliegt frei und trifft danach mit teilweise über 100 g Stoßkraft zurück auf die Wand.
Wie beeinflusst der Füllgrad den Mischprozess?
100 % Füllung führt zu keiner Scherung. Niedrige Füllgrade erhöhen Freiflug- und Stoßphasen und damit den Energieeintrag.
Was ist die "stehende Walze" bei der Teigverarbeitung?
Bei hochviskosem Teig bildet sich eine kohärente Masse, die bei Kollisionen viskoelastisch gedämpft wird.
Gibt es verschiedene Amplituden und wofür werden sie verwendet?
Standard 65 mm (hohe Leistung), für Forschung bis hinunter zu 20 mm (sanfte Prozesse für empfindliche Medien).
Anwendungen und Materialien
Für welche Lebensmittel ist der Mischer besonders geeignet?
Schäume, Fleischprodukte, Backwaren (insbesondere Mürbeteige), Cremes, Emulsionen, Pasten und vegane Produkte.
Kann man damit auch technische Materialien mischen?
Batterie Slurry, Keramikpulver, feuerfeste Werkstoffe, pharmazeutische und kosmetische Produkte sind ebenfalls geeignet.
Wo liegen die Grenzen des Verfahrens, insbesondere bei Teigen?
Multidirektionale Knetwirkung ist für elastische Teige äquivalten zu Brot-/ oder kräftige Nudelteige geeignet. Für mürbeteigähnliche Konstistenzen ist das Verfahren ideal.
Wie verarbeitet der Mischer Flüssigkeiten im Vergleich zu Pasten?
Newtonsche Flüssigkeiten fließen unabhängig von Scherung, viskoplastische Medien benötigen ausreichende Wandschubspannung.
Kann man Fleisch und Lake ohne Injektion mischen?
Ja, wenn es gut gesteakt ist gleichmäßig, in wenigen Sekunden.
Ist das System für kleine Chargen geeignet?
Ideal für hohe Produktvielfalt mit Losgrößen bis hin zu 1 mit sekundenschnellem Behälterwechsel und minimiertem Reinigungsaufwand.
Vorteile und Wirtschaftlichkeit
Was sind die Hauptvorteile des Trajektionsmischers?
- Sekundenschnelle Mischzeiten
- Einfache Reinigung
- Spülmaschinenfeste, schnelle Behälterwechsel
- Schonende und homogene Mischqualität
- Flexibilität auch für kleine Chargen
- 60-90 % weniger Energieverbrauch
Wie viel Energie spart man im Vergleich zu herkömmlichen Systemen?
60-90 % geringerer Energieverbrauch aufgrund fehlender schwerer Rührorgane.
Wie schnell lassen sich Behälter wechseln und reinigen?
Wechsel in unter 10 Sekunden, Reinigungsaufwand um bis zu 95 % reduziert.
Verbessert der Mischer die Produktqualität?
Ja, homogenere Mischung, geringere Produkterwärmung, z.B. Salzreduktion, Geschmacksverbesserung.
Wie wirtschaftlich ist das System? Lohnt sich die Investition?
ROI zwischen 0,5 und 2,5 Jahren, hohe Einsparungen bei Betrieb und Wartung.
Wie nachhaltig ist der Trajektionsmischer?
Ca. 84 % geringerer CO₂-Fußabdruck, sprungartige Reduzierung von Wasser- und Chemikalienverbrauch, wegen geringem Einergieeintrag entfält die Kühlung.
Warum ist das modulare Behälterkonzept so vorteilhaft?
Kostengünstige Wechselbehälter ermöglichen parallele Prozesse und deutliche Durchsatzerhöhung bei hoher Produktvielfalt.
Prozesssteuerung und Optimierung
Welche Parameter kann ich am Mischer einstellen?
Drehzahl, Frequenzverhältnis, Phasenlage, Mischdauer, Füllgrad, geräteabhängig auch Temepratur (Thermo-Varianten).
Wie werden die optimalen Einstellungen für ein neues Produkt gefunden?
Erfahrung und Empirie bisher, Zukunft mit KI-basierter Prozessoptimierung basierend auf Sensordaten.
Was ist der optimale Füllgrad?
Ca. 65 - 75 %. Geringere Füllgrade verlängern Mischzeit und erhöhen Luftaufnahme.
Was tun bei kleinen Mengen (20 % Füllgrad)?
Frequenz und Amplitude senken, um zu starke G-Kräfte und Lufteintrag zu vermeiden, Prozessbehälter mit geringer Tiefe verwenden.
Kann der Prozess automatisiert werden?
Ja, mit SPS/PLC Steuerung und Industrie 4.0 Integration.
Welche Sensoren sind im System integrierbar?
Temperatur, Beschleunigung, Leistung, Druck, Akustik und Echtzeit-Datenprotokollierung.
Systemaufbau und Skalierung
Gibt es den Mischer in verschiedenen Größen?
Von Laborgeräten (5L) bis zu großen Industrieanlagen (17 - 250L+).
Wie funktioniert die Skalierung vom Labor- zum Industriemaßstab?
Geometrische Ähnlichkeit wird gewahrt, z.B. konstantes Amplituden-Durchmesser-Verhältnis, Leistung skaliert mit Durchmesser^2,5.
Kann der Mischer beheizt oder evakuiert werden?
Ja, mit Mantelheizung und möglichkeit zur Evakuierung ohne rotierende Dichtungen.
Wie hoch ist der Durchsatz einer industriellen Anlage?
Bis zu 7,2 Tonnen pro Stunde, Mehrfachbehälter-Systeme schaffen über 100 Tonnen pro Tag im 2-Schichtbetrieb.
Wissenschaftlicher Hintergrund
Ist der Begriff "Beschleunigungsäquivalent" wissenschaftlich korrekt?
Nein, nicht standardisiert; etablierte Kennzahlen sind spezifische Energie, Scherkräfte, G-Kraft, Reynolds- und Leistungszahl.
Welche wissenschaftlichen Kennzahlen sind wichtig?
Spezifische Energie (kJ/kg), äquivalente Scherbedingungen (Pa), G-Kraft, Reynolds-Zahl, Leistungszahl (Np).
Warum sind nominelle G-Werte bei hochviskosen Systemen irreführend?
Hohe Energieabsorption reduziert die effektiv wirken G-Kräfte z.T. um Faktor 6 und mehr.
Welches rheologische Modell beschreibt das Verhalten von Teig am besten?
Das Herschel-Bulkley-Modell mit Fließgrenze τ₀.
Spezifische Kundenfragen
Ich produziere verschiedene Produkte in kleinen Mengen. Ist der Mischer für mich geeignet?
Ja, ideal für kleine Losgrößen und schnelle Produktwechsel mit minimalen Rüstzeiten.
Mein Produkt ist sehr empfindlich. Wird es durch den Prozess beschädigt?
Nein, schonende Mischung ohne mechanische Belastungen durch fehlende Rührorgane.
Ich habe hohe Hygienestandards (Pharma/Kosmetik). Erfüllt das System diese?
Ja, hermetisch geschlossener Behälter ohne Totzonen, geeignet für sterile Prozesse.
Wie hoch ist der Wartungsaufwand?
Deutlich geringer als bei konventionellen Mischer-Systemen mit verlängerter Wechselintervallzeit.
Bieten Sie auch Prozessentwicklung als Dienstleistung an?
Ja, Prozessentwicklung inklusive Parameterauslegung gehört zum Service.
Wo wird der Trajektionsmischer hergestellt?
In Quakenbrück, Niedersachsen, Deutschland.
Kann ich eine Demo anfordern?
Ja, Live-Demos und Praxistests sind möglich.
Gibt es bereits Anwender?
Ja, über 20 Anlagen in Europa und Nordamerika im Einsatz.
Wie sieht der typische Ablauf eines Knetprozesses aus?
1. Rohstoffe einfüllen. 2. Parameter einstellen. 3. Mischvorgang starten (0,25 - 1 min). 4.Entladen.
Reduziert der Mischer die Produktanhaftung an den Wänden?
Anhaftungen werden deutlich reduziert (85-95 %), was Reinigung und Ausschuss vermindert.
Ist das System laut?
Es erzeugt leichte Schwingungen; Schallpegel in der Regel kleiner als 80 dB.
Wie wird die Temperatur im Prozess kontrolliert?
Durch Mantelheizung/-kühlung, Produkterwärmung ist deutlich geringer als bei herkömmlichen Systemen.
Kann man auch Pulver mischen?
Ja, auch trockene Schüttgüter und Pulver sind möglich.
Was bedeutet "Batch-Continuous"?
Schnelle Verarbeitung vieler kleiner Chargen für kontinuierlichen Produktstrom.
Wurde die Technologie ausgezeichnet?
International FoodTec Award Gold 2024 und weitere Auszeichnungen.
Was ist der Unterschied zwischen "Teigknet-" und "Fleisch-Lake-" Konfiguration?
Teigknet setzt auf r=0,957, φ=90° (brezelartige Bahn); Fleisch-Lake auf r=0,8333, φ=0° (liegende 8).
Wie verbessert KI die Leistung des Mischers?
KI analysiert Prozessdaten, optimiert Parameter automatisch für Energieeffizienz und Produktschonung.
Was bedeutet "rührerlos"?
Kein Rotationsrührwerk, Mischung durch Behälterbewegung.
Was ist der Vorteil der einfachen Evakuierung?
Einzige statische Dichtung nötig, keine rotierenden Dichtungen, wartungsarm und effizient.
Wie wird die Homogenität sichergestellt, wenn es keine Rührwerkzeuge gibt?
Durch gleichmäßige Bewegung von 100 % der Prozessmasse und komplexe Trajektorien.
Welchen Einfluss hat die Phasenlage (φ) auf den Mischprozess?
φ=90°: multidirektionales Kneten; φ=0°: lineare Kräfte für gezielte Prozesse wie Lake.
