Agglomerates from the fluid bed – Advanced process technology enables precisely defined instant products (Re-Print of German article)

Curcuma, spray agglomerated by fluid bed technology

Health-conscious people also reach for quick enjoyment: Spray agglomeration in the fluid bed from Glatt helps to make powders more quickly soluble and to precisely adjust all properties. In addition, there is the aspect of economy, which is particularly important for continuously operating systems. (Re-Print of article in German language)

Author: Claudia Heck, Catchay Communications
originally published in the professional journal ‘Lebensmitteltechnik’, issue 11.2019, LT Food Medien-Verlag GmbH
also published in Italian language in the professional journal ‘Industrie Alimentari’, issue 06.2020, Chiriotti Editori Srl (see below)

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Agglomerates from the fluid bed

Whether it’s protein shakes, vitamin-enriched hot drinks, or sugar substitutes for figureconscious meals, product recommendations and recipes flood the timelines of followers several times a day as they cheer each other on with weight loss and exercise on Instagram and in Facebook groups. And although healthy cooking with unprocessed foods is very popular in these communities, consumers are grateful for little life hacks.

These include, for example, instant powders that combine sought-after ingredients such as turmeric and co. (Figure 1) in a tasty recipe and are easier to consume than many homemade concoctions. There are several reasons for this popularity: instant powders can be measured out precisely, dissolve quickly and without residue, do not clump or separate, and have a pleasant mouthfeel.

Figure 1: tomato, spray agglomerated by fluid bed technology

Potential in terms of bulk density

Whether in cans, sachets, sticks, or other containers, low bulk density and high porosity are key properties of many instant products. Good wettability ensures that the particles dissolve completely without residue when stirred or mixed in water, milk, or plant-based drinks. Other examples include minerals and trace elements or vitamin formulations, as well as dried probiotics, which are sometimes also tableted.

High dosing accuracy, flowability, and uniformity are also required for capsule and pad systems. Compared to normal instant products, their particle structure is more compact and solid and is specially tailored to the respective brewing systems.

When powdered substances need to be dissolved or dispersed in hot or cold liquids, agglomerates from the fluidized bed represent a significant improvement in quality. The porous structure of the particles is decisive for the improved wetting and solubility behavior, ease of use, and ultimately the commercial success of a product. For spray agglomeration using fluidized bed technology, plant manufacturer and process expert Glatt Ingenieurtechnik offers a wide range of optimization options.

The spray agglomeration process

In many branches of industry, fluid bed technology (Figure 2) is used to agglomerate powders, dry liquid ingredients into granules or pellets, enclose them in microcapsules, and, if necessary, coat them with a functional spray coating.
The process is suitable for economically drying, granulating, and functionalizing raw materials in a single batch or continuous process step. In spray agglomeration, fine powder particles are sprayed with a liquid, and the liquid bridges dry and bind the fine-grained powder into grainon- grain structures (Figure 3).

Wetting of the surface and subsequent drying cause the powder particles to adhere to each other and form free-flowing porous agglomerates. These have a larger grain structure, are dust-free, free-flowing, precisely dosable, and have optimal properties for application, transport, and storage.

Granule formation in the process of spray agglomeration

Figure 2: principle of the spray agglomeartion process

Glatt fluid bed technology - principle illustration of continuous spray coating in a GF multi-chamber system

Figure 3: continuous process in the fluidized bed

Sharpened feature profiles

A wide range of effects can be achieved by selecting the spray medium, its composition, and concentration. Spray solutions with high viscosity improve the internal structure of instant products and make them easier to disperse.

In principle, organic substances can also be sprayed during agglomeration in the fluidized bed if, for example, the consistency of sauces or the rehydratability of starch is to be improved. Raw materials containing oil, such as chocolate powder, require an emulsifier for better dispersion.

Cost-effective system solution

Glatt’s compact system for classic agglomeration applications in the food industry enables consistently reproducible quality even for smaller product quantities. Various sizes cover performance ranges from 100 kg to 3 tons per hour.

The Glatt GF ModFlex system solution has a modular design and, with low operating costs and an installation time of only 12 days until commissioning, meets all requirements for the economical and safe continuous agglomeration of powdery components – including flexible adaptability and expandability.

Il processo di agglomerazione spray su letto fluido per prodotti istantanei

Anche le persone più attente alla salute scelgono di consumare bevande istantanee: i processi di agglomerazione a spruzzo su letto fluido della Glatt Ingenieurtechnik aiutano a rendere solubile più velocemente le polveri e a mantenere tutte le proprietà in modo preciso.

Sia che si tratti di frullati proteici, di bevande calde con l’aggiunta di vitamine o sostituti dello zucchero per pasti ipocalorici; durante il giorno, la pubblicità di prodotti alimentari e di ricette riempiono le bacheche dei follower che si confrontano a vicenda su Instagram o nei gruppi di Facebook su come perdere perso e fare sport. E anche se è molto popolare cucinare sano con prodotti naturali, i consumatori apprezzano piccoli aiuti che possono migliorare la vita di tutti i giorni. Tra questi vi sono le polveri istantanee che combinano ingredienti ricercati come la curcuma, lo zafferano e altre spezie in una ricetta pronta. Ci sono diverse ragioni di questa popolarità: le polveri istantanee possono essere dosate con precisione, si sciolgono rapidamente e senza residui, non si aggregano e non si separano. Inoltre donano una piacevole sensazione al palato.

Il punto di forza è la densità apparente

Che sia in lattina, in bustina o in altri contenitori, la bassa densità apparante e la buona porosità sono le caratteristiche essenziali di molti prodotti istantanei. La buona bagnabilità assicura che le particelle si dissolvano senza residui quando vengono miscelate in acqua, nel latte o nelle bevande vegetali. Altri esempi di impiego sono i minerali, gli oligoelementi, formule vitaminiche o probiotici essiccati, che a volte sono disponibili anche sotto forma di compresse. Per i sistemi a capsula o a cialde sono richieste anche un’elevata precisione di dosaggio, fluidità e omogeneità. La struttura delle particelle è più compatta e più solida rispetto ai normali prodotti istantanei ed è particolarmente adatta ai rispettivi sistemi di fermentazione.

Se le sostanze in polvere devono essere sciolte o disperse in liquidi caldi o freddi, gli agglomerati ottenuti in letto fluido rappresentano un significativo miglioramento della qualità. La porosità delle particelle è fondamentale per migliorare la bagnabilità, la solubilità, la facilità d’uso e, in ultima analisi, il successo commerciale del prodotto. In qualità di fornitore di impianti e di esperto di processi, l’azienda tedesca Glatt Ingenieurtechnik offre un’ampia gamma di opzioni e ottimizzazioni per l’agglomerazione a spruzzo con tecnologia a letto fluido.

Soluzione economica di sistema

La tecnologia a letto fluido viene utilizzata in molti settori industriali per agglomerare le polveri, essiccare gli ingredienti liquidi in granuli o piccole sfere, racchiuderli in microcapsule e, se necessario, rivestirli a spruzzo con una filatura funzionale. Questo metodo è adatto per asciugare, granulare e macinare le materie in un’unica fase di processo. Alla fine, le particelle di polvere hanno una struttura granulometrica più grande, sono scorrevoli e prive di polvere, e inoltre possono essere dosate con precisione e hanno caratteristiche ottimali per l’applicazione a cui sono destinate, per il trasporto e per lo stoccaggio.

Per le classiche applicazioni di agglomerazione dell’industria alimentare il sistema compatto di Glatt consente di ottenere un prodotto di qualità costantemente riproducibile anche per piccoli quantitativi. Le dimensioni di questi sistemi coprono una gamma di produzione che va dai 100 chili a 3 tonnellate all’ora. Glatt GF ModFlex è la soluzione con un design modulare che riduce non solo i tempi di installazione e le spese aggiuntive, ma anche soddisfa, tutti i criteri operativi per ottenere un’agglomerazione economica e sicura dei componenti in polvere; compresa l’adattabilità e l’espandibilità flessibile. I clienti possono trarre vantaggio dall’esperienza decennale degli ingegneri Glatt nello sviluppo di progetti ingegneristici complessi, anche perché il layout di impianto può essere facilmente e tecnicamente adattato anche a edifici esistenti.

La fama del latte d’oro, o Golden Milk, bevanda ricchissima di antiossidanti naturali, si è diffusa in tutto il mondo per le sue proprietà benefiche. Gli ingredienti, agglomerati a spruzzo, si sciolgono completamente in acqua calda e possono essere miscelati con latte freddo.

Processo di spruzzo dall’alto in un letto fluido

Durante l’essiccazione, i ponti liquidi si solidificano e formano connessioni stabili riducendo al minimo rotture e abrasioni.

Further information on this topic and related topics can also be found in the following publications:

Glatt technical article on ''Spray agglomerating plant-based milk alternatives for optimised product properties'', published in the trade magazine 'Food & Ingredients Turkey', issue December/2021, ISTMAG -ISTANBUL MAGAZINE GROUP

Published article: ‘Spray agglomerating plant-based milk alternatives for optimised product properties’ PDF, English

Glatt's technical article on 'Process technologies for optimizing detergent manufacturing', published in SOFW, issue 10.2020, Verlag für chemische Industrie H. Ziolkowsky GmbH.

Published article: ‘Process Technologies to Optimize Detergent Manufacturing’. PDF, English

Glatt technical article on 'Spray (micro)encapsulation of sensitive substances in matrix form', published in the trade magazine 'Innovations in Food Technology', issue 11/2019

Published article: ‘Spray (micro)encapsulation of sensitive substances in matrix form – An overview of essential oil and vitamin case studies’ PDF, English