Side 32

Innovationsprojekt Øget forståelse af pulver I et netop afsluttet innovationsprojekt, Q-Dry, har en række danske virksomheder og vidensinstitutioner arbejdet mod at øge forståelsen af stabiliteten af pulvere og få kompetencer til at forbedre pulverprodukters kvaliteter og holdbarhed. I løbet af projektet blev der skabt ny viden om pulverhåndtering og -analyser, som nu kan stilles til rådighed for den danske industri Af Mia Fiilsøe Falkeborg, Teknologisk Institut, Johan Peter Bøtker, Institut for Farmaci, Københavns Universitet, og Mogens Larsen Andersen, Institut for Fødevarevidenskab, Københavns Universitet Traditionelt set har mange producenter og forbrugere en forventning om, at tørre produkter er meget stabile og der- med har lang holdbarhed. Realiteten er imidlertid, at der selv inden for en rela- tivt kort tidsramme kan ske kemiske reaktioner og fysiske omdannelser, der nedbryder vigtige funktionelle ingredi- enser eller ændrer de tørre produkters egenskaber. Pulvere indgår i produktionen af både fødevarer, foder og farmaceutiske pro- dukter. Ofte er håndtering af pulvere i høj grad baseret på erfaring opsamlet in-house, hvilket heldigvis er tilstræk- keligt i langt de fleste tilfælde. Der kan dog opstå udfordringer, som ikke kan håndteres alene ved erfaring. Eksempelvis kan pulverprodukters kvalitet og holdbarhed reduceres kraf- tigt under eksport til nye markeder i regioner med høj luftfugtighed og høje temperaturer. For at kunne imødekom- me sådanne udfordringer behøves en bredere og dybere forståelse af sam- spillet mellem kemiske og fysiske egen- skaber af pulvere og tørre produkter. Behovet for viden om pulveres stabilitet er stort, da det kan blive en kostbar af- fære at stå med udfordringer i forbin- delse med håndtering og opbevaring af det tørre produkt. I et netop afsluttet innovationsprojekt - Q-Dry - støttet af Innovationsfonden, gik en række danske virksomheder og vidensinstitutioner sammen med må- let at øge forståelsen af stabiliteten af pulvere og få kompetencer til at forbed- re pulverprodukters kvaliteter og hold- barhed. I løbet af projektet blev der skabt ny viden om pulverhåndtering og -analyser, som nu kan stilles til rådig- hed for den danske industri. Fysiske pulveregenskaber Egenskaber ved pulvere såsom flyde- evne, segregering og kohæsion kan være svære at karakterisere og kvanti- ficere præcist. Når disse egenskaber ikke er tilpasset den proces eller det produkt, hvori pul- veret skal indgå, kan der opstå udfor- dringer, eksempelvis i form af proces- stop eller øget spild grundet svingende produktkvalitet og dermed kassering af produkt eller forkortet holdbarhed. I yderste konsekvens kan man også risi- kere at sende et skadeligt produkt på markedet. Industrien har dog ikke altid tilstræk- kelig analytisk viden om disse fysiske pulveregenskaber til, at eventuelle ud- fordringer kan forudsiges og dermed forhindres. Mange af disse egenskaber bliver desuden komplicerede af, at de er afhængige af omgivelserne og af de øv- rige komponenter i pulverblandingen. Som eksempler kan nævnes fødeva- reingredienser, farmaceutiske produk- ter og vaskepulver, der alle indeholder højværdiingredienser på pulverform. For at opnå tilstrækkelig information om sådanne pulvere må flere forskellige analyseteknikker tages i brug. I Q-Dry-projektet er det vist, at man ved at anvende multivariate metoder til at sammenholde resultater fra en række analyser kan opnå den nødvendige for- ståelse af, hvordan et pulver vil opføre sig under forskellige betingelser. Caking er et eksempel, hvor pulverpar- tikler binder sig sammen og danner klumper eller ”kager”. Caking kan i in- dustrien give store problemer i form af processtop, og det vil derfor være vær- difuldt, hvis caking-processen kan for- udsiges (og dermed forhindres) i højere grad, end hvad der hidtil har været mu- ligt. Caking som bulk-fænomen kan analyseres ved at måle flydeevnen af pulveret ved forskellige pulverreologi- ske metoder. Som en del af Q-Dry projektet er der er- hvervet avanceret analyseudstyr og ud- viklet metoder til at måle pulverreologi, som nu er tilgængeligt for virksomhe- der hos både Københavns Universitet og Teknologisk Institut. Multivariate metoder Anvendelsen af multivariate metoder er i projektet blandt andet blevet de- monstreret gennem en case med fokus på tabletfremstilling. Under tabletfrem- stilling anvendes normalvist et smøre- middel til at reducere friktion i pressen. Et af de mest anvendte smøremidler er 32 Plus Proces nr. 4 · 2021

Side 33

Innovationsprojekt magnesiumstearat (Mg-stearat), som er en kemisk stabil og relativ billig in- grediens med gode smøreegenskaber. Mg-stearat bliver produceret fra natur- lige materialer, og der er store batch- variationer og variationer mellem pro- dukter fra forskellige leverandører. I løbet af Q-Dry-projektet er multivaria- te metoder udviklet til at kunne analy- sere data for kvalitetsparametre af Mg- stearat med henblik på at forudsige dets procesegenskaber. Herigennem er fundet en brugbar tilgang til at identifi- cere, hvilke af Mg-stearat produktpara- metre der er forbundet med de ønskede egenskaber som smøremiddel, og der- med blev det muligt at vælge de bedste produktvarianter uden at gå på kom- promis med proces og produktkvalitet. En lignende tilgang vil kunne anvendes på en række andre produkter og proces- ser, blandt andet i fødevareindustrien, hvor batchvariationer og leverandørva- riationer også kan skabe udfordringer. Kemisk stabilitet af pulvere Der findes forskellige metoder til at øge stabiliteten af pulvere og tørre produk- ter, men for at vurdere effekten af for- skellige tiltag er det nødvendigt at kun- ne måle på koncentrationen af skadeli- ge forbindelser i pulverprøverne. Det Pulvermorfologi. Her en af artiklens forfattere, Mia Fiilsøe Falkeborg, der har gang i pulver- analysen. kan dog være særdeles vanskeligt at måle koncentrationerne af skadelige re- aktive forbindelser, som findes i ganske små mængder i hulrummene mellem partikler i en pulverprøve. En ny fremgangsmåde er blevet demon- streret i Q-Dry-projektet, hvor oxidati- onsreaktioner i pulverprøver blev over- våget ved hjælp af nyudviklede innova- tive prober. Generelt set fører oxidati- onsreaktioner ofte til dannelse af reak- tivt mellemprodukt kaldet peroxider. Ved at måle på tilstedeværelsen af per- oxider kan man få vigtig information om de tidlige stadier af oxidative skader. I Q-Dry-projektet er der blevet udviklet nogle innovative prober, som kan iblan- des pulver og overvåge niveauet af hy- drogenperoxid i hulrummene mellem pulverpartiklerne. Kombineret med t Plus Proces nr. 4 · 2021 33

    ...