Wie kann ich den Scale-up von einem 20-Liter-Technikumsmischer auf 2.000 Liter für Infant Formula risikoarm gestalten?
Geometrische Ähnlichkeit
Verhältnisse wie Rührer- zu Behälterdurchmesser (D/T), Füllhöhe zu Behälterdurchmesser (H/T) sowie Position und Auslegung von Stromstörern, Einlassdüsen und Sensoren sollten möglichst konstant gehalten werden. Abweichungen verändern die Strömungsmuster und können zu Inhomogenitäten bei Fettverteilung und Mikronährstoffeinmischung führen.
Dynamische Ähnlichkeit und Zwischenmaßstab
Je nach Prozessziel werden unterschiedliche Kennzahlen priorisiert:
- Umfangsgeschwindigkeit (Tip Speed) zur Begrenzung lokaler Scherspitzen bei scherempfindlichen Komponenten (Proteine, Emulsionen, Vitamine).
- Spezifischer Leistungseintrag (P/V) für intensiv homogenisierende oder dispergierende Schritte.
- Froude-Zahl bei Prozessen mit horizontal gelagerten Mischwerkzeugen.
Der direkte Sprung von 20 l auf 2.000 l (Faktor 100) ist riskant. Eine Zwischenstufe im Bereich 200–500 l ist empfehlenswert, um:
- nichtlineare Effekte wie Klumpenbildung, Entmischung oder verlängerte Benetzungszeiten frühzeitig zu erkennen,
- Leistungseintrag und Mischzeit unter realen Füllhöhen zu verifizieren,
- die Zugabestrategie für Pulver und Flüssigkeiten abzusichern,
- Probenahme und Freigabekriterien vor der Übertragung auf 2.000 l festzulegen.
Pulvereintrag (z. B. WPC, MPC, Laktose)
Benetzung und Dispergierung sind im Großmaßstab limitierende Schritte. Eintragssysteme unterhalb des Flüssigkeitsspiegels oder Ejektortechnik helfen, Klumpenbildung zu minimieren. Die Zugabegeschwindigkeit sollte mit der verfügbaren Mischenergie abgestimmt werden.
So sichert amixon® das Scale-up vom Technikum in die Produktion ab
Ein risikoarmer Scale-up von 20 Litern auf 2.000 Liter gelingt am besten über Technikumsversuche mit Originalprodukt. So lassen sich Mischgüte, Produktschonung, Energieeintrag, Mischzeit und Füllgrad unter realen Bedingungen absichern.
Im amixon® Technikum werden Misch- und Pulverprozesse mit Originalprodukten pilotiert. Das schafft belastbare Daten statt Annahmen und senkt das Investitionsrisiko deutlich.
Besonders wichtig ist das für Infant Formula. Empfindliche, sprühgetrocknete Pulver müssen gleichmäßig gemischt werden, ohne dass Partikelstruktur, Instant-Eigenschaften oder Fließverhalten verloren gehen. Ob Partikelbruch, Staubbildung oder unerwünschte Scherung auftreten, zeigt sich sicher nur im realen Versuch.
Dafür stehen im amixon® Technikum 35 Testmischer in verschiedenen Größen bereit. Sogar Testmischer bis zu 3 m³ Nutzvolumen sind verfügbar. Das liefert ein Höchstmaß an Prozessnähe und Sicherheit für den späteren Scale-up auf 2.000 Liter.
Der richtige Weg ist daher: erst im Technikum validieren, dann auf den Produktionsmaßstab übertragen. So werden Mischqualität, Produktschonung und Prozessstabilität frühzeitig abgesichert.