Vereinfachen Sie Ihren Ansatz zur Analyse der Produktstabilität von Pulvern

Ob in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, das Feuchtigkeitsmanagement in Pulvern muss nicht kompliziert sein. In unserem heutigen Webinar zeigen wir Ihnen, warum. Während andere Methoden langwierig und kompliziert sein können, ist die Verwendung dynamischer isothermer Taupunktkurven (DDI) der einfachste, schnellste und unkomplizierteste Weg, um wertvolle Daten zu sammeln und den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem Probleme wie Anbacken, Verklumpen und Zerfließen in einem Pulver auftreten und die Stabilität eines Lebensmittelprodukts beeinträchtigen. 

Sehen wir uns einige der häufigsten Probleme bei Pulverprodukten an und wie ein DDI helfen kann, die Qualität vorherzusagen und zu verbessern.

Verklumpen und Klumpenbildung

Sowohl in der Lebensmittel- als auch in der pharmazeutischen Industrie hängen die meisten Probleme mit Pulver mit der Adsorption von Wasser zusammen - wenn Wasser von außen in das Pulver eindringen kann und dazu führt, dass es in eines der fünf Stadien eintritt: nass, klebrig, agglomeriert, kompakt oder verflüssigt. 

Um das Verklumpen zu verhindern, müssen Sie zunächst vorhersagen, wie das Pulver auf die drei Hauptfaktoren reagiert, die diese Prozesse beeinflussen: Wasseraktivität, Zeit und Temperatur. Eine hochauflösende DDI-Isotherme ist im Allgemeinen die einzige Möglichkeit, das kritische Wasseraktivitätsniveau zu bestimmen, bei dem diese Veränderungen im Pulver auftreten und die Stabilität des Lebensmittels beeinträchtigen. Mit dem Wissen über die Sorptionseigenschaften und die kritische Wasseraktivität - und mit Informationen über Ihre Verpackungs- und Lagerbedingungen - können Sie die Stabilität und Haltbarkeit von Lebensmitteln vorhersagen und verbessern. 

Der Prozess des Zusammenbackens und Verklumpens bei kristallinem Pulver unterscheidet sich von dem anderer Pulver aufgrund der unterschiedlichen Partikelgrößen und -formen und der fest gebundenen Struktur, die es der Feuchtigkeit von außen erschwert, an die Oberfläche zu gelangen. Infolgedessen bleibt die Feuchtigkeit an der Oberfläche von kristallinen Pulvern haften, bis sie eine kritische Wasseraktivität erreicht, bei der das Pulver sofort in die Deliqueszenzphase übergeht. Dieser Prozess lässt sich auch mit einem DDI genau bestimmen. 

Vorhersagen & Vermeiden

Feuchtigkeitsmigration

Für Forschungs- und Entwicklungsteams, die den Formulierungsprozess beschleunigen und ihre Produkte schnell auf den Markt bringen wollen, ist es wichtig, vorhersagen zu können, wie sich das Hinzufügen von Inhaltsstoffen zu einem Produkt auf die Stabilität von Lebensmitteln auswirkt, weil sich die Wasseraktivität ändert oder wie das Endprodukt reagieren wird. Die gute Nachricht ist, dass wir mit Hilfe von Prognosetools und Modellierung präzise und schnell Stabilitätsdaten sammeln können. Durch die Erstellung von Isothermen für jeden Inhaltsstoff und eine gemischte Modellierung können wir die Feuchtigkeits- und Wasseraktivitätswerte messen und eine neue Isotherme für das Endprodukt erstellen.

Hygroskopizität 

Die Hygroskopizität gibt an, wie schnell ein Produkt Feuchtigkeit aus der umgebenden Atmosphäre aufnimmt. Sie ist ein entscheidender Faktor für den Schutz der Qualität und Stabilität von Pulvern. Die Hygroskopizität ist eine Funktion der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit, und mit Hilfe von Sorptionsisothermen lässt sich das Verhältnis zwischen diesen Faktoren bestimmen. Dies ist besonders wichtig bei der Auswahl von Hilfsstoffen, da so sichergestellt werden kann, dass der Hilfsstoff die erforderlichen Eigenschaften zum Schutz des Produkts aufweist. 

Temperatur

Im Allgemeinen steigt die Wasseraktivität mit zunehmender Temperatur. Aus diesem Grund ist es wichtig, über eine Reihe von Isothermen für Pulver zu verfügen, damit Sie beurteilen und vorhersagen können, wie sich die kritische Wasseraktivität ändern könnte, wenn das Produkt die Anlage verlässt und von den äußeren Bedingungen beeinflusst wird. Mit verschiedenen Isothermen bei unterschiedlichen Temperaturen können wir die Wasseraktivität bei nahezu jeder Temperatur vorhersagen.

Bewertung der Struktur

Die Beziehung zwischen Wasseraktivität und Feuchtigkeitsgehalt wird in einer Isotherme dargestellt. Da diese Beziehung auf der Struktur des Produkts beruht, können wir die Struktur des Produkts mithilfe von Isothermen bewerten. Mit Hilfe von Isothermen können wir zum Beispiel den Grad des Übergangs zwischen kristallinen und amorphen Pulvern sowie die Hydratbildung modellieren und vorhersagen.

Kristallin vs. Amorph

Kurz gesagt, mit Hilfe von DDIs kann die Analyse und Vorhersage der Stabilität von Lebensmitteln ein direkter und unkomplizierter Prozess sein.