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 Taupunkt-Isothermenkurven (DDI) die einfachste, schnellste und unkomplizierteste Methode, um wertvolle Daten zu sammeln und genau zu bestimmen, an welchem Punkt Probleme wie Verklumpung, Verbackung und Delikveszenz in einem Pulver auftreten und die Stabilität von Lebensmitteln beeinträchtigen.

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

Verklumpen und Verklumpen

Sowohl in der Lebensmittel- als auch in der Pharmaindustrie hängt die überwiegende Mehrheit der Probleme mit Pulver mit der Wasseradsorption zusammen – wenn Wasser von außen in das Pulver eindringen kann und es in einen der fünf Zustände versetzt: feucht, klebrig, agglomeriert, kompakt oder verflüssigt.

Um Verklumpungen und Verbackungen zu verhindern, müssen Sie zunächst anhand von Modellen vorhersagen, wie das Pulver auf die drei wichtigsten Faktoren reagiert, die diese Prozesse beeinflussen: Wasseraktivität, Zeit und Temperatur. Eine hochauflösende DDI-Isotherme ist in der Regel die einzige Möglichkeit, den kritischen Wasseraktivitätsgrad zu bestimmen, bei dem diese Veränderungen im Pulver auftreten und die Stabilität des Lebensmittelprodukts beeinträchtigen. Mit dem Wissen über die Sorptionseigenschaften und die kritische Wasseraktivität – sowie Informationen über Ihre Verpackungs- und Lagerbedingungen – können Sie die Stabilität und Haltbarkeit von Lebensmittelprodukten vorhersagen und verbessern.

Der Prozess der Verklumpung und Verkrustung in kristallinem Pulver unterscheidet sich aufgrund unterschiedlicher Partikelgrößen und -formen sowie seiner fest gebundenen Struktur von anderen Pulvern, wodurch es für Feuchtigkeit von außen schwieriger ist, in die Oberfläche einzudringen. Infolgedessen haftet Feuchtigkeit an der Oberfläche von kristallinen Pulvern, bis sie eine kritische Wasseraktivität erreicht, bei der das Pulver sofort in die Zersetzungsphase übergeht. Dieser Prozess kann auch mit einem DDI genau bestimmt werden.

Vorhersagen und Vermeiden

Feuchtigkeitswanderung

Die Fähigkeit, vorherzusagen, wie sich die Zugabe von Inhaltsstoffen zu einem Produkt aufgrund von Veränderungen der Wasseraktivität auf die Stabilität von Lebensmitteln auswirkt oder wie ein Endprodukt reagieren wird, ist für Forschungs- und Entwicklungsteams, die den Formulierungsprozess beschleunigen und ihre Produkte schnell auf den Markt bringen möchten, von entscheidender Bedeutung. Die gute Nachricht ist, dass wir mithilfe von Prognosetools und Modellierung genau und schnell Stabilitätsdaten erfassen können. Durch die Erstellung von Isothermen für jede Zutat und die Durchführung einer gemischten Modellierung können wir den Feuchtigkeits- und Wasseraktivitätsgrad messen und eine neue Isotherme für das Endprodukt erstellen.

Hygroskopizität

Hygroskopizität beschreibt, wie schnell ein Produkt Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufnimmt. Sie ist ein entscheidender Faktor für den Schutz der Qualität und Stabilität von Pulvern. Die Hygroskopizität ist eine Funktion von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, und Sorptionsisothermen können die Beziehung 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. Vor diesem Hintergrund ist es unerlässlich, über eine Reihe von Isothermen für Pulver zu verfügen, damit Sie beurteilen und vorhersagen können, wie sich die kritische Wasseraktivität verändern könnte, wenn das Produkt die Anlage verlässt und den äußeren Bedingungen ausgesetzt ist. Mit unterschiedlichen 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 visualisiert. Da diese Beziehung auf der Struktur des Produkts basiert, können wir die Struktur des Produkts anhand von Isothermen beurteilen. Mithilfe von Isothermen können wir beispielsweise 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.

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