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Schüttguthandling

Produktqualität dank Rohstoffhandling

| Autor/ Redakteur: Manja Wühr / Wolfgang Ernhofer

Lagern der Rohstoffe, Produktaufgabe, Dosierung und Einwaage, Mischen, Abfüllen und Lagern – bei der Produktion von Lebensmitteln und Getränken nimmt das Schüttguthandling entscheidend Einfluss auf die Produktqualität. Verfahrenstechnik und Automatisierung leisten dabei mehr als „nur“ Hygienic Design.

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Cleveres Rohstoffhandling kann die Qualität von Lebensmitteln sichern.
Cleveres Rohstoffhandling kann die Qualität von Lebensmitteln sichern.
(Bild: Azo; ©mylisa - stock.adobe.com)

Geschmäcker sind verschieden, aber meistens ziemlich konstant. Sie ändern sich wenn überhaupt nur langsam. Egal ob Geschmack, Konsistenz, Farbe oder auch Geruch – Verbraucher wissen genau, was sie erwarten. Schwankende Qualitäten verzeihen sie kaum.

Neben der Qualität der Rohstoffe und der Rezeptur kommt dem Schüttguthandling eine wichtige Rolle zur Einhaltung der Produktqualität zu: Wie kommt der Rohstoff sauber vom Sack in den Prozess? Wie lassen sich große, aber auch kleine Mengen an Komponenten automatisiert dem Mischer zuführen? Wie lässt sich eine lückenlose Rückverfolgbarkeit auch für manuelle Tätigkeiten sicherstellen? Antwort gibt clevere Prozesstechnik für das Handling trockener Rohstoffe.

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Das Schüttguthandling in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie fächert sich in mehrere Bereiche entlang des Herstellungsprozesses auf. Es geht um:

  • Rohstoffaufgabe: Umwandlung der Rohstoffe aus Sackware, Big Bags oder auch Silofahrzeugen;
  • Dosierung und Einwaage zur Bereitstellung der Charge / Batch;
  • Herstellung einer Vormischung;
  • Mischprozess: Zusammenführung Solids / Liquids;
  • Abfüllung der Produkte beispielsweise in Säcke: zumeist Zwischenprodukte.

Jeder dieser Bereiche beeinflusst die Qualität des hergestellten Produktes – von Keimbelastung über Fremdkörper bis hin zu Rezepttreue. Damit stellen Lebensmittel- und Getränkeproduktionen spezielle Anforderungen an Anlagendesign und -ausrüstung.

Rohstoffaufgabe

Bei der Umwandlung der Rohstoffe muss sowohl auf den Schutz des Bedieners als auch auf den Schutz des Produktes geachtet werden. Der Schutz des Bedieners wird durch Absaugungen an den Aufgabestationen sichergestellt. So sinkt die Belastung durch Stäube. Wenn aufgrund häufiger Produktwechsel eine einfache und effektive Reinigung erforderlich ist, eignen sich Sackeinfülltrichter Typ ET...H in Hygieneausführung. Er ist in zwei Edelstahl-Werkstoffen erhältlich und weist je nach Oberflächenbehandlung Rautiefen von < 0,6 µm oder < 0,8 µm auf.

Die Radien im Innenbereich des Einfülltrichters sind größer als 50 mm und lassen sich rückstandslos reinigen. Die Nassreinigung erfolgt über einen eingebauten Strahlreiniger. Die am Deckel verwendete Dichtung lässt sich bei Bedarf einfach austauschen, da sie nicht eingeklebt ist. Sie besteht aus Silikon und ist metalldetektierbar. Um den Reinigungsaufwand bei Produktwechsel gering zu halten, ist es sinnvoll einen Einfülltrichter für helle und einen für dunkle Produkte zu verwenden.

Big-Bag-Anschlusssysteme gibt es ebenfalls in verschiedenen Ausführungen. So ist es etwa möglich, dass die Big Bags über Rollenbahnen zur Entleerstation gelangen. Hier werden sie mithilfe eines Hebezeugs eingesetzt. Ein Bediener schließt den Big-Bag-Auslauf staubdicht an ein geschlossenes System an. Diese können z.B. mit einer Walkeinrichtung ausgestattet werden, um den Produktaustrag zu unterstützen. Integrierte Klumpenbrecher zerkleinern mögliche Verklumpungen. Ein wichtiger Punkt in Sachen Lebensmittelsicherheit: Vorsiebe in den Produktaufgabestationen verhindern, dass grobe Verunreinigungen und Packmittelreste in die Produktion gelangen.

Dosieren und Mischen

Vorgewogene Produkte aus Säcken oder Beuteln werden über Einfülltrichter im freien Fall einem Batchtainer zugegeben. Dieser steht auf einer Bodenwaage, die als Kontrollwaage dient. Big-Bag-Entleerstationen sind beispielsweise Dosierschnecken nachgeschaltet, über die die Rohstoffe in einen Batchtainer eindosiert und exakt gewogen werden. Rohstoffe können aber auch über Dosierschnecken direkt in Mischer eindosiert werden. Um sehr hohe Genauigkeiten zu erreichen, werden die Dosierschnecken über Frequenzumrichter von Grob- auf Feinstrom umgeschaltet. So kann der Container oder auch der Mischer entsprechend der Rezeptur exakt befüllt werden.

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Kleinstmengen werden häufig manuell gewogen. Diesen Vorgang zu automatisieren ist häufig aufgrund der Produkteigenschaften oder produktionsbedingt nicht rentabel. Aber gerade Kleinstmengen beeinflussen die Rezeptur entscheidend und dürfen deshalb nicht unkontrolliert und undokumentiert dem Verarbeitungsprozess zugeführt werden.

Mit Mandos hat Azo ein bedienergeführtes, manuelles Wiegezentrum entwickelt, das nach dem Baukastenprinzip die erforderlichen Baugruppen, wie Waagen, Vorratsbehälter, Arbeitstische, Absaugsysteme, Barcode-Leser oder Etikettendrucker und die dafür notwendige Softwarelösung miteinander kombiniert. Das System bietet ein einheitliches Bedienkonzept auf verschiedenen Endgeräten. Dabei erfolgt die Benutzerführung über Icons und grafische Elemente. Nachdem der Auftrag gestartet wurde, erhält der Bediener die Information, welche Komponente er wiegen muss. Nach der Identifikation des Rohstoffs mit einem Barcode-Leser wiegt der Bediener die geforderte Menge in einen Behälter. Eine große Gewichtsanzeige sowie eine grafische Balkenanzeige mit Farbumschlag erleichtern das manuelle Dosieren innerhalb der geforderten Toleranz. So werden nacheinander alle Komponenten in den Behälter gewogen. Falls erforderlich, kann ein Etikett zur Kennzeichnung des Gebindes ausgedruckt werden. So lassen sich die eingesetzten Rohstoffe sowie der komplette Wiegeprozess protokollieren und lückenlos dokumentieren.

Der Batchtainer wird nun in einen Containermischer eingesetzt und die Komponenten werden homogen gemischt. Anschließend kann die Mischung vorübergehend zwischengelagert werden, um Engpässe in der weiteren Produktion zu vermeiden. Möglich ist auch, dass die Vormischung über eine nachgeschaltete Siebmaschine gefahren wird. Hier werden Verklumpungen und Fremdkörper ausgesiebt.

Der Premix aber auch fertige Produkte können in halbautomatischen Absackanlagen in Säcke oder Beutel abgefüllt werden. Der Bediener dockt die leeren Säcke über eine Blähmanschette an den Abfüllstutzen an. Nun können die auf einer Waage stehenden Säcke exakt und staubarm befüllt werden. Probenahmen sowie ein Metalldetektor sorgen für sichere und einwandfreie Produkte. Nachdem die Säcke oder Beutel verschlossen und etikettiert wurden, stehen sie dem Vertrieb oder aber als Premix der Produktion vor Ort sowie in anderen Werken zur Verfügung.

Steuerung und Bedienung

Sensible Produktionsprozesse wie in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion erfordern häufig eine totale Transparenz vom Rohstoff bis zum Endprodukt und umgekehrt vom Endprodukt bis zum Rohstoff. Da braucht es eine komfortable Steuerung mit Prozessvisualisierung – idealerweise mit Anbindung an die übergeordnete Software wie ein SAP-System. So können Aufträge übergeben und abgearbeitet werden. Der Vorteil: Sowohl Lagerstandskontrolle als auch eine lückenlose Materialverfolgung über die gesamte Produktion sind sichergestellt. Darüber hinaus geben Bedienterminals in einzelnen Produktionsbereichen den Bedienern einen Überblick über den Stand der Anlage und ermöglichen die Eingabe der erforderlichen Daten.

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Grundsätzlich lässt sich sagen, dass für die Sicherstellung der Qualität der Chargen bei gleichzeitiger Erhöhung der Durchsatzleistung wichtig ist, die Produktion zu automatisieren und manuelle Tätigkeiten weitestgehend zu reduzieren. Von der Produktaufgabe bis zur Abgabe des vorgemischten Batches ist eine lückenlose Verfolgung der Produkte notwendig.

Fazit: Lebensmittel- und Getränkeproduzenten müssen die Qualität ihrer Produkte konstant halten. Für Rezepttreue, Einhaltung der Hygienevorschriften sowie einer lückenlosen Rückverfolgbarkeit ist das automatisierte Rohstoffhandling mitentscheidend.

* Kontakt zu Azo, Osterburken: Tel. +49-6291-920

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