Abwechslung unerwünscht

Homogenisieren von Saucen

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30.10.2013 Saucen und Salben haben eines gemeinsam: Sie entstehen in Vakuum-Prozessanlagen. Die Firma Gautschi Spezialitäten, Hersteller von Saucen, Suppen, etc, aus der Schweiz wollte seine Produktion modernisieren.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Die Anlage vermischt stückige Güter zerstörungsfrei, ohne den Einsatz einer zusätzlichen Pumpe mit Verrohrung.
  • Ein Frequenzumrichter ermöglicht das Anpassen der Mischgeschwindigkeit an die Produkteigenschaften.
  • Die Hubvorrichtung ermöglicht eine leichte Inspektion der Behälterinnenteile und das manuelle Beschicken über die Behälteroberseite.

Auslöser war ein benötigter Leistungsausbau aufgrund steigender Nachfrage. Gleichzeitig wollte der Betreiber in der Lage sein, flexibel auf sich schnell verändernde Markttrends reagieren und auch Kleinchargen wirtschaftlich produzieren zu können. Nicht zuletzt war auch eine effiziente Dokumentation der hergestellten Chargen erklärtes Ziel der Investitionen.

Das Auge isst mit
Bei einem Produkt wie Mayonnaise spielen Farbe und Stabilität eine große Rolle. Die homogene Konsistenz (beispielsweise Emulsionen) soll über einen definierten Zeitraum und unter bestimmten Bedingungen erhalten bleiben. Auf den Einsatz von Verdickungsmitteln und Stabilisatoren verzichtet der Hersteller. Kürzere Homogenisierzeiten schonen das Produkt und ermöglichen den Erhalt einer appetitlichen Farbe und Konsistenz. Beim Herstellen von Ketchup kommt es auf das schnelle Erhitzen des Produktes an. Hierzu ist eine gute Wärmeübertragung im Prozessbehälter nötig. Dadurch verkürzen sich die Produktionszeiten erheblich. Für Saucen verwendet das Unternehmen zwei Grundrezepturen, zum einen auf Joghurt/Öl-Basis und zum anderen auf Öl-/Wasser-Basis. Hier gelten die gleichen Anforderungen wie es auch bei der Produktion von Mayonnaise und Ketchup der Fall ist. Die automatisierte Produktion ermöglicht eine hohe Wiederholgenauigkeit, Rezepturtreue sowie Reproduzierbarkeit.

Aufbau der Anlage
Der eingesetzte Mischbehälter hat ein Nutzvolumen von 400 l und verfügt über einen Doppelmantel zum indirekten Heizen und Kühlen. Der Isoliermantel verhindert Kondensieren, Anbrennen und Kälteübertragung an der Behälteraußenwand. Im Behälterdeckel befindet sich ein Abstreifrührwerk, das einen Getriebemotor mit Frequenzumrichter antreibt. Dieser Umrichter ermöglicht das Anpassen der Mischgeschwindigkeit an die Produkteigenschaften. Die PTFE-Abstreifplatten sind ohne zusätzliche Befestigungselemente über passgenauen Formschluss am Rührwerk angebracht und verhindern das Überhitzen beim Heizen beziehungsweise das Auskristallisieren beim Abkühlen an der Behälterinnenwand. Im Deckel ist ein Strömungsbrecher integriert, der eine gute Produktdurchmischung ermöglicht. Zusätzlich sind Sprühdüsen installiert, die das rückstandsfreie CIP Reinigen ohne manuelle Eingriffe ermöglichen. Die Sprühdüsen speist ein Homogenisator mit Drücken zwischen 2 und 3 bar sowie einer Strömungsgeschwindigkeit > 2 m/s. Dadurch ist keine zusätzliche Druckerhöhungspumpe für das Reinigen erforderlich. Die Anlage kann der Betreiber bei Bedarf über einen Stickstoffeinlass in der Belüftungsleitung am Deckel begasen und ein Schauglas ermöglicht es, den Mischprozess zu beobachten. Sicherheitseinrichtungen wie Endschalter und Überdruckventile sind ebenfalls am Behälterdeckel angebracht, der sich über eine elektrisch angetriebene Hubvorrichtung um 800 mm anheben lässt. Dies ermöglicht eine leichte Inspektion der Behälter-innenteile und das manuelle Beschicken über die Behälteroberseite. Urs Bütikofer, Produktionsleiter bei Gautschi, erinnert sich: «Die Versuche im Customer Process Center bei AZO Liquids hatten uns überzeugt. Wir testeten ein Rezept, bei dem 10 mm große Gurkenstückchen in die Anlage gesaugt wurden. Bei diesem Vorgang wurden die Stücke weder zerstört noch zerkleinert. Das Upscaling von der Labormaschine auf unsere Anlage stimmte 1:1.»

Produktvorlagebehälter
Für die Produktzugabe von Flüssigkeiten befindet sich rechts vom Prozessbehälter ein Flüssigvorlagetrichter mit einem Fassungsvermögen von 200 l. Über den auf Wiegezellen stehenden Vorlagetrichter können verschiedene Flüssigkeiten exakt gewogen bereitgestellt werden. Auf der linken Seite der Anlage befindet sich ein Pulvervorlagebehälter mit einem Füllvolumen von 75 l. Dort gibt der Bediener die vorgewogenen Trockenstoffe und den Flüssigpremix zu. Aus beiden Trichtern zieht das System das Produkt durch Vakuum im Prozessbehälter in den Homogenisator. Die zwei weiteren Einläufe sind jeweils mit verschiedenen Flüssigkeiten belegt, die dem Homogenisator über automatische Zähler zudosieren. Neben der Prozesseinheit steht das modular aufgebaute Versorgungsmodul. Darin befinden sich die Vakuumpumpe, die Steuerung für den Heiz-Kühl-Kreislauf, die Komponenten für die Pneumatik-Versorgung sowie die automatischen Flüssigkeitszähler.

Höhere Produktqualität
Der Homogenisator hat einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität des hergestellten Produkts und verwendete Applikation ermöglicht eine gute Tröpfchenverteilung, Farbe und Stabilität, wie Bütikofer bestätigen kann: „Man sieht die bessere Qualität, also die bessere Homogenität, mit bloßem Auge. Zusätzlich erreichen wir eine höhere Effizienz durch die wesentlich kürzeren Homogenisierzeiten.“ Den am Behälterauslauf installierten Homogenisator regelt ein Frequenzumrichter, wodurch er sich beim Herstellen von Suspensionen und Emulsionen an die jeweiligen Produkteigenschaften anpasst. Der Pumpmodus des Homogenisators ermöglicht Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen. Dazu gehört das zerstörungsfreie Einmischen von stückigen Gütern ohne den Einsatz einer zusätzlichen Pumpe mit Verrohrung. Des Weiteren ersetzt er eine kostenintensive Austrags- und Rezirkulationspumpe, da er einen schnellen Produktaustrag, auch bei großem Batchvolumen und scherempfindlichen Produkten, ermöglicht. Die Vakuum-Prozessanlage ist mit einer Zoamatic Smart-Steuerung auf Basis eines 10″ Touch-panels der Firma Siemens ausgestattet. Diese visualisiert den gesamten Produktionsprozess übersichtlich und lässt sich manuell bedienen. Über einen Programm-Editor hat der Kunde die Möglichkeit, bis zu 300 Rezepturen zu hinterlegen und die Produktion im Automatikbetrieb ablaufen zu lassen. „Wir haben mehrere Vakuum-Prozessanlagen verschiedener Hersteller in unserer Produktion im Einsatz. Das aktuelle Konzept hat uns überzeugt, da keine zusätzlich Pumpe für stückige Rohstoffe und für die CIP-Reinigung erforderlich ist. Dies ist für uns ein nicht unerheblicher Kostenvorteil. Deshalb haben wir prompt eine weitere Vakuum-Prozessanlage BG 400 bestellt.“

Zum Hersteller gelangen Sie hier.

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Heftausgabe: November 2013
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Über den Autor

Walter Sonntag, Bereichsleiter Marketing/Dokumentation bei AZO
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