Prozessanlage zur Pasteurisierung von Kräuter- und Teeextrakten

Kleine Chargen, große Produktvielfalt

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Ruland Engineering & Consulting realisierte für Plantextrakt in Vestenbergsgreuth eine Prozessanlage zur Pasteurisierung von Kräuter- und Teeextrakten. Neben der Hygiene stellten die zumeist kleinen Chargen und die große Vielfalt der zu verarbeitenden, anspruchsvollen Produkte eine Herausforderung dar.

Die Plantextrakt GmbH & Co. KG ist eine Business Unit der Martin Bauer Group und weltweit führend bei der Herstellung von Tee-, Früchte- und Kräuterextrakten sowie entkoffeinierten Schwarz- und Grüntees. Ein weiteres Geschäftsfeld ist die Herstellung von Tee-Aromen. Insgesamt vertreibt das Unternehmen mehr als 2000 unterschiedliche Rezepturen auf Basis von über 120 verschiedenen Pflanzen. Für die Erschließung neuer Märkte mit den vorhandenen Produkten wollte Plant-extrakt den Produktionsbereich um Anlagen zur Pasteurisation und anschließenden aseptischen Abfüllung erweitern.

Als Partner entschied man sich für Ruland Engineering & Consulting. Im Rahmen eines Consultingprojekts wurde zuerst ein Konzept zur Erweiterung des Produktionsstandorts in drei Stufen erarbeitet. Mit allen Fachabteilungen wurden die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Lösungsansätze abgewogen. Folgende Hauptanforderungen wurden definiert:
  • Qualitätssteigerung durch aseptische Gebinde
  • häufige Produktwechsel bei minimalen Produktverlusten
  • Produkte mit hoher Viskosität und kleine Chargen müssen problemlos verarbeitbar sein
Zu Beginn der Realisierungsphase wurde eine neue Werkhalle neben dem bereits bestehenden Ausmischbereich errichtet. Um ein einheitliches Versorgungsmanagement zu ermöglichen, plante man die Energieleitungen und dazugehörigen Trassen mithilfe von 3-D-Modellen und passte sie so optimal in das neue Gebäude ein. Die Möglichkeit einer späteren Anlagenerweiterung floss ebenfalls in die Planungen mit ein.
Aufbau der Prozessanlage
Im Zentrum der Anlage steht ein Erhitzermodul, das an den bestehenden Ausmischbereich angebunden ist. Des Weiteren gehören zur Prozessanlage: ein Steriltank (6000 l), zwei mobile Behälter, eine CIP-Anlage, eine kombinierte Doppelstation zur Reinigung und Sterilisation der mobilen Behälter sowie eine Doppelreinigungsstation für Kunststoffcontainer mit einem Fassungsvermögen von 1000 l.
Die pasteurisierten Kräuter- oder Teeextrakte werden im Steriltank oder in den beiden mobilen Behältern (auch als Steriltanks nutzbar) gelagert und von dort aus über einen Bag-in-Box-Füller aseptisch abgefüllt.
Gemäß den in der Consultingphase definierten Anforderungen, wurde die Erhitzerlinie der ersten Ausbaustufe als molchfähige Anlage mit einer Leistung von 500 l/h realisiert. Die vergleichsweise geringe Leistung ermöglicht Produktleitungen mit einer kleinen Nennweite von DN 20. Letztere stellt im Hinblick auf Strömungsverhältnisse, Wärmeübergang und mögliche Druckverluste das Optimum dar.
Viele Produkte von Plantextrakt haben einen Trockensubstanzanteil von 50 bis 65 %. Bei ihrer Passage durch die Prozessanlage müssen sie vor einem nachträglichen Feuchtigkeitseintrag durch Frischwasser oder Kondensat geschützt werden. Aus diesem Grund wird das Produkt bei Produktionsbeginn und -ende mit einem Molch, der sich in der Erhitzerröhre befindet, ein- bzw. ausgefahren.
Die Beschickung des Erhitzers kann über zwei Wege erfolgen: Für Batches von bis zu 6000 l gibt es Ansatztanks. Diese befinden sich im Ausmischbereich. Von dort aus gelangt das Produkt über eine Transferleitung zum Vorlaufbehälter des Erhitzermoduls. Auch hier verhindert Molchtechnik die Bildung von Mischphasen. Bei Chargen bis 1000 l können die mobilen Behälter im Ausmischbereich befüllt und direkt an den Erhitzer angedockt werden. Diese Vorgehensweise reduziert Produktverluste durch Anhaftungen an Behälter- und Schlauchwänden auf ein Minimum.
Vollautomatisch und mobil
Die vollautomatischen, mobilen Behälter sind über eine Schnittstelle mit der Steuerung verbunden. Diese überwacht auch alle produktkritischen Schlauchverbindungen. Ein Druckaufnehmer steuert und überwacht den Sterilstatus und den Vordruck an der Erhitzerpumpe. Damit die mobilen Behälter auch an Orten eingesetzt werden können, an denen keine Verbindung zur Steuerung besteht, lassen sich Aktoren auch von Hand über den Schaltkasten am Behälter bedienen.
Für die Reinigung und Sterilisation der mobilen Behälter gibt es eine CIP-/SIP-Station mit zwei Stellplätzen. Hier werden die Behälter vollautomatisch gereinigt und bei Bedarf mit Reindampf sterilisiert. Nach der Sterilisation wird das Kondensat ausgeblasen und die Behälter mit Sterilluft beschickt.
Viele Zwischenprodukte bzw. Halbfabrikate für die Produktausmischung werden bei Plantex-trakt in Kunststoffcontainern – sie haben ein Fassungsvermögen von 1000 l – bereitgehalten und teilweise auch in diesen Gebinden ausgeliefert. Da diese Kunststoffgebinde mit wechselnden Produkten befüllt werden, ist eine gründliche und reproduzierbare Reinigung erforderlich. Diese Aufgabe übernimmt eine automatische Reinigungsstation, die über die CIP-Anlage mit allen notwendigen Medien versorgt wird.
Zwei Reinigungskreise
Die Vier-Tank-CIP-Anlage mit zwei Reinigungskreisen wird für die Prozessanlagen und die CIP-Stationen der mobilen Behälter sowie Kunststoffcontainer eingesetzt. Sie ist auf vier Reinigungskreise erweiterbar. Um für alle Anlagenkomponenten wie Erhitzer, Steriltank oder Füller ein optimales Reinigungsergebnis zu erzielen, können verschiedene Reinigungsprozeduren und Reinigungsmittelzusammensetzungen in der Systemverwaltung hinterlegt werden.
Für die Überwachung und Bedienung der Anlage gibt es einen 19-Zoll-Touchscreen am Erhitzermodul und einen PC in der Leitwarte. Um eine einfache Bedienung sicherzustellen, gleichen sich beide Stationen in ihrer Bedienoberfläche und Funktionalität. Im Sinne einer lückenlosen Rückverfolgbarkeit und Qualitätssicherung werden alle Chargenparameter protokolliert und archiviert.
prozesstechnik-online.de/dei1211419
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