Kontrollierte Qualität

Thomas Krahl

Der Name Töpfer steht für Naturprodukte, beginnend mit Heilnahrung für Säuglinge und Kinder, bis hin zu einer breiten Palette von Pflege- und Kosmetikprodukten. Töpfer verarbeitet dazu mehrere hundert verschiedene Rohstoffe und Eingangsprodukte, darunter einen hohen Anteil an Bio-Produkten. Frischmilch zum Beispiel wird nach spezifizierter Qualität von ausgewählten Molkereien bezogen. Alle Materialien werden nach Prüfplan im Labor kontrolliert und auf Pestizid-Rückstände untersucht. Dabei wird auch die Einhaltung definierter Toleranzen bei den Feuchte- und Trockensubstanzgehalten der Rohstoffe überprüft und bei der weiteren Verarbeitung bis zum Endprodukt ständig kontrolliert. Bei der Sprüh- und Walzentrocknung überwachen die Betriebslabors mit Hilfe von Sartorius-Schnelltrocknern die Produktion. Die Messparameter werden vom Zentrallabor vorgegeben und die Ergebnisse regelmäßig gegen die Referenzmethode abgeglichen. Im Grenzbereich oder bei neuen und kritischen Abläufen und Rezepturen wird über die endgültige Freigabe ebenfalls vom Labor entschieden. Schließlich erfolgt die Kontrolle und Qualitätsüberwachung der Fertigprodukte oder, bei Lohnfertigung, der Halbfabrikate ebenfalls im Zentrallabor. Auch hierbei gehören Feuchte und Trockensubstanz zu den wichtigsten Prüfparametern.

Für die umfangreichen Messungen in allen Verarbeitungsstufen gibt es mehrere Gründe. Die Haltbarkeit der Produkte ist insbesondere von der Einhaltung der Obergrenzen für die Feuchtigkeit abhängig. Ein zu hoher Wassergehalt fördert mikrobiologische Aktivitäten und damit den raschen Verfall des Materials. Die Regelung des Feuchtebereiches in engen Grenzen ist ebenfalls maßgeblich für eine gleichmäßige Struktur der Produkte ohne Klumpenbildung. Auch für die exakte Kalorienrechnung bei Babynahrung und Heilkost ist neben allen Inhaltstoffen der Feuchtegehalt präzise zu bestimmen. Das Schüttgewicht der Trockennahrung und die Viskosität des angerührten Endprodukts hängen direkt vom Feuchtegehalt ab. Schließlich ist die im Produkt enthaltene Trockensubstanz entscheidend für die Ausbeute und damit für die Wirtschaftlichkeit der Produktion. Insbesondere bei der Lohnfertigung gilt es, sich dem unteren Grenzwert für die Trockensubstanz möglichst weit zu nähern und damit die Ausbeute zu optimieren. Der Mindestabstand zwischen Grenzwert und tatsächlichem Messwert wird dabei einerseits von produktionsbedingten Schwankungen, andererseits vom maximalen Messfehler bestimmt, so dass eine hohe Genauigkeit des Feuchtemessgerätes unmittelbar zu einer höheren Ausbeute führt.

Die Referenzverfahren für die Feuchtebestimmung mit Trockenschrank und Analysenwaage sind im Methodenbuch des VDLUFA/§35 sowie durch das LMBG vorgegeben und werden bei Töpfer entsprechend angewendet. Die langen Trocknungszeiten, je nach Produktgruppe zwischen 2 und 6 h sowie der hohe Arbeitszeitaufwand für das Einwiegen, Abkühlen im Exsikkator und Rückwiegen, schließen jedoch eine Anwendung der Referenzverfahren für eine schnelle, kontinuierliche Feuchtebestimmung während des Produktionsprozesses aus. Statt dessen wählte Töpfer thermo-gravimetrische Schnellbestimmer (Infrarot-Trockner) von Sartorius, um mit geringem Bedienaufwand und Messzeiten von wenigen Minuten reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen. Um übereinstimmende Messergebnisse zwischen Referenz- und Schnellmethode zu erhalten, mussten zunächst Messreihen zur Ermittlung der richtigen Geräteeinstellungen für die Infrarot-Trockner durchgeführt werden. Der im Zentrallabor eingesetzte Feuchtebestimmer Moisture Analyser MA 100 von Sartorius unterstützt diese Vergleichstests durch besonders umfangreiche Einstelloptionen. Bis zu 30 produktspezifische Methoden werden netzausfallsicher gespeichert. Pro Methode sind vielfältige Parameter und Optionen wählbar, die alle im Klartext angezeigt werden. Mit der Funktion „asap” stellt der MA 100 bei bekanntem Referenzwert nach einer Testmessung automatisch die richtigen Abschalt-Parameter ein (Tabelle). Für die Temperaturregelung stehen verschiedene Varianten zur Verfügung, zum Beispiel schnelles oder besonders schonendes Aufheizen sowie Temperaturstufen-Programme. Bei der halbautomatischen Abschaltung endet die Messung, sobald das erprobte, vorgegebene Kriterium durch die Trocknungskurve unterschritten wird. Bei der Vollautomatik ermittelt der MA 100 in Abhängigkeit vom Trocknungsverlauf selbst das optimale Abschaltkriterium. Die ermittelten und nach Messzeit und Genauigkeit optimierten Methoden werden durch weitere Vergleichsmessungen gegen das Referenzverfahren validiert. Diese Übereinstimmung – mit einer maximal zulässigen Differenz von ± 0,2% absoluter Feuchte – wird in regelmäßigen Abständen überprüft und dokumentiert.

Neben der Genauigkeit der Messwerte erfüllt der MA 100 auch die Anforderungen an eine gute Reproduzierbarkeit, die der mit dem Trockenschrankverfahren erzielbaren nicht nachsteht: Für die trockenen Produkte beträgt die Toleranz maximal ±5% vom Sollwert (±0,05 bis ±0,3% Feuchte absolut). Bei Flüssigkeiten sind höchstens ± 1,5% vom Trockensubstanz-Sollwert zulässig. Voraussetzung für diese hohe Genauigkeit sind die exakte Temperaturregelung des MA 100 mit Istwert-Anzeige sowie der Keramik-Flächenstrahler. Dieser verteilt die Infrarotstrahlen homogen auf die Probe und sorgt damit für eine schnelle, gleichmäßige Durchtrocknung. Dank der auf 0,0001 g genau arbeitenden, eingebauten Analysenwaage können die Messungen mit geringen Probenmengen durchgeführt werden. Dies trägt zu kurzen Messzeiten von nur 3 bis 5 min bei den Trockenprodukten und maximal 10 min bei den Flüssigkeiten bei. Alle interessierenden Methodenparameter, Probenkennzeichnungen und Messergebnisse werden direkt mit dem im MA 100 eingebauten Drucker dokumentiert, so dass manuelle Rechen- und Schreibarbeiten entfallen und kein Wert verloren geht. Durch die vielfältigen Einstellmöglichkeiten lässt sich für jede Aufgabenstellung ein optimiertes Messprogramm entwickeln. Durch die kurzen Messzeiten kann der Fertigungsprozess exakt gesteuert werden.

Im Rahmen des eingeführten Qualitätssicherungs-Systems nach DIN ISO 9001 werden die Feuchte-Schnellbestimmer als Prüfmittel verwendet und entsprechend überwacht und gewartet. Per Tastendruck wird die eingebaute Analysenwaage kalibriert und, falls erforderlich, vollautomatisch justiert. Weitere Testroutinen stehen zur Prüfung der Datenschnittstelle, der motorischen Probenraumöffnung und vieler weiterer Baugruppen zur Verfügung. Die Trocknungstemperatur kann mittels Messscheibe geprüft und automatisch digital justiert werden.

E dei 240