Wirtschaftliche Chargenproduktion

Dipl.-Ing. Dorotheé Klöpping

Convenience-Food-Produkte erobern sich den Lebensmittelmarkt. Die Hersteller von Feinkostprodukten haben, diesem Trend folgend, ein breites Spektrum von neuen Produkten und Rezepturen entwickelt. Feinkostprodukte von hoher sensorischer Qualität sollen frisch hergestellten in Aussehen und Geschmack möglichst nahe kommen. Um dies zu erreichen, sind spezielle Rezepturen und Herstellungsverfahren erforderlich. Neben der Erfüllung der Verbraucherwünsche ist die Wirtschaftlichkeit der Produktionsanlagen wesentlich.

Das Vacutherm-System von A. Stephan u. Söhne wurde in Zusammenarbeit mit Feinkostherstellern entwickelt und optimiert. Es ist für die Chargenproduktion ausgelegt und bietet eine hohe Flexibilität. Hauptkomponenten lassen sich automatisch dosieren, während man die Nebenkomponenten manuell bereitstellen kann. Durch den Einsatz von zusätzlichen Puffer- oder Mischbehältern kann mit einer Chargenproduktionsanlage quasi-kontinuierlich produziert werden.

Mit der kompakten Anlage können mehrere Prozessschritte in einem Arbeitsgang durchgeführt werden. Dazu gehören Mischen, Dispergieren, Zerkleinern, Erhitzen, Kühlen, Pasteurisieren, Entgasen und Emulgieren. Die Verarbeitung von flüssigen und pulverförmigen Rohmaterialien ist ebenso möglich wie die Einarbeitung von stückigen Einlagen. Des Weiteren können die Feinkostprodukte sowohl kalt als auch heiß hergestellt werden.

Die Basiskomponenten des Prozesssystems sind ein diagonal gestellter, vakuumdichter Mischbehälter mit Mischwerkzeug und ein externer Homogenisator. Die spezielle Geometrie des Behälters und des Mischarms gewährleistet eine effektive und schonende Vermischung der Rohmaterialien. Zur Emulgierung und Zerkleinerung wird der externe Homogenisator einsetzt. Eine am tiefsten Punkt des Behälters angeschlossene Pumpe fördert das Produkt gleichmäßig durch den Homogenisator und über eine Rezirkulationsleitung zurück in den Mischbehälter. Der Homogenisator arbeitet nach dem Rotor-Stator-Prinzip und kann für ein breites Spektrum an Applikationen eingesetzt werden. Neben dem Homogenisieren von Flüssigkeiten eignet sich das System auch zum Dispergieren von Feststoffen. Nach Beendigung der Emulgier- und Homogenisationsphase können stückige Produkte zugeführt und anschließend mit dem Mischarm homogen vermischt werden. Die Erwärmung des Produktes ist direkt durch Heißdampf oder indirekt über den Doppelmantel des Systems möglich. Die Produktzirkulationspumpe dient zugleich als Entleerungspumpe. Ein integriertes Vakuumsystem, bestehend aus Vakuumpumpe und Regeleinheit, komplettiert die Anlage. Die Rohmaterialien können mit Hilfe von Unterdruck in den Behälter eingezogen bzw. über entsprechende Dosieranlagen direkt in den Behälter dosiert werden.

Das Vacutherm-System ist für den Hand- und Automatikbetrieb geeignet. Automatische, prozessgesteuerte und geregelte Anlagen produzieren gegenüber manuell gesteuerten Anlagen nicht nur qualitativ bessere, sondern auch reproduzierbarere Endprodukte. Die Produktionssicherheit wird erhöht. Darüber hinaus sind Leistungssteigerungen bis zu 25% möglich. Neben der maschineneigenen Steuerung beinhaltet die Automatisierung die Rezepturverwaltung und die Prozessablaufsteuerung. Die Dosiervorgänge, Misch-, Emulgier- und Homogenisierzeiten, Temperaturverläufe, Vakuumhöhen sowie Entleerungszeiten werden gesteuert, geregelt und überwacht.

Durch den Einsatz des Vacutherm-Systems werden Produktionsabläufe optimiert und die Wirtschaftlichkeit der Produktion erhöht. Bei der Herstellung von Béchamelsauce sind das Dispergieren der Feststoffe und die Erhitzungszeit geschwindigkeitsbestimmend. Beispielsweise muss das Mehl in den flüssigen Komponenten fein suspendiert werden. Eine möglichst effektive Einarbeitung ist das Ziel. Die Injektion nach dem Venturi-Prinzip, direkt vor dem Homogenisator, hat sich bewährt. Das Mehl wird schnell in die Flüssigkeit eingebracht und fein dispergiert. Eine Klumpenbildung findet nicht statt. Die Stabilisierung der Sauce erfolgt durch die im Mehl enthaltene Stärke. Um die Verkleisterung der Stärke zu erreichen, müssen die Rohstoffe erhitzt werden, wobei die direkte Erwärmung mit Heißdampf schnell und schonend ist. Die Produktionszeit wird gegenüber Verfahren mit indirekter Erhitzung signifikant reduziert. Darüber hinaus treten keine Überhitzungen und Ablagerungen an Wärmeübergangsflächen auf.

Die sensorischen Eigenschaften der Lebensmittel ergeben sich aus den eingesetzten Rohmaterialien und dem Produktionsverfahren. Zahlreiche Lebensmittelinhaltsstoffe sind oxidationsempfindlich. Neben dem Geruch und dem Geschmack kann auch die Farbe durch die Gegenwart von Sauerstoff negativ beeinflusst werden. Auch dieser Umstand wurde bei der Entwicklung des Vacutherm-Systems berücksichtigt: Ein integriertes Vakuumsystem reduziert den Anteil des Luftsauerstoffs im Mischbehälter und minimiert so die Oxidationsgefahr. Zudem verhindert es Lufteinschlüsse und sorgt so für ein gleichbleibendes spezifisches Produktgewicht – ein Umstand der vor allem in Hinblick auf sich anschließende Abfüllprozesse von Bedeutung ist. Der Entzug von Luftsauerstoff erschwert außerdem die Vermehrung von aeroben Mikroorganismen, woraus eine längere mikrobiologische Haltbarkeit der Lebensmittel resultiert.

Die Entwicklung des Marktes für Convenience Food-Produkte im Feinkostbereich wird am Beispiel der Pastasaucen besonders deutlich. Ein großes Spektrum unterschiedlichster Rezepturen und Geschmacksrichtungen wird angeboten. Weil Gläser bei diesen Produkten als Verpackungsmittel dominieren, wird auch das optische Erscheinungsbild im Glas bei der Produktentwicklung berücksichtigt. Durch den gezielten Einsatz von Verdickungsmitteln behält das Produkt über den gesamten Zeitraum der Mindesthaltbarkeitsfrist eine ausreichende Konsistenz. Die stückigen Zutaten werden in der Schwebe gehalten. Allerdings stellt der Einsatz von Verdickungsmitteln besondere Anforderungen an das Herstellungsverfahren. Sie müssen gleichmäßig in der flüssigen Phase dispergiert werden, um eine homogene Struktur im Produkt ausbilden zu können; die Art und Weise der Einarbeitung ist von entscheidender Bedeutung. Auch hier bietet das Vacutherm-System Vorteile: Die Zwangsförderung der flüssigen Phase durch die Rezirkulationsleitung ermöglicht eine Einarbeitung von Verdickungsmitteln auch bei höheren Viskositäten. Die Feststoffpartikel werden im Rotor-Stator-Sys-tem fein dispergiert. Eventuell eingetragene Luft wird über das Vakuumsystem im Prozessbehälter wieder entfernt.

Stückige Einlagen werden am Ende des Herstellungsprozesses in den Mischbehälter eingezogen oder mit Hilfe einer Hebe- bzw. Kippvorrichtung über den geöffneten Deckel zugeführt. Der Mischarm hebt sie schonend unter die flüssige Phase. Durch den Einsatz von Direktdampf kann das fertige Produkt abschließend pasteurisiert werden.

TRADITIONSUNTERNEHMEN

Die A. Stephan u. Söhne GmbH & Co. wurde vor 50 Jahren in Hameln gegründet. Schnell eroberten sich der Stephan-Microcut und die Stephan-Universalmaschine einen festen Platz in Fleischereien und Bäckereien. In der gleichen Weise, wie sich die Lebensmittelherstellung in den zurückliegenden Jahren von Handwerksbetrieben in hochtechnisierte Industriebetriebe verlagert hat, wurde auch das Produktprogramm von Stephan an diese Entwicklung angepasst. Komplexe Produktionsanlagen für alle Bereiche der Lebensmittelindustrie und angrenzende Industriezweige gehören heute zum festen Lieferprogramm. Das mittelständische Unternehmen ist mit eigenen Tochtergesellschaften und Vertretungen weltweit tätig. 1999 wurde es anteilig Mitglied der Sympak-Gruppe. Durch diesen Zusammenschluss konnte der Lieferumfang um das Segment Verpackungsmaschinen erweitert werden. Das gemeinsam mit dem Unternehmen Corrazza gegründete Dairy-Team konzipiert und verkauft sehr erfolgreich Produktions- und Verpackungsanlagen für die Schmelzkäseherstellung. Ende 2002 wurden zwei weitere Kooperationen ins Leben gerufen: In dem Team Convenience Food & Meat erarbeiten Spezialisten von Stephan und Sima Komplettlösungen für Produktions- und Verpackungsanlagen für Feinkostprodukte und Fertiggerichte. In gleicher Weise arbeitet man auch mit OPM im Confectionery & Bakery-Team zusammen. Seit 2002 gehört A. Stephan u. Söhne komplett zur Sympak-Gruppe. Außerdem hat im vergangenen Jahr auch ein neues Geschäftsleitungsteam seine Arbeit aufgenommen. Unter der Leitung des neuen Geschäftsführers Theo Brandes stellt sich das Traditionsunternehmen erfolgreich den neuen Herausforderungen. Theo Brandes war bislang für die Maschinen- und Anlagenbauunternehmen GEA und TetraPak tätig.