Mehrere Prozessschritte in einer Anlage

Dipl. Ing. Dorothee Klöpping

Die Prozessanlagen der Combitherm-Baureihe arbeiten chargenweise. In Abhängigkeit von der Rezeptur, den Rohwaren und den Eigenschaften des Endproduktes haben sie eine Produktionsleistung von 1000 bis 6500 kg/h.

In den Combitherm-Anlagen können mehrere Prozessschritte verknüpft werden. Das Mischen, Zerkleinern, Emulgieren und Dispergieren ist ebenso möglich wie das Erwärmen mithilfe der Direktdampfinjektion und das Arbeiten unter Vakuum. Herzstück der Anlage ist ein schräg gestellter Prozessbehälter mit Mischarm und Zerkleinerungswerkzeug und einer Entleerungspumpe. Die Anlagenkomponenten, die Steuerung und der Schaltschrank sind platzsparend auf einem Grundrahmen montiert. Seine Oberfläche und die des Schaltschranks sind geneigt, um Ablagerungen zu vermeiden. Die Grundsätze des Hygienic Designs wurden nicht nur bei der Gestaltung dieser Komponenten berücksichtigt, sondern auch bei allen produktberührten Bereichen der Maschine.

Der Prozessbehälter verfügt über einen großflächigen Deckel, der automatisch geöffnet und geschlossen werden kann. Auf diese Weise ist eine einfache Beschickung des Behälters mit stückigen Rohwaren aus Standardnormwagen möglich. Eine entsprechende Hebe-Kipp-Vorrichtung ist direkt an der Maschine montiert. Für flüssige, pulverförmige und kristalline Rohstoffe stehen seitlich angeordnete Dosieranschlüsse zur Verfügung. Das am Boden des Behälters angeordnete Zerkleinerungswerkzeug basiert auf dem praxiserprobten Stephan-Universalmaschinen-Prinzip. Mehrere Messer werden über einen drehzahlregelbaren Motor angetrieben. Die Antriebswelle ist über eine hygienische Gleitringdichtung zum Behälter abgeschlossen. Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3000 min-1 werden die Rohwaren zerkleinert und dispergiert. Eine Vorzerkleinerung der Ausgangsstoffe ist nicht erforderlich.

Die Combitherm-Anlage ist mit einem Vakuumsystem ausgestattet. Es ermöglicht Zerkleinerungsprozesse in sauerstoffreduzierter Atmosphäre, so dass auch empfindliche Rohwaren ohne Einbußen bei Geschmack, Farbe oder Vitamingehalt verarbeitet werden können.

Neben den schnelllaufenden Messern befindet sich auch ein Mischarm mit Abstreifern im Prozessbehälter. Er wird ebenfalls frequenzgeregelt durch den Boden angetrieben und führt Produkte, die während des Zerkleinerungs- und Dispergierprozesses an die Behälterwandungen geschleudert wurden, wieder den Messern zu. Außerdem kann er bei stillstehendem Zerkleinerungswerkzeug zur reinen Vermischung der Rohwaren eingesetzt werden. Die spezielle Konstruktion des Mischarms führt in Kombination mit der Schrägstellung des Behälters zu einer sehr produktschonenden und schnellen Vermischung. Das Produkt wird vom Mischarm angehoben und fällt, sobald es eine bestimmte Höhe erreicht hat, wieder nach unten. Bei minimalem mechanischem Aufwand wird dadurch eine optimale und zugleich produktschonende Quervermischung erreicht.

Sollen die Produkte in der Combitherm-Anlage erhitzt werden, kann die Anlage mit der Direktdampfinjektion von Stephan ausgestattet werden. Über mehrere Spezialdüsen wird der Wasserdampf direkt in das Produkt injiziert. Die Misch- und Zerkleinerungswerkzeuge sorgen für eine schnelle Verteilung und Kondensation. Zusätzliche Energie zur Erhitzung von Wärmeübertragungsflächen wird nicht benötigt. Der direkte und schnelle Wärmeeintrag wirkt sich nicht nur positiv auf die Energiebilanz aus, sondern schont auch Aroma, Farbe und Struktur der Produkte. Ein Anbrennen wird vermieden.

Am tiefsten Punkt des Behälters befindet sich ein Bodensitzventil für die Entleerung. Das geschlossene Ventil verschließt den Behälter frontbündig. Ein Absinken von nichtverarbeiteten Rohwaren in den Ventilbereich findet nicht statt. Pürierte Kost muss einen gleichmäßigen Feinheitsgrad aufweisen. Stücke, die eine vorgegebene Größe überschreiten, dürfen nicht im Endprodukt enthalten sein. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die Combitherm-Anlage mit einem Microcut-Feinstzerkleinerer kombiniert, den Stephan in unterschiedlichen Ausführungen anbietet. Während der Entleerung wird das Produkt kontinuierlich konditioniert. Der Microcut-Feinstzerkleinerer arbeitet kontinuierlich. Das Produkt wird bei hoher Drehzahl in einem Rotor-Stator-System bearbeitet. Der rotierende Schneidkopf führt das Produkt dem Schneidring zu. Auf dem feststehenden Schneidring sind in definiertem Abstand Schneidplatten angebracht. Diese Spalte muss das Produkt passieren. Zu große Partikel werden durch das Schneidsystem zerkleinert. Der Feinstzerkleinerer arbeitet kontaktfrei, so dass ein kontinuierlicher Abrieb durch Metallkontakt nicht stattfindet.

In der Basisausführung der Combitherm-Prozessanlage können bis zu 80 Rezepturen in der Steuerung hinterlegt werden. In den Rezepturen werden die einzelnen Prozessschritte, deren Summe das gesamte Herstellungsverfahren ergibt, genau definiert. Parameter wie Erhitzungstemperatur, Vakuumhöhe, Werkzeugdrehzahl, Bearbeitungszeit, Beschickung- und Entleerung, werden für jeden einzelnen Prozessschritt festgelegt. Bedienerfreundliche Rezeptureingabemasken ermöglichen eine einfache Ergänzung durch neue Rezepturen. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Combitherm durch eine externe zentrale Rezepturverwaltung zu ergänzen.

Bei der Herstellung von pürierter Kost und Babynahrung ist die Chargenrückverfolgbarkeit besonders wichtig. Zu diesem Zweck kann die vollautomatische Combitherm-Prozessanlage durch ein spezielles Datenerfassungs- und Archivierungssystem ergänzt werden.

Des Weiteren ist die Prozessanlage CIP-reinigbar. Eine optimale Restentleerung wird durch die Schrägstellung des Prozessbehälters und durch die spezielle Ausführung des am tiefsten Punkt installierten Bodensitzventils erreicht. Die eingesetzten Dichtungsmaterialien sind FDA-konform. Es besteht die Möglichkeit, die Combitherm-Anlage mit doppeltwirkenden Gleitringdichtungen auszustatten.

Halle 7, Stand J20

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