Keine Schnittstellenprobleme

Dipl.-Ing. Hans Groenewold, Mag. Wolfgang Wengler, Dr. Michael Hutzinger

Der österreichische Anlagenbauer Ammag ist auf den sich ergänzenden Geschäftsfeldern Schüttgut- und Sprühgranulationstechnik tätig. Das Unternehmen liefert schlüsselfertige, auf die individuellen Anforderungen des Anwenders abgestimmte Silo-, Förder-, Dosier-, Wäge- und Mischanlagen sowie Sprühgranulations- und Coatinganlagen. Bei der Optimierung der Anlagenparameter nutzt Ammag die firmeneigene Labor- und Technikumsanlage. Hier können auf leistungsfähigen Maschinen vielfältigste Versuche durchgeführt werden; das Spektrum reicht von Untersuchungen zum Förderverhalten von Schüttgütern über Misch- und Dosierversuche bis hin zu Coating- und Sprühgranulationsprozessen im Technikummaßstab.

Der mittelständische Anlagenbauer hat sein Produktspektrum nun um das Granufour-Dienstleistungspaket ergänzt. Es unterstützt Unternehmen bei der Realisierung von neuen Produkten auf Trockenstoffbasis. Das Dienst-leistungspaket besteht aus den vier Modulen Trockenstoff-Design, Test des Produktes, Bau der Produktionsanlage und Trockenstoffhandling. Granufour beginnt mit der Überprüfung der prinzipiellen Machbarkeit und Umsetzbarkeit einer Produktidee im Labor- und Technikummaßstab und endet mit der Übergabe der schlüsselfertigen Anlage zur Herstellung des neuen Produkts, einschließlich der notwendigen Schüttguthandlinganlagen.

Lebensmittel und Zutaten mit ernährungsphysiologischen Zusatznutzen sind nicht nur bei den gesundheitsbewussten Verbrauchern sehr beliebt. Vor diesem Hintergrund plante ein Lebensmittelproduzent die Entwicklung eines neuen beschichteten Ballaststoffs, dem ein präbiotisches Konzept zugrunde liegt. Eine wesentliche Forderung war, dass die pulverförmige Zutat das Aussehen und die sensorischen Eigenschaften des Fertigproduktes nicht verändert. Bei der Realisierung dieser Produktidee nutzte man das Granufour-Dienstleistungspaket von Ammag, weil es die systematische Bearbeitung solcher Aufgabenstellungen und ein strukturiertes Vorgehen im Rahmen von gemeinsam definierten Zeiträumen (Meilensteinen) erlaubt. Auf diese Weise ist eine überschaubare Kostenstruktur für das gesamte Entwicklungsprojekt sichergestellt.

Nach der Formulierung der Produktidee wird im ersten Schritt ihre Umsetzbarkeit geklärt. Im Fall der beschichteten Ballaststoffe ging es dabei um folgende Fragestellungen: Kann durch eine wasserundurchlässige Beschichtung der einzelnen Partikel der stark quellenden Substanzen der sonst auftretende Verdickungseffekt während der Lagerung oder der Zubereitung des Lebensmittels verhindert werden? Lässt sich die Beschichtung so gestalten, dass sich der präbiotisch wirksame Verdickungseffekt erst nach dem Verzehr des Lebensmittels entfaltet?

Erfahrungen aus einer ähnlichen Anwendung ließen diese Beschichtung möglich erscheinen. Daher wurde ein Kriterienkatalog für das Beschichtungsmaterial erstellt, der u.a. folgende Kernforderungen enthielt:

• Bildung einer durchgehenden Kapselwand mit hoher Wasserundurchlässigkeit

• eine auf den jeweiligen Verarbeitungsprozess abstimmbare mechanische Stabilität der sensorisch akzeptablen Beschichtung

• es kommen ausschließlich zugelassene und ganzjährig verfügbare Nahrungsmittelzusatzstoffe zum Einsatz

Zur Beschichtung trockener Partikel und gleichzeitig ablaufender Abtrennung des unerwünschten Wasseranteils eignet sich sehr gut die Wirbelschicht-Sprühgranulation. Um diese Tatsache für den konkreten Anwendungsfall beschichtete Ballaststoffe zu prüfen, wurden entsprechende Laborversuche gestartet.

Beim Trockenstoff-Design steht im ersten Ansatz die Suche nach geeigneten Stoffen, die die vom Auftraggeber gewünschten Eigenschaften haben, im Mittelpunkt. Aber auch die technische Umsetzbarkeit des Projekts findet bereits in dieser Phase Berücksichtigung. Die Kenntnis von neuen Verarbeitungsverfahren ist hier sehr wichtig. So bietet beispielsweise die Mikroverkapselung eine Vielzahl von Möglichkeiten, Stoffe zu kombinieren, die an sich inkompatibel sind. Im Bereich Functional Food gewinnt dieses Verfahren deshalb zunehmend an Bedeutung.

Am Ende dieser ersten Stufe des Granufour-Dienstleistungsprogramms steht ein im Labormaßstab produziertes Produktmuster.

Am Beginn der nächsten Stufe, dem Test des Produktes und des Verfahrens im Pilotmaßstab, zeigen sich die Vorteile der Umsetzung der ursprünglichen Produktidee durch ein einziges Team: Alle Erfahrungen aus dem Labor fließen unmittelbar in die Pilotproduktion ein. Das Ergebnis: Die Zahl der Pilotversuche lässt sich deutlich minimieren, was in letzter Konsequenz zu einer Beschleunigung der Entwicklungsarbeit führt.

Das für die Herstellung von beschichteten Ballaststoffen im Labor entwickelte Verfahren ließ sich problemlos auf den Pilotmaßstab übertragen. Das in der Pilotanlage erzeugte Produkt war sogar gleichmäßiger als das im Labor erzeugte. Zunächst erzeugte man etwa 1000 kg des Ballaststoffs, die der Kunde und Ideengeber beispielsweise dazu nutzte, sein neues Produkt über verschiedene Werbemaßnahmen bekannt zu machen. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil des Granufour-Dienstleistungspaketes: Die Marktakzeptanz des neuen Produkts kann geprüft werden, ohne dass bereits Investitionen in eine Produktionsanlage geflossen sind.

Der beschichtete Ballaststoff stieß bei den Verbrauchern auf positive Resonanz, die testweise Markteinführung des Produkts war erfolgreich. Nun konnte mit dem Bau der Produktionsanlage begonnen werden. In dieser Phase des Granufour-Dienstleistungspakets sorgen die Erfahrungen aus der Pilot-Produktion für einen zeitlichen Vorsprung: Die in der Pilotanlage gewonnenen und abgesicherten Parameter bilden die Basis für die Dimensionierung und konstruktive Gestaltung der Produktionsanlage. Da das gleiche Team, das die Produktentwicklung durchgeführt hat, nun die Anlagenplanung übernimmt, lassen sich zudem Informationsverluste nahezu ausschließen.

Die Produktionsanlage für die Herstellung des beschichteten Ballaststoffs enthält neben der Wirbelschicht-Sprühgranulationsanlage auch verschiedene Komponenten zum Lagern, Fördern, Dosieren, Wägen, Mischen oder Abfüllen. Bei der Entwicklung, Auslegung und dem Bau dieser Trockenstoffhandling- und -verarbeitungsanlagen kann Ammag auf eine langjährige Erfahrung zurückgreifen.