Heißen Fruchtsaft in kalte Glasflaschen einfüllen – dabei kann vieles schief gehen, wenn der Temperaturunterschied zu groß ist. Das britische Unternehmen Britvic setzte bisher einigen Aufwand und vor allem eine Menge Energie ein, um Glasbruch zu vermeiden. Seit Britvic einen Carbon-Infrarotofen von Heraeus Noblelight zum Vorwärmen der Glasflaschen nutzt, konnte es signifikante Energieeinsparungen erreichen. Zudem wird wertvolle Produktionsfläche eingespart, weil jetzt die gleiche Linie zum Kaltspülen sowohl für Säfte als auch für kohlensäurehaltige Getränke genutzt werden kann.
Dr. Marie-Luise Bopp
Britvic in Bramley, Großbritannien, verarbeitet eine große Bandbreite von Frucht- und Gemüsesäften. Die Säfte werden vor dem Einfüllen bei Temperaturen um etwa 80 °C pasteurisiert; die leeren Glasflaschen erreichen die Füllstation dagegen mit der jeweiligen Umgebungstemperatur. Beim Befüllen der Flaschen besteht die große Gefahr eines Hitzeschocks, der das Glas zum Springen oder Zersplittern bringt, vor allem, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Flüssigkeit und Glas größer als 42 °C wird.
Um diese Temperaturdifferenz unterhalb des kritischen Levels zu halten, wurden die leeren Flaschen früher mit heißem Wasser gespült und dann in einem Wasserdampf-Ofen auf etwa +55 °C vorgeheizt, schließlich musste das heiße Wasser noch abtrocknen, bevor Saft eingefüllt werden konnte. Dieses Verfahren war durch das heiße Wasser und den Dampf sehr energieintensiv, außerdem konnte man den Dampfofen bei einem Bandstopp nicht schnell genug abschalten.
Verbesserte Effizienz
Als bei Britvic eine neue Hot-Fill-Abfüllzeile eingerichtet werden sollte, entschied man sich, gleichzeitig die Effizienz der Flaschenheizung zu verbessern. Steve Duckworth, der zuständige Projektingenieur bei Britvic, führte dazu Tests im Anwendungszentrum von Heraeus Noblelight in Neston durch. Diese fielen so erfolgreich aus, dass eine Testanlage in Bramley aufgestellt wurde, um die Technik vor Ort auf Herz und Nieren zu prüfen.
Heute erwärmt ein vier Meter langer Infrarotofen mit einer Nennleistung von 109,2 kW die leeren Flaschen. Der Ofen besteht aus drei Zonen, die ersten beiden enthalten je zwei Carbon-Infrarotmodule von 15,6 kW, in der letzten Heizzone befinden sich zwei Carbon-Module von je 23,4 kW. In dieser dritten Zone wird über einen PID-Regler sichergestellt, dass die Flaschen die richtige Temperatur für das Befüllen haben. Carbon-Infrarotstrahler (CIR) wurden gewählt, weil sie Strahlung im mittleren Wellenlängenbereich abgeben, genau dort, wo Glas gut absorbiert. Außerdem reagieren sie so schnell, dass sie gut geregelt werden können und ein Überheizen der Flaschen im Falle eines Bandstopps vermieden wird.
Seit der Installation arbeitet das neue mittelwellige Infrarotsystem sehr erfolgreich, es sorgt dafür, dass Energie im Wert von etwa 10 000 britischen Pfund jährlich eingespart werden kann. Steve Duckworth ist zufrieden: „Heraeus hat uns erklärt, dass mittelwellige Infrarotstrahlung optimal für das Erwärmen von Glas geeignet ist und hat das auch in der Praxis bewiesen. Das hilft uns, Energie zu sparen und außerdem brauchen wir die Flaschen vor dem Befüllen nur noch kalt zu spülen. Für uns ist das sehr wichtig, denn es bedeutet, dass die Spülzeile für Säfte jetzt mit den kohlesäurehaltigen Getränken geteilt werden kann, ohne größere Umbauten vornehmen zu müssen und ohne zusätzliche Kosten. Getränke mit Kohlensäure dürfen nämlich niemals in heiße Flaschen gefüllt werden.“
Infrarotstrahlung wird kontaktfrei, schnell und mit hoher Leistung übertragen, es ist kein Medium, wie Luft oder Wasser nötig, um ein Produkt zu erwärmen.
Infrarotstrahler zeigen sehr kurze Reaktionszeiten, kurzwellige und Carbon-Strahler von Heraeus Noblelight reagieren innerhalb von einer bis drei Sekunden. Das macht Wärme regelbar und hilft, zusammen mit Temperaturkontrollen, eine Überhitzung von Materialien zu vermeiden. Zudem spart es Energie, wenn die Wärmequelle nur dann angeschaltet sein muss, wenn sie gebraucht wird.
Heraeus Noblelight bietet das komplette Spektrum an Infrarotwärme vom sehr kurzwelligen NIR bis zum mittelwelligen Carbon-Infrarot CIR. Heraeus führt in hauseigenen Anwendungszentren praxisnahe Tests mit Kundenmaterialien durch, um die optimale Prozesslösung zu finden.
Halle 6, Stand F32
Online-Info www.dei.de/0409435
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