Zukünftige Anforderungenschon heute erfüllen

Das Vertrauen von Konsumenten ist fragil und ist es erst einmal erschüttert, bedeutet dies für die Unternehmen im besten Fall Umsatzrückgänge. Viel gravierender dürfte jedoch sein, dass es sehr viel Arbeit ist, die damit verbundenen Imageverluste wieder aufzufangen. Zur qualitativ hochwertigen Backwarenproduktion benötigt man daher nicht nur die entsprechenden Anlagen und Apparate, sondern die Qualität muss auch nachweisbar sein. Zwar ist der gläserne Herstellungsprozess, wie es in anderen Branchen unter dem Stichwort Industrie 4.0 dargestellt wird, noch nicht vollständig umsetzbar. Dennoch gilt er als Maßstab für die Zukunft.

Ein Plus an Messtechnik, viele Kontrollpunkte im Prozess oder die Dokumentation jedes einzelnen Prozessschrittes ersetzen jedoch nicht das Know-how rund um den Backprozess. Nur wer den Gesamtprozess beherrscht, von der Rohwarenannahme über das Schüttgut- und Flüssigkeitshandling, der Verfahrenstechnik bis zum Backen, ist in der Lage, bei einer Auffälligkeit der Messwerte an der richtigen Stelle im Prozess einzugreifen. Greifen Verfahrenstechnik und robuste Automatisierungstechnik ineinander, gewinnt der Gesamtprozess an Effizienz.

Bei Zeppelin Systems beschäftigt man sich seit vielen Jahren mit Fragestellungen rund um die Qualitätssicherung im Backwarenprozess. So ist das Unternehmen beispielsweise einer der Vorreiter bei kontinuierlichen Aufbereitungsprozessen (siehe Kasten). Zeppelin arbeitet nicht nur bei der kontinuierlichen Teigherstellung eng mit Wissenschaftszentren zusammen. Derzeit geht es beispielweise in Zusammenarbeit mit Weihenstephan an der TU München darum, einheitliche Schnittstellen zu gestalten, um Messdaten – also Qualitätsparameter, Leistungsdaten aus den unterschiedlichsten Maschinen oder Prozessdaten in ein übergeordnetes Leitsystem zu übertragen.

Während in anderen Branchen diese Schnittstellen längst standardisiert sind, hinkt die Backwarenindustrie in diesem Punkt hinterher. Dies sorgt für doppelte Aufwendungen und unnötige Kosten, beispielsweise beim Übergang zwischen Getreidemühle und Rohwarenannahme bei der Bäckerei. Jede Getreidemühle erfasst mittlerweile die Qualitätsdaten wie Feuchtigkeit, Gluten- und Stärkegehalt, sowohl beim Eingang des Getreides als auch bei der Abgabe der Mehle. Diese Daten werden aber noch nicht an die Systeme des verarbeitenden Betriebs weitergegeben. Also beginnt dort eine erneute Probenziehung und anschließende Erfassung der Werte.

Andere Aspekte kommen bei Lebensmittelkonzernen zum Tragen, die über mehrere weltweite Standorte verfügen. Um kosteneffizient zu produzieren, wäre es hilfreich, u. a. Rohstoff- und Endproduktqualitäten in die Prozesssteuerung zu integrieren und diese Qualitätsdaten unternehmensweit auszutauschen und zu vergleichen, um ein Benchmarking zu ermöglich. Bei Zeppelin sind bereits die Weichen gestellt worden, um dieser Vision einen Schritt näher zu kommen.

So ist es beispielsweise möglich, mithilfe der Nahinfrarotspektroskopie (NIR) Rohstoffe, z. B. Mehle, daraufhin zu untersuchen, ob sie der bestellten Qualität entsprechen wie etwa Feuchtegehalt, Proteingehalt, Farbe. Die Messwerte des Mehls werden online ermittelt, in der Visualisierung dargestellt und ins Prozessmanagementsystem Prismaweb² von Zeppelin eingespeist. Auf Grundlage dieser Messwerte lässt sich dann der Prozess optimieren. So hängt der Feuchtegehalt der Eingangsmehle eng mit der benötigten Wassermenge der Rezeptur zusammen. Auch die benötigte Teigtemperatur und Prozessdauer wird so geregelt oder die Backmittelmenge kann den jeweils vorliegenden Mehlqualitäten angepasst werden. Die Qualität des hergestellten Gebäcks kann ebenfalls mithilfe eines optischen Inspektionssystems nach dem Backprozess untersucht werden. So können die Maßhaltigkeit (Größe, Volumen, Bräunungsgrad) und Beschädigungen der Gebäckstücke optisch erfasst, elektronisch ausgewertet und die Messdaten ebenfalls in das Prismaweb² eingespeist werden.

Nicht nur die Messtechnik ist es, die zur Qualitätssicherung beiträgt, sondern auch die Anlagen selbst. So sind die Anforderungen an die Reinigung der Anlagen gestiegen. Grund genug für Zeppelin, den Scherstrom-Mischer Sheardos-WIP zu entwickeln. Scherstrom-Mischer sind für verfahrenstechnische Aufgaben geeignet, bei denen Trockenstoffe intensiv mit Flüssigkeiten vermischt und schonend homogenisiert werden müssen. Hierbei werden die Rohstoffeigenschaften nicht zerstört und entfalten sich auch in der Mischung. In Backbetrieben werden Mehle mit Wasser, Öl, Hefe und Kulturen zu Vor- und Sauerteigen vermischt. Nach weniger als zwei Minuten entsteht ein homogenes Produkt, das sich ausgezeichnet weiterverarbeiten lässt. Zur besseren Hydratation ist hierbei eine Teigausbeute von TA 200 zu empfehlen. Zum Beispiel können auch Muffin-, Waffel- und Pfannenkuchenteige mit dem Sheardos-WIP hergestellt werden.

Der Sheardos-WIP, der im Chargen- und kontinuierlichen Betrieb eingebunden werden kann, besteht aus einem zylindrischen Mischbehälter mit Statoren in der Behälterwand. Das vertikale Mischgefäß endet unten in einem Trichterauslauf, aus dem das Mischgut gefördert wird. Das Highlight des Mischers ist das Washing-in-Place-Verfahren (WIP), also ein spezielles Waschprogramm, bei dem mithilfe mehrerer Hochdruckdüsen der Mischer vollständig automatisch von Schmutz und Rückständen befreit wird. Das Programm und die Konstruktion wurden nicht nur zusammen mit einem Anwender entwickelt, sondern auch Forscher der TU München brachten sich ein. Das Konzept hat sich mittlerweile so in der Praxis bewährt, dass es als Basis für andere hygienische Prozesse herangezogen wird und als wichtige Vorarbeit für zukünftige Standards im Hygienic Design der backenden Industrie gilt.

Gleichzeitig mit der Entwicklung des Sheardos-WIP wurde die Überarbeitung des Dymomix vorangetrieben. Bei diesem Mischer, der im Batchbetrieb vor allem für leichte Teige wie Vorteige, Nudel- und Waffelteige entwickelt wurde, konstruierten die Zeppelin-Ingenieure eine Eindüsung und eine andere Welle. Der Trick: Indem man das Mehl und andere Trockenstoffe zuvor mit Wasser benetzt und danach in den Teigherstellungsprozess bringt, verbessert sich die Teigqualität entscheidend. Dadurch kann die Teigherstellung insgesamt kostengünstiger gestaltet werden. Unter bestimmten Voraussetzungen ist es sogar möglich, die erste Stufe (Mischer) in der kontinuierlichen Misch- und Knetanlage Codos zu ersetzen. Diese Anordnung kam bereits mit großem Erfolg in Projekten für die Herstellung von Hefeteig und Keksteig zum Einsatz. Auch bei diesem Mischer kamen bereits Erkenntnisse aus dem Hygienic Design zur Anwendung, so dass der Mischer leicht zu reinigen ist.

Hygienisch einwandfreie Prozesse sind die Voraussetzung für effiziente Herstellungsverfahren in der Backwarenindustrie. WIP-Funktionen, wie im Sheardos, werden daher in Zukunft zur Standardausstattung gehören. Das Thema Hygienic Design ist jedoch mehr als nur die hygienegerechte Konstruktion eines einzelnen Apparates. Vielmehr kommt es auf die ganzheitliche Gestaltung der Gesamtlinie an. Dazu gehört beispielsweise eine leichte Zugänglichkeit der Anlage für effiziente Reinigungsmethoden, der Einsatz von Schutzsystemen wie der Silotrocknung, die Integration von Siebmaschinen als Schutz gegen unerwünschten Fremdstoffeintrag und nicht zuletzt hocheffektive Zuluft- und Abluftfilter. Im Herstellungsprozess gibt es noch weitere Stellschrauben, um diesen zu optimieren. Werden die Messwerte an ausgewählten Punkten überwacht und können von den Steuerungssystemen intelligent verarbeitet werden, kann der Betreiber frühzeitig an der richtigen Stelle eingreifen. Zudem lassen sich in Zukunft vielleicht sogar einzelne Schritte, wie etwa die doppelte Erfassung von Qualitätsparametern bei der Rohstoffannahme, einsparen. Auch die Einbindung der NIR-Onlinetechnik sorgt für mehr Transparenz im Prozess – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum gläsernen Prozess.

Halle B4, Stand 351

www.prozesstechnik-online.deSuchwort: d815zeppelin

Regionalvertriebsleiter,Reimelt Food Technology

Die kontinuierliche Teigherstellung bietet viele Vorteile, an oberster Stelle steht dabei die konstante und gleichbleibende Teigqualität bei geringem Energieverbrauch. In Batch-Knetern können geringe Abweichungen von einer Charge zur anderen entstehen. Außerdem beginnt nach dem Entleeren des Kneters direkt der Gärvorgang des Teiges. Dieser wird in der Regel erst nach und nach kontinuierlich der Teigaufbereitung zugeführt. Dadurch entstehen unterschiedliche Reifegrade des zu verarbeitenden Teiges. Dies kann durch eine kontinuierliche Knetung vermieden werden, da der Teig direkt nach dem Kneten komplett verarbeitet wird. In Batch-Knetern wird erheblich mehr spezifisch mechanische Energie dem Teig zugeführt, die zum großen Teil in thermische Energie umgewandelt wird. Um eine gleichmäßige Temperierung zu erhalten, wird viel Energie benötigt. Zeppelin bietet seit mehr als zehn Jahren das kontinuierlich arbeitende Codos-System an. Mit diesem System hat der Teig durchgängig eine relativ konstante Temperatur. Das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis u. a. in Bezug auf Energieverbrauch und Zeiteinsparung, eine einfache Bedienbarkeit wie leichtere Einstellung und Kontrolle der Prozessparameter und der geringe Platzbedarf gegenüber Chargenknetern sind nur einige weitere Vorzüge, die für den Einsatz kontinuierlicher Teigherstellungssysteme sprechen. Seit vielen Jahren führt Zeppelin mit dem Institut für Getreideverarbeitung (IGV) Versuche in der kontinuierlichen Teigbearbeitung durch. Dort ist auch das Misch- und Knetsystem Codos für Kundenversuche verfügbar.