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Diese Mischer spielen sich doch immer irgendwie in den Vordergrund. Natürlich, es muss der Richtige sein. Der Kneter für die Großbäckerei, Dissolver bei Lackproduzenten, für Zahnpasta eine Vakuumprozessanlage und Nahrungsmittel-Ergänzungsstoffe entstehen am besten im Containermischer. Rohstoff rein, Produkt raus – und ab in die Abfüll- oder Verpackungsanlage. Doch was, wenn die Rohstoffe nicht immer die gleiche Qualität haben? Wenn sie hygroskopisch oder schlecht rieselfähig sind? Wenn der Hauptbestandteil mit unterschiedlichsten Mengen an Kleinkomponenten gemischt werden soll? Oder gar der Mischprozess davon abhängt, dass jede Komponente zu genau dem richtigen Zeitpunkt dazukommt? Alles rein in den Mischer – so einfach ist es selten, wenn die Qualität der Backmischung, des Gewürzsalzes oder des Vitaminpräparats am Ende immer dieselbe sein soll.
Konstanz ist gefragt. Damit die Endprodukte nicht je nach Charge unterschiedlich ausfallen, spielt die Rohstoffzuführung eine bedeutende Rolle. In den vergangenen Jahren hat sich in den meisten Prozessen eine Kombination aus Vollautomatisierung und Handdosierung bewährt. Und nichts geht ohne die entsprechende Steuerungssoftware. In ihr hinterlegte Batch-Rezepturen können berücksichtigen, wenn die Güte des Ausgangsprodukts schwankt. „Die Schwächen der Natur ausgleichen“, nennt das Walter Sonntag, Marketingleiter beim Zuführspezialisten Azo. Sein Kollege Alois Billigen verdeutlicht das an einem Beispiel: „Einer unserer Kunden hatte beispielsweise die Erfahrung gemacht: Wenn die Silofahrzeug-Entleerung deutlich länger als gewöhnlich dauert, dann hat es die Natur mit dieser Charge einmal nicht so gut gemeint hat. Er passt dann die Variablen der Zuführung und des Mischprozesses etwas an.“ Der Wandel von der Zugabe per Hand zur immer weitergehenden Automatisierung führt laut Billigen zu besserer Qualität: „Wir machen es nicht nur genauer und zum richtigen Zeitpunkt – sondern dokumentieren das Ganze auch.“ So entstehen Transparenz, Rückverfolgbarkeit und eine gute Basis für die Prozessoptimierung.
Auch Großkomponenten genau dosiert
Azo deckt mit seinen Lösungen für die Solid- und Liquid-Zuführung unterschiedlichste Anwendungen ab – in vier Bereichen: Food (u.a. Backwaren, Gewürz- und Backmischungen), Vital (Pharma- und Milchprodukte, Süßwaren und Getränke), Chem (u.a. Farben, Lacke, Feinchemie und Kosmetika) und Poly (vor allem PVC, Masterbatch und Additive). Groß- und Mittelkomponenten werden mit Saugwiegesystemen zudosiert, die dank Grob-/Feinumschaltung auch bei sehr hohen Durchsätzen hohe Genauigkeit erreichen. Für Mittel- und Kleinkomponenten nutzt Azo sogenannte Componenter – oder bedienergeführte manuelle Wiegesysteme. Extrem viele Kleinmengen benötigt etwa ein Gewürzhersteller für seine Mischungen, zu denen auch Essig mit Mangoaroma, Sandwichcremes und Marinaden gehören. 88 Plätze für die Klein- und Kleinstmengen-Verwiegung gibt es dort. Der nächste Schritt zu noch konstanterer Produktqualität und höherer Produktionseffizienz führt darüber, häufig gebrauchte Kleinmengen silierfähig zu machen und sie den Mischern vollautomatisiert zuzuführen. Brühwürze gehört dazu. Doch die ist äußerst hygroskopisch, was dem Zuführsystem viel abverlangt. Durch den Einsatz konditionierter Luft ist auch das in den Griff zu kriegen.
Walter Sonntag meint jedoch: „Es wird bei derartigen Fällen nie gelingen, auf alle manuellen Wägeplätze zu verzichten.“ Die Kleinmengen, die dort zugewogen werden, haben meist einen besonders starken Einfluss auf die Qualität des Endprodukts. Daher ist eine gute Bedienerführung wichtig: Vor der Zugabe liest der Mitarbeiter den Barcode am Vorlagebehälter ein, er bekommt eine genaue Anweisung, wann das jeweilige Produkt zuzugeben ist – und erst wenn Art und Menge korrekt vorliegen, „geht die Klappe auf“, so Sonntag. Dass Genauigkeit im Extremfall Leben rettet, zeigt das Beispiel eines Pharmaherstellers. Azo-Anlagen dienen ihm zur Herstellung steriler Lösungen für die Dialyse. Hier werden Großmengen wie Glukose mithilfe eines pneumatischen Saugwiegesystems automatisch zugeführt. Einige Salze dosiert man über das Azo-Componenter-System grammgenau. Und um Kleinstmengen hochgenau zuzuführen, nutzt man die ManDos-Wiegezentren von Azo, ausgestattet mit einer Laminar-Flow-Einrichtung.
Chargen- oder Konti-Prozesse exakt gesteuert
Chargenprozesse sind bei vielen Pharma- und Lebensmittelherstellern der Normalfall. Doch je nach Produktbeschaffenheit, Chargengröße und Reinheitsanforderung werden auch kontinuierliche Verfahren eingesetzt. „In speziellen Fällen sind Konti-Prozesse mit entsprechender Zuführung sinnvoll“, erläutert Sonntag. Obgleich die überwiegende Anzahl von Azo-Anlagen batchlastig ist, hat das Unternehmen auf den Trend zu Konti-Verfahren bereits reagiert: mit einer Steuerungsgeneration namens AzoCont von Azo Controls. Eine Polyethylen-Pilotanlage läuft damit schon seit mehreren Monaten. Das System ließe sich auch für die Beschickung von Konti-Knetern in Bäckereien einsetzen. Nicht nur die Menge ist ausschlaggebend für die Entscheidung für Batch- oder Kontiprozess. Wer Kreuzkontamination ausschließen will, etwa bei Pharmaprodukten oder bei koscheren Lebensmitteln sei zum Teil auch bei größeren Chargen nicht bereit, auf Konti-Verfahren umzusteigen.
Ein weiterer Trend sei die prozessübergreifende Betrachtung, die sich auch in der Automatisierung abbildet. Sonntag erlebt, dass viele Kunden die Komplettsteuerung von Zuführung und Mischern wünschen. Azo Controls schnürt Leistungspakete, die vertikal vom Hostrechner über die Prozesssteuerung bis hin zur Sensorebene und horizontal von der Rohstoffanlieferung bis zur Verpackung alles abdecken. Alois Billigen sagt: „Es kommt sogar vor, dass wir den Verpackungsprozess mit steuern.“ Mindestens aber sei es angeraten, Kennzahlen aus dem Misch- und dem Verpackungsprozess zu ermitteln. Die seien oft entscheidend dafür, den Prozess zu optimieren.
Blue Competence als Innovationstreiber
Überraschend affin sind die Lebensmittel, Pharma-, Kunststoff- und Chemikalienhersteller, die Azo mit seinen Anlagen bedient, inzwischen beim Thema Blue Competence. Die vom VDMA initiierte Nachhaltigkeitsinitiative wirkt sich unmittelbar auf den Carbon Footprint ihrer Produkte aus. „Von vielen Interessenten werden wir zu Systemvergleichen aufgefordert“, berichtet Sonntag. Über Einsatz von Frequenzumrichtern, veränderte Linienführung etc. lässt sich der CO2-Ausstoß deutlich beeinflussen.
Erstaunlicherweise waren hier die inhabergeführten Mittelständler Vorreiter. Sonntag berichtet: „Die Vorstände der Global Player haben deutlich länger auf den schnellen ROI geachtet. Sie entdecken nun aber auch nach und nach die Life-Cycle-Kosten.“ Sonntag freut sich darüber: „Immer mehr Unternehmen weisen ihre Projektingenieure an, Anlagen mit einem möglichst guten Carbon-Footprint anzuschaffen. Und diese Kennzahl ist bei unseren ShuttleDos-Systemen besonders klein.“ Die Containersysteme seien erste Wahl, wenn gleichzeitig nachhaltig und kontaminationsfrei produziert werden soll. Bei pneumatischer Förderung kann man gewisse Verschleppungen nie ganz ausschließen.
