Individuell gestaltete, funktionelle Lebensmittel werden bald im Mittelpunkt unserer Ernährung stehen. Sie bilden das Gegenstück zur heutigen Massenproduktion, bei der große Mengen an Lebensmittel aus denselben Zutaten und Inhaltsstoffen hergestellt werden.
Maßgeschneiderte Lebensmittel könnten in Zukunft vermehrt auf der Einkaufsliste stehen. Produziert werden sie nach den gesundheitlichen, geschmacklichen oder persönlichen Präferenzen jedes Einzelnen. Schon heute gibt es viele Beispiele: Eigens zusammengestellte Müslis, individuell gestaltete Backwaren oder Süßigkeiten und vieles mehr.
Kleine Losgrößen realisieren
Um den enormen produktionstechnischen Aufwand von personalisierten Lebensmitteln zu bewältigen, benötigt man aber die richtigen Anlagen und Systeme. Unternehmen müssen kleine Losgrößen fertigen können und dabei absolut flexibel hinsichtlich der Inhaltsstoffe sein. Zu den Zutaten, die dem Lebensmittel die individuelle Note geben, gehören etwa Aromastoffe, Farben und auch funktionelle Zutaten, wie Enzyme oder probiotische Flüssigkeiten. Vor allem die hohe Konzentration dieser Inhaltsstoffe verlangt nach höchster Genauigkeit im Dosierprozess. Geringste Abweichungen verändern das Aussehen, den Geschmack oder die Wirkung der Lebensmittel.
Exakte Dosierung ist entscheidend
Die Dispenser von Viscotec sind eigens für die Dosierung von kleinen Mengen entwickelt. Die kleinen Pumpen eignen sich gerade im Bereich der flüssigen Zusatzstoffe, bei denen meist nur sehr geringe Mengen dosiert werden. Zum Beispiel lassen sich Aromastoffe für Milchprodukte, Saucen oder Fertiggerichten in einer exakt definierten Menge zuführen. Das schützt vor falsch dosierten Zutaten und somit vor Produkten, die entweder zu viel oder zu wenig Aromastoffe enthalten.
Mit den Dosierpumpen von Viscotec sind Ergebnisse mit weniger als +/- 1 Prozent Abweichung möglich. Ein weiterer Vorteil des Hygienic Dispensers auf Basis der Endloskolben-Technologie ist, dass Dosiermengen – im Gegensatz zu herkömmlichen Kolbenfüllsystemen – sehr einfach erhöht und reduziert werden können. Durch Anpassung der Umdrehungsgeschwindigkeit ist die Dosiermenge variabel und stufenlos einstellbar. Wird zum Beispiel mehr Erdbeeraroma für Milchmischgetränke benötigt, kann durch die Erhöhung der Dispensergeschwindigkeit sofort nachjustiert werden.
Praxisbeispiel: Herstellung von Fitnessshakes
Ein Fitnessgetränkehersteller produziert all seine Shakes auf derselben Basis an Grundzutaten. Bisher mischte er für jede Art an Geschmack und Funktionalität alle Zutaten in einem Produktionsschritt. Nach jedem Artenwechsel (10 verschiedenen Produkte) war eine Reinigung der kompletten Anlage notwendig. Nun mischt er lediglich die Grundzutaten und fügt erst im spätest möglichen Prozessschritt die individuellen Zusätze mit dem Viscotec Hygiene Dispenser hinzu.
Der modulare Aufbau der Pumpen erlaubt dabei eine vielseitige Anwendung. Auch hochkonzentrierte und aggressive Inhaltsstoffe sind dosierbar. In vielen Fällen handelt es sich um chemisch-aggressive Produkte, beispielsweise um Ätherische- oder Fruchtöle. Eine chemische Beständigkeit der Dosierkomponenten ist daher erforderlich und wird vorausgesetzt. Durch speziell entwickelte Elastomere, die im Viscotec-Dispenser eingesetzt werden – zum Beispiel beim Stator –, gibt es keine Wechselwirkungen oder chemische Reaktionen mit aggressiven Aromastoffen.
Vorteile des Endloskolben-Prinzips
Die Systeme von Viscotec basieren auf der Endloskolben-Technologie. In der Vergangenheit fand diese Technik vor allem bei großen Transfer- und Förderpumpen Anwendung. Das Unternehmen aus Töging jedoch nutzt diese Technik für hochpräzise Dosier- und Abfüllaufgaben. Um die gewünschte Präzision zu erreichen, waren viele Entwicklungsschritte nötig.
Die Dosiergeometrie fördert drehwinkelproportional pro Umdrehung ein konstantes Volumen. Die Förderrichtung ist durch Umkehr der Drehrichtung reversibel. Das Volumen ist somit über die Winkelgrade eindeutig definiert. Aus dieser Technik ergibt sich eine druckstabile, lineare Pumpenkennlinie. Eine klare Aussage über das Verhältnis von Umdrehung, Zeit und Fördermenge wird ermöglicht. Das wiederum führt zu einer gewährleisteten Dosiergenauigkeit am Pumpenaustritt von 1 Prozent (abhängig vom Medium), die in der Praxis oft unterschritten wird.
Ein weiterer Nutzen dieser Technologie liegt in der entstehenden Förderkammer, deren Volumen im Verlauf der Bewegung absolut konstant bleibt. Dadurch ist es möglich, feststoffbeladene Medien und sogar stückige Produkte zu fördern und abzufüllen. Ein Vorteil gegenüber anderen Fördermechanismen ist außerdem, dass in über 95 Prozent aller Anwendungen auf Abfüll- und Dosierventile verzichtet werden kann. Denn durch einen kurzen Rückwärtslauf am Ende des Dosiervorgangs kommt es zu einem kontrollierten Fadenabriss; ein Nachtropfen wird verhindert. Somit können selbst schwierige, hochviskose Flüssigkeiten prozesssicher dosiert oder abgefüllt werden, ohne dass es zu Pulsationen, Fehldosierungen oder einer zu starken Beanspruchung des Materials kommt.
Dosiervolumen jederzeit flexibel anpassen
Im Gegensatz zu konventionellen Abfülltechnologien, wie den Kolbenfüllern, kann das Dosiervolumen flexibel angepasst werden und zwar während des Abfüllprozesses. Durch das volumetrische Dosierprinzip wird das ausgebrachte Volumen exakt durch die Anzahl der Umdrehungen der Pumpe definiert. Indem man diese Drehzahl modifiziert, kann die Dosiermenge variabel angepasst werden. Die Pumpe muss also nicht mechanisch umgebaut werden und es ist auch nicht nötig, den Prozess über längere Zeit anzuhalten.
Dieses variable Handling und die einfache Ansteuerung ermöglicht es, den Dispenser für flexible, halbautomatische und individualisierte Produktionsverfahren mit einer Stand-Alone-Steuerung einzusetzen. Er lässt sich aber ebenso mühelos in bestehende Abfüllanlagen und Produktionskonzepte mit vorhandener SPS integrieren.
Leicht zu reinigen
Der modulare Aufbau des Dispensers ermöglicht es, dass dieser sowohl automatisch gespült und gereinigt werden kann, als auch manuell durch Zerlegen. In vollautomatisierten Abfüllanlagen kann dabei eine gängige CIP- oder SIP-Anlage verwendet werden. Gängige CIP- oder SIP-Prozeduren, darunter die Spülung mit Salpetersäure oder Natronlauge bei 70° C oder auch Heißdampfsterilisation bei 143° C, sind mühelos möglich.
Manuell lässt sich der Dispenser innerhalb weniger Minuten werkzeuglos zerlegen und sämtliche Bauteile können gereinigt werden. Der Dispenser ist totraumoptimiert und nach den allgemeinen Richtlinien des Hygienic Design konstruiert. Eine Kontamination durch Mikroorganismen ist nicht möglich.
