Verfahrenstechnik Müsliriegel schnell gemischt

Bild: IgorDutina
15.09.2014

Der englische Hersteller von Back- und Konditorwaren McVities hat eine vollautomatische und präzisen Produktionslinie in seinem Werk installieren lassen. Neben den üblichen Kriterien wie der leichten Reinigung musste auch eine Kreuzkontamination der einzelnen Bestandteile ausgeschlossen werden. Um auf Rezeptwechsel schnell reagieren zu können, wurde die Anlage in mehrere Bereiche aufgeteilt.

Der Englische Snack-Food-Hersteller McVities ist schon seit 1830 im Geschäft. Nun benötigte das Unternehmen für seinen Produktionsstandort in Tollcross eine flexible Produktionslinie. Es sollten unterschiedliche Rezepturen auf derselben Anlage hergestellt werden können. Da die Produktionsleistung variieren kann, musste die Anlage so ausgelegt sein, dass sie bei verschiedensten Durchflussmengen einwandfrei produzieren kann. Schonende Verarbeitung der Rohstoffe und umfassende Hygienekonzepte waren zwei weitere Voraussetzungen, auf die die Planer von McVities großen Wert legten. Die Tatsache, dass häufige Rezepturwechsel in kurzen Zeitabständen anfallen, führte zu einer zusätzlichen Bedingung: Sämtliche Geräte müssen zwischen den einzelnen Produktionen schnell, einfach und gründlich gereinigt werden können. Für die Überwachung des Prozesses und die Rückverfolgbarkeit der Produkte benötigte McVities zudem ein voll automatisiertes Kontrollsystem, das in Echtzeit die nötigen Prozessparameter liefert.

Die Herstellung von hochwertigen Getreideriegeln mit sich oft ändernden Rezepturen ist ein komplexer Prozess. Er stellt hohe Anforderung an die Genauigkeit der Zutaten-Verwiegung, besonders bei der Zugabe von Kleinkomponenten mit unterschiedlichen Fließeigenschaften. Bei Projektbeginn wurde die Anlage in mehrere Teilbereiche aufgeteilt: Empfang der Zutaten, Batch-Zubereitung, Wiegegenauigkeit, Qualitätskontrolle und Produkttransport. Ausgiebige Versuche im Gericke-Testcenter im englischen Ashton-under-Lyne stellten die korrekte Auswahl der Geräte sowie die Optimierung auf den Prozess sicher. Zeitgleich begannen die Gericke-Ingenieure in enger Zusammenarbeit mit McVities mit dem Prozess- und Anlagelayout, um die bestmögliche Konfiguration der Anlage zu erreichen. Ein wichtiger Teil dabei war auch die Zugänglichkeit für die Reinigung und Wartung der verschiedenen Anlagenteile.

Die Rohmaterialien wie Haferflocken, Crispies, Rosinen, Nüsse und Flakes werden als Batch vorbereitet und in einem Empfangsbehälter gesammelt. Kleinkomponenten werden mittels Säcken auf einer separaten Aufgabestation beigegeben. Diese ist mit einer integrierten Absaugvorrichtung inklusive Staubfilter versehen, um die Anlage möglichst staubfrei zu halten. Man reduziert so den Reinigungsaufwand und vermindert die Gefahr einer Staubexplosion. Bei geschlossener Sackschütte werden die Filter automatisch mit Druckluft ausgeblasen. So kann man Rohmaterial, welches sich in den Filtern befindet, zurück in den Prozess führen. Der Materialverlust verringert sich.

Erste Zubereitung als Batch

Alle Zutaten durchlaufen eine Sicherheitssiebung und einen Metallabscheider, bevor sie in den GMS 700 Mehrstromfluid-Mischer gelangen. Dieser Mischer funktioniert nach dem Gericke-Multi­flux-Verfahren. Dabei heben gegenläufige Mischpaddels das Produkt an und generieren eine Art Fließbett. Dort findet ungefähr 80 Prozent des Mischvorgangs statt. Dieses Mischprinzip ist nicht nur extrem schonend, sondern auch sehr schnell. Die Mischzeit für eine homogene Masse bewegen sich bei der aktuellen Anwendung zwischen 90 Sekunden und drei Minuten.

Ein weiterer Vorteil des Multiflux-Verfahrens ist der geringe Energieverbrauch des Mischers und der minimale Energieeintrag in die Mischung. Die Zutaten werden also sehr produktschonend und ohne unnötige Erwärmung verrührt. Der Mischer wird innerhalb kürzester Zeit entleert und das Produkt in einen unter ihm angeordneten Zwischenbehälter überführt. Währenddessen steht der Mischer bereits wieder für den nächsten Mischprozess zur Verfügung. Eine leerzeitfreie Auslastung der Anlage ist so gewährleistet.

Vom Zwischenbehälter aus wird das Produkt kontinuierlich weiterverarbeitet. Eine Gericke-Bandwaage vom Typ DBW kontrolliert den Produktfluss in ein pneumatisches Saugfördersystem. Die Waage ermittelt den Durchfluss und reguliert die erforderliche Leistung kontinuierlich. Anschließend daran wird das Produkt vom Saugfördersystem mit langsamer Geschwindigkeit in einen kontinuierlichen Mischer gefördert, wo dann flüssige Bindemittel zugegeben werden. Das Saugfördersystem ist mit einem variablen Gebläse versehen, welches die Luftmenge dem Produkt anpassen kann. Das Risiko einer Entmischung wird dadurch gesenkt.

Ein Vorteil für den Anlagenbetreiber McVities war, dass Gericke über ein großes Sortiment von leicht zu reinigenden Geräten verfügt. Der GMS-Mischer beispielsweise hat als einziger Mischer eine vollständig aufklappbare Frontseite. Die verwendeten FCT-Zellenradschleusen sind komplett ausziehbar und die DBW-Bandwaage verfügt über ein Bandwechselsystem, welches auf einfache Art und Weise den Aus- beziehungsweise Einbau des Bands ermöglicht, sowie sämtliche Komponenten innerhalb der Bandwaage einfach zugänglich macht. Ein weiterer Vorteil: Für die Arbeiten muss kein zusätzliches Werkzeug verwendet werden.

Kreuzkontamination vermeiden

Eines der auf der Anlage produzierten Produkte enthält Ingwer. Um keine Kreuzkontamination mit den nachfolgenden Rezepten zu riskieren, wird die äußerst aromahaltige Zutat separat mittels Sackaufgabestation zum Mischer geführt. Dabei wird der Ingwer in Säcken von jeweils 25 kg mittels separatem Saugfördersystem in ein volumetrisches Dosiergerät gefördert. Dieses Gerät gibt die Pflanze schließlich in den kontinuierlichen Mischer zu.

Sicherheitsrisiken der gesamten Anlage wurden mittels einer umfassenden Risikoanalyse identifiziert und in die Planung der Anlage mit einbezogen. Dies beinhaltet sowohl das Potenzial einer Staubexplosion als auch anderer Gefahren, welche beim Betrieb der Anlage auftreten können. Somit verfügt McVities über eine Produktionsanlage, welche dem Bedienpersonal eine hohe Sicherheit bietet und auch eine hohe Produktionssicherheit gewährleistet.

Der Umfang des Auftrags umfasste Projektmanagement, Auslegung, Herstellung der Anlagenkomponenten, Beschaffung, Installation der mechanischen und elektrischen Komponenten, Steuerung, Inbetriebnahme und Schulung des Bedien­personals. Phil Griffiths, Project Engineering Manager bei McVities nennt als Hauptgrund für die Wahl von Gericke als Hauptlieferant die umfangreiche Erfahrung in der Umsetzung von schlüsselfertigen Anlagen. Ebenso war die Möglichkeit, Versuche im Testcenter in England durchzuführen und die Fähigkeit des Unternehmens, mit einem flexiblen Team von Ingenieuren die bestmöglichste Lösung zu erreichen, ausschlaggebend für die Wahl.

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