Produktion von Nahrungsergänzungsmitteln

Die steigenden Anforderungen in der Nahrungsmittelindustrie stellen im Bereich des innerbetrieblichen Rohstofftransports und speziell in der Schüttguttechnik selbst beim Handling von unbedenklichen Stoffen eine große Herausforderung dar. Die Gewährleistung der Sortenreinheit gilt als höchstes Ziel und setzt einen reibungslosen Transport zwischen den Verarbeitungsschritten voraus. Zu beachten ist auch die Handhabung unterschiedlicher Gebinde wie Big Bags, Fässer, Container oder Säcke, um einen möglichst staubarmen oder staubfreien, unvermischten Transport sicherzustellen.

Unser Kunde ist ein namhafter Schweizer Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln in verschiedenen Geschmacksrichtungen.

Prozessbeschreibung

Die Produktaufgabe erfolgt über Big Bags und Sackware und beinhaltet bis zu 15 unterschiedliche Rohstoffe je nach Rezeptur. Lediglich 2 Bediener sind beschäftigt, um die Produktion mit Ausgangstoffen zu versorgen und die Packmittel an der Abfüllung zu wechseln. Interne Prozessschritte der HECHT-Anlagen und des Mischers erfolgen vollautomatisch. Eine eigene Rezepturverwaltung bildet die Schnittstelle zum bestehenden Warenwirtschaftssystem. Von der Produktaufgabe bis zum Ende der letzten Abfüllung ist ein Durchsatz von 2.25to pro Stunde möglich. Der Reinigungsprozess erfolgt über eine Trockenreinigung mit Fruktose und anschließender manueller Nachreinigung mit Ausbau aller produktberührten Teile.
Nach dem Wareneingang erfolgt der Transport der Big Bags mit verschiedenen Rohstoffen zu den auf zwei Räume aufgeteilten Anlagen. Die Produktaufgabe erfolgt über HECHT Big Bag Entleerstationen.

Generell bestehet eine Entleerstation im Wesentlichen aus 4 Bestandteilen

• Das Anschlusssystem bildet die Kernkomponente für einen sicheren und staubarmen oder -freien Anschluss der Big Bags. Das zu entleerende Produkt fällt gravimetrisch in einen Absaugschuh, diese dienen als Aufgabestationen für die pneumatische Förderung. Sie können wahlweise direkt unter das Prozessequipment wie einem Mischer oder einer Zentrifuge angeschlossen werden, oder unter Stationen wie z.B. Big Bag Entleerungen, Fass- Entleerungen oder Sack-Entleerungen.
• Der Auflagetisch fängt das Gewicht des Big Bags ab und dient zur Absicherung schwerer Lasten
• Ein Walkpaddel dient als Massageeinheit und zur Austragshilfe für die Auflockerung schwerfließender Produkte
• Das entsprechende Gestell dient zum Befestigen des Anschlusssystems und der Big Bag Auflage. Eine pneumatische Spannvorrichtung dient zur Straffung des Big Bag Auslaufs. Je nach Einsatzgebiet, Bedienhöhe und Einbaumaßnahme gibt es verschiedene Zusatzoptionen

Ein Laufbahnträger mit Kettenzug sowie ein Ladegeschirr sind notwendig, um die Big Bags sicher anzuheben und über dem Anschluss-System zum Entleeren positionieren zu können.

Die großen Rohstoffvolumen im Kundenprojekt erfordern Entleerstationen mit Auslauf-Anschluss-System und Massage-Paddel. Zur Auflockerung der Produkte dient der HECHT-Kugelabsaugschuh mit Knollenbrecher-Funktion.

Die Kleinkomponenten und Flavors werden über zwei halboffene kombinierte Sack- Fasseinschütten zugegeben. Eine der beiden Einschütten wird hierbei verwendet, um harte kristalline Produkte zu sieben, die zweite eingesetzte Variante sorgt dafür, dass Klumpen aufgebrochen werden.

Von den Aufgabestationen aus werden die Rohstoffe im nächsten Prozessschritt aus den Big Bags und der Sackware jeweils per Vakuumförderung zweier HECHT ProClean Conveyors PCC700 in einen 6000l Mischer der Fa. Gebrüder Lödige transferiert. Der Transfer und Eintrag in den Mischer erfolgen kontinuierlich über Zellenradschleusen am Auslauf der PCC700.

Der HECHT PCC700 wurde speziell für die Verbindung von wertschöpfenden Maschinen wie Mischern und Abfüllanlagen mit hohen Produktionsvolumen entwickelt. Als eine Weiterentwicklung des HECHT Vakuumförderers erfüllt der PCC700 die hohen GMP- und FDA-Anforderungen des Kunden und ermöglicht das sichere Fördern von Rohstoffen, schafft eine staub- bzw. kontaminationsfreie Umgebung, ist räumlich flexibel einsetzbar, etc. Seine spezielle Bauweise mit dem innovativen Filterkonzept bietet zahlreiche Vorteile. Das Funktionsprinzip des ProClean Conveyors 700 ist auf den ersten Blick nicht von herkömmlichen pneumatischen Förderungen zu unterscheiden: Ein Vakuumfördergerät wird mittels Rohrverbindung oder Schlauch mit einer Aufgabestelle (hier z.B. die BigBag Entleerstationen) verbunden und das Schüttgut wird durch von der Pumpe erzeugten Unterdruck gefördert. Mit u.a. der Regulierung der Förderluftzufuhr lässt sich die Fluggeschwindigkeit des Förderguts beeinflussen: je nach Einstellung und Produkt sind von Flugförderung über Pfropfenförderung, bis hin zu Dichtstromförderung verschiedene Modi wählbar. Besonders bei der Pfropfenförderung kann eine Entmischung schon im Vorfeld vermieden werden.

Die Gründe für die starke Performance (bis zu 10to/h je nach Produkt) der PCC 700-Förderer liegen vor allem an den vier großen Filterelementen und dem großen Volumen der Abscheidebehälter. Da das Ansaugen des Produkts mittels Unterdrucks / Vakuum und das (pulsgesteuerte) Abreinigen der Filter parallel erfolgen (je zwei Filter werden im Wechselspiel abgereinigt bzw. darüber Produkt angesaugt), kann das Produkt sehr lange und über weite Strecken gefördert und so mit einem einzigen Ansaugzyklus das große Volumen des Abscheidebehälters komplett gefüllt werden.

Unterstützend kommt hinzu, dass durch die große Filterfläche (bis zu 3,6 m²) und der dadurch niedrigen Filterbelastung eine geringere Druckdifferenz erreicht wird. Dies ermöglicht auch eine effektive Förderung von sehr feinkörnigen Produkten (< 1μm). Die niedrige Filterbelastung wirkt sich zudem sehr positiv auf die Standzeit der einzelnen Filterelemente aus. Ein Filterwechsel kann vom Bediener ohne Werkzeuge und mit wenigen Handgriffen schnell erledigt werden.

Anschließend wird im Projekt ein Pflugschar®-Mischer eingesetzt, dieser arbeitet nach dem von der Gebrüder Lödige Maschinenbau GmbH in die Mischtechnik eingeführten Schleuder- und Wirbelverfahren. Ausrüstbar mit Werkzeugen, die auf die jeweiligen Aufgabenstellungen abgestimmt werden, erreicht er Mischungen von höchster Qualität. In einer liegenden, zylindrischen Trommel rotieren als Mischelemente die auf einer Welle in spezieller Systematik angeordneten Pflugschar®-Schaufeln. Größe, Anzahl, Positionierung, geometrische Form und Umfangsgeschwindigkeit der Mischwerkzeuge sind so aufeinander abgestimmt, dass sie die Komponenten in eine dreidimensionale Bewegung versetzen. Die so im Mischgut hervorgerufene Turbulenz - unter ständiger Erfassung des gesamten Materials durch die Mischwerkzeuge - lässt die Bildung toter oder bewegungsarmer Zonen im Mischraum nicht zu und bewirkt eine schnelle und exakte Vermischung. Durch die spezielle Form der Werkzeuge wird in der Radialbewegung das Mischgut von der Trommelwand abgehoben und ein Quetschen der Partikel vermieden. Bei spezieller Aufgabenstellung kann es erforderlich werden, die Mischwirkung des Schleuderwerks zusätzlich zu unterstützen. Dieses wird erreicht durch den Einsatz separat angetriebener, hochtourig rotierender Messerköpfe, die im Zusammenwirken mit den Mischwerkzeugen ein Aufschließen von Agglomeraten sowie eine gezielte Granulierung währen des Prozesses ermöglichen.

Um den Mischer vor metallischen Fremdkörpern zu schützen ist die Förderleitung für Big Bag Rohstoffen und Kleinkomponenten mit horizontalen Metallabscheidern ausgestattet.

Nach dem Mischprozess öffnet sich automatisch die Entleer-Klappe des Mischers und das Endprodukt landet ein einem weiteren Absaugschuh. Von dort aus wird das Produkt über ein weiteres PCC 700 Fördersystem zyklisch in den Abfüllstrang transferiert. Von dort können Sowohl Fässer als auch Big Bags für die weitere Verarbeitung befüllt werden.

Um eine möglichst homogene Mischung ohne Verklumpungen im Endprodukt zu gewährleisten, ist unter dem PCC700 noch eine Wirbelstromsiebmaschine montiert, welche dafür sorgt, dass das Überkorn abgeschieden wird. Ein weiterer integrierter gravimetrischer Metallabscheider garantiert die höchste Sicherheit für das Endprodukt.

Um kein Produkt zu verschwenden und um weiterhin staubarm zu arbeiten, ist ein Befüllkopf mit integrierter Nachrieselschutzklappe verbaut worden, so kann, während eines Wechsels des Packmittels oder bei Stillstand der Anlage ein Nachrieseln des Produkts auf den Boden vermieden werden.

Entscheider-Facts

• Es ist möglich Rohstoffe aus einer der Big Bag Entleerstationen oder Sackeinschütten über eine Weiche am Mischer vorbeizufördern, um in der Befüllstation von Packmittel A in Packmittel B zu switchen.
  Auch kann so bei teil-entleerten Gebinden der Prozess „leer gefahren“ werden, ohne die Big Bags durch die Mischanlage zu entleeren.
   
• Die gesamte Produktion ist digital nachvollziehbar und nach neusten Richtlinien dokumentiert. Die Rohstoffe werden visuell mittels Scanner eingelesen und freigeben für den Eintrag in den Mischer. Ein falscher Rohstoff würde pneumatisch nicht gefördert werden, eine richtige Rezeptur kann somit garantiert werden.
   
• Lediglich 2 Bediener versorgen die Anlagen mit Rohstoffen und Packmitteln, der Rest des Prozesses erfolgt vollautomatisch.
   
• Die Gesamtanlage hat selbst keine Totzeiten, solange Rohstoffe aufgegeben werden und abgefüllt wird. Das ausgeklügelte Zeitmanagement beim Rezepturmanagement sowie das Wechselspiel zwischen Rohstoffaufgabe, Mischen und Abfüllung realisieren einen semi-kontinuierlichen Prozess.

Fazit

Betrachtet man das komplette System der staubarmen Befüllung und Entleerung sowie der pneumatischen Förderung, werden diese den sehr hohen Ansprüchen an Hygiene, Sicherheit und dem schonenden Umgang mit dem Produkt und Anwender gerecht. Höchste Anforderungen an einen geschlossenen Prozess, der sowohl Staubreduzierung gewährleistet als auch Kreuzkontamination vermeidet, werden durch die verschiedenen Systeme von HECHT Technologie eingehalten. Die Systeme kommen mit den unterschiedlichsten Anforderungen und Anwendungen der innerbetrieblichen Rohstoffversorgung zurecht und verbinden die Prozessschritte der Lebensmittelindustrie intelligent.