Hocheffiziente Hygienekomponenten für die Verarbeitung von Molkereiprodukten

Jochen Sprung, Head of Sales and Business Development, gab dem Dairy Foods Magazine kürzlich dieses Interview.

Wie wichtig sind Schüttgutkomponenten für die effiziente Produktion von qualitativ hochwertigen Produkten in der Dairy Industrie?

Hocheffiziente Hygienekomponenten sind unerlässlich für die Dairy Produktion. So kommen beispielsweise bei der Sprühtrocknung von Milchpulver, Laktose oder Babynahrung Zellenradschleusen und Weichen in Hygieneausführung zum Einsatz, wie z.B. die Coperion Zellenradscheluse ZRD Hygienic oder die WYK-Weiche. Diese Komponenten sind typischerweise am Austrag von Sprühtrocknern und im gesamten Prozess der Materialhandhabung und -förderung angeordnet. Die Komponenten spielen daher eine wichtige Rolle und werden deshalb als Schlüsselbauteile eingesetzt, um das Endprodukt aus dem Trocknungsprozess sicher auszutragen und zum Lager- bzw. Verpackungsprozess zu transportieren.

Worauf müssen Hersteller von Milchpulver und Babynahrung beim Kauf von Schüttgutkomponenten für ihre Produktion achten?
Für die Wartung und Aufrechterhaltung einer hygienischen Produktion sind folgende Anforderungen essentiell und sollten bei der Spezifikation von Schüttgutkomponenten berücksichtigt werden:

• Umfassendes hygienisches Design, inklusive der Konstruktionsmaterialien, besonders für produktberührende Teile, in Übereinstimmung mit FDA/EHEDG/USDA Standards und Vorschriften;
• Einfache Demontage sowie gute Zugänglichkeit für die Reinigung, insbesondere dann wenn eine vollautomatische Nassreinigung nicht möglich ist. Bei der Coperion Zellenradschleuse ZRD können Bauteile einfach demontiert, gereinigt und zusammengesetzt werden, ohne dass die Schleuse aus dem Prozess entfernt werden muss. Beispielsweise kann das Zellenrad mit Hilfe des Auszugssystem FXS mit wenigen Handgriffen vollständig herausgezogen werden;
• Eignung der Komponente für Nassreinigung, inklusive aller Dichtungen und Lager;
• Idealerweise Eignung der Komponente für vollautomatische CIP-Reinigung.

Während des Sprühtrocknungsprozesses können Feuchtigkeit und warme Temperaturen bakterielles Wachstum ermöglichen. Deswegen kommt normalerweise Nassreinigung zum Einsatz. Der Nassreinigungsprozess kann viel Zeit und Arbeit in Anspruch nehmen. Beides kann eingespart werden, wenn der Waschprozess automatisiert (Clean-in-Place  - / CIP) wird.

Coperion bietet dafür spezielle Komponenten an, die im Prozess, ohne Ausbau, gereinigt werden können. Dies reduziert auch das Risiko einer externen Kontamination im Prozess.
Die Coperion CIP-Schleusen sind so konstruiert, dass der Rotor im Gehäuse verbleiben kann und die Waschflüssigkeiten durch Rotation ausgetragen werden. Rückstandsfreies Design, einschliesslich spezieller CIP-Dichtungen im Ein- und Auslauf sowie an den Seitendeckeln stellen sicher, dass nirgendwo am Bauteil Produkt oder Flüssigkeiten verbleiben. Tests bei autorisierten Instituten, bei denen die Komponente zunächst mit kontaminierten Milchlösungen verunreinigt wurde, haben bewiesen, dass die Komponenten nach der CIP-Reinigung absolut sauber und kontaminationsfrei sind.

Ebenfalls speziell für die CIP-Reinigung von Pulverförderungen wurde die Edelstahlweiche WYK-CIP  konstruiert. Während des Förderprozesses mit Pulver wird der konische Rotor zwischen den Förderrohren durch einen Stellantrieb von einem auf den anderen Förderweg umgeschaltet. Während der Reinigung hingegen wird der Rotor leicht durch einen zweiten Antrieb aus dem Gehäuse zurückgezogen. Dadurch wird ermöglicht, dass die Reinigungsflüssigkeit alle internen Bereiche erreicht, währen die Weiche nach aussen hin immer noch geschlossen ist. Die WYK Weiche muss dadurch weder während noch nach dem CIP-Reinigungsprozesses geöffnet werden und ist danach dennoch vollständig sauber. Dies spart Zeit und Kosten.

Wie wurden Schüttgutkomponenten in den vergangenen Jahren weiterentwickelt, um den Betreibern eine bessere Funktionalität zu bieten?   
Das Design von Zellenradschleusen und Weichen für Milchpulverprodukte wurde signifikant weiterentwickelt. Diese konstruktiven Änderungen schliessen den Wechsel von Aluminium zu edelstahlpolierten Werkstoffen mit ein, die oftmals mit einer Oberflächengüte von Ra 0.8 Mikron einhergehen. Darüber hinaus sind nun ein umfassendes hygienisches Design, FDA zugelassene Dichtungen, die Einhaltung von EHEDG und USDA Richtlinien/Verordnungen und, wie bereits erwähnt, vollständige CIP-fähige Konstruktionen verfügbar.

Was sind die grössten Herausforderungen für Hersteller von Milchpulver und Babynahrung beim Einsatz von Schüttgutkomponenten in der Produktion?
Die Zugänglichkeit der Komponenten sowie mögliche unentdeckte Kontaminationen, die von der Komponente in den Produktstrom übergehen, sind häufige Problemstellungen für Produktionsbetriebe. Beispielsweise werden Weichen oft an schwierig zugänglichen Stellen im Förderprozess eingebaut. Dies macht das Öffnen der Weiche zur häufig notwendigen Nassreinigung schwierig bis unmöglich. Deshalb ist der Einsatz einer automatisch CIP-reinigbaren Weiche eine sehr gute Lösung - zumal nachgewiesen werden kann, dass diese Weichen nach dem Reinigungsprozess frei von bakteriellen Kontaminationen sind und somit mikrobielles Wachstum verhindert wird.Wie oben bereits erwähnt, ist die Coperion WYK-CIP genau so eine Weiche.

Auch Zellenradschleusen befinden sich oft an Stellen, die schwierig zugänglich und reinigbar sind. Idealerweise sollte eine Zellenradschleuse nicht geöffnet werden, da jedes Öffnen das Risiko einer Kontamination von aussen birgt. Coperion ZRD Zellenradschleuse sind ebenfalls in CIP-Ausführung erhältlich.

Sollte die komplette CIP-Reinigung nicht möglich sein, sind die ZRD Schleusen so konstruiert, dass sowohl die Antriebs- als auch die Rotorseite komplett zugänglich sind. Dies ist ein zusätzlicher Pluspunkt für Wartung und Reinigung.

Ferner können Hersteller von Milchpulver und Babynahrung auch mit metallischem Abrieb oder Kontamination in ihrem Produkt / Prozess konfrontiert werden. Unbeabsichtigter Kontakt zwischen Rotor und Gehäuse bei Zellenradschleusen kann u.A. aufgrund folgender Themen auftreten:

• Ungeeignete Betriebsbedingungen (z.B. zu hohe Temperaturen oder hohe Drücke, ...)
• Eintreten von Fremdkörper in die Schleuse
• Lagerschaden oder unsachgemäße Montage/Wartung der Schleuse

Als Innovation gibt es dafür nun das Coperion Kontaktüberwachungssystem RotorCheck 5.0 für Coperion Zellenradschleusen. Mit dieser Technologie kann ungewollter Kontakt zwischen Zellenrad und Gehäuse registriert, ausgewertet und berichtet werden, um weiteren metallischen Abrieb und damit auch eine potentielle Kontamination des zu fördernden Produkts zu verhindern. Viele Pulveranwendungen, speziell diejenigen mit hohen Reinigungszyklen, sowie auch Anwendungen mit zahlreichen Produkt- und Rezepturwechseln können von diesem Überwachungssystem profitieren.
Die neu eingeführte physische Trennung von Messwertaufnahme und Auswerteeinheit ist vorteilhaft hinsichtlich Betrieb und Wartung, und die überarbeitete Kontrolleinheit bietet Vorteile hinsichtlich einer detaillierten Prozess- und Fehler-Analyse. Das RotorCheck System trägt dazu bei, die Produktion länger fehlerfrei und ununterbrochen zu betreiben und optimiert somit die Produktionseffizienz.

Welche Schritte können Produktionsbetriebe unternehmen, um die genannten Herausforderungen gerecht zu werden?
Wie bei den konstruktiven Optionen gezeigt, ist es wesentlich, dass die richtige Schleusenauswahl- und konfiguration getroffen wird. Nur so können die operative Effizienz verbessert, Stillstandszeiten für Reinigung und Wartung reduziert und so die Produkt- und Prozesssicherheit gesichert werden.

Wie werden sich Komponenten für Milchpulverprodukte und Babynahrung in den nächsten Jahren weiterentwickeln?
Wie bereits erwähnt, werden Prozesse und die dafür eingesetzten Komponenten zukünftig noch mehr CIP-fähige Elemente mit geringeren Reinigungszeiten beinhalten, um die manuelle Reinigung zu reduzieren. Darüber hinaus werden die Komponenten für längere Produktionszyklen geeignet sein.