Der Tiroler Familienbetrieb Biologon spezialisierte sich auf die Herstellung und Veredelung von Bio-Lebensmitteln. Die Kernkompetenz liegt bei schonend gemischten Müslimischungen sowie traditionell im Stikkenofen gebackenen Crunchys. Der Lüftungsspezialist Halton Foodservice entwickelte eine vom Fraunhofer Institut IPA zertifizierte Hygienedecke. Sie erzielte beim Cerealienhersteller Biologon aufgrund von Konstruk­tion, Luftführung, Lichtsystem und Materialauswahl besonders hygienische und ergonomische Produktionsbedingungen im Sinne der Mitarbeiter.

„Beide Produktionsarten stellen höchste Anforderungen an die Lüftungstechnik“, erklärt Stephan Mix, der als Produktmanager Lebensmittelindustrie bei Halton für die Planung der Lüftungsanlage verantwortlich war. Als Grund dafür nennt er vor allem die hohen Stofflasten, die in Form von luftgetragenen Partikeln freigesetzt werden. Außerdem waren Querkontaminationen zwischen gluten-haltiger und gluten-freier Luft zuverlässig zu vermeiden. „Feststoffpartikel aus den Cerealien müssen deshalb garantiert mit der Luft ausgetragen werden, sie dürfen sich nicht im Produktionsraum verteilen.“ Beim Backen der Crunchys bilden sich sehr hohe Wärme- sowie Feuchtelasten. Über den heißen Oberflächen der Backöfen entstehen Thermikströme in Richtung Decke. Halton hat die Lüftungsdecke so dimensioniert, dass die belastete Luft über der Produktionslinie vollständig abgesaugt wird, bevor horizontale Luftbewegungen den Thermikstrom stören und die Stoff- und Wärmelasten wieder zurück in den Raum tragen würden.

Wo Luft abgeführt wird, muss auch wieder Luft zugeführt werden. Auch die Frischluft ist so in den Raum einzubringen, dass sie weder den nach oben gerichteten Abluftstrom über der Produktion stört, noch zu Zugerscheinungen an den Arbeitspätzen führt. „Ein unkon­trolliertes Nachströmen von Luft aus hygienisch bedenklichen Bereichen rund um die Arbeitsplätze mussten wir unbedingt vermeiden“, sagt Stephan Mix. Den Ingenieuren von Halton gelang das, indem sie eine Schichtenströmung im Produktionsraum herstellten. Die Zuluft strömt dabei turbulenzarm über bodennahe Quellluftdurchlässe und über deckenintegrierte Verdrängungsluftdurchlässe in den Raum ein. Diese Luftführung verhindert Verwirbelungen, es entsteht eine horizontale Schichtung der Luft im Raum. Die kühlere und somit spezifisch schwerere Zuluft breitet sich im Bodenbereich aus und verdrängt belastete Luft nach oben.

Die Belüftung über Schichtenströmung ermöglicht es außerdem, den prozentualen Anteil der durch Frischluft ersetzten Raumluft zu begrenzen. Das wirkt sich äußerst günstig auf die Energiebilanz aus. „Aus hygienischen Gründen ist eine Umluftführung der Abluft grundsätzlich nicht möglich“, so Mix. „Würde die Lüftungsanlage mit der sonst üblichen Mischströmung arbeiten, müsste wesentlich mehr Luftvolumen ständig ersetzt werden.“ Bei der Mischströmung wird Zuluft mit hoher Geschwindigkeit von oben in den Raum eingeblasen, sodass Verwirbelungen im gesamten Raum entstehen. Daraus folgt das Risiko, dass der Thermikstrom über den Backöfen gestört wird und stoffliche Lasten nicht zuverlässig abgeführt werden, sondern sich stattdessen im Raum ausbreiten.

Untersuchungen konnten die deutlich reduzierten Stofflasten beim Einsatz von Schichtenströmung gegenüber Mischströmung nachweisen. Stoffliche Lasten lassen sich im Vergleich zur Mischströmung um bis zu 70 %, thermische Lasten um bis zu 50 % reduzieren.
Als Anbieter war Halton Foodservice für Biologon auch deshalb interessant, weil die Spezialisten während der Installation der Lüftungsanlage selbst vor Ort Partikelkonzentrationen messen und deren Größenverteilung bestimmen, sodass die Anlage optimal eingestellt werden kann. Biologon hatte dadurch für alle Aspekte im Zusammenhang mit der Lüftungsanlage nur einen Ansprechpartner und somit eine unkomplizierte Abwicklung des Auftrags. Zusätzlich bietet Halton als neueste Entwicklung einen Multi-Sensor für die permanente Überwachung der Raumluftqualität an. Dieser detektiert zuverlässig Temperatur, flüchtige organische Verbindungen (VOC), Feinstaub 1 – 10 ppm, CO und CO2.

Fraunhofer Institut IPA bewertet hygienisches Design

Im Zusammenhang mit der Lüftungsanlage in einer Lebensmittelproduktion ist es entscheidend, dass mikrobielle Kontaminationen und Partikel gar nicht erst entstehen. Hierfür spielen die Reinigbarkeit sowie die Oberflächen- und Materialeigenschaften der Hygiene-Lüftungsdecke eine weitere wichtige Rolle. In diversen Regelwerken, z. B. VDI 2083, ISO 2812, ISO 846, werden die chemische sowie biologische Beständigkeit, die antibakterielle Wirksamkeit, das Ausgasungsverhalten von Werkstoffen, die Reinigbarkeit sowie das hygienische Design nach GMP und EHEDG von Komponenten für die Reinraumtauglichkeit beschrieben.
Partikel werden aus dem Material freigesetzt, wenn die Oberflächen gegenüber den Reinigungsmitteln nicht beständig sind, sowie als Folge von Verschleiß bei mechanischer Beanspruchung. Hygienische Risiken ergeben sich auch elektrostatische Effekte, die während der Reinigung beim Abwischen entstehen. Kontaminationen sammeln sich dann auf der Ober­fläche an und es besteht die Gefahr, dass kritische Konzentrationen überschritten werden, sobald sie sich ablösen.

Halton hat bei Biologon über dem Backofenbereich eine Lüftungsdecke aus Edelstahl installiert. Über den nicht thermischen Bereichen, sowie in den Räumen mit Verpackungslinien wurde pulverbeschichtetes Aluminium verwendet. Die Hygienedecke bei Biologon verfügt über eine HACCP-Zertifizierung. Sie wurde darüber hinaus vom Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA zertifiziert. Demnach entspricht die Partikelemission den höchsten Anforderungen der Reinraum­klasse 1 nach ISO 14644-1.

Hygienisch eingebautes Lichtsystem

Außergewöhnlich ist in der Produktion von Biologon auch das in die Lüftungsanlage eingebaute Lichtsystem. Halton Foodservice optimiert Lichtsituationen im Zusammenhang mit der Lebensmittelverarbeitung schon seit 2015 gemeinsam mit dem Bartenbach Lichtlabor und hat das Halton Culinary Light HCL entwickelt. Schwierige Sehaufgaben fallen durch die Kombination einer ausgewogenen Grundbeleuchtung mit gerichtetem, fokussiertem Licht wesentlich leichter, idealerweise wird diese durch unterschiedliche Lichtfarben bzw. Farbtemperaturen (warm/kalt) ergänzt.
Die DIN EN 12464-1 verwendet hierfür den Begriff „Modelling“. Werden die Lichtquellen für den Arbeitsbereich aufeinander abgestimmt, so lässt sich Schattenbildung begrenzen und eine maximale Plastizität der betrachteten Gegenstände erreichen. Im Zusammenhang mit der Cerealienproduktion sind es neben der Produktionsanlage selbst vor allem kleine Strukturen und unterschiedliche Bräunungsgrade, die vom Auge des Mitarbeiters erkannt und beurteilt werden müssen. Ein ex­trem hoher Farbwiedergabeindex sowie eine Beleuchtungsstärke, die mehrdimensional den Sehaufgaben angepasst ist, sorgt dabei für hohe Ergonomie im Umgang mit Lebensmitteln und beugt Ermüdungserscheinungen vor. Damit ist auch die Sicherheit bei Qualitätskontrollen gewährleistet.