Sinnbildlich gesprochen ist der Sprühtrockner der „Öltanker“ der Prozessindustrie. Er braucht lange, um in Fahrt zu kommen, kann seinen Kurs nur mit Mühe ändern und sollte nur im äußersten Notfall angehalten werden. Sie können einen Vorgang über lange Zeit mit höchster Effizienz ausführen und werden daher besonders für die Herstellung von „Basispulver“ verwendet. Auf Basispulver allein kann sich ein Unternehmen aber nicht verlassen, denn die Kunden verlangen nach unterschiedlichen ernährungs- und gesundheitsfördernden Wirkungen ihrer Produkte. Daher bringen die Forschungs- und Entwicklungsabteilungen immerzu neue Produkte hervor.

Der Prozess von Sprühtrockner bis Verpackung

Zielsetzung dabei ist, all diese Produkte auf einem Basispulver aufzubauen und dieses mit verschiedenen Vitaminen, Zusatzstoffen, Farbstoffen und gemäß neuestem Trend probiotischen Zusätzen trocken zu vermischen. Ist der Herstellungsprozess nicht flexibel und beweglich genug, wird unweigerlich jeder Kundenauftrag dazu führen auch Ware auf Lager zu produzieren um die Analgenlaufzeiten zu optimieren. Die dadurch entstehenden großen Lagerkapazitäten für Fertigprodukte können große Ausmaße annehmen. Daher ist es in Unternehmen, deren Herstellungsprozess die Lagerbestände bestimmt, nicht unüblich, Waren im Wert von mehreren Millionen Euro auf Lager zu haben. Geld, das anderweitig besser verwendet werden könnte. Sieht man den Sprühtrockner als „Öltanker“, so ist die Verpackung das genaue Gegenteil: Verpackungsmaschinen sind die wendigen Schnellboote, die sofort starten, wieder anhalten und ihre Richtung mehrmals täglich und oft sogar stündlich wechseln können. Die Prozessschritte zwischen Sprühtrocknung und Verpackung entscheiden darüber, wie möglichst viele, unterschiedliche Produkte in der exakt benötigten Menge auf den Markt gebracht werden können, ohne Lagerbestände zu erzeugen. Die involvierten Prozessschritte sind in der Regel:

- Formulierung,

- Mischen,

- Qualitätssicherung,

- Verpackung,

- Reinigung.

Keine Sprühtrockungsanlage gleicht einer anderen, ebenso wenig die hergestellten Rezepturen. Daher erfordert jede Anlage der eingehenden Betrachtung nach denen wir als Firma Matcon die optimale Lösung zusammen mit unseren Kunden erarbeiten. Im Folgenden gehen wir nur oberflächlich auf grundlegende Fragestellungen ein.

Formulierung

Die Formulierung der Zutaten zur „Verfeinerung“ des Basispulvers sollte unabhängig, d.h. „off-line“ erfolgen. Dies kann je nach Chargengröße einfach durch Formulierung von Hand bzw. automatisch erfolgen. Heute sind in der Anwendung bis zu hundert und mehr Rezepturen an der Tagesordnung. Bedingt auch durch die Zunahme an Zutaten, von Bio, nicht Bio, Halal und Haram ganz zu schweigen. Für Zutaten die oft benötigt werden, ist eine automatische Dosierung sinnvoll. Hier sind Lösungen gefragt die eine flexible Belegung von Dosierplätzen erlaubt um den Platz- und Investmentbedarf zu minimieren. Matcon hat seine automatischen Dosiersysteme Flexibatch und Flexibatch Micro darauf abgestimmte: Für jeden Rohstoff gibt es einen zugehörigen Container, der erst bei Bedarf auf die Dosierposition gestellt wird. Das Flexibatch Micro für Kleinstmengen geht noch einen Schritt weiter und ist einfach und effizient ausgelegt: Es gibt nur einen Dosierpunkt, erlaubt jedoch das automatische Dosieren von bis zu zehn Komponenten.

Es hat sich als effektiv erwiesen, sogenannte Vormischungen herzustellen, die einen möglichst langen Produktionszeitraum abdecken können. In Punkto Effizienz hat dieser Vorgang Vorteile, da weniger Dosiervorgänge benötigt werden und die Mitarbeiter frei sind für andere Arbeiten. Formulierte Zutaten werden normalerweise in einen IBC-Behälter gegeben, da sie darin sowohl transportiert als auch gemischt werden können. Der Vorteil des Mischens in einem IBC-Mischer liegt darin, dass jeder zu mischende IBC eine vollkommen andere Rezeptur enthalten kann. Der Matcon IBC Mischer sticht hier aus der Masse an Containermischern heraus: Der Mischer kann wahlweise mit oder ohne Mischwerkzeug betrieben werden. Der Clou ist, dass das Mischwerkzeug im Deckel integriert ist. Den Mischantrieb trägt das Mischergestell. Vorteil: der IBC ist am Mischer hermetisch abgeschlossen. Es wird somit dort keinerlei Staub erzeugt und Stillstandszeiten durch Reinigung des Mischers entfallen. Die Durchsatzleistung bleibt immer konstant, egal wie groß und welche Rezeptur gemischt wird – der beste Ansatz effizient zu mischen!

Mischen

Die Vermischung der Zutaten mit der Basismischung kann kontinuierlich oder chargenweise erfolgen. Dieser Artikel behandelt nur den Chargenprozess. Chargenmischen wird üblicherweise auf zwei verschiedene Arten ausgeführt:

- Taumelmischen in einem IBCBehälter – dabei wird das Basispulver und die dosierten Mittel- und Kleinkomponenten in einen IBC gegeben oder dosiert, der IBC wird rotiert, um eine fertige Mischung herzustellen. Üblicherweise wird dafür derselbe Taumelmischer verwendet, wie beim Vormischen der Zutaten. Siehe weiter oben.

- Statisches Mischen – das Basispulver und Vormischung werden in einen feststehenden, statischen Mischer gegeben. Bei der Verwendung eines statischen Mischers muss die Stillstandzeit für die Reinigung zwischen der Zubereitung unterschiedlicher Rezepte einkalkuliert werden, obgleich die Chargenanzahl pro Stunde ziemlich hoch sein kann – die gleichen Rezeptur vorausgesetzt.

Beim Taumelmischen im Matcon IBC-Mischer wird die Reinigung zwischen zwei Formulierungen produktionsunabhängig „off-line“ vorgenommen. Somit kann unabhängig von den hergestellten Rezepturen von einer Chargenanzahl von vier Chargen / Stunde gerechnet werden, wobei die Mischzeit im Taumelmischer unserer Erfahrung nach meistens länger als in einem statischen Mischer ist.

Qualitätssicherung

Normalerweise findet die Qualitätssicherung nach dem Mischen, aber noch vor dem Verpacken statt. Dadurch erhöhen sich die in Arbeit befindlichen Rezepturen erheblich, da die Qualitätssicherung länger als 24 Stunden dauern kann. Auf Basis einer Leistung von 5 t pro Stunde, bedeutet das, es warten über 100 Tonnen auf die Freigabe der Qualitätssicherung. Eine bessere Alternative wäre demnach, das Verpacken bei gleichzeitig laufender Qualitätssicherung zu erlauben. Eine genaue Nachverfolgbarkeit der Produkte ist dabei unerlässlich, da die besagten 100 Tonnen dann schon zum Fertigwarenlager transportiert wurden. Eine Produktion mit validierten Prozessen wird die Umsetzung eines solchen Ablaufes ermöglichen. Unter der Voraussetzung dass die in den Prozess eingebrachten Rohstoffe Werte innerhalb der Toleranz aufweisen, sollte eine Qualitätsprüfung der fertigen Produkte nicht nötig sein. Die Ausnahme davon sind periodische Qualitätsprüfungen zur Bestätigung und Validierung. Ein möglicher Kompromiss bestünde darin, die Fertigware schon zu verpacken und in den Versand zu geben. Sollten doch Qualitätsmängel auftreten, ist über die Nachverfolgbarkeit ein Rückruf vor dem Erreichen des Handels möglich.

Verpackung

Aufgrund der wechselnden Verpackungsgrößen und Produktzusammensetzungen ist es üblich, über mehrere verschiedene Verpackungsmaschinen zu verfügen. Wird im Prozess ein statischer Mischer verwendet, ist es unerlässlich ihn von den Verpackungsmaschinen zu entkoppeln, um die Flexibilität der Produktion zu gewährleisten. Bei der Verwendung von Taumelmischern ist der Mischer automatisch vom Prozess entkoppelt und für den Transport zur Verpackungsmaschine wird einfach der geschlossene IBC vom Mischen verwendet. Sollten keine großen Produktmengen in der Qualitätssicherungskette mehr erforderlich sein, verringert sich zudem die Anzahl der IBCs. Auf einer Abfüllstrecke für Dosen kann eine Verpackungsleistung von über 15 Tonnen pro Stunde erreicht werden. Diese Maschinen übertreffen oftmals die Produktionsrate der Sprühtrockner, daher ist es fraglich, ob nicht drei oder vier kleinere und preisgünstigere Maschinen verwendet werden sollten, wodurch die Produktion flexibler wird. Es ist sicher nicht besonders „schlank“, eine einzelne, große Verpackungsmaschine vier Stunden laufen zu lassen und sie dann sechs Stunden lang zu reinigen. Effizienter wäre der Betrieb von zwei bis drei Maschinen für acht Stunden mit anschließender Reinigung von zwei Stunden.

Reinigung

Durch die Verwendung von IBC-Behältern für die Vormischung und den Transport zwischen Mischer und Verpackungsmaschine wird die Verwendung von statischen pneumatischen Fördersystemen, die schwer zu reinigen sind, überflüssig. Durch die Reinigung der IBC-Behälter außerhalb des Prozesses „off-line“, kann die Produktion weiterlaufen. In den Matcon Reinigungsstationen wird Wasser als Reinigungsmittel verwendet, dies ist aber zeitaufwändig, da ein typischer Wasch- und Trocknungsdurchlauf bis zu 40 Minuten dauern kann. Als Alternative hat Matcon seine neue Luftreinigung der IBC-Behälter zur Markreife geführt: die Reinigungszeit verkürzt sich auf ca. zehn Minuten mit dem Vorteil, dass anstelle von Abwasser staubbeladene Abluft anfällt. Die Anzahl von IBC-Behältern kann bedeutend reduziert werden, da sie innerhalb von wenigen Minuten wieder dem Prozess zur Verfügung stehen.

Fazit

Wenn die Philosophie der „schlanken Produktion“ nach dem Sprühtrocknen angewendet wird, ist die Verwendung eines IBC-Systems unabdingbar für:

- das Vormischen der Zutaten,

- die Möglichkeit zur Herstellung der fertigen Produktmischung,

- die Entkopplung der Mischer von den Verpackungslinien,

- die Chargen Nachverfolgbarkeit.

Es gibt keinen Hinderungsgrund, die Produktion an die Kundenaufträge anzupassen und tägliche Produktionspläne zu erstellen. Die Lagerhaltung fertiger Artikel sollte bald der Vergangenheit angehören genauso wie das Auftreten großer Mengen von Halbzeugen in der Prozesskette.