Die Lebensmittelindustrie ist stets im Wandel; neue Innovationsprodukte kommen auf den Markt und unterstützen Lebensmittelhersteller dabei, ihre tägliche Arbeit immer effizienter zu gestalten. Insbesondere die Greiftechnik bei Lebensmitteln erfordert viel Fingerspitzengefühl und ist durch die zahlreichen Hygienestandards eine Herausforderung für jedes Unternehmen. Vor allem bei Lebensmitteln, die soft und mariniert sind, ist es wichtig, dass die Greiftechnik diese Standards hinsichtlich Hygiene Qualität erfüllt.

Der französische Gasehersteller Air Liquide und das Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik (DIL), zwei Profis aus der Lebensmittelindustrie, haben ihre Expertise gebündelt, um für die genannten Herausforderungen Lösungen zu bieten.

Herausforderungen bei der Entwicklung von Greifersystemen

Herkömmliche Vakuumgreifer eignen sich nur selten zum Anheben von weichen, luftdurchlässigen und biegsamen Lebensmitteln. Zudem gelangen oft Zellsäfte, Blut und Knochenstücke in das Vakuumsystem und können bei längerem Verbleib zur Kontamination von Greifersystem und Betriebsumgebung führen. Aber nicht nur das: „Herkömmliche Lebensmittelgreifer hatten immer ein Problem“, erläutert Bernhard Hukelmann, Leiter Forschungsplattform Prozessanalytik beim Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik, „greifen sie das Produkt zu fest, wird das Lebensmittel beschädigt. Wird es allerdings zu locker angehoben, fliegt das Lebensmittel bei zügigem Transport sprichwörtlich weg“.

Die Entwicklung des Crust Flow P2

Gemeinsam bilden sie ein starkes Team in der Produktionslinie: Der patentierte Vakuumgreifer des Deutschen Instituts für Lebensmitteltechnik wird in der von der Air Liquide angebotenen Lösung je nach Kundenanforderung zur Beschickung oder Entnahme des IQF-Produkts beim patentierten Crust Flow P2 eingesetzt. Dabei ist der Crust Flow P2 das Multitalent für kyrogenes Anfrosten, Härten und Stabilisieren von sensiblen Produkten wie z. B. marinierten Steaks, Geflügelprodukten, Eispralinen oder Pizza. Jedes dieser Lebensmittel ist völlig individuell, aber dennoch haben sie eines gemeinsam – sie sind auf ihre eigene Art und Weise mit Vorsicht zu behandeln. Die Eispraline bspw. darf keine Abdruckmarken aufweisen, die Marinade vom Steak soll am Fleisch haften bleiben und nicht auf dem Weg in die Verpackung am Lebensmittelgreifer verloren gehen. Kryogenes Stabilisieren des Produkts und die Bereitstellung der nötigen Kälteenergie erzielen ein Fixieren der Marinade und ein anschließendes „Blitzschnelles“ verpacken mittles Vakuumgreifer.
Die große Herausforderung bei der Entwicklung des Crust Flow P2 lag darin, sowohl zerbrechliche, pastöse Konsistenzen als auch luftdurchlässige Lebensmittel unbeschädigt zu Frosten oder zu Stabilisieren. Eine weitere Herausforderung sind die oftmals beim Kunden limitierten Platzverhältnisse in der Produktionslinie. Auf kurzer Wegstrecke soll dem Produkt die nötige Wärmeenergie entzogen werden, ohne die Produkteigenschaften negativ zu beeinflussen. All dies kann nun mithilfe des HDHF Vakuum­greifers und des Air Liquides Crust Flow P2 bewältigt werden.
Das im Greifer verbaute Vakuumsystem wird mit Druckluft im Bereich von 0,02-0,5 MPa betrieben und erreicht somit ein Endvakuum von circa 40 %.
Integrierbare Sensoren vereinfachen die Produktdetektion und Haltekraftregulation. Zudem können Schalldämpfer eingebaut werden, die gerade in kleineren Betrieben eine ruhige Arbeitsumgebung gewährleisten. Der HDHF-Vakuumgreifer des Deutschen Instituts für Lebensmitteltechnik ist ohne Werkzeug demontierbar und einfach zu reinigen.

Der Prozess vom Produkt bis zum Anfrosten

Auch die Vorteile des Crust Flow P2 sind weitreichend. Angefangen von der garantierten Formstabilität und der Sicherheit, dass Produkte nicht am patentierten Kunststoffband ankleben, ist die Einheit reinigungs- und wartungsfreundlich.
Vor dem Auflegen der Lebensmittel wird das Kunststoffband des Crust Flow P2 mit Flüssigstickstoff getränkt. Sobald das Produkt mit dem Band in Verbindung kommt, wird die Kälte­energie blitzartig an das Produkt abgeben. So können Produkte in kürzester Zeit von unten angefrostet oder stabilisiert werden. Hierbei entsteht ein nicht zu unterschätzender Vorteil für das Produktionsunternehmen: Durch das unmittelbare Einfrieren der Unterseite des Produkts sind die Lebensmittel stabil und sicher für die folgenden Prozessschritte. Sichtbare Abdrücke gehören nun der Vergangenheit an.
Ein Düsenbalkensystem oberhalb des Transportbandes stabilisiert die noch nicht gefrostete Oberfläche und Form der Produkte. Dadurch kann sichergestellt werden, dass auch weiche, klebrige oder pastöse Produkte schnell gefrostet werden können ohne an Form zu verlieren.
Die bis zu zwölf Ventilatoren oberhalb des Kunststoffbandes stellen eine gleichmäßige Konvektion innerhalb der Anlage sicher. Durch den Einsatz mehrerer Ventilatoren minimiert sich nicht nur die Dauer des Gerfrierprozesses. Auch die Verbrauchskosten für das verwendete Gas sinken.
Am Ende des Frostprozesses steht ein op­tionales Flüssigstickstoff-Bad, welches das schonende Gefrieren und Härten des Produkts garantiert. Dies ist gerade bei empfindlichen Lebensmitteln empfehlenswert, denn im Tauchbad wird das Lebensmittel in kürzester Zeit schonend gefrostet. Am Ende erhält man die bestmögliche Qualität und Optik der Produkte bei einem minimalen Wasserverlust.

Zusammenfassung

Je nach Lebensmittellinie des Herstellers kann Air Liquide ab sofort eine individualisierte Kombination aus Crust Flow P2 und dem HDHF-Vakuumgreifer anbieten. Vor dem Kauf oder der Miete hat der Kunde die Möglichkeit die Frosterline sowie die die DIL-Robotik mit Produkt zu testen und sich selbst ein Bild über die Leistungsfähigkeit des Systems zu machen. Hat sich ein Kunde für diese Kombination entschieden, steht dem schonendem Frosten/Stabilisieren und Greifen nichts mehr im Wege.
 

Hygenic Design High Flow – HDHF Vakuumgreifer
Das höchste Gebot in der Lebensmittelindustrie ist die Hygiene. Anders als andere Vakuumgreifer wurde der HDHF Vakuumgreifer nach strikten hygienischen Designstandards entwickelt. Im Greifer wird das Vakuum mittels Druckluft direkt über dem Produkt erzeugt, so dass keine Rohre oder Schläuche mehr notwendig sind, die kontaminiert werden können. Alle verbauten Teile im und am Greifer bestehen aus lebensmittelechtem Edelstahl oder lebensmittelkonformem Kunststoff.

Industriepartner
Air Liquide ist Weltmarktführer bei Gasen, Technologien und Services für Industrie und Gesundheit. Gase spielen für die Industrie eine zentrale Rolle und so vertrauen in Deutschland 100.000 Kunden auf Air Liquide – vom Handwerker bis zum multinationalen Unternehmen. Wer Stahl erzeugen, Lebensmittel unter Schutzatmosphäre verpacken, Arzneimittel sicher herstellen oder Halbleiter in Reinräumen produzieren möchte, setzt mit hoher Wahrscheinlichkeit auf Lösungen von Air Liquide. Air Liquide produziert Gase für industrielle und medizinische Anwendungen aus der Stahl- und Metallverarbeitung, Chemie, Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie, Automobilbau und Elektronik, Medizin und Umwelttechnik - und das stets nah beim Kunden, um die höchstmögliche Verfügbarkeit zu gewährleisten. Das Vertrauen seiner Kunden und Partner macht Air Liquide in Deutschland zu einem Marktführer – mit Blick auf Wirtschaftsleistung, Investitionen und Innovationskraft.

Forschungspartner
Das Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik (DIL) im niedersächsischen Quakenbrück ansässige non-profit Industrieforschungsinstitut fungiert als Bindeglied zwischen Wissenschaft und Praxis und unterstützt seine Partner in Innovationsprozessen.
Getragen wird das DIL von rund 200 Mitgliedsunternehmen aus der Ernährungswirtschaft und benachbarten Bereichen.