Hygienic Design am Beispiel eines Mischers von Amixon für Babynahrung (Teil 2)

Es ist unbestritten, dass ein Baby mit der Muttermilch die beste Ernährung erhält. Diese natürliche Form der Ernährung sollte möglichst über sechs Monate hinaus fortgesetzt werden. Dennoch ist der Bedarf an industriell hergestellter Säuglingsnahrung in den Industrie- und Schwellenländern hoch. Weltweit erwarten Eltern, dass Fertignahrung, die sie ihrem Baby geben, dessen gesunde Entwicklung fördert. Neugeborene besitzen noch keine Darmflora, sie entwickelt sich in den ersten Lebensjahren. In dieser wichtigen Phase muss die Nahrung besonders rein und an die speziellen Bedürfnisse angepasst sein.

Säuglingsanfangsnahrung, die in den ersten sechs Lebensmonaten verabreicht werden darf und der Muttermilch stark angeglichen wird, unterscheidet sich in der Zusammensetzung von der Folgemilch. Ist das Baby älter als sechs Monate, kann die Verabreichung von Babyfolgenahrung beginnen. Babynahrung muss gesund und zu 100% sicher sein. Diese hohen Qualitätsansprüche werden nur erfüllt, wenn die Rohstoffkomponenten in prozesssicheren Systemen aufbereitet werden. Darüber hinaus soll der Herstellungsprozess möglichst effizient und schonend stattfinden.

Moderne Mischanlagen sind gas- und staubdicht gefertigt. Das schützt die Mischgüter vor Umgebungseinflüssen. Gleichzeitig wird das Betriebspersonal geschützt. Da keine Stäube austreten, bleibt die Anlage sauber und kann bequem gepflegt werden. Der hier vorgestellte Mischer - innerhalb einer End-of-the-Line-Mischanlage - erzielt höchste Mischgüten bei minimalem Energieeintrag und kurzen Mischzeiten. Insofern wird sichergestellt, dass die Partikelstruktur der Rohstoffe erhalten bleibt. Die Zielvorgabe: „In wenigen Schritten von der Versprühung in die Verpackung“ kann so besonders gut erfüllt werden.

Im vorhergehenden Bericht dieses Autors wurde eine Misch- und Abfülltechnologie beschrieben (s. LVT 3/2016 S. 24, auf www.LVT-WEB.de finden Sie den Artikel hier), mit der dehydrierte Nährmittel in Ansatzgrößen von 10 m³ bis 15 m³ mit Kleinstmengen aus Spurenelementen und Vitaminen angereichert werden. Solche Doppelwellen-Großmischer mischen besonders schonend und schnell, sind sehr flexibel einsetzbar, leicht zu reinigen und bieten den Vorteil, dass nur jeweils eine Probe je Großcharge analysiert und zurückgestellt werden muss. Die Prozessschritte Mischen und Abfüllen sind jedoch entkoppelt. Das verkaufsfertige Produkt wird per Container, Bigbag oder Sammelgefäß zur Verpackungsmaschine transportiert.

Das ist bei einer End-of-the-Line-Mischanlage völlig anders: Hier  werden alle Verarbeitungsapparate untereinander angeordnet. Das fertige Mischgut fließt vom Mischer via Auffanggefäß und Verpackungsmaschine direkt in die Endverbraucher-Verpackung. „End-of-the-Line“-Anlagen werden in der Regel für eine einzige Produktfamilie verwendet, wie bspw. allergen, non-allergen, Milcheiweiß frei, Milcheiweiß behaftet, halal oder koscher. Reinigungsarbeiten werden weitgehend reduziert, da für jede Produktgattung eine separate Produktionslinie vorgesehen wird.

Jede Abfülllinie verfügt über einen eigenen Mischer. Die Chargengrößen betragen in der Regel 300 bis 1.000 kg. Die in Abb. 1 gezeigte Produktionsweise bedingt, dass der Mischer sehr spezifische Eigenschaften aufweisen muss. Diese lauten kurz und knapp: Exzellente Mischeffizienz, sehr kurze Mischzeiten, sehr schnelle und restlose Entleerung, vorbildliche Reinigungsmöglichkeit. Um die vorgenannten Charakteristika zu erfüllen wurde das neue Koneslid-Mischsystem entwickelt.

Bei geringer Drehfrequenz mischt der Koneslid-Mischer sehr präzise und die Mischzeit ist sehr kurz. Darüber hinaus ist der Mischvorgang besonders schonend. Praktische Anwendungsversuche bestätigen, dass empfindliche Agglomerate aus dem Sprühturm, aus der Wirbelschichtgranulation oder aus der Vakuum-Gefriertrocknung erhalten bleiben. Bedarfsweise kann der Mischer vakuumfest gefertigt werden. So kann während des Mischvorgangs der Luftsauerstoff aus der Porosität der Pulvermischung entfernt werden. Und zwar durch Anlegen eines Vakuums. Die Sättigung erfolgt durch Eintragen von Stickstoff oder Kohlendioxid. Die Entleerung geschieht entmischungsfrei in wenigen Sekunden. Rieselfähige Güter fließen in der Regel restlos aus, so dass Cross-Kontaminationen ausgeschlossen sind.

Die Füllgrade können von ca. 10% bis 100% differieren. Im Falle staubexplosiver Güter liegt eine Baumusterprüfung Ex II 1D (für Zone 20) vor. Wahlweise kann der Mischer sogar druckstoßfest oder druckfest gefertigt werden. Große Inspektionstüren bieten einen guten Zugang für die manuelle Trockenreinigung. Die Türen sind nach dem Clevercut-Verfahren gefertigt. Der in der Nut befindliche O-Ring dichtet sehr nah am Produkt und praktisch totraumfrei. Die Bauart ist dauerhaft gasdicht, staubdicht und wasserdicht. Das Öffnen der Inspektionstüren geschieht durch manuelles Betätigen der Kwickklamp-Verschlüsse. Elektromechanische Sicherheitsverriegelungen gestatten das Öffnen der Inspektionstüren erst dann, wenn die Anlage vom Leistungsnetz entkoppelt ist.

Eine dritte Verfahrensart um dehydrierte Nährmittel aufzubereiten, insbesondere wenn Halbfabrikate in großen Mengen und über längere Zeiträume herzustellen sind, ist das kontinuierliche Mischen. Hier bieten sich besondere Vorteile. Amixon Kontinuierlich-Mischer können diese Aufgabenstellung exzellent meistern indem das Prinzip der kontinuierlich betriebenen Kesselströmung angewandt wird. Alle an der Rezeptur beteiligten Komponenten werden gravimetrisch kontrolliert in den Mischer dosiert. Die fertige Mischung wird kontinuierlich ausgetragen. Besonders allerdings ist folgender Sachverhalt: Wenn eine übliche kontinuierlich arbeitende Mischmaschine gestartet wird, ist der zuerst austretende Produktstrom nicht rezepturkonform, denn nach dem Start der Anlage müssen sich die Fördermengen der einzelnen Dosierer miteinander abgleichen. Weil der hier beschriebene Amixon Kontinuierlich-Mischer zugleich auch ein Präzisions-Chargenmischer ist, kann die Abgleichphase der Dosierorgane zu 100% korrigiert werden. Die Vorgehensweise bei Produktionsstart lautet wie folgt: Austragsvorrichtung des Mischers ist geschlossen. Alle gravimetrisch arbeitenden Dosierorgane werden gleichzeitig mit geringem Massenstrom gestartet und schwingen sich automatisch aufeinander ein. Der Füllgrad des Mischers steigt kontinuierlich an, wobei der Mischerantrieb bei halber Füllmenge startet. Der Einschwingvorgang ist abgeschlossen, nachdem der Mischer etwa zur Hälfte befüllt ist. Das Austragsorgan öffnet langsam, nachdem der Füllgrad ca. 80% des Nutzinhaltes beträgt. Dieser wird konstant gehalten. Die Dosierströme werden unter stetigem Abgleich bis zum maximalen Massenstrom gesteigert. Ist die Produktionskampagne zu Ende lautet die Vorgehensweise wie folgt. Alle Dosierorgane verzögern sukzessive den Massenstrom und schalten dann gleichzeitig aus und verschließen. Der Mischer entleert sich kontinuierlich bis zum letzten Rest. Rieselfähige Güter fließen restlos aus. So wird jedes Gramm der eingesetzten Komponenten zu einer verkaufsfähigen Ware. Der hier beschriebene Kontinuierlich-Mischer arbeitet nach dem Prinzip der „Kesselströmung“. Insofern liegt eine breite Verweilzeitverteilung vor. Kleinere kurzzeitig auftretende Dosierschwankungen kann der Mischer sehr gut kompensieren. Der Mischer kann rieselfähige Güter nahezu restlos entleeren. Auch hier ermöglichen große Clevercut-Inspektionstüren die ergonomische Revision und Reinigung.

Aus Anwendersicht sind folgende Vorteile erwähnenswert:

• auch hier ist das Mischverfahren besonders schonend und die mittlere Verweildauer kann anhand des Füllgrades in weiten Bereichen gewählt werden. Es gibt keinen Produktverlust bei Produktionsanfang und –ende;
• derselbe Mischer ist als Präzisions-Chargenmischer von ca. 15 % bis 100 % des Nutzinhaltes verwendbar; bspw. als Mischer für Vormischungen;
• hochgradige Restentleerung durch patentiertes Sinconvex-Mischwerkzeug;
• besonders flexibel einsetzbar;
• höchste Hygienestandards und viele große Clevercut-Inspektionstüren;
• ideal geeignet um einem kontinuierlich liefernden System wie einem Sprühturm nachgeschaltet zu werden. Auf Wunsch mit Baumusterprüfung ExII 1D (für Zone 20).