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Verfahrenstechnik 11/2019

Verfahrenstechnik 11/2019

TOP-THEMA I FOOD &

TOP-THEMA I FOOD & BEVERAGE Biogemüse kompakt verpackt Kapselfüllmaschine mit schnellen Formatwechseln und hohem Output Viele Menschen greifen auf Nahrungsergänzungsmittel zurück, weil sie so gezielt und schnell bestimmte Nährstoffe aufnehmen können. Das US-Unternehmen Standard Process stellt rund 50 unterschiedliche Produkte im Kapselformat her und legt dabei höchsten Wert auf Natürlichkeit. Einen Teil der Präparate fertigt der Bioproduzent mit einer neuen Kapselfüllmaschine. Rund 68 % der Erwachsenen in den USA nehmen Nahrungsergänzungsmittel zu sich, viele davon regelmäßig (Quelle: Persistence Market Research). Rund um den Globus wächst der Markt für die Nährstoffkonzentrate in rasantem Tempo. Marktforscher schätzen den weltweiten Jahresumsatz auf rund 133 Mrd. US-Dollar. Bis 2024 erwarten sie ein Wachstum von 7,5 % pro Jahr. Andrew Holtz, Maintenance Manager von Standard Process, kennt die Gründe für diese Entwicklung: „Die Verbraucher sind in den letzten Jahren besser informiert worden. Sie haben sich auf Vollwertkost, natürliche und biozertifizierte Zutaten und Produkte umgestellt. Heute erwarten Kunden hochwertige Zutaten von Qualitätsunternehmen, die sich respektvoll gegenüber ihren Mitarbeitern und der Umwelt zeigen.“ Nah an der Natur Vollwertige Inhaltsstoffe haben bei Standard Process Tradition: Seit 1929 setzt der US-amerikanische NEM-Hersteller (NEM: Nutritionally Enhanced Meals) auf Natürlichkeit. Das Unternehmen verfolgt das Ziel, Nährstoffe weitgehend so bereitzustellen, wie sie in der Natur vorkommen und möglichst wenig zu verarbeiten. Dafür baut Autor: Jan-Eric Kruse, Managing Director, Fette Engineering GmbH, Schwarzenbek 20 VERFAHRENSTECHNIK 11/2019

FOOD & BEVERAGE I TOP-THEMA es mehr als 80 % der verwendeten Zutaten selbst an. Sein 420 ha großer Bio-Betrieb in Wisconsin erzeugt jedes Jahr mehr als 2 500 t Gemüse. Wie es nach der Ernte weitergeht, erklärt Holtz: „Wir verarbeiten unsere Nutzpflanzen umgehend, um den Verlust von Phytonährstoffen zu minimieren und die wertvollen Nährstoffkomplexe zu erhalten. Bei der Verarbeitung erfolgen permanent Qualitätskontrollen, z. B. eine Prüfung auf Mikro organismen und auf den Glutengehalt. Schließlich werden die Zutaten präzise gemischt und zu Tabletten oder Kapseln verarbeitet. Im Kapselformat bieten wir rund 50 verschiedene Präparate an, entweder als Gelatine- oder HPMC-(Hydroxypropylmethylcellulose)-Kapseln.“ Grenzen überwinden Um gleichermaßen den hohen Qualitätsansprüchen und dem wachsenden NEM- Bedarf gerecht zu werden, war Standard Process seit 2015 auf der Suche nach einer effizienten Technologie für die Kapselbefüllung. Fette Compacting suchte gleichzeitig nach einem Feldversuch-Partner für seine erste Kapselfüllmaschine. Scott Anderson, Vice President of Operations von Standard Process, blickt auf die Anfänge zurück: „So kam eines zum anderen und wir schlossen uns zusammen, um die branchenweit leistungsstärkste Kapselfüllmaschine intensiv unter Produktionsbedingungen zu testen. Wir wollten erfahren, ob sich die Grenzen unserer bestehenden Kapselfüllmaschinen hinsichtlich Geschwindigkeit, Flexibilität, Maschinenverfügbarkeit und der Fähigkeit, anspruchsvolle Formulierungen zu verarbeiten, überwinden lassen.“ Das Ergebnis, die Kapselfüllmaschine FEC40, hat ihr Versprechen erfüllt: Mit einer Ausbringungsmenge von bis zu 400 000 Kapseln pro Stunde bei 140 Takten pro Minute hat die FEC40 neue Maßstäbe für Effizienz gesetzt. Aufgrund des hohen Outputs senkt sie die Produktionskosten pro 1 000 Kapseln um bis zu 30 %. Um diese Leistungsdimension zu erreichen, haben Ingenieure von Fette Compacting die erste Kapselfüllmaschine mit doppelt angeordnetem Füllprozess entwickelt. Das techni- sche Gesamtkonzept wurde auch auf eine zweite Maschine für mittlere Batch- Größen übertragen: die FEC20 mit einfacher Anordnung der Füllstationen und einer Ausbringung von 200 000 Kapseln pro Stunde. Weniger Stillstandzeiten Ein zentraler Vorteil der FEC-Technologie liegt für Anderson im intelligenten Antrieb durch Servo- und Torquemotoren: „Der Antrieb gibt uns beim Einrichten und Umrüsten eine enorme Flexibilität. Alle anderen Kapselfüllmaschinen sind bei uns kurvengesteuert, was Einstellungen extrem zeitaufwändig oder gar unmöglich macht. Bei der FEC40 ist hingegen jeder Prozessschritt separat einstellbar. Die Parameter werden mit dem Rezept für jedes Produkt gespeichert, um den Einrichtungsprozess zu beschleunigen. Damit sinken Stillstandzeiten von früher mehreren Stunden auf wenige Minuten. Außerdem kann der Bediener noch während des Betriebs Anpassungen vornehmen, um zum Beispiel den Durchsatz zu maximieren.“ Das Tri.Easy-Design der FEC40 ist auf eine optimale Bedienung zugeschnitten. Es ermöglicht einen 360°-Zugriff auch bei angeschlossenem Prozess-Equipment, sodass die Stationen leicht zugänglich sind. „Was die FEC40 allen anderen Kapselfüllmaschinen voraushat, ist neben dem Output vor allem der einfache Wechsel der Stopfstempelstationen“, betont Anderson. „Der Bediener kann sie außerhalb der Maschine auseinanderbauen und reinigen. Das erspart uns jede Menge Zwischenschritte und Einstellaufwand, bis die Maschine wieder betriebsbereit ist.“ Für eine intuitive Nutzerführung sorgt ein Human-Machine-Interface (HMI) mit 19"-Touchscreen und integrierter Tastatur. Es gewährleistet jederzeit einen vollständigen Überblick über die Prozess- und Qualitätsparameter. Produkte unter Volllast Die Kapselfüllmaschine FEC40 verarbeitet bis zu 400 000 Kapseln pro Stunde bei 140 Takten pro Minute. Möglich wird dies durch den doppelt angeordneten Füllprozess. Aufgrund des hohen Outputs senkt die Maschine die Produktionskosten pro 1 000 Kapseln um bis zu 30 %. Jan-Eric Kruse Die FEC40 ist bei Standard Process standardmäßig mit zwölf Stationen und 24 Kapseln pro Station ausgestattet. Die finale Testphase fasst Anderson zusammen: „Im ersten Halbjahr 2018 haben wir diverse Produkte mit einer Vielzahl von Fließ- und Kompressibilitätseigenschaften in den Kapselgrößen 0 und 00 hergestellt. Zum Jahresende hat die FEC40 sogar schon 41 % unserer gesamten Kapselproduktion übernommen. Wir haben auf dieser Maschine 25 verschiedene Produkte hergestellt. Der Hauptfaktor bei der Frage, welche Produkte auf diesem Kapselfüller laufen sollen, war die Losgröße. Angesichts des Outputs der FEC40 hat es sich als sinnvoll erwiesen, unsere Produkte mit dem höchsten Volumen auf dieser Maschine unter Volllast zu verarbeiten.“ Für Standard Process ist nicht nur die Leistung der Maschine relevant: „Zu den weiteren Angeboten von Fette Compacting gehören die Schulungen mit den Bedienern und Wartungstechnikern, der jederzeit verfügbare telefonische Support durch Fette Compacting America in New Jersey und Fette Compacting in Deutschland sowie die Online-Fehlerbehebung durch ein direktes Offsite-Login an der Maschine“, so Anderson. „Wir schätzen vor allem die Reaktionsfähigkeit. Nur sehr wenige unserer Maschinenlieferanten bieten einen so schnellen Service wie Fette Compacting.“ Fotos: Fette Compacting, svort/stock.adobe.com www.fette-compacting.com VERFAHRENSTECHNIK 11/2019 21