Einleitung
In der Lebensmittelverarbeitungsindustrie wirken sich gleichmäßiges Mischen und Emulgieren von Zutaten direkt auf die Produkttextur, die Geschmacksstabilität und die Haltbarkeit aus. Für Hersteller, die komplexe Saucen herstellen – bei denen Öle, Flüssigkeiten auf Wasserbasis, Gewürze und Verdickungsmittel gleichmäßig vermischt werden müssen – ist eine zuverlässige Emulgierausrüstung von entscheidender Bedeutung. Dieser Fall beschreibt, wie ein mittelgroßer Saucenhersteller in Westeuropa langjährige Produktionsherausforderungen bewältigte, nachdem er einen industrietauglichen Mischemulgator einsetzte, wobei der Schwerpunkt auf realen betrieblichen Veränderungen und messbaren Ergebnissen lag.
Hintergrund und Herausforderung des Kunden
Kundeninformationen
Der Kunde ist ein Familienunternehmen mit 40 Jahren Erfahrung, das sich auf handwerkliche Saucen auf Tomatenbasis, cremige Knoblauchdressings und scharfe Pfefferkondimente spezialisiert hat. Sie beliefern regionale Supermärkte und unabhängige Feinkostläden mit einer monatlichen Produktionskapazität von 150.000 Litern. Vor 2022 verließ sich das Unternehmen für alle Misch- und Emulgierprozesse auf zwei 10 Jahre alte Paddelmischer.
Produktionsherausforderung
Anfang 2022 stand der Kunde vor drei dringenden Problemen:
- Inkonsistente Textur: Ihr cremiges Knoblauchdressing entwickelte häufig eine körnige Textur mit sichtbaren Klumpen des Verdickungsmittels (Xanthan), die auch durch längeres Mischen nicht beseitigt werden konnten. Dies führte dazu, dass 8–10 % jeder Charge abgelehnt wurden, da sie die Qualitätsstandards nicht erfüllte.
- Kurze Haltbarkeit: Die Saucen auf Tomatenbasis, die sich auf Öl-Wasser-Emulgierung stützten, um eine Trennung zu verhindern, zeigten nach 3 Wochen Lagerung Anzeichen von Schichttrennung – gegenüber den angestrebten 6 Wochen. Dies zwang das Unternehmen, die Bestellmengen zu reduzieren und die Produktionsfrequenz zu erhöhen, was die Logistikkosten erhöhte.
- Lange Verarbeitungszeit: Jede Charge des scharfen Pfefferkondiments benötigte 90 Minuten Mischen mit der alten Paddelausrüstung, um einen homogenen Zustand zu erreichen. Angesichts der wachsenden Nachfrage hatte die Produktionslinie Schwierigkeiten, mitzuhalten, was zu verzögerter Auftragsabwicklung führte.
Interne Tests zeigten, dass den Paddelmixern die ausreichende Scherkraft fehlte, um Verdickungsmittelpartikel aufzubrechen und Öl-Wasser-Gemische zu stabilisieren, insbesondere bei der Verarbeitung von Zutaten mit unterschiedlichen Viskositäten.
Die Lösung: Industrieller Mischemulgator
Maschinenspezifikationen
Im Juni 2022 installierte der Kunde einen einzelnen industriellen Mischemulgator (Modell: HSM-800) mit folgenden Schlüsselparametern:
- Rotorgeschwindigkeit: 3.200 U/min (einstellbar über Frequenzumrichter)
- Stator-Konfiguration: 4-stufiges Feinscherungsdesign
- Verarbeitungskapazität: 500–800 Liter pro Charge
- Materialkontaktteile: Edelstahl 316L (entspricht den EU-Lebensmittelsicherheitsstandards)
- Kühlsystem: Mantelbehälter zur Temperaturkontrolle (entscheidend für wärmeempfindliche Zutaten wie Knoblauch)
Funktionsweise
Der Emulgator arbeitet nach einem Rotor-Stator-Mechanismus: Der Hochgeschwindigkeitsrotor zieht die Zutaten in den schmalen Spalt zwischen Rotor und Stator, wodurch intensive mechanische Scherung, Turbulenzen und Kavitation erzeugt werden. Dieser Prozess zerkleinert feste Partikel (wie Xanthan) in mikrogroße Tröpfchen (1–5 µm) und verteilt sie gleichmäßig in der Flüssigkeitsmatrix. Bei Öl-Wasser-Gemischen unterbricht die Scherkraft die Oberflächenspannung und erzeugt eine stabile Emulsion, die der Trennung im Laufe der Zeit widersteht.
Integration in bestehende Abläufe
Die Ausrüstung wurde ohne größere Überholungen in die bestehende Produktionslinie des Kunden integriert. Sie ersetzte einen der alten Paddelmischer und wurde an das Dosiersystem des Unternehmens angeschlossen, wodurch die automatische Zugabe von Ölen, Verdickungsmitteln und Gewürzen während des Emulgierprozesses ermöglicht wurde.
Implementierungsprozess
Vorbereitung vor der Installation
- Das technische Team des Herstellers besuchte die Einrichtung des Kunden, um die räumlichen Einschränkungen und den Zugang zu den Versorgungseinrichtungen (elektrische Last, Wasserversorgung zur Kühlung) zu beurteilen.
- Ein 2-wöchiger Test wurde mit einem kleineren Prototyp-Emulgator durchgeführt, um seine Leistung bei der Knoblauchdressing-Rezeptur des Kunden zu testen und zu bestätigen, dass er Klumpen beseitigen kann.
- Der Produktionsplan des Kunden wurde angepasst, um ein 3-Tage-Fenster für die Installation zu ermöglichen und Ausfallzeiten zu minimieren.
Installation und Inbetriebnahme
- Die Installation dauerte 2 Tage, einschließlich der Befestigung der Maschine am Fabrikboden, dem Anschließen der elektrischen und Kühlsysteme und dem Testen von Sicherheitsverriegelungen (z. B. Not-Aus-Tasten).
- Die Inbetriebnahme dauerte 1 Tag: Das technische Team führte drei Testchargen (Knoblauchdressing, Tomatensauce, Pfefferkondiment) durch, um die Rotorgeschwindigkeit und die Verarbeitungszeit für jedes Rezept zu optimieren. Beispielsweise benötigte das Knoblauchdressing 12 Minuten bei 2.800 U/min, um eine glatte Textur zu erzielen, während die Tomatensauce 8 Minuten bei 3.000 U/min für eine stabile Emulgierung benötigte.
Schulung der Mitarbeiter
- Für die 6 Produktionsmitarbeiter des Kunden wurden zwei 4-stündige Schulungen abgehalten. Zu den Themen gehörten:
- Grundlegende Bedienung (Starten/Stoppen der Maschine, Einstellen der Rotorgeschwindigkeit)
- Reinigungsverfahren (Zerlegen des Stators zur Tiefenreinigung, Verwendung von lebensmittelsicheren Desinfektionsmitteln)
- Fehlerbehebung bei häufigen Problemen (z. B. ungleichmäßiges Mischen aufgrund falscher Reihenfolge der Zutaten)
Ergebnisse und Vorteile
Verbesserte Produktqualität
- Die Ausschussquote für cremiges Knoblauchdressing sank von 8–10 % auf weniger als 1 %, da der Emulgator Klumpen des Verdickungsmittels beseitigte.
- Saucen auf Tomatenbasis behielten die Stabilität für die volle 6-wöchige Haltbarkeit, ohne dass in Kundenfeedback eine Trennung gemeldet wurde.
- Sensorische Tests, die vom Qualitätsteam des Kunden durchgeführt wurden, zeigten eine Verbesserung der Texturkonsistenz um 30 % bei allen Produkten.
Erhöhte Produktionseffizienz
- Die Verarbeitungszeit für scharfes Pfefferkondiment wurde von 90 Minuten auf 18 Minuten pro Charge reduziert – eine Reduzierung um 80 %.
- Die höhere Kapazität des Emulgators (800 Liter pro Charge gegenüber 500 Litern des alten Mischers) ermöglichte es dem Kunden, die monatliche Produktion auf 200.000 Liter zu steigern, ohne zusätzliche Schichten hinzuzufügen.
- Die Auftragsabwicklungszeit verkürzte sich um 2 Tage, da die Produktionslinie nicht mehr überlastet war.
Kosteneinsparungen
- Die Reduzierung der Produktausschüsse sparte dem Unternehmen etwa 12.000 € pro Monat an Rohstoffkosten.
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