Aromen und Zusatzstoffe in personalisierten Lebensmitteln

Elisabeth Lenz
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ViscoTec Hygienic Dispenser eröffnen neue Perspektiven in der Branche

Individuell gestaltete, funktionelle Lebensmittel werden bald im Mittelpunkt unserer Ernährung stehen. Als Gegenstück zur heutigen Massenproduktion, mit denselben Zutaten und Inhaltsstoffen, werden in Zukunft vermehrt maßgeschneiderte Lebensmittel auf der Einkaufsliste stehen. Produziert nach gesundheitlichen, geschmacklichen oder persönlichen Präferenzen jedes Einzelnen. Schon heute gibt es genügend Beispiele: Eigens zusammengestellte Müslis, individuell gestaltete Backwaren oder Süßigkeiten und vieles mehr.

Um den enormen produktionstechnischen Aufwand von personalisierten Lebensmitteln zu bewältigen, benötigt man clevere Anlagen und Systeme. Unternehmen müssen in der Lage sein, kleine Losgrößen zu fertigen – absolut flexibel hinsichtlich der Inhaltsstoffe.

Bestimmende Inhaltsstoffe, die dem Lebensmittel die individuelle Note geben sind Aromastoffe, Farben und auch funktionelle Zutaten, wie Enzyme oder probiotische Flüssigkeiten. Diese müssen präzise und schonend dosiert werden. Aufgrund der hohen Konzentration dieser Inhaltsstoffe gilt höchste Genauigkeit im Dosierprozess. Geringste Abweichungen verändern das Aussehen, den Geschmack oder die Wirkung der Lebensmittel. Die Dispenser aus dem Hause ViscoTec sind eigens für die Dosierung von kleinen Mengen entwickelt. So eignen sich die kleinen Pumpen ideal im Bereich der flüssigen Zusatzstoffe, bei denen meist nur sehr geringe Mengen dosiert werden. Am Beispiel Aromastoffe wird bei Milchprodukten, Saucen oder Fertiggerichten eine Zuführung in einer exakt definierten Menge möglich. Dies schützt vor falsch dosierten Zutaten und somit vor Produkten, die entweder zu viel oder zu wenig Aromastoffe enthalten. Hochpräzise Dosierergebnisse mit weniger als +/- 1 % Abweichung sind keine Herausforderung für die Dispenser von ViscoTec. Ein weiterer Vorteil des Hygienic Dispensers auf Basis der Endloskolben-Technologie ist, dass Dosiermengen sehr einfach erhöht und reduziert werden können (im Gegensatz zu herkömmlichen Kolbenfüllsystemen). Durch Anpassung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Dispensers ist die Dosiermenge variabel und stufenlos einstellbar.

So sind die Dosierungen im Produktionsablauf äußerst flexibel gestaltet. Wird zum Beispiel mehr Erdbeeraroma für Milchmischgetränke benötigt, kann durch die Erhöhung der Dispensergeschwindigkeit sofort nachjustiert werden.

Praxisbeispiel:

Ein Fitnessgetränkehersteller produziert all seine Shakes auf derselben Basis an Grundzutaten. Bisher mischte er für jede Art an Geschmack und Funktionalität alle Zutaten in einem Produktionsschritt. Nach jedem Artenwechsel (10 verschiedenen Produkte) war eine Reinigung der kompletten Anlage notwendig. Nun mischt er lediglich die Grundzutaten und fügt erst am spätmöglichsten Prozessschritt die individuellen Zusätze mit dem ViscoTec Hygiene Dispenser hinzu.

Der modulare Aufbau der Pumpen erlaubt eine vielseitige Anwendung und auch hochkonzentrierte und aggressive Inhaltstoffe sind dosierbar. In vielen Fällen handelt es sich um chemisch-aggressive Produkte (z. B. Ätherische- oder Fruchtöle) – eine chemische Beständigkeit der Dosierkomponenten wird gefordert und vorausgesetzt. Bewährte Rotor- und Statormaterialien machen den Dispenser fit für jegliche Art der Produkte.

Vorteile des Endloskolben-Prinzips

Die Systeme von ViscoTec basieren auf der Endloskolben-Technologie. In der Vergangenheit fand diese Technologie vor allem bei großen Transfer- und Förderpumpen Anwendung. ViscoTec jedoch nutzt diese Technik für hochpräzise Dosier- und Abfüllaufgaben. Um die gewünschte Präzision zu erreichen waren viele Schritte Entwicklungsarbeit nötig. Kunden der ViscoTec GmbH setzen nun schon seit 20 Jahren auf die Produkte des bayerischen Dosiertechnikherstellers. Das Vertrauen auf die Genauigkeit und die kleinen Mengen die mit den Dispensern erreicht werden, resultieren auf der Geometrie der Pumpentechnologie. Diese Dosiergeometrie fördert drehwinkelproportional pro Umdrehung ein konstantes Volumen. Die Förderrichtung ist durch Umkehr der Drehrichtung reversibel. Das Volumen ist somit über die Winkelgrade eindeutig definiert. Aus dieser Technik ergibt sich eine druckstabile, lineare Pumpenkennlinie. Eine klare Aussage über das Verhältnis von Umdrehung, Zeit und Fördermenge wird ermöglicht. Das wiederum führt zu einer gewährleisteten Dosiergenauigkeit am Pumpenaustritt von 1 % (abhängig vom Medium), die in der Praxis oft unterschritten wird. Ein weiterer Nutzen dieser Technologie liegt in der entstehenden Förderkammer, deren Volumen im Verlauf der Bewegung absolut konstant bleibt. Dadurch ist es möglich, feststoffbeladene Medien und sogar stückige Produkte zu fördern und abzufüllen. Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Fördermechanismen: In über 95 % aller Anwendungen kann auf Abfüll- und Dosierventile verzichtet werden, da es durch einen kurzen Rückwärtslauf am Ende des Dosiervorgangs zu einem kontrollierten Fadenabriss kommt, bzw. ein Nachtropfen verhindert wird. Somit können selbst schwierige, hochviskose Flüssigkeiten prozesssicher dosiert oder abgefüllt werden, ohne dass es zu Pulsationen, Fehldosierungen oder einer zu starken Beanspruchung des Materials kommt.

Im Gegensatz zu konventionellen Abfülltechnologien, wie z.B. Kolbenfüllern, kann das Dosiervolumen flexibel angepasst werden und zwar on-the-fly während des Abfüllprozesses. Durch das volumetrische Dosierprinzip wird das ausgebrachte Volumen exakt durch die Anzahl der Umdrehungen der Pumpe definiert. Durch Modifizieren dieser Drehzahl kann die Dosiermenge variabel angepasst werden, ohne mechanische Umbauten der Pumpe durchzuführen oder den Prozess über längere Zeit anzuhalten.

Dieses variable Handling und die einfache Ansteuerung ermöglicht es, den Dispenser sowohl für flexible, halbautomatische und individualisierte Produktionsverfahren einzusetzen (mit einer Stand-Alone-Steuerung), als auch mühelos in bestehende Abfüllanlagen und Produktionskonzepte mit vorhandener SPS zu integrieren.

Durch speziell entwickelte Elastomere, die im Dispenser eingesetzt werden, z.B. beim Stator, gibt es keine Wechselwirkungen oder chemische Reaktionen mit aggressiven Aromastoffen.

Hygienischer Prozess, hygienisches Design

Der modulare Aufbau des Dispensers ermöglicht es, dass dieser sowohl automatisch gespült und gereinigt werden kann, als auch manuell durch Zerlegen. In vollautomatisierten Abfüllanlagen kann dabei eine gängige CIP-oder SIP-Anlage verwendet werden. Gängige CIP oder SIP-Prozeduren, wie z.B. Spülung mit Salpetersäure oder Natronlauge bei 70° C oder auch Heißdampfsterilisation bei 143° C, sind mühelos möglich. Manuell lässt sich der Dispenser innerhalb weniger Minuten werkzeuglos zerlegen und sämtliche Bauteile können gereinigt werden.

Der Dispenser ist totraumoptimiert und nach den allgemeinen Richtlinien des Hygienic Design konstruiert. Eine Kontamination durch Mikroorganismen ist unmöglich.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit Hilfe des Hygienic Dispensers Dosieranwendungen in Zukunft unkompliziert, schnell und flexibel an stetig wandelnde Produktionsanforderungen angepasst werden können. Mit dem Einsatz des Hygienic Dispensers können ganze Prozesse umgestellt werden. Flexible Produktionsbedingungen, und kleinere Produktionsmengen und -batches werden möglich – ganz im Sinne von Industrie 4.0.

Smoothies mit personifizierten Bestandteilen
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