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Aromen nicht verschleppen
Immer mehr Getränkesorten in allen möglichen Geschmacksvarianten wetteifern in den Regalen der Supermärkte um Kundschaft. Die neue Vielfalt stellt jedoch hohe Anforderungen an die Anlagen, in denen die Getränke hergestellt werden – von den Kesseln und Tanks über Pumpen und Rohrsysteme bis zu den Abfüllanlagen. So dürfen sich etwa die feinen Aromen einzelner Getränke während der Herstellprozesse nicht miteinander vermischen. Ein Experten-Interview mit Nicole Schneider, Vice President Global Market Sector Process Industry in der Industrial Services-Division von Freudenberg Sealing Technologies.
Frau Schneider, was sind die großen Verbrauchertrends, die derzeit den Markt der Getränkeindustrie prägen?
Schneider: Wir beobachten im Wesentlichen drei Trends. Ein Trend liegt in einer großen Individualisierung des Geschmacks, was eine hohe Ausdifferenzierung des Angebots zur Folge hat. Das wird zum Beispiel am steigenden Angebot an Craft-Bieren oder brautechnisch hergestellten Fassbrausen sichtbar. Ein weiterer Trend ist das steigende Gesundheitsbewusstsein der Menschen: Viele Verbraucher wünschen sich Getränke, die ohne oder mit möglichst wenig Konservierungsmitteln hergestellt werden – die aber trotzdem möglichst lange haltbar sind. Und drittens sehen wir immer mehr Getränke, die aus festen Zutaten hergestellt werden. So werden beispielsweise bei einem Erdbeer-Smoothie ganze Früchte zu einem Brei zerkleinert. Das führt zu einem höheren Anteil an Feststoffen im Getränk.
Welche Auswirkungen hat das auf die Anlagen, in denen die Getränke hergestellt werden? Müssen die Hersteller für jedes neue Produkt in neue Anlagen investieren?
Üblicherweise werden neue Produktvarianten in den vorhandenen Anlagen hergestellt. Das hat natürlich häufigere Produktwechsel zur Folge. Für die Dichtungen in Tanks, Rohrsystemen und Abfüllanlagen bedeutet dies, dass sie mit wesentlich mehr Aromen in Kontakt kommen. Vor diesem Hintergrund müssen Betreiber noch stärker als bislang darauf achten, dass die Aromen nicht verschleppt werden – dass also beispielsweise bei einem Produktwechsel in der Abfüllanlage die Dichtungen einzelne Aromen vom zuvor hergestellten Produkt nicht annehmen und dass diese nicht in das Folgeprodukt gelangen. Wenn in einer Anlage eine Fassbrause mit Zitronenaroma abgefüllt wurde, dann darf kein Zitronengeschmack in das Vollbier gelangen, das anschließend durch die Rohrleitungen strömt.
Wie lässt sich das Verschleppen von Aromastoffen vermeiden?
Eine wesentliche Rolle spielt die Auswahl des Dichtungsmaterials. Grundsätzlich bestehen sowohl die in der Lebensmittelindustrie eingesetzten Dichtungen als auch die abgefüllten Getränke aus organischen Verbindungen. Sie haben deswegen eine gewisse stoffliche Nähe, ihre Moleküle sind ähnlich aufgebaut. Deswegen kriechen die Aromastoffe in manche Dichtungswerkstoffe ein und diffundieren über die Zeit aus dem Werkstoff wieder aus. Um eine Aromaverschleppung zu vermeiden, eignen sich aus diesem Grund vor allem Werkstoffe, die besonders inert sind, die sich also nicht an chemischen oder physikalischen Wechselwirkungen beteiligen. Freudenberg Sealing Technologies hat für diesen Zweck die Materialfamilie Fluoroprene® XP entwickelt. Die Rezeptur für diese Werkstoffe ist auf die Anforderungen der Getränkeindustrie genau abgestimmt.
Vita
Nicole Schneider: Nach ihrem Abschluss als Diplomingenieurin in Chemie startete Nicole Schneider bei Freudenberg Sealing Technologies im Produktmanagement des Bereichs Process Industry. Für das Öl- & Gas-Geschäft zog sie für drei Jahre nach Houston (Texas), um dort ein Werkstofflabor aufzubauen. Nach ihrer Rückkehr nach Deutschland wechselte sie ins Business Development für die Prozessindustrie. Seit August 2016 leitet Schneider diesen Bereich.
Verschärfen sich diese, wenn Smoothies und andere Getränke mit hohem Feststoffanteil in den Anlagen verarbeitet werden?
Auf jeden Fall. Denn dadurch erhöhen sich die mechanischen Anforderungen. Der höhere Feststoffanteil erfordert eine höhere Steifigkeit des Materials, um Abrasion zu verhindern. Genauso muss die Weiterreißfestigkeit hoch sein, damit keine Verletzungen durch Fruchtkerne, beispielsweise von Erdbeeren, zum Ausbruch der Dichtung führen. Die genauen Anforderungen können variieren, sind aber bei der Auswahl der Dichtungsmaterialien unbedingt zu berücksichtigen. Außerdem spielt beim Einsatz von Feststoffen auch die Geometrie der Dichtung eine Rolle. Sie muss so gewählt sein, dass die Dichtfunktion durch aufliegende Feststoffpartikel nicht beeinträchtigt werden kann.
Sie sprachen vom steigenden Gesundheitsbewusstsein der Menschen, die Getränke mit möglichst wenig Konservierungsmitteln wünschen. Was hat das für Komponenten und Anlagen zur Folge?
Zunächst einmal ist zu beachten, dass die Produktwechsel möglichst schnell abfolgen müssen, um die Anlagen möglichst effizient auszulasten. Das hat direkte Auswirkungen auf den Reinigungsprozess, der in der Anlage vorgenommen werden muss, ohne einzelne Bauteile manuell zu entfernen. Im Fachjargon nennt man das auch „Cleaning in Place and Sterilization in Place“, also Reinigung und Sterilisation vor Ort in der geschlossenen Anlage. Werden nun auch noch Getränke verarbeitet, die wenige oder gar keine Konservierungsmittel enthalten, dann müssen grundsätzlich erst einmal aggressivere Reinigungsmittel verwendet werden. Denn es dürfen ja keine Bakterien ins Getränk gelangen. Die Dichtungen müssen jedoch gegenüber diesen deutlich aggressiveren Reinigungsmitteln wie Säuren und Laugen beständig sein. Eine weitere Anforderung setzt der Prozess der Sterilisation, bei dem meist Wasserdampf mit Temperaturen von 120, in manchen Fällen sogar 140 Grad Celsius verwendet wird. Auch diesen hohen Temperaturen müssen die Dichtungen dauerhaft standhalten. Und da die Reinigung im geschlossenen System stattfindet, darf die Geometrie einer Dichtung keine auch noch so kleinen Toträume haben – also Hohlräume und Kerben ohne Funktion, in denen sich Verunreinigungen oder Bakterien festsetzen könnten. Diese Art der Konstruktion wird auch als „Hygienic Design“ bezeichnet.
Welche Dichtungskonzepte kann die Getränkeindustrie in Zukunft erwarten?
Wir haben uns auch intensiv mit dem Thema Wartungszyklen auseinandergesetzt. Mit der Ausdifferenzierung des Marktes gibt es inzwischen viele verschiedene Wartungsstrategien. Viele größere Hersteller tauschen ihre Dichtungen präventiv aus, bei kleineren Craft-Bier-Brauereien kommt es dagegen auch mal zu Leckagen, wenn ein Wartungsintervall zu lange war. Um eine wirklich bedarfsgerechte Wartung zu ermöglichen, arbeiten wir an intelligenten Dichtungen, die ihren eigenen Verschleiß messen und ihren Abnutzungszustand in Echtzeit an den Betreiber melden können. Das könnte sogar so weit gehen, dass eine Dichtung selbstständig ein Ersatzteil anfordert. Solche intelligenten Dichtungen für Industrie 4.0-Anwendungen werden wir marktnah mit unseren Kunden weiterentwickeln.
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