Gelatinehersteller trägt mit Filtration zur Minimierung der Wartungskosten bei

Hintergrund

Was wäre, wenn Sie das nächste Mal einen Löffel Joghurt zu sich nähmen, einen Marshmallow oder Gummibärchen äßen und ein knuspriges Knacken hörten?

Das könnte bedeuten, dass bei der Herstellung dieser Lebensmittel, die Gelatine enthalten, etwas deutlich schief gelaufen ist. Gelatine sollte im Mund nicht knusprig sein, aber wussten Sie, dass sie ursprünglich diese Konsistenz hat?

Gelatine ist reines Protein und ein natürliches Lebensmittel. Sie wird aus demineralisierten Tierknochen hergestellt – die für den Verzehr durch den Menschen zugelassen sind und das Kollagen-Protein enthalten, das wir für die Herstellung von Gelatine verwenden.

Gelatine dient in der Herstellung von Lebensmitteln, Arzneimitteln, Fotografie und Kosmetik als Geliermittel. Sie kommt in Lebensmitteln wie Gummibärchen sowie anderen Produkten wie Marshmallows, gelatinehaltigen Nachspeisen und bestimmten Eissorten, Soßen und Joghurts zum Einsatz. Der Herstellungsprozess von Gelatine besteht aus einer komplexen Schrittfolge, die mit dem Auswaschen und Extrahieren der Rohstoffe beginnt, bevor die kritische Filtrationsstufe folgt.

Die Filtration spielt bei der Herstellung deshalb eine wichtige Rolle, weil in den ursprünglichen Rohstoffen ein hohes Maß an Verunreinigungen vorhanden sein kann.

Herausforderung 

Einer der weltweit führenden Anbieter von Kollagen- und Gelatine-Proteinen für die Branchen Lebensmittel, Ernährung und Pharmazeutik nutze ein Filtrationssystem mit Beutelfiltern. Das System schien zwar zu funktionieren, aber brachte einen viel zu großen Arbeitsaufwand mit sich, weil die Filter zu häufig gewechselt werden mussten.

Diese konstanten Filterwechsel trieben die Wartungskosten und Ausfallzeiten in die Höhe. Bei einem Reißen oder Bersten der Filterbeutel drohte dem Unternehmen auch Produktverlust. Ungefiltertes Produkt gelangte dadurch in das nachgelagerte System und verstopfte es. Falls das passierte, gab es keine effiziente oder einfache Möglichkeit, den Beutel zu entfernen, ohne eine komplette Produktcharge und die damit verbundene Produktionszeit zu verlieren. Zur Behebung dieses Problems wechselte das Unternehmen auf Kerzenfilter, die gereinigt werden können, fand jedoch heraus, dass diese Reinigung nicht einfach und kostengünstig möglich war. Diese Filter brachten nicht die Vorteile einer automatischen Selbstreinigung und stellten sich nicht als langfristig praktikable Lösung für diesen Einsatzbereich heraus.

Außerdem benötigte diese Anwendung ein Filtersystem, das mit den Herausforderungen schwankender Prozesstemperaturen im Bereich von 21 bis 71 °C zurecht kommt. Diese Anwendung gestaltete sich deshalb schwierig, da es viele verschiedene Viskositäten sowie unterschiedliche Durchflussmengen und das Entfernen von Verunreinigungen im Mikrometerbereich zu bewältigen galt.

Es kam immer noch zu einem zu großen Produktverlust, die Entsorgungskosten waren zu hoch und die Wartungs- und Arbeitskosten mussten gesenkt werden. Das Unternehmen wandte sich schließlich zur Lösung des Problems an Eaton.

Lösung 

Um den Kunden dabei zu unterstützen, eine kontinuierliche Filtration, geringere Wartungskosten und eine Minimierung von Produktverlust zu erreichen, empfahl Eaton das Tubular-Rückspülfiltersystem der Baureihe F. Dieses wurde speziell für die Filterung von Flüssigkeiten im bedienerlosen Betrieb mit maximaler Betriebszeit und für das Entfernen von Feststoffen entwickelt. Die gegen den Mediendurchfluss isolierte und von oben nach unten erfolgende Rückspülung gewährleistet eine vollständige und effiziente Reinigung des Mediums, während gleichzeitig das gefilterte Produkt weiterhin an nachgelagerte Systeme weitergegeben wird. Jedes Rohr wird einzeln gereinigt, während die Filterung mit den anderen Rohren fortgesetzt wird.

Das System erfüllte die Anforderungen des Kunden ideal, denn bei diesem wiederverwendbaren Clean-in-Place-Filtersystem entfallen der Arbeitsaufwand und die Abfälle typischer Beutel- und Kerzenfiltersysteme, die zuvor genutzt wurden.

Die Clean-in-Place-Filter und rückspülbaren Filter reinigen sich praktisch von selbst. Beutel oder Kerzen können anders als bei anderen Systemen ohne Abschaltung der Anlage ausgetauscht werden. Der Wegfall von Beuteln und Kerzen trug zu Einsparungen für den Kunden bei. Diese Systeme kommen ohne den Erwerb, die Handhabung und Lagerung von Ersatzbeuteln und -kerzen aus.

Der Kunde ergänzte die ausgewählten Filter der Baureihe F um ein Tri-Cluster-Kantenspaltelement mit einer Spaltgröße von 25 Mikrometer und einem Diffusor mit Rückspülung. Kantenspaltelemente beschleunigen die Reinigung und haben eine um 30 Prozent größere Filterfläche, wodurch sich Clean-in-Place-Vorgänge deutlich einfacher umsetzen lassen. Außerdem wurde eine Schwingungsdämpfung zur Vermeidung von Schäden durch Wasserschläge ergänzt.

Die Auswahl dieser Optionen ermöglichte dem Kunden kostengünstige Verbesserungen mit vorhersehbaren Ergebnissen und erfüllte die Zielsetzung einer 50-Mikrometer-Filterung für das fertige Produkt. 

Ergebnis

Das System der Baureihe F bietet mehr Flexibilität in Hinblick auf Durchfluss, Temperatur und Viskosität und die Zusicherung, dass unerwünschte Partikel ohne Abschaltung der Anlage entfernt werden können Zu den weiteren Vorteilen zählten verringerte Arbeits- und Wartungskosten, weniger Produktverlust und eine verbesserte Zuverlässigkeit und Produktivität.

Der Kunde erwarb zwei weitere Systeme, um den Betrieb zu verbessern und letztendlich einen kostensparenden Durchsatz zu erreichen.

„Nachdem der Kunde die erste Einheit erworben hatte und die Ergebnisse sah, war er vollends überzeugt“, so Jim Lago, regionaler Vertriebsleiter von Eaton. „Er entschied, dass sich die Investition mehr als lohnte, und die zusätzlichen Bestellungen sprechen für sich.“