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Erläuterung der Bedeutung von Pumpen für die Vakuumverpackung

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Wie Sie potenzielle Kontaminierungsrisiken und Maschinenstillstandszeiten minimieren sowie die Luftqualität und die Pumpenleistung maximieren können

Supermärkte und andere Lebensmitteleinzelhändler sind über das Thema Druckluft in der Lebensmittelverpackung und die Möglichkeiten für das Management von Kontaminierungsrisiken generell gut informiert. In der Folge wird heute nicht danach gefragt, wie und warum der Prozess das Potenzial hat, Lebensmittel während des Produktionsprozesses zu verunreinigen. Wie viele andere Verpackungsmethoden wird der Einsatz von Druckluft durch das HACCP-Konzept (Hazard Analysis and Critical Control Point, Gefahrenanalyse kritischer Lenkungspunkte) abgedeckt, und alle Beteiligten sind sich über ihre Verantwortlichkeiten und die Mittel zur Vermeidung von Problemen im Klaren.

Doch diese Kontrolle fehlt in einem weiteren Schlüsselprozess in der Lebensmittelverarbeitungsindustrie: der Vakuumverpackung. Als Konservierungstechnik für zahlreiche Lebensmittelprodukte wird die Vakuumverpackungstechnik seit über 70 Jahren eingesetzt, um die Haltbarkeit von trockenen Produkten wie Getreide und Kaffee sowie frischem Fleisch, Gemüse und Fertigsuppen zu verlängern.

Mit unserem über Jahrzehnte erworbenen Know-how vertreten wir bei Gardner Denver in Europa und darüber hinaus nachdrücklich, dass auf den Vakuumverpackungsprozess dieselben HACCP-Grundsätze wie für den Einsatz von Druckluft angewendet werden sollten. Ohne diese Sicherungen bleiben das Risiko von Lebensmittelverunreinigungen und die damit verbundenen Bedrohungen für die Verbrauchergesundheit sowie die Geschäftskontinuität und den Ruf von Unternehmen bestehen. Zudem bewirkt eine grössere Aufmerksamkeit für die Funktion und die Bedeutung von Vakuumpumpen, dass sie besser gewartet werden und somit ein geringeres Risiko von Unterbrechungen der Lebensmittelproduktion besteht.

Durch ein zukunftsgerichtetes, proaktives und verantwortungsbewusstes Konzept lassen sich die Risiken in Verbindung mit der Vakuumverpackung nahezu vollständig ausräumen. Dieses Whitepaper bespricht die möglichen Probleme in Zusammenhang mit Vakuumpumpen unter besonderer Berücksichtigung der Druckluftkontaminierung, jedoch auch im Hinblick auf die Pflege und Auswahl von Pumpen. Wir legen darin die Massnahmen dar, die Lebensmittelhersteller zur Minimierung potenzieller Probleme ergreifen können.

Ob Sie Ihre derzeitigen Anlagen überprüfen möchten oder die Anschaffung neuer und verbesserter Ausrüstung erwägen, nehmen Sie sich bitte die Zeit, Ihren Vakuumverpackungsprozess ausführlich zu überdenken. Wir hoffen, dass unser Whitepaper mit der Fünf-Punkte-Checkliste, Beispielen für bewährte Verfahren und Fallstudien Ihnen einen guten Ausgangspunkt dafür bietet.

Kontaminierung von Lebensmitteln

Für Lebensmittelhersteller, die auf ihren guten Ruf und vertrauensvolle Beziehungen mit Kunden angewiesen sind, ist die Bedrohung durch einen Lebensmittelskandal ein Albtraumszenario. Das vielleicht extremste Beispiel aus der jüngeren Vergangenheit ist der Skandal um die Kontaminierung von Babymilch in China vor rund zehn Jahren, der international für Empörung gesorgt hat. Tragischerweise kamen Babys ums Leben und tausende wurden schwer krank. Die Eigentümer und Führungskräfte der Milchproduktionsanlagen und in der Lieferkette wurden vor Gericht gestellt und mehrere Unternehmen gingen bankrott oder wurden gezwungen, den Geschäftsbetrieb einzustellen. Die Branche in China hat sich davon nicht wieder erholt und das Land ist heute auf den Import von Babymilch angewiesen.

Näher an heimischen Gefilden führte der Pferdefleischskandal 2013 zu keinen schweren gesundheitlichen Folgen für Verbraucher, wirbelte jedoch die Fleischverarbeitungsindustrie europaweit gehörig durcheinander, als sich herausstellte, dass Pferdefleisch in Produkten als Rindfleisch ausgezeichnet wurde. Einige grosse Namen in der Branche wurden finanziell schwer getroffen und ihr Ruf wurde nachhaltig geschädigt.

Bei der Verurteilung von zwei an dem Skandal beteiligten Akteuren fasste Richter Owen Davies QC zusammen, wie die Probleme sich auf Supermärkte und die Öffentlichkeit ausgewirkt haben. Er sagte: «Das Vertrauen in die Lebensmittelkette wurde nachhaltig geschädigt und die Aktienkurse grosser Supermärkte haben erheblich nachgegeben. Es ist schwer, das Gefühl der Angst wiederzugeben, das die Öffentlichkeit zum Zeitpunkt des Bekanntwerdens der Vorgänge befallen hat.»1 Diese Beispiele sind extrem, zeigen jedoch deutlich die Auswirkungen der Kontaminierung von Lebensmitteln und die Gründe dafür auf, dass Supermärkte und Einzelhändler diese Risiken unbedingt vermeiden wollen.

Ruf, Ruf und nochmals Ruf

Lebensmittelhersteller wollen unter allen Umständen negative Auswirkungen auf die Beziehungen ihres Unternehmens mit den Kunden vermeiden. Vertraut der Einzelhändler noch darauf, dass der Hersteller Lebensmittel liefert, die weder seine Kunden noch seinen Ruf schädigen? Die Konkurrenz unter Supermärkten ist gross und jede Rufschädigung kann die Aktienkurse von Unternehmen erheblich belasten. Die Lebensmittelsicherheit hat oberste Priorität und daher wurden strenge Prüfverfahren aufgestellt, um sicherzustellen, dass alle Qualitätsstandards erfüllt werden. Je mehr Lebensmittelhersteller dafür tun können, diese Gewissheit zu gewährleisten, desto besser können sie sich von anderen Lieferanten abheben.

Für den Lebensmittelhersteller haben jegliche Produktrückrufe und Untersuchungen wirtschaftliche Folgen. Rückrufe von Chargen und die Ausfallzeiten in der Produktion zur Ermittlung potenzieller Kontaminationsquellen verursachen hohe Kosten. In der Lebensmittelherstellung schmälert jede Minute Produktionsstillstand den Ertrag und muss daher vermieden werden.

Der Erfolgszug der Vakuumversiegelung in der Lebensmittelindustrie

Die Vakuumversiegelung kommt seit über 70 Jahren breitflächig für die Verpackung von frischen, verarbeiteten und tiefgefrorenen Lebensmitteln zum Einsatz. Die Technik entfernt Sauerstoff aus der Produktverpackung und schützt den Inhalt vor Verunreinigung oder Zersetzung infolge des Kontakts mit Luft, Feuchtigkeit oder Schmutz. Durch die Entfernung atmosphärischen Sauerstoffs schützt die Vakuumumgebung die Lebensmittel vor dem Verderb, indem das Wachstum von aeroben Bakterien und Pilzen gehemmt und das Verdampfen flüchtiger Bestandteile verhindert wird. Die Methode gewährleistet, dass der Geschmack, das Aroma und die Nährstoffe während des Verpackungsprozesses nicht verloren gehen und kann die Haltbarkeit von Lebensmitteln um das bis zu 5-Fache verlängern.

Doch der Einsatz von Luft in der Lebensmittelverpackung führt unvermeidlich zu dem Risiko, dass Verunreinigungen in Kontakt mit dem Lebensmittel selbst geraten. Wie die Vakuumverpackung wird Druckluft in der Lebensmittelverpackung weitflächig genutzt, doch im Gegensatz zur Vakuumtechnik gibt es für Druckluft zahlreiche Leitlinien für Hersteller, die sie beim Management der potenziellen Kontaminierungsrisiken unterstützen.

Das HACCP-Konzept kommt auch für Druckluft zur Anwendung, sodass die kritischen Lenkungspunkte für potenzielle Verunreinigungen, wie Filter und Dichtungen, engmaschig auf Effizienz und Wirksamkeit überwacht und Maschinen regelmässig gewartet werden. Die oft grossen, eigenständigen Druckluftanlagen befinden sich in gesonderten Bereichen ausserhalb der Verpackungsumgebung. Das System wird streng kontrolliert.

Zudem wurden vom British Retail Consortium (BRC) und der British Compressed Air Society (BCAS) gemeinsam Verfahrensregeln für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie entwickelt. Diese Verfahrensregeln beinhalten eine Auswahl aus den Reinheitsklassen der ISO 8573-1:2010 und bieten Empfehlungen für den Einsatz von Druckluft, die in direkten Kontakt mit dem Produkt gerät.

Aus den Augen, aus dem Sinn – das Problem der leicht vergessenen Vakuumpumpe

Es gibt jedoch keine solchen Leitlinien für die Vakuumverpackung, bei der die zugehörigen Pumpen die Wurzel des Problems darstellen. Vakuumpumpen sind deutlich kleiner als entsprechende Druckluftkomponenten und befinden sich oft nicht sichtbar innerhalb einer Maschine, was die Überprüfung ihrer Funktion und Leistung erschwert. Als verstecktes und oft kleines Bauteil werden Vakuumpumpen oft ignoriert, bis sie versagen und repariert oder ausgetauscht werden müssen.

Ölgeschmierte Kompressoren müssen in Lebensmittelumgebungen die Anforderungen der ISO 8573 (ölfrei Klasse A) erfüllen – für Vakuumpumpen gibt es jedoch keine entsprechende Norm.

Doch nur weil man sie nicht sehen kann und sie zurzeit nicht den HACCP-Grundsätzen unterliegen, sollten diese Pumpen nicht ausser Acht gelassen werden. Sie können potenziell zu erheblichen Problemen führen.

Die Herausforderungen durch Öl

Die grosse Mehrheit der Vakuumpumpen wird mit Öl geschmiert, das potenziell Lebensmittel direkt verunreinigen oder Mitarbeiter im Werk schädigen kann. Die von der Pumpe abgesaugte Luft muss an anderer Stelle abgelassen werden. In den Systemen sind Filter installiert, die das Öl abscheiden sollen. Diese können jedoch nur eine begrenzte Menge an Öl aufnehmen und sind schnell gesättigt. Wenn das geschieht, enthält die Abluft Ölpartikel und es können sich unter der Maschine sogar kleine Öllachen bilden.

Als Vertriebsexpertin im Geschäftsbereich Food & Beverage UK von Gardner Denver verfügt Melissa Kelly-Jones über 18 Jahre Erfahrung in dem Segment und hat des Öfteren erlebt, was passieren kann, wenn Vakuumpumpen nicht regelmässig überprüft werden: «Ich habe direkt erlebt, wie Vakuumpumpen Probleme verursachen können. In Lebensmittelproduktionshallen habe ich rauchende ölgeschmierte Pumpen gesehen. Wenn man nichts dagegen tut, wäre die nächste Stufe ein Brand!»

«Aufgrund mangelnder Wartung oder anderer Probleme wie undichte Verschraubungen oder defekte Abscheider können die Filter verstopfen, sodass Öl hindurchgelangt und an der Rückseite der Pumpe ausgeblasen wird. Öltropfen in der Luft zirkulieren in der Lebensmittelumgebung. Kein Lebensmittelverarbeiter möchte so etwas in seinem Werk haben.»

Melissa und das Gardner Denver-Team arbeiten europaweit eng mit Lebensmittelherstellern zusammen, um die Vorteile der Vakuumverpackung für ihre Kunden zu maximieren. Da OEMs die Pumpen gängigerweise als Standardbetriebsmittel betrachten, sind sie oft der Meinung, dass Unternehmen sie nicht optimal nutzen und sich einen schnelleren Durchsatz oder eine bessere Vakuumleistung entgehen lassen.

Um potenzielle Probleme durch kontaminierte Luft im Bereich der Produkte zu vermeiden, kann die Lösung so einfach sein, wie etwa die Maschine ausserhalb des Produktionsbereichs hinter einer Wand oder über einer Deckenkonstruktion aufzustellen.

Grundlegende Faktoren wie die Reinigung und die Umgebung der Maschine sind ebenso wichtig für die Leistung der Pumpe. Zusätzlich besteht die Gefahr, dass mitgeschleppte Lebensmittel in die Ölfilter gelangen und das Abstrahlen mit aggressiven Chemikalien zu Korrosion an den inneren Bauteilen der Pumpe führt.

Wir haben eine Fünf-Punkte-Checkliste zusammengestellt, um Lebensmittelhersteller dabei zu unterstützen, gängige Fallstricke zu umgehen. Der Schlüssel zur erfolgreichen Nutzung der Liste besteht darin, mit der Wartung Experten für Vakuumpumpen und keine allgemeinen Wartungsdienstleister zu beauftragen.

Fünf-Punkte-Checkliste

– Der erste Punkt ist die Montage von nachgeschalteten Ölfiltern, die als zusätzliche Sicherung gegen die Verunreinigung von Lebensmitteln infolge verstopfter Filter dienen. Dies beugt wirksam dem Ölübertrag in die Umgebung vor.

– Oft sind es mangelhafte Wartung, unzureichende Wartungsverfahren oder selbst leichte Funktionsstörungen der Anlage, die zum Risiko eines Austritts von Öl aus dem Luftablass und potenzieller Kontaminierung durch ölgeschmierte Vakuumpumpen führen. Eine regelmässige und zeitgerechte Wartung ist die beste Option, um potenzielle Kontaminierung zu vermeiden. Dies stellt nicht nur den optimalen Betrieb von Pumpen mit wenig oder gar keinem Ölübertrag sicher, sondern steigert auch die Effizienz und die Lebensdauer der Pumpe.

– Selbst bei grösster Sorgfalt können Spuren von Schmiermittel in Kontakt mit einer Oberfläche mit Lebensmittelkontakt, der Verpackung oder dem Produkt selbst geraten. Verwenden Sie lebensmitteltaugliche Schmiermittel und Schmierstoffe für gelegentlichen Lebensmittelkontakt, die speziell entwickelt wurden, um strenge gesetzliche Vorschriften zu erfüllen.

– Die ausschliessliche Verwendung von Originalteilen für Pumpen bietet eine weitere Möglichkeit, Probleme zu minimieren. Bei ölgeschmierten Vakuumpumpen besteht das Risiko, dass Öl über den Luftablass austritt, und Abscheiderelemente können aufgrund von Fehlanwendung, schlechtem Sitz oder mangelhafter Qualität versagen. Originalteile reduzieren die Wahrscheinlichkeit solcher Vorkommnisse erheblich und bieten eine längere Lebensdauer mit geringerem Risiko als bei der Verwendung von Fremdprodukten und -ersatzteilen.

– Die beste Option, um Probleme in Verbindung mit ölgeschmierten Pumpen zu vermeiden, ist die Umstellung auf ölfreie Produkte. Diese Pumpen wurden speziell für Hersteller entwickelt, die höchste Anforderungen an die Luftreinheit stellen. Ölfreie Vakuumpumpen benötigen weniger Wartung als ölgeschmierte Modelle und es müssen weder Öl gewechselt noch Filter ausgetauscht werden. Dies bietet den zusätzlichen Vorteil, die Kosten über die Lebensdauer einer Pumpe hinweg zu reduzieren. Ein weiterer Vorteil ist, dass ölfreie Pumpen zur Wartung nicht ausgebaut werden müssen, wodurch sich Stillstandszeiten sowie die Kosten für Öl, die Altölentsorgung und Arbeitszeit deutlich reduzieren.

Preisgünstige Produkte sind nicht immer ein gutes Geschäft

Laut Alexander Hippmann, Key Account Manager des Geschäftsbereichs Food & Packaging von Gardner Denver in Deutschland, können Hersteller und OEMs (Originalhersteller) Vorteile in der gesamten Produktion realisieren, indem sie beim Kauf von Anlagen für die Vakuumverpackung mehr als nur die direkten Anschaffungskosten berücksichtigen. Er erläutert: «Für Lebensmittelhersteller ist es wichtig, bei Vakuumverpackungsmaschinen den Gesamtnutzen und nicht nur die Anfangsinvestition zu betrachten. Oft wird nur auf den Kaufpreis geachtet und die preisgünstigste Maschine gekauft. Das bedeutet, dass eine regelmässige Wartung zur Überprüfung der Pumpe und zum Austausch von Ölabscheidern erforderlich ist.»

«Mit einer ölfreien Lösung – wie einer Klauen- oder Schraubenpumpe – lassen sich Probleme durch Öl und der Bedarf an regelmässiger Wartung sofort beseitigen. Die Pumpen sind zunächst etwas teuer, bieten jedoch langfristig einen deutlich höheren Nutzen, da geringere Wartungskosten anfallen – es werden keine Ölabscheider benötigt – und sie das Problem potenzieller Ölkontaminierung in der Lebensmittelumgebung ausräumen.»

Jede Fertigungsstätte für Lebensmittel ist unterschiedlich – selbst wenn darin ähnliche Lebensmittelprodukte hergestellt werden. Das Alter und die Konfiguration von Maschinen, die Auslegung der Anlagen und die Betriebsumgebung bedeuten, dass es keine universelle Lösung für die Probleme bei der Vakuumverpackung gibt. Mauro Dote, Vertriebsingenieur von Gardner Denver in Italien, hat in seinen 10 Jahren in der Branche mit Lebensmittelherstellern aller Art zusammengearbeitet. Er bestätigt, dass eine universell geeignete Lösung zu finden sehr schwierig ist, da Unternehmen unterschiedliche Prioritäten haben. Alle können jedoch etwas dafür tun, die Risiken für die Kontaminierung von Umgebungen für die Lebensmittelverpackung zu minimieren, indem sie den Rat von Experten einholen.

«Jedes Unternehmen ist anders, sodass wir zur Deckung des Bedarfs die jeweilige Situation berücksichtigen müssen», erklärt Mauro. «Für manche Unternehmen liegt die Priorität auf dem Energieverbrauch, sodass wir nach Lösungen suchen müssen, um ihre Maschinen optimal einzusetzen. Diesen Herstellern geht es um Effizienz. Wir müssen uns somit darauf konzentrieren, die Pumpen mit minimalen Stillstandszeiten am Laufen zu halten. Aus diesem Grund ist das Know-how unseres Unternehmens so wertvoll. Wir können im Bereich der Vakuumverpackung eine umfassende Beratung anbieten, anstatt einfach nur eine Maschine zu verkaufen.»

Marc Geurts ist Vertriebsingenieur von Gardner Denver in den Niederlanden. Er glaubt, dass das mangelnde Wissen von Lebensmittelherstellern über die am Markt verfügbaren Pumpen dazu führt, dass nicht immer die beste Ausrüstung für den jeweiligen Einsatzzweck verwendet wird.

«Beim Kauf einer Maschine wird der Vakuumpumpe sehr wenig Beachtung geschenkt», erläutert Marc. «Lebensmittelhersteller benötigen abhängig davon, welche Produkte sie versiegeln möchten, ein breites Spektrum von Vakuumleistungen. Die Pumpe kann eine bedeutende Rolle für die Effizienz und Effektivität der Maschine und der erzeugten Verpackungen spielen, doch dessen sind sich viele Hersteller nicht bewusst.»

Die Umstellung auf trocken laufende Pumpen kann auf den ersten Blick teuer erscheinen. Wenn man jedoch den zusätzlichen Nutzen betrachtet, den dies für die Maschine bedeutet, kann sich die Anschaffung schnell auszahlen. Und es entfallen die laufenden Kosten für die Wartung. Wir müssen unsere Kunden einfach nur darüber aufklären, welche Vorteile die verschiedenen Pumpentypen bieten können.»

OEM-Know-how – eine Fallstudie

Auf der Grundlage seines umfassenden Know-hows und einer Bedarfsermittlung vor Ort durch seine Experten hat Gardner Denver eine innovative Lösung für Proseal entwickelt, die sicherstellt, dass der führende Hersteller von Lebensmittelverpackungsmaschinen die geltenden Hygiene- und Sicherheitsnormen erfüllt.

Proseal hat seinen Sitz in Grossbritannien und verwendet ölgeschmierte Drehschieberpumpen von Gardner Denver für seine Vakuum-/Gasverpackungstechnologien, um eine hermetisch dichte Versiegelung der verpackten Produkte sicherzustellen. In Lebensmittelverpackungsbetrieben müssen zur Aufrechterhaltung der Hygiene die Maschinen nach jeder Schicht abgestrahlt werden, was ein Problem für die Vakuumpumpen in diesen Werken darstellt.

Die anspruchsvollen Betriebsumgebungen und die aggressiven Reinigungsmittel in der Lebensmittelverarbeitung führen mit der Zeit zu einem hohen Risiko von Korrosion und Beeinträchtigungen der Pumpenleistung. Um diese Herausforderung zu meistern, hat Gardner Denver ein spezielles Gehäuse für seine Elmo Rietschle VC 303-Vakuumpumpe entwickelt, das den Einsatz der Pumpe mit den Vakuum-/Gasverpackungsmaschinen von Proseal in feuchten Umgebungen ermöglicht.

Das Gehäuse wurde gemäss dem HACCP-Konzept entwickelt, das die Verfahren festlegt, die Unternehmen für das Management der Lebensmittelsicherheit anwenden sollten. Das aus Edelstahl gefertigte Gehäuse schützt die Vakuumpumpe zuverlässig vor feuchten Umgebungen, sodass Proseal für seine Kunden die höchsten Hygienestandards aufrechterhalten kann, ohne dass die Leistung der Pumpe beeinträchtigt wird.

Steve Windsor, leitender Entwicklungsingenieur von Proseal, erläutert: «Wenn eine Vakuumpumpe nicht neben der Lebensmittelverpackungstechnik eingesetzt werden kann, muss sie dezentral montiert und über lange Leitungen mit der Maschine verbunden werden. Das ist ein teures Verfahren, sodass es im Interesse unserer Kunden ist, die Pumpe so nahe wie möglich am Lebensmittelverpackungssystem zu platzieren.»

«Gardner Denver hat für seine Elmo Rietschle VC 303-Pumpe ein Edelstahlgehäuse entwickelt, das sich ideal für die feuchten Umgebungen eignet, in denen wir unsere Maschinen betreiben. Diese verkapselten Pumpen bieten Proseal eine attraktive ‹Plug and Play›-Lösung.»

«Das nach HACCP-Standards entwickelte System bietet unseren Kunden die Gewissheit, in eine robuste und langlebige Lösung zu investieren, mit der sie die erforderlichen Hygiene- und Sicherheitsverfahren einfach umsetzen können. Wir sind mehr als zufrieden mit dieser Lösung, die nicht nur kostengünstig ist, sondern jederzeit ein zuverlässiges und effizientes Vakuum erzeugt.» Mit einer Förderleistung von 300 Kubikmetern in der Stunde und einem ultimativen Vakuum von 0,1 Millibar bietet Elmo Rietschles Vakuumpumpe VC 303 eine robuste und wirtschaftliche Lösung für Proseal und andere Lieferanten, die die lebensmittelverarbeitende Industrie beliefern.

Zusammenfassung

Nur allzu oft werden Pumpen in Vakuumverpackungsmaschinen in der Industrie als Gebrauchsgegenstand angesehen und ignoriert, bis sie ausfallen oder ein Problem verursachen, das sich auf die Produktion auswirkt. Um potenzielle Probleme zu vermeiden, verdienen Vakuumpumpen mehr Respekt! Durch die Anwendung des HACCP-Konzepts, eine adäquate Risikoermittlung und geeignete Korrekturmassnahmen können Pumpen über viele Jahre hinweg produktiv arbeiten. Die Vielzahl der erhältlichen Pumpen bietet Lebensmittelherstellern in Verbindung mit Beratung durch Experten unzählige Optionen, um ihren Bedarf zu decken und den Anlagendurchsatz zu maximieren.

1. https://www.theguardian.com/uk-news/2017/jul/31/two-men-jailed-in-uk-for-horsemeat-conspiracy


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