EAST HARTFORD, CONNECTICUT — Gluten ist ein Protein, das in Weizen, Roggen, Gerste sowie deren Kreuzungen und Derivaten vorkommt. Beim Backen dient Gluten als Bindemittel im Mehl, das verhindert, dass Backwaren zerbröckeln. Glutenfrei galt einst als Modeerscheinung, wird heute jedoch zum Mainstream: Mehr als 15 % der nordamerikanischen Haushalte ernähren sich glutenfrei. Infolgedessen hat sich der Markt für glutenfreie Lebensmittel in den letzten fünf Jahren verdoppelt und wird nun auf etwa 5,5 Milliarden US-Dollar geschätzt.
Um dieser wachsenden Nachfrage gerecht zu werden, musste „Bakery On Main“, eine auf glutenfreie Lebensmittel spezialisierte gewerbliche Bäckerei, ihre Kapazitäten erheblich ausbauen. „Wir arbeiteten mit 100 Prozent Auslastung. Unsere Schüttgutförderanlagen, die größtenteils aus geneigten Förderbändern bestanden, waren ineffizient und sehr arbeitsintensiv“, sagt Michael Smulders, Inhaber von „Bakery On Main“. „Außerdem handelte es sich um ein offenes System, sodass die Zutaten der Umgebungsluft ausgesetzt waren.“
Nachdem verschiedene Möglichkeiten zur Modernisierung der bestehenden Anlagen geprüft worden waren, die sich jedoch alle als unbefriedigend erwiesen, beschloss Smulders, eine komplett neue Anlage mit einem integrierten Schüttgutfördersystem zu errichten, das speziell für glutenfreie Backwaren ausgelegt ist. Er beauftragte ein unabhängiges Ingenieurbüro mit der Gesamtplanung. Das Unternehmen arbeitete eng mit der Projektentwicklungsabteilung der Flexicon Corporation in Bethlehem, Pennsylvania, zusammen, um ein vollständig integriertes System auf Basis des FLEXI-DISC®-Rohrkabel-Fördersystems (TCC) des Unternehmens zu entwickeln.
Funktionsprinzip des Rohrkabel-Förderers
Im Inneren des TCC-Systems schieben eine Reihe reibungsarmer Polymerscheiben, die an einem Edelstahlseil befestigt sind, Schüttgüter sanft durch glatte Edelstahlrohre. Aufgrund seiner schonenden Förderweise und des staubdichten Betriebs eignet sich ein TCC-System ideal für den Transport empfindlicher, kontaminationsempfindlicher Lebensmittel.
Die Edelstahlrohre können horizontal, vertikal oder in jedem beliebigen Winkel verlegt werden. Da das System modular aufgebaut ist, können Ein- und Auslässe nach Bedarf hinzugefügt werden, um den Materialfluss zu steuern. Das System lässt sich zudem je nach verfügbarem Platz verlängern oder verkürzen.
Unabhängig von der Konfiguration werden die reibungsarmen Polymerscheiben und das Kabel von einem rotierenden Rad an einem Ende des Kreislaufs angetrieben und durch ein Rad am anderen Ende unter Spannung gehalten.
Zwei integrierte Anlagen produzieren Müsli und Haferflocken
„Bakery On Main“ bietet fünf Sorten glutenfreies Müsli an, darunter „Cranberry-Orange-Cashew“ und „Rainforest-Banane-Nuss“. Außerdem hat die Bäckerei sechs Sorten Instant-Haferflocken im Sortiment, darunter „Blueberry Scone“ und „Maple-Walnuss-Muffin“.
Das neue Gebäude erstreckt sich über eine Fläche von 110.000 sq ft (10.200 sq m) und verfügt über Deckenhöhen von 20 ft (6,1 m). Da Müsli und Haferflocken jeweils unterschiedliche Produktionsprozesse erfordern, betreibt Bakery On Main im neuen Gebäude zwei separate Schüttgutsysteme von Flexicon.
Die Systemintegration ermöglicht eine vollautomatische Müsli-Produktion
Das Granola-Fördersystem umfasst zwei FLEXI-DISC TCC-Kreisläufe, eineTIP-TITE® -Kistenentleerstation, einen TWIN-CENTERPOST™ -Schüttgutbeutel-Befüller und zweiBULK-OUT® -Schüttgutbeutel-Entleerer.
Die Hauptzutaten für das Müsli werden aus einem Extruder in den Schüttgutsack-Befüller befördert, der mit einer aufblasbaren Dichtung sowie einem Füllstandssensor und einer Füllstandsanzeige ausgestattet ist. Verstellbare Verlängerungsstützen ermöglichen die Aufnahme von Schüttgutsäcken mit einer Höhe von bis zu 91 in. (2300 mm) im gefüllten Zustand – dies ist notwendig, da Materialien mit geringerer Dichte, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Müsli verwendet werden, pro Pfund/Kilogramm mehr Platz einnehmen.
Die auf Paletten gestapelten Säcke werden anschließend mit einem Gabelstapler zu einem doppelten Schüttgutsack-Entleerungssystem transportiert, das aus zwei identischen Entleerungsgerätender BULK-OUT® BFC-Serie besteht, die jeweils mit einem auskragenden I-Träger, einem elektrischen Hebezeug und einem Laufwagen zum Be- und Entladen der Schüttgutsäcke ausgestattet sind.
Von jedem Schüttgutsack-Entleerungsgerät fließen die Hauptzutaten des Müslis auf einen Vibrationsförderer und durch eine einstellbare Überlaufklappe in einen nicht dosierten Einlaufadapter eines Rohrseilförderers mit einem Durchmesser von 6 Zoll (150 mm) und einer Länge von 102 Fuß (30,6 m), der aus einem vertikalen und zwei horizontalen Abschnitten besteht. Die Überlaufklappe ist so programmiert, dass sie die Zufuhrrate entsprechend der Schüttdichte des Materials anpasst.
Beide Entleerer ruhen auf Wägezellen, die den Gewichtsverlust messen und den Vibrationsförderern signalisieren, anzuhalten, sobald ein vorprogrammiertes Gewicht vom Entleerer in einen von „Bakery On Main“ separat erworbenen Mischer überführt wurde.
Kleinere Zutaten werden aufgrund der erforderlichen höheren Genauigkeit manuell in einen kleinen Trichter eingefüllt und über einen dosierten Einlassadapter in den TCC geleitet. Die vermischten Zutaten werden dann über einen Inline-Auslassadapter mit vollem Durchfluss aus dem TCC ausgetragen und in den Mischer befördert.
Nach dem gründlichen Vermischen werden die Zutaten in einen Ofen geleitet, der das gebackene Material auf ein sich bewegendes Förderband abgibt. Das gebackene Müsli wird anschließend in den Puffertrichter eines Vibrationsförderers abgeführt, der das Material in einen nicht dosierten Einlassadapter eines TCC mit einem Durchmesser von 4 in. (100 mm) und einer Länge von 173 ft (52 m) befördert.
Der TCC gibt das Endprodukt über in Reihe geschaltete rohrförmige Auslassventile an zwei Verpackungsmaschinen ab, die mit Füllstandssensoren ausgestattet sind. Diese senden Signale an eine SPS, um den Füllstand im Zwischenbehälter durch Starten und Stoppen des Förderbandes aufrechtzuerhalten. Überschüssiges Müsli wird über den Auslassadapter am Antriebsrad des Systems in offene Kartons abgeleitet, die mit einem Gabelstapler zu einem FlexiconTIP-TITE®-Kartonkipper transportiert werden, der am Einlaufende des TCC positioniert ist. Die Kartons werden hydraulisch angehoben, um eine staubdichte Abdichtung gegenüber einer Auslaufhaube zu schaffen, die anschließend gedreht wird, um mit einem abgedichteten, nicht dosierenden Einlaufadapter des Förderers in Eingriff zu kommen, wodurch das Material zu den Verpackungsmaschinen zurücktransportiert wird.
Auch der Herstellungsprozess von Haferflocken ist vollständig automatisiert
Auch der Haferflocken-Prozess ist vollständig automatisiert, obwohl er weder ein Backen noch die Zugabe von Nebenbestandteilen erfordert. Alle Zutaten werden in 2.000 lb (907 kg) schweren Schüttgutsäcken angeliefert und mit einem Schüttgutsack-Entleererder BULK-OUT® BFC-Serie entleert, der mit einem elektrischen Hebezeug und einem Laufwagen ausgestattet ist, der Säcke mit einer Höhe von bis zu 63 in. (1.600 mm) aufnehmen kann.
Der Inhalt wird auf einen Vibrationsförderer entleert, der in einen nicht dosierten Einlassadapter eines TCC-Kreislaufs mit einem Durchmesser von 4 in. (100 mm) und einer Länge von 36 ft (11 m) fließt, der wiederum über einen Inline-Auslassadapter mit vollem Durchfluss in einen weiteren, separat erworbenen Mischer entleert wird. Die vermischten Zutaten werden anschließend über eine Förderschnecke einer Verpackungsmaschine zugeführt.
Ein zweiter TCC-Kreislauf mit einem Durchmesser von 4 Zoll (100 mm) und einer Länge von 28 Fuß (8,4 m), der von einem TIP-TITE-Kastenkipper, einem Trichter und einem Vibrationsförderer gespeist wird, versorgt eine zweite Verpackungsmaschine.
Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro konnten Hindernisse beseitigt werden
Während der gesamten Planung, Konstruktion und Installation dieses vollautomatischen und integrierten Systems arbeitete ein Team von Ingenieuren aus der Projektentwicklungsabteilung von Flexicon eng mit dem unabhängigen Ingenieurbüro zusammen, das von Bakery On Main mit der Gesamtplanung beauftragt worden war. „Die Mitarbeiter von Flexicon arbeiteten sehr detailorientiert“, sagt Smulders. „Sie verfügten über alle erforderlichen technischen Ressourcen, um das System genau auf unsere Bedürfnisse zuzuschneiden, einschließlich der Anbringung aller Komponenten – mit Ausnahme der Füll- und Entleerungsvorrichtungen – an der Decke, um unseren Platzbedarf zu minimieren. Sie waren reaktionsschnell und es war sehr angenehm, mit ihnen zusammenzuarbeiten.“
„Die neue Anlage verschafft uns die benötigte Kapazitätssteigerung, ohne dass wir mehr Personal benötigen“, sagt Smulders. „Die Herstellung einer Charge dauert nun weniger lang. Die neuen Systeme verringern die Beschädigung der Zutaten und sind für die Mitarbeiter wesentlich weniger anstrengend. Da die neuen Systeme zudem geschlossen sind, kommen die Zutaten viel seltener mit der Umgebungsluft in Kontakt.“
Smulders rechnet mit einem Bedarf an zusätzlicher Kapazität, da der Markt für glutenfreie Lebensmittel weiter wächst. „Mit den Produktionslinien und dem Team, das wir zusammengestellt haben, erwarten wir keine Probleme bei der Deckung der zukünftigen Nachfrage“, sagt er.