Wenn Sie den Koagulationsprozess in Käsefertigern präzise messen und steuern möchten, ist der Koagulationssensor von Tetra Pak® kaum zu übertreffen. Einer unserer Kunden nutzt diese Sensortechnologie bereits seit mehreren Jahren. Sie spielt eine entscheidende Rolle für eine höhere Prozessstabilität, größere Effizienz und eine gleichbleibende Produktqualität. Zudem eröffnet sie neue Möglichkeiten für kontinuierliche Verbesserungen. Die Messung der Koagulation verschaffte dem Kunden wertvolle Einblicke und ermöglichte es ihm, fundierte Entscheidungen zur Prozessoptimierung auf Basis solider Daten und Fakten zu treffen.
Welche Herausforderungen lösen die Sensoren?
Der Sensor wird am Käsefertiger angebracht und überwacht mithilfe von Softwarealgorithmen den Fortschritt des Koagulationsprozesses. Diese Informationen helfen dabei, den optimalen Schneidezeitpunkt zu bestimmen, den Schneideprozess automatisch einzuleiten oder frühzeitige Warnungen im Falle von Unregelmäßigkeiten zu erhalten. Die Daten werden extern protokolliert, was eine detaillierte Prozessanalyse und einen Vergleich zwischen verschiedenen Käsefertigern und Chargen ermöglicht. Da unerwartete Verluste in den Käsefertigern vermieden werden, rentiert sich die Investition schnell. Zusätzlich dient der Sensor als Kontrollinstrument, um den Schnitt des Käsebruchs zu bestätigen und den Abgleich mit den Sensoranzeigen sicherzustellen. Bei den heutigen Produktionsvolumen, in denen Käsefertiger alle 13 Minuten befüllt werden und ein einziger Bediener bis zu ein Dutzend Fertiger betreut, ist eine manuelle Überprüfung nicht mehr machbar. Dies macht ein Werkzeug wie den Koagulationssensor äußerst wertvoll. Ein Blick auf den Bildschirm genügt, damit der Bediener erkennt, ob der Koagulationsprozess ordnungsgemäß verläuft. Wird keine Koagulation erkannt, löst das System einen Alarm aus, sodass die Bediener sofort reagieren und weitere Produktionsverzögerungen vermeiden können. Ein weiterer wertvoller Aspekt ist Gewissheit: Der Sensor stellt die Qualitäts- und Produktionssicherheit sicher.
Tmax ist ein weiterer Messwert der Enzymkinetik, der aus den Sensordaten gewonnen wird. Es handelt sich dabei um die Zeitspanne von der Enzymzugabe bis zum Auftreten der maximalen Änderungsrate der Reflexion.
Er wird verwendet, um die Schneidzeit (Tcut) wie folgt im Voraus zu berechnen:
Tcut = BETA x Tmax
BETA ist eine Konstante, die vom Käsereimeister bei der Kalibrierung des Systems festgelegt wird.
Tmax ist von großer Bedeutung, da dieser Wert die maximale Festigkeit des Käsebruchs (CF max) bestimmt. Das Ziel ist es, Tmax über alle Käsefertiger hinweg anzugleichen. Obwohl es in der Praxis immer wieder zu Abweichungen kommt, geht es darum, diese Schwankungen zu minimieren und die Parameter so stabil wie möglich zu halten. Käse bleibt ein Naturprodukt, das vielen Variablen unterliegt. Durch die Verknüpfung der vom Koagulationssensor erfassten Daten mit übergeordneten Systemen lassen sich die Prozessdaten kontextualisieren – dies fördert den Erkenntnisgewinn und hilft, Störungen zu verringern.
Gibt es alternative Lösungen?
Beim Testen einer alternativen Lösung stellte der oben genannte Kunde fest, dass diese nicht so integriert werden konnte, dass sie mit der Software der Käsefertiger kommunizierte. Es gab Einschränkungen bei der Anzeige relevanter Daten für weitere Prozessverbesserungen. Das System nutzte separate Kabel, die mit einem zentralen Schaltschrank verbunden waren, und erwies sich als äußerst empfindlich gegenüber Signalstörungen und externen Einflüssen. Zudem fehlte die fortschrittliche Kurvenverarbeitung mit zweiten Ableitungen, die der Koagulationssensor von Tetra Pak bietet.
Welche Faktoren beeinflussen Tmax?
Dank unserer Erkenntnisse über die Ursachen von Schwankungen können wir dazu beitragen, dass die Variationen der Tmax-Werte unter Kontrolle bleiben. Die Forschung zu Verbesserungsbereichen dauert noch an. Hier gilt jedoch das Pareto-Prinzip (80-zu-20-Regel), bei dem die letzten 20 % der Feinabstimmung mit der Komplexität der Einflussfaktoren zusammenhängen. Beispiele für interessante Bereiche, die weiter untersucht werden sollten:
- Einflüsse auf Tmax
- Saisonale Milchschwankungen
- Einfluss neuer Labchargen
- Einfluss der Labmenge
Das Verständnis dieser Prozesseinflüsse ist ein langer und kontinuierlicher Weg, um beispielsweise die tieferen Ursachen für Diagrammabweichungen bei verschiedenen Käsesorten zu identifizieren. Wenn Sie, wie unser Kunde, eine halbautomatische Labdosierung verwenden, kann die Koagulationsmessung automatisch über eine Ventilsequenz gestartet werden.
Gibt es einen klaren ROI für diese Investition?
Der Hauptantrieb für unsere Kunden ist die Prozesssicherheit. Die Überlegung ist dabei recht einfach: Wenn das Risiko von Fehlern in zwei bis drei Tanks durch den Koagulationssensor verhindert werden kann, hat sich die Investition bereits amortisiert. Der größte Risikofaktor ist meist der Mensch. Der Sensor kann hier eine Schlüsselrolle spielen, um betriebliche Gewissheit zu schaffen.
Zusammenfassung für Käsehersteller, die den Koagulationssensor von Tetra Pak in Betracht ziehen
Nach der Installation in den Tanks arbeitet der Koagulationssensor ohne weitere Eingriffe. Es ist keine Wartung erforderlich; lediglich im Falle eines Kontaminationsalarms muss eine Reinigung erfolgen.
Das Auslesen der Tmax-Werte und die Arbeit mit übergeordneten Systemen erfordern Zeit. Daher lässt sich der Return on Investment (ROI) für dieses Produkt mitunter schwer beziffern. Vereinfacht gesagt hilft Ihnen der Sensor dabei, fehlerhafte Chargen in den Tanks zu vermeiden (was sich leicht berechnen lässt); der wahre Gewinn liegt jedoch in der Prozessoptimierung und in der Möglichkeit, unbekannte Einflussfaktoren zu entdecken, die zuvor nicht bewusst überwacht wurden.
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Wie Daten und Automatisierung den Prozess der Käseherstellung verbessern
Die Käseherstellung bewegt sich auf eine Zukunft zu, in der traditionelle Handwerkskunst auf moderne Automatisierung trifft. Hier ermöglichen datengestützte Erkenntnisse aus Lösungen wie dem Koagulationssensor von Tetra Pak eine bessere Kontrolle über Produktions- und Qualitätsparameter und eröffnen Ihnen so Möglichkeiten zur Optimierung Ihrer Prozesse. Ihr Fachwissen ist nach wie vor das Wichtigste – Automation und Digitalisierung helfen Ihnen dabei, es optimal zu nutzen.
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