Anwendungsszenario Lebensmittelproduktion: Haltbarmachung und Qualitätskontrolle

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Lebensmittel wie ein Chili con Carne in der Dose werden durch Erhitzung haltbar gemacht. Wenn diese Produkte an einer einzigen Stelle der Erhitzungsanlage be- und entladen werden, besteht die Gefahr des Vertauschens von behandelter und unbehandelter Ware. Außerdem stellt die oft vorgeschriebene Qualitätsdokumentation für viele Lebensmittelproduzenten eine große Hürde dar.

Dank intelligenter Kennzeichnungslösungen und digitaler Protokolle kann das Vertauschen von Waren verhindert und die Papierprotokollierung deutlich reduziert werden.

Herausforderung: Haltbarmachung

Gerade bei der thermischen Haltbarmachung von Lebensmitteln ist eine präzise und lückenlose Prozessüberwachung essentiell. Warum? Weil Prozessabweichungen möglicherweise zu einem Qualitätsmangel oder sogar zu einem gesundheitlichen Risiko für die Endverbrauchenden führen könnten. Deswegen sollte überwacht werden, ob das notwendige Verhältnis zwischen Temperatur und Zeit erreicht wurde. Ohne das notwendige Messequipment fehlen belastbare Daten, die die Sicherheit des Prozesses bestätigen. Prozessabweichungen und Optimierungspotenziale sind in diesem Fall kaum beziehungsweise gar nicht erkennbar.

Im Falle von Erhitzungsanlagen mit einem einzigen Zugang besteht die Gefahr des Vertauschens von behandelter (erhitzter) und unbehandelter (noch nicht erhitzter) Ware beim Be- und Entladen. Ob die Ware schon behandelt wurde, ist ohne Markierungen wie zum Beispiel Schildern von außen nicht immer erkennbar. So kann es passieren, dass noch nicht behandelte Ware direkt in den Verpackungsbereich und weiter in das Fertigwarenlager gelangt. Eine Qualitätsabweichung ist hier unvermeidbar und die Ware muss notfalls zurückgerufen werden, wenn der Fehler erst nach Versand entdeckt wird.

Die Lösung

Um eine angemessene Überwachung der thermischen Prozesse zu erreichen, bietet sich der Einsatz von Temperaturmesssystemen an. Hier kann sowohl auf kabelgebundene als auch kabellose Lösungen zur Kerntemperaturmessung der Produkte zurückgegriffen werden, die eine Temperaturmessung und -dokumentation während des gesamten Erhitzungsprozesses ermöglichen. Die aufgezeichneten Daten lassen sich im Anschluss aufbereiten und grafisch auswerten. So werden Prozessabweichungen und Optimierungspotenziale gleichermaßen sichtbar. Teilweise geeignet ist das kontaktlose Messverfahren mit Infrarotmessgerät oder Thermokamera. Hiermit wird die Oberflächentemperatur des Produktes messbar.

Ein Vertauschen von behandelter und unbehandelter Ware beim Be- und Entladen der Erhitzungsanlagen kann durch den Einsatz von RFID-Transpondern an den Produkten beziehungsweise Produktkäfigen verhindert werden. Hier greift man auf kleine hitzeresistente Chips mit Antenne zurück, auf denen Informationen wie Identifikationsnummer, Chargennummer oder Behandlungsstatus abgespeichert werden. Wird ein Wagen mit Produkten in die Erhitzungsanlage gefahren, wird im gleichen Schritt auch der Chip ausgelesen und die Behandlungsstatus geprüft. Wurden die im Wagen enthaltenen Produkte bereits behandelt, lässt sich die Anlage nicht starten und zeigt eine Fehlermeldung an. Ansonsten erfolgt der Erhitzungsprozess. Beim Entladen wird der Behandlungsstatus im Chip des RFID-Transponder überschrieben, nämlich von „unbehandelt“ zu „behandelt“. Im Nachfolgenden Verpackungsprozess wird genau diese Information ebenfalls ausgelesen. Dort kann nur Ware verpackt werden, die den Status „behandelt“ trägt.

Um einzelne Behältnisse wie Transport- und Lagerbehälter erfassen zu können, werden diese mit einzigartigen Identifikationsnummern (ID) ausgestattet. Die Behälter-ID ist entweder als optischer Bar- oder QR-Code oder in einem RFID-Transponder enthalten. RFID ist ein kontaktloses Identifikationsverfahren, bei dem Daten mittels elektromagnetischer Radiowellen aus einem Mikrochip ausgelesen sowie darauf abgespeichert werden können. Speziell beim RFID-Transponder besteht die Möglichkeit, neben der ID weitere Informationen wie Chargennummer, Artikelnummer und enthaltene Produktmenge direkt im Behälter abzuspeichern.

Herausforderung: Qualitätskontrolle

Qualitätskontrollen finden über die gesamte Wertschöpfungskette immer wieder statt, auch beim Hersteller. Abhängig von den Qualitätsanforderungen sind die Kontrollen mehr oder weniger aufwendig. In Summe können schon mal mehrere Dutzend Parameter und weiterführende Informationen anfallen, die alle protokolliert werden müssen. Diese Vorgänge lassen sich nicht immer automatisieren beziehungsweise es lohnt sich finanziell nicht.

Analoge und händische Aufzeichnung auf Papier stellen einen besonders großen Aufwand dar. Denn die Informationen sollen schnell wiedergefunden werden, weshalb möglicherweise noch ein händisches Eintragen in eine Excel-Liste beziehungsweise ein Einscannen aller angefallenen Protokolle erfolgt. Hinzu kommen diverse Begleitdokumente wie Produktionsprotokolle, Checklisten zur Arbeitsvorbereitung, Reinigungsnachweise und so weiter. Auch diese Dokumente sollen im Fall eines Audits möglichst schnell gefunden werden können.

Die Lösung

Um die Herausforderung der zahlreichen (analogen) Qualitätskontroll-Ergebnisse zu bewältigen, ist der Einsatz digitaler Protokolle und einer automatisierten Prozessdatenerfassung möglich. Diese werden auf einem Tablet, Handy oder Computer durchgeführt. Das verantwortliche Personal wird zudem per Benachrichtigung automatisch an anstehende Kontrollen erinnert. Nach dem Ausfüllen eines Protokolls werden die Daten mit dem EDV-System synchronisiert und stehen direkt zur weiteren Verarbeitung sowie Auswertung zur Verfügung.

Ergänzend zu den digitalen Protokollen besteht die Möglichkeit der digitalen Datenerfassung. Dabei werden relevante Informationen wie Qualitätsparameter oder Anlagenparameter automatisiert erfasst und an ein EDV-System zur Weiterverarbeitung geschickt. Prozessabweichungen und sich anbahnende Störungen können dadurch frühzeitig erkannt werden. Wie so eine Lösung am Beispiel einer Kühlraumüberwachung aussehen kann, sehen Sie hier.

Der Nutzen

  • Genauer Nachweis von Temperaturdaten
  • Geringere Wahrscheinlichkeit, dass behandelte und unbehandelte Ware vertauscht wird
  • Effiziente Protokollierung direkt am Handy, Tablet oder Computer
  • Erinnerung an anstehende Kontrollen
  • Arbeitserleichterung dank automatisierter und lückenloser Überwachung

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