Fallstudie: Scherkraft-Dispergieremulgator steigert die Effizienz der Saucenherstellung für einen Lebensmittelhersteller
2025-11-15
Fallstudie: Scherdispergierer verbessert die Effizienz der Saucenherstellung für einen Lebensmittelhersteller
In der Lebensmittelindustrie sind Produkttextur, Haltbarkeit und Produktionsskalierbarkeit entscheidend, um die Erwartungen der Verbraucher und die Anforderungen des Einzelhandels zu erfüllen. Ein regionaler Lebensmittelhersteller, der sich auf herzhafte Saucen spezialisiert hat – darunter Tomatensauce, Barbecuesauce und cremige Käsesaucen – stand vor anhaltenden Herausforderungen bei seinen Misch- und Emulgierungsprozessen. Diese Probleme beeinträchtigten nicht nur die Produktqualität, sondern schränkten auch die Fähigkeit des Unternehmens ein, seine Marktreichweite zu erweitern. Diese Fallstudie untersucht, wie die Einführung eines Scherdispergierers diese Schwachstellen beseitigte und das Wachstum des Herstellers unterstützte.
Hintergrund: Die Produktionsprobleme des Herstellers
Seit über einem Jahrzehnt verließ sich der Hersteller auf einen herkömmlichen Bandmischer zum Mischen von Saucenzutaten. Während diese Ausrüstung für einfache Rezepturen (z. B. einfache Tomatensauce mit wenigen Zusatzstoffen) funktionierte, hatte sie Probleme, als das Unternehmen seine Produktlinie um komplexere Saucen erweiterte – wie eine cremige Knoblauch-Parmesan-Sauce (mit Käsebruch und Öl) und eine scharfe Barbecuesauce (mit zerstoßenen Chiliflocken und Verdickungsmitteln).
Die wichtigsten Herausforderungen, vor denen der Hersteller stand, waren dreifach:
Schlechte Textur und Konsistenz
Das Mischen mit niedriger Geschwindigkeit des Bandmischers (max. 300 U/min) konnte feste Zutaten nicht vollständig zerkleinern und Öl-Wasser-Gemische nicht emulgieren. Bei der cremigen Parmesan-Sauce führte dies zu sichtbaren Käseklumpen und ungleichmäßiger Ölverteilung – einige Gläser hatten eine fettige Schicht oben, während andere zu dick waren. Bei der Barbecuesauce blieben zerdrückte Chiliflocken teilweise intakt, was eine körnige Textur erzeugte, über die sich die Verbraucher häufig beschwerten. Die inkonsistente Qualität führte zu einer Produktrücklaufquote von 12 %, was dem Ruf der Marke schadete.
Verlängerte Produktionsvorlaufzeiten
Um die Textur zu verbessern, fügte der Hersteller manuelle Schritte zum Prozess hinzu: Nach dem Mischen verwendeten die Bediener einen handgehaltenen Eintauchmixer, um Klumpen aufzubrechen, und siebten die Sauce dann durch ein feines Sieb, um unverarbeitete Partikel zu entfernen. Für eine 200-Liter-Charge cremiger Parmesan-Sauce verlängerten diese zusätzlichen Schritte den Produktionszyklus um 2,5 Stunden – wodurch sich die Gesamtverarbeitungszeit von 3 Stunden auf 5,5 Stunden verlängerte. Mit einer Tageskapazität von nur 4 Chargen verpasste der Hersteller häufig Liefertermine für große Einzelhandelsaufträge.
Hoher Abfall und Betriebskosten
Der manuelle Siebschritt erzeugte erhebliche Abfälle: Etwa 8–10 % jeder Saucencharge wurden als Rückstand (z. B. ungemischter Käsebruch oder Chiliflocken) verworfen. Über einen Monat gerechnet entsprach dies etwa 300 kg verschwendeter Zutaten, was das Unternehmen über
800–$1.000 an monatlichen Reparaturkosten kostete.
Die Lösung: Investition in einen Scherdispergierer
Nach der Recherche von Mischtechnologien, die auf Lebensmittelanwendungen zugeschnitten sind, evaluierte der Hersteller drei Arten von Geräten: Hochscher-Mischer, Kolloidmühlen und Scherdispergierer. Nach Vor-Ort-Versuchen mit kleinen Chargen (50 l) seiner problematischsten Saucen wählte der Hersteller einen lebensmitteltauglichen Scherdispergierer aus drei Hauptgründen: seine Fähigkeit, sowohl den Abbau fester Partikel als auch die Öl-Wasser-Emulgierung zu bewältigen, seine Einhaltung der Lebensmittelsicherheitsstandards (3A Sanitary Certification) und seine Kompatibilität mit den vorhandenen 200-Liter- und 500-Liter-Edelstahltanks des Herstellers.
Zu den Hauptmerkmalen des ausgewählten Scherdispergierers gehörten:
Ein zweistufiges Rotor-Stator-Design (mit einer primären Scherzone zur Partikelreduzierung und einer sekundären Zone zur Emulgierung), das Geschwindigkeiten von bis zu 10.000 U/min ermöglicht.
Sanitäre Bauweise: Alle Teile, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, bestanden aus Edelstahl 316L mit glatten, spaltfreien Oberflächen, um das Wachstum von Bakterien zu verhindern und die Reinigung zu erleichtern.
Ein Frequenzumrichter (VFD), der es den Bedienern ermöglichte, die Scherintensität anzupassen – entscheidend für den Wechsel zwischen dicken, cremigen Saucen und dünneren, partikelbasierten Saucen.
Implementierung: Integration des Emulgierers in die Saucenherstellung
Der Integrationsprozess dauerte zwei Wochen, einschließlich Geräteinstallation, Validierung der Sanitisierung (um die Lebensmittelsicherheitsanforderungen zu erfüllen) und Schulung für die Produktionsteams. Der Hersteller testete den Emulgierer zuerst mit seiner cremigen Knoblauch-Parmesan-Sauce – einem Produkt, das zuvor den größten manuellen Eingriff erforderte – bevor er ihn auf andere Saucen ausweitete.
Der überarbeitete Produktionsablauf für die cremige Parmesan-Sauce war wie folgt:
Zubereitung der Zutaten: Käsebruch (vorgeweicht), Pflanzenöl, Knoblauchpüree, Salz und Stabilisatoren wurden abgemessen und in den 200-Liter-Tank gegeben.
Vormischen: Der Hilfs-Niedriggeschwindigkeitsrührer (200 U/min) des Emulgierers wurde aktiviert, um trockene und flüssige Zutaten schonend zu vermischen und ein Verklumpen des Käsebruchs zu verhindern.
Hochscher-Emulgierung: Das Hauptrotor-Stator-System wurde eingeschaltet, wobei die Geschwindigkeit allmählich auf 6.500 U/min erhöht wurde. Der Emulgierer lief 30 Minuten lang, während der der Frequenzumrichter die Geschwindigkeit automatisch anpasste, um eine konstante Temperatur (55 °C – optimal für das Schmelzen des Käses ohne Anbrennen) aufrechtzuerhalten.
Qualitätsprüfung: Über das sanitäre Probenahmeventil des Emulgierers wurde eine Probe entnommen, um auf Klumpen und Ölabscheidung zu prüfen. Ein manuelles Sieben war nicht erforderlich, da die Scherkraft den Käsebruch vollständig dispergiert und das Öl emulgiert hatte.
Abkühlen und Verpacken: Die Sauce wurde mit dem Mantelkühlungssystem des Tanks auf 25 °C abgekühlt und dann direkt zur Verpackungslinie gepumpt – wodurch eine Zwischenlagerung überflüssig wurde.
Ergebnisse: Greifbare Verbesserungen in Qualität, Effizienz und Kosten
Innerhalb von sechs Wochen nach der Verwendung des Scherdispergierers verzeichnete der Hersteller dramatische Verbesserungen in allen wichtigen Kennzahlen:
1. Konsistente, hochwertige Textur
Der Hochscherprozess eliminierte Klumpen in der cremigen Parmesan-Sauce und zerkleinerte Chiliflocken in der Barbecuesauce vollständig. Verbraucherfeedback-Umfragen zeigten eine positive Bewertung von 90 % für „Textur“ (gegenüber 65 % zuvor), und die Produktrücklaufquote sank von 12 % auf 1,5 %. Stabilitätstests bestätigten auch, dass sich Saucen nicht mehr trennten: Die cremige Parmesan-Sauce behielt 9 Monate lang eine gleichmäßige Konsistenz (gegenüber 6 Monaten mit dem alten System), wodurch die Haltbarkeit verlängert und Abfall durch abgelaufene Produkte reduziert wurde.
2. Schnellere Produktionszyklen
Die Gesamtverarbeitungszeit für eine 200-Liter-Charge cremiger Parmesan-Sauce sank von 5,5 Stunden auf 1,75 Stunden (eine Reduzierung um 68 %). Die Tageskapazität des Herstellers stieg von 4 Chargen auf 10 Chargen, wodurch er Großaufträge pünktlich ausführen konnte. Beispielsweise wurde ein Einzelhandelsauftrag über 2.000 Liter Barbecuesauce – dessen Herstellung mit dem Bandmischer 5 Tage gedauert hätte – in 2 Tagen abgeschlossen, wodurch das Unternehmen einen neuen Jahresvertrag mit einer regionalen Lebensmittelkette abschließen konnte.
3. Reduzierter Abfall und niedrigere Betriebskosten
Der Abfall durch unverarbeitete Zutaten sank von 8–10 % auf weniger als 2 %, wodurch der Hersteller etwa
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