Kostspielige und rufschädigende Rückrufaktionen bei Lebensmittelproduzenten

Zahlreiche namhafte Lebensmittelproduzenten haben in den letzten Monaten große Rückrufaktionen starten müssen. Oftmals kam es zu monatelangen Werksstilllegungen und Schäden in Milliardenhöhe, ganz zu schweigen von dem entstandenen Imageschaden.

In einem Fall war das Ferrero-Werk in Arlom (Belgien) betroffen, das Anfang April 2022 von der belgischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (AFSCA) geschlossen wurde. Erst Mitte Juni 2022 konnte mit dem Wiedereröffnungsprozess begonnen werden.

Mehr als 1.000 Mitarbeiter waren über Wochen damit beschäftigt, von Salmonellen kontaminierte Ausrüstungsgegenstände und Rohrleitungen zu reinigen, oder gar zu ersetzen, ohne dass das Werk Einnahmen hatte.

Da bekommt der Werbeslogan, ‚sich die Kugel geben‘ aus dem Jahre 1992 doch wieder eher die ursprüngliche Bedeutung (https://www.youtube.com/watch?v=Taue_UiEoKE)

Auch Fremdstoffe, wie Kunststoffteile in der Wurst, können dazu führen, dass wegen einer schlecht befestigten Abdeckung Tonnen von Nahrungsmittel nicht verkauft, sondern vernichtet werden müssen.

Hygiene ist hier also in der Lebensmittelindustrie, aber auch im Pharmabereich extrem wichtig, d.h. insbesondere müssen die Reinigungs- und Sterilisationssysteme der Anlagen und deren Komponenten einwandfrei funktionieren.

Nicht nur der Kunde muss geschützt werden. Auch die Sicherheit der Mitarbeiter, z. B. im Bereich von Hochdruckgeräten und hohen Temperaturen, muss stets gewährleistet sein.

Letztendlich soll natürlich nicht an letzter Stelle die Wirtschaftlichkeit bei gerade extrem steigenden Rohstoffpreisen erhalten bleiben. Je schneller eine Anlage laufen kann und je kürzer die Stillstandzeiten bei einem Produktwechsel bzw. einem Reinigungszyklus sind, desto effizienter und wirtschaftlicher kann eine Anlage betrieben werden.

Kürzere Reinigungszyklen haben aber auch eine Kehrseite der Medaille. Die Beanspruchung der Maschinen steigt durch höhere Drücke und höhere Temperaturen und die zur gründlichen Reinigung zur Verfügung stehende Zeit sinkt. Eine knifflige Aufgabe, für die Ihnen Merkle CAE Solutions mittels ingenieurstechnischer Simulationen wertvolle Antworten liefern kann.

Wie kann man nun komplexe Anlagen reinigen? Von der Verarbeitung der angelieferten Milch bis zum fertigen verpackten Joghurt ist das schon eine komplexe Angelegenheit. Mit den zuhause in der eigenen Küche eingesetzten Werkzeugen klappt das nicht, schon gar nicht unter Zeitdruck. Hier kommt schon eher der große Bruder des Hochdruckreinigers aus der Garage zum Einsatz.

Mit dem sogenannten CIP-Verfahren (Cleaning in Place) werden ganze Anlagen ohne wesentliche Demontage auf den produktberührten Flächen gereinigt. Durch exakte Definition von Reinigungsmitteln, Drücken, Temperaturen und Zeiten wird ein reproduzierbarer Prozess festgelegt.

Da die Zyklenzeiten immer kürzer werden und Temperatursprünge von 140°C auf 4°C keine Seltenheit sind, wird das Material thermomechanisch bis an seine Grenzen belastet.

Für all diese Bereiche leisten modernste numerische Verfahren zur Simulation der Strömungsmechanik CFD und der Strukturmechanik FEM mit Merkle CAE Solutions einen entscheidenden Beitrag.

Wir haben in den letzten Jahren zwei brisante Hauptthemen bei unseren Kunden identifiziert, bei denen es gehäuft zu Problemen kommen kann:

Thermomechanische Probleme und Reinigungsprobleme!

Legen Sie einen Stein in ein Feuer und übergießen Sie ihn anschließend mit kaltem Wasser. Das Resultat ist ein zersplitternder Stein. Den gleichen Effekt können Sie erzielen, wenn Sie den Stein ins Gefrierfach legen und den tiefgefrorenen Stein mit kochend heißem Wasser übergießen.

Man redet hier von Thermoschock, d.h. aufgrund der starken Temperaturdifferenzen und den unterschiedlichen thermomechanischen Dehnungen zwischen der Steinoberfläche und dem Inneren des Steins kommt es zu so hohen Spannungen, dass der Stein auseinanderbricht.

Das gleiche passiert auch mit Edelstahl, welcher starken Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Es kommt zu Rissen und Brüchen im Material.

Festigkeit und Lebensdauer sind aber klassische Domänen der Strukturmechanik und der FEM. Merkle CAE Solutions bietet hier mittels ingenieurstechnischer Simulationen wertvolle Einblicke.

Beim Reinigen von Druckbehälter, Tanks, Abfüllanlagen oder Rohrleitungen kommt man mit dem Reinigungsmedium oft nicht in alle Ecken. Schlechtgereinigte Bereiche, z.B. in Ecken oder in Spalten bleiben ein gefundenes Fressen für Keime.

Im Strömungsbereich spricht man auch von sogenannten Totwassergebieten (auch bei Luft).

Hier hilft die CFD-Simulation weiter, um kritische Zonen zu erkennen, Düsen richtig auszulegen und zu positionieren und die Prozesse zu optimieren.

Gerne unterstützt Sie Merkle CAE Solutions dabei.

Sie wollen mehr Details wissen? Lassen Sie sich inspirieren oder vereinbaren Sie direkt einen individuellen und unverbindlichen Termin mit uns.

Dann ist die einzige Kugel, die Sie sich geben müssen, aus Schokolade 😊.

PS: Auch bei effizienten Mix- und Rührprozessen können wir Sie mit erkenntnisreichen Simulationen unterstützen. Schließlich wollen Sie auch Rosinen in Ihrem Stück Kuchen.