Milchindustrie modernisiert – und erlangt einen Wettbewerbsvorteil

Der Unternehmergeist ist in der Molkereiindustrie lebendig und gesund. Das beispiellose Interesse an einzigartigen und handwerklichen Angeboten hat Molkereien und Käsehersteller dazu veranlasst, neue Produktlinien zu erkunden. Und da die Nachfrage nach Spezialprodukten steigt, wenden sich viele an ihre Ausrüstungsanbieter, um effizientere Möglichkeiten zur Steuerung der Produktion – und zur Erweiterung der Kapazität – zu finden.

"Anlagenerweiterungen werden immer vom Markt getrieben", sagte Dominique Roberge, Director of Engineering, Qualtech. "Wenn ein Produkt beliebt wird, müssen Molkereien oft sehr schnell neue Linien installieren, um vertragliche Verpflichtungen mit Einzelhändlern zu erfüllen."

In den letzten 25 Jahren Qualtech hat mehr als 150 Erweiterungen von Käsefabriken in Kanada und den Vereinigten Staaten umgesetzt.

Mit Hauptsitz in Quebec bietet Qualtech Edelstahl-Ausrüstung, Verfahrenstechnik und schlüsselfertige Projektumsetzung für pharmazeutische, Lebensmittel- und Molkereianwendungen. Die Expertise des Unternehmens in der Käseverarbeitungstechnologie umfasst die komplette Fertigungsstraße – von der Milchanlieferung über die Umwandlung der Gallerte bis hin zur Formgebung.

Kombination aus automatisierten und manuellen Prozessen

"Der Käseherstellungsprozess beginnt immer auf die gleiche Weise", sagte Roberge. "Die ankommende Milch wird vom Milchtankwagen ins Silo gepumpt, in das Pasteurisierungssystem geleitet und dann auf die verschiedenen Prozessschritte verteilt." 

Neue Molkereien sind typischerweise eine Kombination aus automatisierten und manuellen Prozessen. Ein kleinerer Betrieb kann über automatisierte Hochtemperatur-Kurzzeiterhitzungs- (HTST) und CIP-Systeme (Clean-in-Place) verfügen – verwendet jedoch einen manuellen Prozess, um die Milch durch andere Schritte zu routen.

"Wir haben zum Beispiel Skotidakis Goat Farmvor etwa 15 Jahren beim Aufbau seiner Anlage unterstützt", sagte Roberge. "Damals war ein vollständig automatisiertes System für den handwerklichen Käse- und Joghurthersteller nicht geeignet."

Konventionelle Durchflussplatten mit „Swing“-Bogenverbindungen wurden bei der Milchanlieferung sowie zum Befüllen und Entleeren der Fermentationstanks eingesetzt. 

Molkerei-Durchflussplatten verfügen über einen zentralen Hauptversorgungsanschluss, der von weiteren Anschlüssen umgeben ist. Die Milch wird über Einzelsitzventile innerhalb der Anschlüsse zu bestimmten Prozessschritten umgeleitet. Zum Übertragen der Milch verbindet ein Bediener den richtigen Anschluss manuell mit dem Versorgungsanschluss – und startet und stoppt den Fluss über eine Drucktastenschnittstelle.

Für die Reinigungslösungen, die in CIP-Systemen verwendet werden, sind zusätzliche Durchflussplatten und Ventile erforderlich.

Begrenzte Systemtransparenz

Während die Durchflussplatten-Konfiguration zunächst gut für die Skotidakis-Molkerei funktionierte, nahmen die Herausforderungen mit zunehmender Kapazität zu.

"Die Bediener hatten nur begrenzte Einblicke in den Prozess", erklärte Roberge. "Die Umrüstungen waren häufiger. Das System verfügte nicht über Näherungssensoren, sodass es keine einfache Möglichkeit gab, zu überprüfen, ob die Bogenverbindungen korrekt angebracht waren."   

So konnte es passieren, dass ein Bediener, der eine Sequenz startete, bald feststellte, dass Milch in den Abfluss gelaufen war – oder in den falschen Tank umgeleitet wurde. 

Mit der Erweiterung des Produktmixes von griechischem Joghurt und Feta-Käse auf eine Reihe von Dips, Aufstrichen und Ricotta stieg auch die Gesamtsystemkomplexität.

Vereinheitlichung der Anlage

"Die Einführung neuer Produkte war mit dem manuellen System eine Herausforderung", sagte Roberge. "Als Skotidakis begann, Pläne für eine neue Feta-Käselinie zu machen, wandten sie sich an uns, um eine automatisierte Lösung zu erhalten, die die gesamte Anlage abdeckt und den Betrieb verbessert."

Zur Modernisierung der Anlage entschied sich Qualtech für ein Steuerungssystem auf Basis einer Rockwell Automation®-Plattform mit Allen-Bradley® CompactLogix 5370-Steuerungen und Allen-Bradley PanelView™-Grafikterminals. Allen-Bradley PowerFlex® 525 und 753 AC-Antriebe steuern Pumpen- und Mischanwendungen. Die Lösung ist in ein EtherNet,IP™-Netzwerk integriert.

Zur Optimierung des Flüssigkeitsroutings automatisierte Qualtech den Milcheingangsprozess – und ersetzte die vorhandenen Durchflussplatten durch 200 Mixproof-Ventile. Mixproof-Ventile ermöglichen den gleichzeitigen Durchfluss von Milch und CIP-Lösung durch dasselbe Ventil, ohne Risiko einer Kreuzkontamination.

"Mixproof-Ventilgruppen sparen erheblich Platz und minimieren die Systemkomplexität", sagte Roberge. "Außerdem sind die Ventile intelligent."

Sensoren erkennen, ob das Ventil geöffnet oder geschlossen ist – und die Abläufe werden über das Steuerungssystem validiert. Manuelle Verbindungen sind nicht erforderlich.

Die mehrphasige Anlagenerweiterung und Modernisierung umfasst auch eine Reihe neuer Qualtech-Ausrüstung, darunter Silos, Fermentationstanks, einen Separator für griechischen Joghurt, eine automatisierte Feta-Formlinie, Abfüllmaschinen – sowie CIP- und HTST-Systeme.

Bessere Steuerung. Außergewöhnliche Ergebnisse.

"Heute ist jede Phase der Produktion in der Skotidakis-Anlage automatisiert und kann über das HMI oder ein Tablet gesteuert werden", sagte Roberge.

"Unsere Erweiterungen von Molkereianlagen und Steuerungssystem-Modernisierungen bringen in der Regel erhebliche Vorteile", fügte Roberge hinzu.

In diesem Fall konnte Skotidakis die Bedienerfehler um 95 % reduzieren, die Produktivität um 20 % steigern und die Ausbeute verbessern.

„Durch die Nutzung von Qualtech zur Modernisierung der Automatisierung unserer Anlage konnten wir unsere Ausbeuten kontinuierlich verbessern und es treten weniger Komplikationen auf“, sagte John Skotidakis, Präsident und CEO, Skotidakis Goat Farm. „Diese Verbesserungen haben es unserer Anlage ermöglicht, unsere Kundenbasis zu erweitern und unsere Effizienz zu maximieren.“