Standzeiten reduzieren, Ressourcen einsparen und Produktsicherheit erhöhen durch gezieltere Reinigung: Forschungsteam entwickelt ultraschallbasierte Sensoren für nicht-invasives Reinigungskonzept in der Backwarenproduktion

Die Automatisierung ist in der Backstube längst eingezogen: Viele Anlagen produzieren rund um die Uhr – unterbrochen durch sehr häufige Reinigungsvorgänge. Aus Sicherheitsgründen sind diese hinsichtlich Dauer und Intensität in der Regel überdimensioniert: Insbesondere an Ventilen, in Ecken und in Bögen sollen damit mögliche Ablagerungen von pumpfähigen Vorprodukten wie Sauerteigen, Vorteigen oder Quellstücken, daraus entstehende Verschmutzungen sowie Verschleppungen in nachfolgende Chargen ausgeschlossen werden. Diese sehr intensiven Reinigungsregimes sind nicht nur mit hohen Kosten, sondern auch mit einem hohen Ressourcenverbrauch verbunden.

Als mögliche Alternativen zur überdimensionierten Reinigung wurden kohlenstoff- und polymerbasierte Beschichtungen der produktberührenden Anlageninnenseiten sowie der Einsatz von Nanopartikeln erforscht; eine ausreichende Vermeidung von Ablagerungen ist mit diesen Ansätzen nicht möglich. Doch der Bedarf nach Alternativen, die eine reibungslose Produktion und hohe Produktqualitäten gewährleisten sowie im Idealfall den Ressourcenverbrauch sinken lassen, ist groß.

Hier setzt ein aktuelles Vorhaben der Industriellen Gemeinschaftsforschung an: Ein Forschungsteam der TU München entwickelt derzeit eine inline-fähige Methode, mit der mittels ultraschallbasierter Sensoren der aktuelle Verschmutzungszustand des zu reinigenden Systems bzw. der Reinigungserfolg erfasst und eine gezielte, auf den jeweiligen Verschmutzungszustand angepasste Reinigung ermöglicht werden soll – bei gleichzeitiger Verbesserung der Produktqualität sowie der -sicherheit, kürzeren Anlagenstillstandzeiten und Ressourceneinsparungen.

Die Backbranche in Deutschland – Handwerks- sowie Großbäckereien – erzielte im Jahr 2020 einen Gesamtumsatz von ca. 35 Mrd. Euro und ist mit durchschnittlich 25 Mitarbeitern pro Betrieb im Handwerk stark mittelständisch geprägt. Gerade kleine und mittelgroße Bäckereien (KMU) sind einem zunehmenden Preisdruck und starken Konzentrationsprozessen ausgesetzt. So sank die Anzahl an Handwerksbäckereien in den letzten 60 Jahren von rund 55.000 (altes Bundesgebiet) auf etwa 10.000 im Jahr 2020.

Viele Bäckereien versuchen, dem hohen Wettbewerbsdruck durch eine Optimierung ihrer internen Abläufe entgegenzuwirken; auch wird bei der Neuanschaffung von Anlagen auf einen hohen Automatisierungsgrad geachtet, da der Einsatz automatisierter Systeme den Fachkräftemangel kompensieren kann. Ein weiterer Ansatz insbesondere für KMU ist die Herstellung vieler unterschiedlicher Produkte: Diese bedingt jedoch besonders hohe Anforderungen an die Reinigung der Anlagen für den Produktwechsel. Von den Ergebnissen des Projekts werden daher kleine und mittelständische Unternehmen in hohem Maße profitieren können, ebenso wie Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus.


Informationen zum IGF-Projekt AiF 21014 N "Einsatz von Oberflächenwellenmessungen zur Adaption der Reinigung von Rohrsystemen in der Backwarenproduktion"

... ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)