Höhere Teigkapazitäten vervielfachen die Vorteile des kontinuierlichen Mischens

Seit fast dreißig Jahren treffen Bäcker für ihre Bäckereien die Wahl zwischen Chargen- und kontinuierlichem Mischen. Die Vorteile des kontinuierlichen Mischens, darunter Qualität, Konsistenz, Just-in-Time-Teig, Arbeitsersparnis und Energieeffizienz, reichten aus, um die Bäcker von der Umstellung zu überzeugen. Zwei Faktoren beeinflussten jedoch, warum sich Bäcker weiterhin für das Chargenmischen entscheiden. Diese waren 1) die höheren Anschaffungskosten des kontinuierlichen Mischens und 2) die Risikoaversion; die Tendenz, vergangene Prozesse zu wiederholen, um jedes wahrgenommene Risiko zu vermeiden.

Als das kontinuierliche Mischen in der Backindustrie immer üblicher wurde und sich die Technologie weiterentwickelte, sahen die meisten Bäcker das kontinuierliche Mischen nicht mehr als Risiko an. Die Anschaffungskosten für das kontinuierliche Mischen waren jedoch nach wie vor der Hauptgrund, warum sich die Bäcker bei neuen Projekten für das Chargenmischen entschieden. Dieser Denkprozess hat sich auch heute noch bewahrheitet, auch wenn die Betriebskosten für das kontinuierliche Mischen geringer sind als beim Chargenmischen, insbesondere bei Produktionssystemen mit großer Kapazität.

Die Technologie des kontinuierlichen Mischens hat sich in den letzten dreißig Jahren stark weiterentwickelt. Zu diesen Fortschritten gehören eine verbesserte Dosierung von Inhaltsstoffen, die Dosierung von festen Fetten und Partikeln, verbesserte Steuerungen, spezielle Mischerdesigns, Mischer mit größerer Kapazität, verbesserte Temperaturregelung und vieles mehr. Während all diese technologischen Fortschritte das kontinuierliche Mischen für immer mehr Bäcker attraktiv gemacht haben, sind es die kontinuierlichen Mischer mit hoher Kapazität, die den größten Nutzen bieten.

Der Zweck dieses Beitrags ist es, die Vorteile von Hochleistungs-Durchlaufmischern im Vergleich zu Chargenmischern und die Gründe hervorzuheben, warum Durchlaufmischer mit hoher Kapazität in der heutigen Backwarenindustrie weithin akzeptiert sind. Im Jahr 2000 arbeiteten die Durchlaufmischer mit dem höchsten Durchsatz im Bereich von 5.000 Kilogramm pro Stunde (kg/h) produziertem Teig. Bis 2020 wurden Durchlaufmischer im Bereich von 15.000 bis 20.000 Kilogramm pro Stunde gefertigt. Noch höhere Raten wurden durch die Verkettung von Durchlaufmischern erreicht. Mit dem erhöhten Durchsatz der größten kontinuierlichen Mischer würde man erwarten, dass die zusätzlichen Kosten eines größeren Mischers den Widerstand aufgrund der anfänglichen Investitionsanforderungen verstärken. Mischer mit höherem Durchsatz wurden jedoch schnell zu Bestsellern. Warum sind kontinuierliche Mischer mit hohem Durchsatz so attraktiv? Die Antwort ist, dass die Anschaffungskosten der größeren Mischer zwar etwas höher waren, die gleichen Vorteile der kleineren kontinuierlichen Mischer jedoch bei höheren Raten viel wichtiger wurden. Wenn die Produktionsraten steigen, steigen die Kosten eines Batch-Systems tendenziell linear an – die doppelte Kapazität und die doppelten Kosten. Wenn Sie hingegen die Kapazität verdoppeln, wenn Sie ein kontinuierliches Mischsystem verwenden, würden die Kosten nur um etwa 25 % steigen.

GRUND 1: KONTINUIERLICHES MISCHEN IST KOSTENGÜNSTIGER ZU BETREIBEN ALS CHARGENMISCHER FÜR LINIEN MIT GRÖSSERER KAPAZITÄT

Sowohl beim kontinuierlichen Misch- als auch beim Chargenmischprozess tragen vier Faktoren zur erforderlichen Anfangsinvestition bei. Dabei handelt es sich um die Mischerkosten, die Schüttgutzufuhr, die Dosierung der Zutaten und die Teighandhabung nach dem Mischen. Da die Kosten für die Lieferung von Schüttgütern beim Chargenmischen und beim kontinuierlichen Mischen sehr ähnlich sind, werden diese Kosten zu Vergleichszwecken nicht berücksichtigt.

Beim kontinuierlichen Mischen besteht ein System aus drei Kostenfaktoren. Dabei handelt es sich um das Dosieren, Mischen und Nachmischen von Teigen. Da die Kosten für das Nachmischen sehr gering sind (weniger als 2%), werden sie auch in dieser Diskussion ignoriert.

Beim Chargenmischen umfassen drei Kosten zusätzlich ein System. Das sind das Dosieren, Mischen und Handling von Teigen. Die Dosierungskosten für das Chargenmischen betragen weniger als 2 % und werden in dieser Diskussion ebenfalls ignoriert.

Berücksichtigen Sie zunächst die Auswirkungen von Durchsatzsteigerungen auf die Kosten eines kontinuierlichen Mischsystems. Das wichtigste Konzept, das es zu verstehen gilt, ist, dass sich die Kosten des Systems in einem viel geringeren Verhältnis ändern, wenn der Durchsatz eines kontinuierlichen Mischsystems steigt. Dies liegt daran, dass der Anteil der Kosten für die Zutatendosierung unabhängig vom neuen Durchsatz nahezu konstant ist. Die obige Grafik zeigt diesen Zusammenhang deutlich. Bei vierfachem Durchsatz (500 kg/h bis 2.000 kg/h) sind die Kosten für das kontinuierliche Mischsystem nur um 50 % gestiegen. Bei einem 7,5-fachen Durchsatz (2.000 kg/h bis 15.000 kg/h) verdoppeln sich die Systemkosten.

Wenn man das Batch-Mischen in Betracht zieht, sind die Kosten des Modells ganz anders. Grundsätzlich erhöht die Verdoppelung des Durchsatzes eines Chargenmischsystems die Kosten um 80 % bis 100 %. Sowohl der Mischer als auch das nachgeschaltete Dosiersystem müssen ihre Kapazität verdoppeln. Kurz gesagt, vergleichen Sie die Kosten pro Pfund produziertem Teig.

Während die oben genannten Informationen allein erklären könnten, warum kontinuierliches Mischen bei höheren Durchsätzen attraktiver wird, haben wir nur die Anfangsinvestition besprochen. Wir werden nun weitere Faktoren berücksichtigen, die das kontinuierliche Mischen für Produktionsanforderungen mit höherer Kapazität noch attraktiver machen.

Der vielseitige MX-Durchlaufmischer ist in der Lage, Teige mit bis zu 6500 kg/h zu produzieren.

GRUND 2: DAS KONTINUIERLICHE MISCHEN IST VOLLSTÄNDIG AUTOMATISIERT UND ERFORDERT WENIGER ARBEITSAUFWAND ALS BATCH-MISCHER

Erfordert eine höhere Teigleistung mehr Personal im Mischbereich? Die intuitive Antwort lautet ja. Die Mischer sind größer. Es werden weitere Mischer benötigt. Zutaten werden in größeren Mengen zugegeben. Größere Teigmengen werden ausgeschleust und müssen an die nachgeschaltete Anlage abgegeben werden. Wenn der Teig nicht rechtzeitig geliefert wird, führt dies zu einer größeren Produktionsreduzierung. Bei einem Chargenmischsystem erfordern all diese Faktoren mehr Mitarbeiter.

Dies ist beim kontinuierlichen Mischen nicht der Fall, da das System vollständig automatisiert ist. Zunächst werden die Zugabe und das Mischen der Zutaten durch das Rezeptsteuerungssystem gesteuert. Zweitens wird der Teig vom Mixer automatisch in kleinere Stücke geschnitten oder als Seil fließen gelassen. Das bedeutet, dass keine zusätzliche Teiggrößenbestimmung und -handhabung erforderlich ist. Dadurch werden bei höheren Kapazitäten keine Mitarbeiter mehr benötigt.

Bei kontinuierlichen Mischern jeder Größe hat der Bediener zwei Hauptaufgaben. Die erste besteht darin, gelegentlich die Teigqualität zu überprüfen, um die Qualität vor der Formung abschließend zu überprüfen (obwohl viele Kunden dies als unnötige Aufgabe ansehen). Die zweite Aufgabe besteht darin, alle Systemalarme zu beheben. Bei größeren Systemen treten Alarme tendenziell noch seltener auf als bei kleineren Systemen. Das System versucht automatisch, Alarme zu korrigieren, was oft auch gelingt. Von einem Bediener wird nicht erwartet, dass er Alarme mehr als ein paar Minuten pro Schicht und oft überhaupt nicht löst. Es ist üblich, dass der Bediener andere Aufgaben hat, als nur den Mischer zu "bedienen". Dies gilt für alle Teigdurchsatzkapazitäten.

Mit zunehmender Losgröße gibt es auch andere Bedenken. Das wichtigste unter diesen Bedenken ist die Ausbildung. Die Batch-Prozesse sind in der Regel manueller Natur und erfordern einen Bedienereingriff. Dies gilt umso mehr, wenn das Teigvolumen zunimmt. Dieser Eingriff erfordert ein hohes Maß an Schulung, um sicherzustellen, dass die Mischschritte korrekt ausgeführt werden. Beim Chargenmischen muss mindestens eine Person pro Schicht geschult werden, da die Qualität der fertigen Produkte von ihren Entscheidungen und Handlungen abhängt.

Jedes Mal, wenn Schulungen entscheidend werden, ist auch die Bindung von entscheidender Bedeutung. Da der Teigbedarf mit einem Batch-System steigt, vervielfachen sich die Anforderungen an das Personal. Beim kontinuierlichen Mischen ist unabhängig von der Geschwindigkeit nur ein Bediener erforderlich und das nur für einen kleinen Teil des Tages.

GRUND 3: KONTINUIERLICHES MISCHEN ERFORDERT WENIGER TEIGHANDHABUNGSGERÄTE ALS DAS CHARGENMISCHEN

Die Art und Weise, wie der Teig nach dem Mischen gehandhabt wird, unterscheidet sich völlig von Batch- und kontinuierlichen Mischsystemen. Beim kontinuierlichen Mischen kommt der Teig in der Regel in einem Seil oder Baumstamm aus dem Mischer. Ein Ausstecher am Ende des Mixers ermöglicht es dem Bäcker, Teigstücke jeder gewünschten Größe herzustellen, wobei 25 bis 50 Kilogramm schwere Stücke am häufigsten sind. Die Brocken fallen auf ein Förderband oder direkt in einen Trichter. Die kleineren Brocken sind ideal, um mehrere Leitungen von einem Mischer aus zu füttern.

Beim Chargenmischen wird der Teig in einer großen Masse aus dem Mischer ausgetragen, die für nachgeschaltete Geräte verkleinert werden muss, was zu zusätzlichen Kosten für diese Handhabungsgeräte führt.

Mit steigendem Bedarf an Teig wird die Teighandhabung bei einem Chargenmischsystem zu einer größeren Herausforderung. Größere Teigstücke bedeuten mehr Ausrüstung und mehr Menschen. Beim kontinuierlichen Mischen ist die Teigbehandlung jedoch unabhängig vom Durchsatz die gleiche.

GRUND 4: EFFIZIENTERER DURCHSATZ - BEIM KONTINUIERLICHEN MISCHEN IST WENIGER TEIG GEFÄHRDET ALS BEIM CHARGENMISCHEN BEI STILLSTÄNDEN

Wenn eine Backlinie läuft, befindet sich Teig zwischen dem Mischer und der Gär- bzw. Formanlage. Dies wird als Teig auf der Hand bezeichnet. Dieser Teig umfasst den Teig in den Formtrichtern, den Teig, der darauf wartet, in den Trichter gelegt zu werden, den Teig, der aus dem Kneter ausgetragen wird, oder den Teig, der sich gerade im Kneter befindet. Bei einem Chargenmischer liegt diese Menge in der Regel bei etwa 2,5 bis 3 Mischervolumen. Das Problem beim Chargenmischen besteht darin, dass der gesamte Teig gefährdet ist, wenn nachgeschaltete Anlagen einen längeren Stillstand erfordern.

Beim kontinuierlichen Mischen können die Trichterfüllstände so niedrig wie möglich gehalten werden, um die Kontrolle des Stückgewichts zu verbessern, so dass nur wenige Brocken unterwegs sind. In der Tat ist der Teig, der für ein kontinuierliches Mischen gefährdet ist, im Grunde das Volumen des Kneters bei beliebiger Kapazität.

Bei niedrigeren Raten ist dies vielleicht kein wesentlicher Faktor, aber bei einer Geschwindigkeit von 10.000 Kilogramm pro Stunde könnten mit einem Batch-System 5.000 bis 6.000 Kilogramm Teig zur Verfügung stehen. Mit einem kontinuierlichen Mischsystem würde der Teigbestand eher bei 1.000 Kilogramm liegen, was einer ähnlichen Durchsatzleistung entspricht.

Mit RBSConnect-Steuerelementen können Sie Informationen zur vorbeugenden Wartung, wichtige Leistungsindikatoren, den Alarmverlauf und Trends in Echtzeit überwachen.

GRUND 5: AUTOMATISIERTE KONTINUIERLICHE MISCHSYSTEME ELIMINIEREN VARIABLEN, DIE IM BATCH-MISCHPROZESS VORHANDEN SIND

Teigmischsysteme haben von Natur aus Variablen, die sorgfältig gesteuert werden müssen. Dazu gehören Rezeptur, Temperatur, Energieeintrag, Luftfeuchtigkeit, Mehlqualität und Chargenabstand. Um solche Variablen zu kontrollieren, sind zwei Schritte erforderlich: Messung und Reaktion auf Inkonsistenzen. Die Art und Weise, wie Variablen gemessen werden und wie das System reagiert, entscheidet über den Erfolg des Mischvorgangs und letztlich über die Konsistenz des Teiges.

Genaue Messung:
Beim Chargenmischen basiert die Rezeptur oft auf handabgemessenen Nebenzutaten. In der Regel werden diese Chargen nicht doppelt überprüft. Die Bedienung ist völlig abhängig von der Person und der Waage. Beim kontinuierlichen Mischen werden die Minors mit Hilfe der Loss-in-Weight-Technologie und eines Mischers auf Wägezellen gemischt. Alle Messungen werden automatisch gewogen und die Daten werden im System gespeichert. Trockene und flüssige Zutaten werden sorgfältig in den Mischer dosiert, automatisch gewogen und protokolliert. Die Messraten werden in Echtzeit grafisch dargestellt und zum späteren Nachschlagen gespeichert.

Mit zunehmendem Mischerdurchsatz steigt die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, dass mehr Mitarbeiter für die Chargen der Zutaten erforderlich sind und der Druck, Mischungen herzustellen, schnell zunimmt. Kontinuierliches Mischen garantiert den ganzen Tag über eine genaue Messung.

Reaktion auf Inkonsistenzen:
Variablen sind ein Teil eines jeden Prozesses. Wie oben erwähnt, besteht der erste Schritt zur Kontrolle des Prozesses darin, die Schwankungen zu messen. Im Idealfall werden Messungen in Echtzeit durchgeführt und die wichtigsten Größen gemessen. Wenn der Prozesserfolg nur im QC-Labor oder an der Anzahl der Kundenbeschwerden gemessen wird, wird eine Verbesserung schwierig sein. Messungen sollten früh, oft und mit einem Plan zur Korrektur erfolgen.

In einem Batch-System liegt der Plan für die Korrektur oft im Ermessen des Bedieners. Haben Sie vergessen, etwas hinzuzufügen? Der Teig ist zu warm oder zu steif? Nicht genug Entwicklung? Falsche Konsistenz? Downstream-Abschaltung? Wenn diese Probleme auftreten und es keinen Plan gibt, schnell zu handeln, ist das Produkt oft inkonsistent und entspricht nicht den Spezifikationen, was zu Verschwendung führt. Beim kontinuierlichen Mischen antizipiert das System potenzielle Bedenken, bestimmt im Voraus die richtigen Korrekturschritte und ist so programmiert, dass diese Schritte automatisch ausgeführt werden.

FAZITie kontinuierlichen Mischer gibt es schon seit mehr als dreißig Jahren, aber erst in den letzten zehn Jahren wurden Mischer entwickelt, die Teig mit mehr als 8.000 Kilogramm pro Stunde produzieren können. Diese Mischsysteme mit hoher Kapazität funktionieren genau wie die Systeme mit geringerem Durchsatz. Im Gegensatz zu Chargenmischern, die mit zunehmender Kapazität an Arbeitslast zunehmen, benötigen kontinuierliche Mischer jedoch keine zusätzliche Arbeitslast oder Ressourcen mit zunehmender Kapazität. Am wichtigsten ist, dass die potenziellen Probleme, die mit dem Chargenmischen von Teig bei höheren Raten verbunden sind, beim kontinuierlichen Mischen bei höheren Raten nicht bestehen.

Auch wenn kontinuierliche Mischer höhere Anschaffungskosten haben als Chargenmischer, werden die Vorteile der Betriebseffizienz durch das kontinuierliche Mischen die zusätzlichen Kosten schnell amortisieren und dann einen finanziellen Vorteil für Hersteller mit großer Kapazität vervielfachen. Der Betrieb von kontinuierlichen Mischern ist im Laufe der Zeit geringer als bei vergleichbaren Chargenmischsystemen.

Um zu berechnen, wie viel Sie beim kontinuierlichen Mischen im Vergleich zum Chargenmischen sparen können, probieren Sie unseren Rechner für kontinuierliches Mischen aus.