Fraunhofer IVV prüft Laska Hygienic Design

Am Institutsteil für Verarbeitungstechnik in Dresden wurden in einem ersten Versuch 35% Ersparnis beim Reinigungsaufwand durch das Hygienic Design von Laska im Vergleich mit älteren Konstruktionsvarianten nachgewiesen und im jüngsten Test eine um 30% geringere mikrobielle Belastung bei gleichem Reinigungsaufwand.
Siegfried Beckmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IVV in Dresden mit dem Forschungsschwerpunkt Hygienegerechte Produktion, gibt uns in einem Interview Einblicke in die Forschungsarbeit seines Teams, die Bedeutung des Themas Hygiene für unsere Branche und die konkrete Arbeit im Testlabor.

Was ist das Ziel der Forschung am Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung? Wie sieht Ihre Arbeit im Institutsteil für Verarbeitungstechnik in Dresden aus?

Das Fraunhofer IVV betreibt anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung und liefert maßgeschneiderte Lösungen für die unterschiedlichsten Herausforderungen von Industrie und Wissenschaft. Ziel ist es, neben aktuellen Anforderungen der Industrie 4.0 die Zukunftsthemen Bioökonomie, Kreislaufwirtschaft und Digitalisierung mitzugestalten. In Dresden analysieren und optimieren wir maschinelle Verarbeitungs- und Reinigungsprozesse in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sowie in der Packstoffproduktion. Ein Fokus liegt hierbei auf hygienegerechter Produktion. In diesem Themenfeld entwickeln wir innovative Reinigungssysteme, unterstützen bei der hygienegerechten Gestaltung von Anlagen und optimieren Prozesse hinsichtlich Ressourcenschonung, Effizienz und anwendungsorientierter Digitalisierungslösungen. In unserem Technikum können wir entsprechende Versuche zur Validierung dieser Systeme durchführen.

Kommen wir zum Thema Hygiene: Was bedeutet der Begriff für Sie?

Im Kontext der Lebensmittelproduktion bedeutet er vor allem eines: Verbrauchersicherheit. Als unabhängiges Institut sehen wir es als unsere Verpflichtung an, dafür zu sensibilisieren. Zugleich treiben wir aber auch Forschung und Entwicklung zur Umsetzung einer ressourcenschonenden und effizienten Produktion voran und bieten ein Hygienic Design Consulting an. Neben der Einhaltung der gesetzlichen Hygienestandards ist also auch der Aspekt der Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen. Sicherheit ist dabei auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zentral: Wird durch einen Hygieneskandal ein Produkt nicht mehr gekauft oder es folgen teure Rückrufaktionen, ist die Existenz des Produzenten schnell gefährdet. Dieses Bedürfnis wird an die Maschinenbauer weitergegeben, die durch eine gute hygienegerechte Gestaltung beim Produzenten punkten können.

Kommt es oft vor, dass sich Maschinenbauer wie Laska an Sie wenden?

Ja, wir arbeiten eng mit der Industrie zusammen. Unser Forschungsinstitut präsentiert sich auf Messen und Konferenzen, in deren Rahmen auf interessante Gespräche oft eine Zusammenarbeit folgt. So war es auch mit Laska, nachdem wir auf der IFFA 2019 einige Forschungsergebnisse präsentiert hatten. Wir engagieren uns zusätzlich in verschiedenen Gremien wie der European Hygienic Engineering and Design Group oder der International Association (EHEDG) – Supply Chain Safety und arbeiten eng mit dem Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) zusammen. All das sichert die Auftrags- und Angewandte Fraunhofer-Forschung mit der Industrie.

Wie würden Sie die Zusammenarbeit mit Laska beschreiben?

Bereits beim ersten Treffen auf der IFFA wurde deutlich, dass Laska mit uns die Ansicht teilt, dass ein hygienegerechtes Design eine essenzielle Bedeutung bei der Auslegung von lebensmittelverarbeitenden Anlagen hat und ein inhärenter Bestandteil dieser sein sollte. Daraus hat sich eine gute, produktive und zielorientierte Zusammenarbeit ergeben mit dem Ziel, die Bedeutung des hygienegerechten Designs von Anlagen in der Branche weiter zu festigen.

Kommen wir zum Thema Reinigung. Was sind die Grundfragen, die man sich vor einem Reinigungstest stellen muss?

Oberste Prämisse sind immer Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit. Deshalb wird auf Basis jahrelanger Erfahrung mit der Konzeption und Durchführung solcher Tests in verschiedensten Anwendungsbereichen ein Setup gewählt, in welchem die Rahmenbedingungen möglichst konstant sind und sich nur das Testobjekt ändert. Grundsätzlich muss dann entschieden werden: Möchte ich die prinzipielle Reinigbarkeit in Bezug auf ein bestimmtes Reinigungsregime prüfen (also wird das Bauteil durch das spezifische Reinigungssystem in einer bestimmten Zeit sauber?) oder will ich einen Reinigungstest in Bezug auf das verbesserte Hygienic Design durchführen (d.h. welches Bauteil wird schneller sauber?). Bei Letzterem, wie in diesem Fall bei Laska, bedarf es einer Referenz. Zumeist ist das ein vorangegangener Entwicklungsstand des eigenen Portfolios. Dazu müssen geeignete Reinigungsparameter und eine Verschmutzung definiert werden, die repräsentativ für die typischen Kundenanwendungen des Maschinenbauers sind.

Damit zum konkreten Testszenario mit der Schutzhaube eines Fleischwolfes. Einmal wurde die konventionelle Ausführung untersucht und einmal das Hygienic Design von Laska. Worauf genau musste dabei geachtet werden?

Im konkreten Fall wurde ein Spritzreinigungssystem mittels Industrieroboter reproduzierbar um das zu reinigende Objekt bewegt. Bei der Auslegung des Bewegungsablaufs (Düsenabstand, Auftreffwinkel, Geschwindigkeit etc.) wurde darauf geachtet, dass keine absichtlichen Sprühschatten entstehen und der Pfad dem der intuitiven Bewegung eines Menschen (Reinigungspersonal mit Sprühlanze) ähnelt. Überwacht wurden zudem die Betriebsparameter Druck und Reinigungsmitteltemperatur. Bei der definierten Verschmutzung sind neben der eigentlichen Zusammensetzung vor allem die Probenvorbereitung (Sauberkeit der Baugruppen), die stets gleiche Auftragsmethode und die Trocknungsbedingungen ausschlaggebend. Für kritische Bereiche wie Dichtungsstellen oder Übergänge zwischen bewegten Teilen kann eine besonders detaillierte Betrachtung festgelegt werden. All diese Parameter werden vor der Erarbeitung des eigentlichen Tests gemeinsam mit dem Industriepartner abgestimmt.

Wie wurden im Reinigungstest die Ergebnisse erhoben?

Prinzipiell können wir für die Messung der Restverschmutzung auf eine fluoreszenzbasierte optische Inline-Verschmutzungssensorik zurückgreifen, die relevante Bauteiloberflächen analysiert und Restverschmutzungen zeit- und ortsaufgelöst detektiert. Neben dieser makroskopischen Detektion ist es auch möglich, einzelne Teilbereiche auf ihre mikrobiologische Reinigbarkeit oder Allergenfreiheit zu überprüfen. Das haben wir beim Test des neuen Hygienic Designs von Laska gemacht. Definierte Abstrichproben wurden bebrütet und die Keimzahlen verglichen. Ergebnis dieses jüngsten Tests am Fraunhofer IVV war eine um 30% geringere mikrobielle Belastung auf den Hygienic Design-Komponenten von Laska.

Als Forschungsinstitut für Verfahrenstechnik und Verpackung ist das Fraunhofer IVV mit seiner Expertise führend in den Bereichen Lebensmittel, Verpackung, Produktwirkung, Reinigungs- und Verarbeitungstechnologien sowie Recycling und Umwelt. Um sein Know-how besser zugänglich zu machen, wird vom FIVV in Dresden in Kooperation mit der Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung die Fachtagung FutureClean organisiert. An zwei Tagen werden die Teilnehmenden dort über die neuesten Entwicklungen zu den Themen Industrielle Reinigungstechnologien und Hygienegerechte Produktion informiert. Die Veranstaltung bietet neben Vorträgen vor allem die Möglichkeit des Austausches zwischen Industrie und Wissenschaft.

Das nächste FutureClean-Event findet statt von 2.-3. November 2022.