21. Juli 2019 
 
4. Mai 2019

IFFA: Reinigung 4.0 in der Fleischverarbeitung

Wie sich Anlagen der Fleischverarbeitung mit neuen Technologien effizient reinigen lassen, zeigen Forscher des Fraunhofer IVV auf der IFFA in Halle 11.1, Stand B41. Über eine neue Simulationssoftware – die bei der Anlagenkonzeption aufwendige Tests erspart – sprach DIE MESSE mit Max Hesse, Teamleiter Hygiene­gerechte Produktion am Fraunhofer IVV in Dresden.

Foto: Fraunhofer IVVFoto: Fraunhofer IVV
Mit der Simulationssoftware SIMKOR werden Reinigungssysteme virtuell getestet und optimiert.
Herr Hesse, auf der IFFA stellt das Fraunhofer IVV eine Simulationssoftware für die intelligente Reinigung vor. Was leistet die Software „SIMKOR“?
Die Software unterstützt bei der virtuellen Auslegung und Bewertung von statischen und dynamischen Spritzreinigungssystemen. Dabei können in vertrauter CAD-Umgebung 3D-Daten im STEP-Format eingelesen werden, was die Abbildung komplexer Maschinen und Anlagen erlaubt. Aus einer umfangreichen Online-Datenbank können Reinigungssysteme (zum Beispiel Flachstrahldüsen, Schwallreiniger, Zielstrahlreiniger, …) ausgewählt und direkt in den CAD-Modellen platziert werden. Dabei werden sofort eventuelle Sprühschatten und die lokale Volumenstromverteilung auf der Oberfläche angezeigt, wodurch reinigungskritische Bereiche vermieden werden und die Reinigungswirkung zielgerichtet aufgebracht werden kann. Die durch innovative Ansätze nahezu in Echtzeit ablaufende Simulation der Reinigungswirkung erlaubt eine Vorhersage des zeitlichen Reinigungsverlaufs des Gesamtsystems, bei der sogar das abfließende Wasser als Reinigungskomponente berücksichtigt wird.

Welche Vorteile hat es, wenn Reinigungssysteme bereits vorab virtuell getestet und optimiert werden können?
Im Wesentlichen kann man die Vorteile in zwei Phasen unterteilen: 1) Planungsphase und 2) Produktionsphase. In der Planungsphase bietet unsere Unterstützung mit der Software dem Maschinenhersteller oder Anlagenplaner eine Kalkulationssicherheit sowie Zeit- und Kostenersparnis. Durch virtuellen Variantenvergleich entfallen aufwendige Vortests beim Kunden oder an der Anlage sowie eventuelle kostenintensive Nachrüstungen, sollte das Reinigungsergebnis doch nicht den Vorstellungen entsprechen. Zusätzlich können so ständig überdimensionierte ineffiziente Reinigungssysteme vermieden werden. In der Produktionsphase kommt dann genau dieser Vorteil zum Tragen, wenn die nun ressourceneffizienten und bedarfsgerechten Reinigungssysteme bei jeder Reinigung Geld sparen, bei nach wie vor gleicher oder sogar gestiegener Prozesssicherheit.Dies kann durch die frühzeitige Erkennung und Berücksichtigung reinigungskritischer Bereiche geschehen. Lassen sich beispielsweise funktionsbedingt
Maschinenteile nicht in Hygienic Design auslegen und führen zu schwer zu reinigenden Bereichen (zum Beispiel Spalt, Dichtungsstelle, …), kann das Düsensystem mit seiner Reinigungswirkung effizient genau darauf ausgelegt werden.

Für welche Anwendungsszenarien in der fleischverarbeitenden Industrie bietet sich die neue Lösung an?
Unter den bereits zuvor erwähnten Aspekten können im Prinzip alle Spritzreinigungssysteme in der fleischverarbeitenden Industrie ausgelegt werden. Das kann zum Beispiel die optimierte Auslegung der Reinigung von Förderbandsegmenten oder Schneidmodulen (Salami-Slicer oder ähnliches) sein, bis hin zur Verbesserung der Reinigungsvorgänge in einer Teilewaschanlage für zum Beispiel Fleischermesser oder andere Arbeitsutensilien. Auch wenn bereits bestehende Maschinen und Anlagen älterer Bauart vorhanden sind, von denen es möglicherweise keine CAD-Daten gibt, können wir bei Digitalisierung und Optimierung der Reinigungssysteme unterstützen.

Zudem präsentiert das Fraunhofer IVV einen mobilen Reinigungsroboter, der eine exakt auf die Umgebung angepasste, voll automatisierte Reinigung ermöglicht. Wie gelingt dies?
Das Mobile Cleaning Device (MCD) verfügt über verschiedene Sensorik und Reinigungssysteme, um die bedarfsgerechte Reinigung zu realisieren. Über einen optischen Verschmutzungssensor kann der Verschmutzungsgrad der Anlage erfasst und eine darauf abgestimmte Reinigung durchgeführt werden. So kann in Abhängigkeit des Produkts und Antrocknungsgrades beispielsweise eine bestimmte Reinigungschemie ausgewählt oder in ihrer Konzentration verändert werden. Auch geometrische Einflüsse der Anlage haben große Auswirkungen auf die notwendigen Reinigungsparameter. So verfügt das MCD über Posi­tionssensoren zur Erkennungen der Umgebung, um unterscheiden zu können, ob es zum Beispiel gerade durch ein großes Robotermodul oder ein kleineres Tunnelsegment fährt.
Abhängig davon ist der Abstand zu den zu reinigenden Oberflächen deutlich größer oder man braucht für eine effiziente Reinigung ein bestimmtes Reinigungssystem. Deshalb kann das MCD je nach erkanntem Modul verschiedene Düsenarten zuschalten oder den Betriebsdruck verändern.

Mit dem System ist eine durchgängige Protokollierung möglich. Warum ist das wichtig?
Im Kontext von Industrie 4.0 spielt Rückverfolgbarkeit heutzutage eine immer größere Rolle. Besonders Rückrufaktionen bedeuten einen meist großen wirtschaftlichen Schaden kombiniert mit erheblichem Imageverlust, wodurch einige Unternehmen ja bereits aus dem Wettbewerb ausgeschieden sind. Daher ist auch und insbesondere für den hygienekritischen Prozessschritt der Reinigung eine Rückverfolgbarkeit durch automatisierte Protokollierung des Reinigungserfolgs unabdingbar.

Ein Ausblick: Mit welchen Erwartungen fahren Sie zur IFFA nach Frankfurt?
Angewandte Forschung bedeutet nicht nur Lösungen für Probleme der Industrie anzubieten, sondern auch Marktvorteile für morgen zu schaffen. In diesem Sinne erwarte ich viele spannende neue Kontakte aus den Bereichen der Lebensmittelproduzenten sowie Maschinen- und Anlagenhersteller, um gemeinsam innovative Forschungsprojekte und Ideen verfolgen zu können.

https://www.ivv.fraunhofer.de
https://iffa.messefrankfurt.com/frankfurt/de.html

 

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