Episode 3: Feuchtigkeit ist Geld

"Feuchtigkeit ist Geld": Wie Simmons die Wasseraktivität in Tiernahrung steuert

Wasser wurde von Daniel Boorstin als "das Glück des Planeten" bezeichnet, und seine Auswirkungen sind überall zu spüren, auch in den Lebensmitteln, die wir essen. Jedes Jahr geben die Lebensmittelhersteller Milliarden von Dollar aus, um Wasser in und aus den Lebensmitteln zu transportieren, um die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten. 

Heute haben wir Rick Stoller zu Gast, den Manager für Prozessverbesserung bei Simmons Foods in Arkansas, einem der größten nordamerikanischen Hersteller von Geflügel-, Heimtier- und Tierfutterprodukten. Wir erfahren, was er über Wasser in Tiernahrung denkt und wie es sich direkt auf den Gewinn seines Unternehmens auswirkt.

Die Kunst des Strangpressens

Stoller begann seine Karriere in der Lebensmittelverarbeitung mit der Arbeit an und in der Nähe von Extrudern, den Anlagen zur Herstellung von Produkten wie Tiernahrung. Als gelernter Schweißer arbeitete sich Rick Stoller bis zum Servicetechniker hoch, wo er über ein Jahrzehnt lang durch das ganze Land reiste, um Extruderanlagen in Betrieb zu nehmen und zu warten.

"Es ist eine Kunst, das Futter perfekt hinzubekommen", sagt Stoller, "man kann es nicht jeden Tag wiederholen. Man kann Richtlinien aufstellen, aber bis man tatsächlich hinter dem Lenkrad sitzt, ist es, als würde sich die Straße jeden Tag ändern."

Auf diesem kurvenreichen Weg können die Vorteile einer Analyse-Roadmap den Unterschied zwischen dem Erreichen der Ziellinie und dem Scheitern ausmachen.

Wasseraktivität und Feuchtigkeit in trockenen Lebensmitteln

In der Extrusion war ursprünglich der Feuchtigkeitsgehalt wichtiger als die Wasseraktivität. Wenn man in der Lage war, konstant bis zu einer bestimmten Wasseraktivität zu trocknen, konnte man den Feuchtigkeitsgehalt in Einklang bringen, solange die Rezepturen und Prozesse stimmten. 

Der Entzug von Feuchtigkeit aus einem Lebensmittel kann jedoch verschiedene Auswirkungen haben, unter anderem auf die Schmackhaftigkeit des Produkts. Ist das Lebensmittel zu feucht oder zu trocken, wird es unangenehm zu verzehren. 

Ein weiterer Faktor, auf den die Verarbeiter achten, ist jedoch der Gewinn. Wir können uns die Feuchtigkeit als Geld vorstellen. Die Trocknung kostet Zeit und Geld, so dass sich eine Übertrocknung im Interesse der Lebensmittelsicherheit auf den Gewinn auswirken kann. Eine Untertrocknung kann jedoch zu Problemen mit der Lebensmittelsicherheit führen. 

Hier kommt die Wasseraktivität ins Spiel. Ein Gleichgewicht zwischen der Wasseraktivität des Produkts und dem Feuchtigkeitsgehalt ermöglicht äußerst schmackhafte Lebensmittel, die ein Höchstmaß an Lebensmittelsicherheit gewährleisten und bei der Verarbeitung die meisten Kosten sparen.

Die Wasseraktivität ist auch ein guter Indikator für die Prozesskontrolle. Stoller sagt: "Die Wasseraktivität hat uns bei der Fehlersuche und bei der Auswahl aller anderen Analysemethoden sehr geholfen. Sie ist eine der Analysen, die uns zeigen, wo wir ein Problem haben oder wo die Spezifikation überschritten wird. Es ist ein sehr schneller Indikator, der uns bei der Fehlersuche hilft.

Wann ist die Wasseraktivität zu messen?

Bei der Messung der Wasseraktivität kommt es auf den richtigen Zeitpunkt an. Wird zu spät in der Verarbeitung gemessen, ist es schwierig, das Produkt auf einen anderen Weg umzuleiten. Für Simmons ist dieses Timing entscheidend. Im Rahmen des HACCP-Konzepts überprüft Simmons die Wasseraktivität zuerst am Extruder. Stoller führt ebenfalls Kontrollen durch, bevor das Trockenfutter in die Behälter für das fertige Produkt geladen wird. Auf diese Weise kann die Charge von der Verpackung weg zur weiteren Verarbeitung geleitet werden, wenn die Werte außerhalb der Spezifikation liegen.

Rick hat diese Messungen der Wasseraktivität auch für andere Analysen genutzt. "Das Projekt begann mit der Feuchtigkeit und wurde dann auf die Wasseraktivität ausgeweitet", sagt er. Diese Verlagerung hat es Simmons ermöglicht, seine anderen Spezifikationen für eine noch bessere Prozesskontrolle zu verschärfen.

Alle Analysen werden dann in Echtzeit an die Bediener der Extruder zurückgeschickt, damit sie die Verarbeitung sehen und anpassen können, wobei die Wasseraktivität der entscheidende Faktor für Probleme ist.

Nutzung der Wasseraktivität zur kontinuierlichen Verbesserung

"Wir konzentrieren uns nicht darauf, die maximale Spezifikation zu erreichen. Wir konzentrieren uns darauf, unsere Ziele zu erreichen", sagt Stoller. Jetzt, da die Wasseraktivität unter Kontrolle ist, kann Stoller den Feuchtigkeitsgehalt weiter verbessern, was Simmons nicht realisierte Gewinne einbringt. Diese Konzentration auf Ziele und Analysen ermöglicht es dem Unternehmen, genau das zu liefern, was der Kunde bestellt.

Ein weiterer Bereich, in dem Verbesserungen möglich sind, betrifft die eingehenden Zutaten. Stoller prüft die Wasseraktivität seiner losen Zutaten manuell, aber es gibt Möglichkeiten zur Automatisierung, um die Wasseraktivität und andere Kontrollpunkte zu prüfen und die Spezifikationen zu verbessern, bevor sie in die Verarbeitung gelangen. 

Aber jedes Produkt aus der Simmons-Produktpalette ist einzigartig. Jede Rezeptur hat ihre eigene Isotherme, d. h. ihre Korrelation zwischen Wasseraktivität und Feuchtigkeit, und diese beiden Messgrößen im Gleichgewicht zu halten, ist der Schlüssel zu lebensmittelsicherem, hochwertigem Krokettenfutter. Stoller räumt ein, dass sie in der Vergangenheit auf Nummer sicher gegangen sind und die Kroketten vielleicht häufiger zu stark getrocknet haben, und ohne das Wissen über die Wasseraktivität und den Feuchtigkeitsgehalt scheint dies eine sinnvolle Maßnahme zu sein.

Simmons ist es jedoch gelungen, die Trocknungszeit bei einigen Rezepturen, die einen höheren Feuchtigkeitsgehalt aufweisen dürfen, zu verkürzen, solange die Wasseraktivität innerhalb der Spezifikationen liegt. 

Stoller sagt: "Für ein Unternehmen wie unseres mit so vielen verschiedenen Formeln sind diese Isothermen unerlässlich."