Ein Leitfaden für Einsteiger zur Messung von Ertrag und Abfall in der Lebensmittelherstellung

Kontinuierliche Verbesserung und Echtzeitdaten sind das Power-Duo der Abfallreduzierung. Automatisch erfasste und in Echtzeit bereitgestellte Daten unterstützen den Plan-Do-Check-Act-Zyklus, indem sie Probleme aufdecken, Ihnen die Möglichkeit zur Analyse und Diagnose geben, Ihren Mitarbeitern Live-Daten zur Überwachung und Steuerung liefern und anschließend Ihre Ergebnisse bestätigen.

Jeder weiß, dass man diese Daten erhalten kann, indem man Millionen in brandneue Hightech-Geräte investiert. Aber das ist nicht der einzige Weg. Im Folgenden finden Sie Beispiele von Herstellern, die beeindruckende Ergebnisse erzielen, indem sie automatisch Echtzeitdaten von den bereits vorhandenen Altgeräten sammeln.

Sehen Sie, wie sie mit sieben häufigen Übeltätern im Kampf gegen Verschwendung umgehen.

Umverpackung

Wenn Sie zu wenig verpacken, müssen Sie Ausschuss produzieren oder neu verpacken. Daher neigen die meisten Hersteller dazu, zu viel zu verpacken. Aber Überverpackung ist ein direktes Geschenk. Hier gibt es für Lebensmittelhersteller, die Echtzeitmessungen nutzen können, leicht zu erzielende Gewinne. Ein Kunde, der eine automatische Verpackungsmaschine und eine Kontrollwaage einsetzt, stellte beispielsweise fest, dass Ablagerungen auf seinen Geräten im Laufe der Zeit zu Unterverpackungen führten. Durch eine Anpassung der Maschine konnten die Beutel vorübergehend wieder den Spezifikationen entsprechen, aber plötzlich stellte sich heraus, dass sich die Bedingungen geändert hatten und seit einiger Zeit eine Überverpackung von 5 % vorlag.

Datenerfassung: Durch die Verbindung der Kontrollwaage mit SKALA Control können die Gewichtswerte in Echtzeit auf einem Monitor über der Wiegestation angezeigt werden, wobei die Kontrollgrenzen deutlich gekennzeichnet und Werte außerhalb der Spezifikationen markiert sind.

Ergebnis: Die Überverpackung sank von 2 % auf 1 %. Einsparungen von 84.000 $ pro Monat.

Über-/Unterverarbeitung

Bei der Verarbeitung von haltbaren Lebensmitteln kommt häufig Wasser zum Einsatz: Backen, Trocknen, Dehydrieren, Rehydrieren. Es gibt einen optimalen Wert, den fast jedes Produkt erreichen muss. Die Fähigkeit, diesen Wert konsistent und bereits beim ersten Durchgang zu erreichen, ist ein wirksames Mittel zur Abfallreduzierung. Ein Kunde rehydriert Trockenobst, um es auf einen akzeptablen Feuchtigkeitsgehalt zu bringen, und verpackt es anschließend. Er kann den Feuchtigkeitsgehalt erst messen, wenn zwei Tage später ein Gleichgewicht erreicht ist. Die endgültigen Feuchtigkeitswerte können zwischen 13 % und 18 % schwanken. Wird die Vorgabe von 18 % nicht eingehalten, kann dies eine Abweichung von 5 % beim Endergebnis bedeuten.

Datenerfassung: Dieser Kunde benötigt Daten aus mehreren Quellen. Die Messungen des Feuchtigkeitsgehalts zu Beginn, während und am Ende (zweiter Tag nach der Verarbeitung) werden automatisch über mit SKALA verbundene Geräte erfasst. Die Umgebungstemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit werden in den Rehydrationskammern mithilfe angeschlossener Temperatur-/Luftfeuchtigkeitssensoren erfasst. Das Bruttogewicht der Produkte wird vor und nach der Verarbeitung über eine angeschlossene Waage erfasst und anhand dieses Gewichts wird die hinzugefügte Feuchtigkeit bestimmt.

Die im Laufe der Zeit gesammelten Daten werden verwendet, um einen Algorithmus zu erstellen, der die erforderlichen Eingaben empfiehlt, um jede Charge auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 18 % zu bringen, basierend auf Messungen einer eingehenden Charge dehydrierter Produkte.

Ergebnis: Einsparungen von 100.000 Dollar pro Monat.

Prozess nicht richtig

Ein Backwarenhersteller muss aufgrund ungleichmäßiger Backergebnisse erhebliche Produktmengen aussortieren. Durch die Erfassung von Daten stellt das Unternehmen fest, dass das Problem nicht am Ofen liegt, sondern an einem vorhergehenden Verarbeitungsschritt, in dem eine Füllung eingekocht wurde. Schwankungen in der Wasseraktivität Füllung führen zu nicht konformen Endprodukten.

Datenerfassung: Die Qualitätskontrolle entnimmt alle fünf Minuten eine Probe, um Wasseraktivität Füllung an der Produktionslinie zu messen. Die Ergebnisse werden auf einem Monitor an der Kochstation sowie dem Linienleiter angezeigt. Da der Bediener Wasseraktivität Echtzeit verfolgen kann, kann er die Garzeit entsprechend anpassen, um die Wasseraktivität der Füllung Wasseraktivität Kontrolle zu halten.

Prozess nicht konsistent

Schwankungen im Produktionsprozess führen häufig zu Ausschuss. Ein Kunde hat festgestellt, dass Schwankungen der Ofentemperaturen zu uneinheitlichen Wasseraktivitäten im Endprodukt führen. Durch die Überwachung der endgültigen Wasseraktivitäten in Echtzeit kann die Verarbeitungszeit angepasst werden, um die Konsistenz deutlich zu verbessern.

Datenerfassung: Ofentemperaturen in Echtzeit, Verarbeitungszeit gemessen anhand der Förderbandgeschwindigkeit, die in Echtzeit auf einem Prozesskontrolle angezeigt wird. Maßnahmen: Anpassung der Förderbandgeschwindigkeit zur Variierung der Verarbeitungszeit.

Ergebnis: Prozessschwankungen um 50 % reduziert. Einsparungen von 50.000 bis 80.000 Dollar pro Monat.

Gerätefehlfunktion

Ein Kunde, der extrudierte Stäbe herstellt, verfügt über eine Guillotine, die diese Stäbe in Abschnitte schneidet. Wenn die Guillotine Fehlfunktionen aufweist, weichen die Stabgrößen von den Spezifikationen ab und die Produktion gerät außer Kontrolle, was zu Ausschuss führt. Die Bediener müssen in der Lage sein, den Prozess zu überwachen, damit sie Trends erkennen und Anpassungen vornehmen oder die Wartung zur Reparatur der Guillotine rufen können.

Datenerfassung: Nettogewicht und Größe werden in Echtzeit von einer angeschlossenen Waage und einem Messschieber gemessen. Die Daten und Trends werden auf einem Dashboard angezeigt, das sich neben der Guillotine befindet, sowie auf einem zweiten Dashboard, das für den Anlagenbediener sichtbar ist. Wenn der Prozess außer Kontrolle gerät, kann ein Mitarbeiter die Anlage anhalten und die Guillotine einstellen oder sich sofort mit der Wartungsabteilung in Verbindung setzen.

Ergebnis: Der Kunde schätzt, dass er Probleme dank verbesserter Kommunikationskanäle um 50 % schneller erkennen kann.

Heruntergefallenes/verlorenes Produkt

Dies ist die grundlegendste aller Abfallformen und zugleich eine der am schwierigsten nachzuverfolgenden. Um dies ordnungsgemäß zu tun, muss man in der Lage sein, Ausbeute und Abfall an vielen Stellen im Produktionsprozess zu erfassen. Zudem muss man Verluste berücksichtigen, die keine Verschwendung darstellen – beispielsweise Wasser, das beim Backen aus dem Produkt entweicht. Viele Hersteller von haltbaren Produkten entziehen dem Produkt Wasser (durch Backen, Trocknen oder Dehydrieren). Sie können Wasseraktivität nutzen, Wasseraktivität die erwartete Ausbeute vorherzusagen. Durch die Kombination aus automatisierter Verschwendungserfassung und erwarteter Ausbeute lässt sich ermitteln, wie viel Produkt aussortiert wird oder verloren geht.

Schwankungen bei den Rohstoffen

Lebensmittelzutaten unterliegen von Jahr zu Jahr enormen Schwankungen. Anbauorte und -bedingungen beeinflussen Größe, Zuckergehalt, Feuchtigkeitsgehalt und vieles mehr. Die Anpassung Ihrer Prozesse an die Unterschiede bei den Rohstoffen ist die komplexeste aller Herausforderungen. Um erfolgreich zu sein, müssen Sie verstehen, welche Eigenschaften der angelieferten Zutaten die Verarbeitung beeinflussen, und diese messen. Mithilfe von Echtzeitdaten zu jeder Charge und jedem Los können Sie Ihr lebensmittelwissenschaftliches Fachwissen nutzen und einen Vorhersagealgorithmus erstellen, der auf der Grundlage der Eigenschaften der angelieferten Zutaten Anpassungen der Verarbeitung empfiehlt.

Wo soll ich anfangen?

Es gibt offensichtlich viele Stellen im Produktionsprozess, an denen Sie mit der Bekämpfung von Verschwendung beginnen können. Die besten Implementierungen beginnen mit einem einzigen Ziel, das ein erhebliches ROI-Potenzial aufweist. Nach der Amortisationsphase kann ein Teil Ihrer Einsparungen das nächste Projekt finanzieren und kontinuierliche Verbesserungen vorantreiben.

Neue Methode, um Schätzungen zu vermeiden und stattdessen die maximale gegenüber der tatsächlichen Produktionsausbeute zu verfolgen

In diesem 20-minütigen Webinar, das sich ideal für die Kaffeepause eignet, stellt Dr. Brady Carter eine neue Methode vor, mit der sich der maximale Produktionsertrag chargenweise anhand einer Feuchtigkeitssorptionsisotherme berechnen lässt. Dazu sind lediglich drei Arten von Messungen erforderlich: Gewicht (zu Beginn und am Ende), Feuchtigkeitsgehalt (zu Beginn und am Ende) und Wasseraktivität am Ende).

Lernen:

• Warum Wasseraktivität eine einzigartige Möglichkeit zur Vorhersage der maximalen Ausbeute Wasseraktivität
• Wie die automatisierte Datenerfassung diese Abfallberechnungen möglich macht
• Die Ergebnisse einer Studie zur Messung des Abfalls in Kartoffelflocken, die in einer von einer Universität betriebenen Pilotanlage hergestellt wurden
• Herausforderungen und Grenzen der Methode