Optimierung eines Sterilisationszyklus: Steigerung der Produktivität ohne Beeinträchtigung der Lebensmittelsicherheit

In der Lebensmittelindustrieist die Optimierung des Sterilisations- und Pasteurisierungszyklus zu einer strategischen Herausforderung geworden. Die Hersteller müssen heute den besten Kompromiss finden, um die industrielle Leistungsfähigkeit zu gewährleisten und gleichzeitig die Lebensmittelsicherheit ihrer Produkte sowie die Kontrolle des Energieverbrauchs sicherzustellen.

Seit mehr als 38 Jahren unterstützen wir Industrieunternehmen bei der Optimierung ihrer Sterilisations- und Pasteurisierungsprozesse. Unser Ansatz basiert auf einem wesentlichen Grundsatz: die Festlegung und Durchführung der erforderlichen Wärmebehandlung, um die Lebensmittelsicherheit des Produkts zu gewährleisten und gleichzeitig dessen Eigenschaften zu erhalten.

Lebensmittelsicherheit : der Ausgangspunkt jeder Optimierung

Bevor man versucht, die Zykluszeit zu verkürzen, muss unbedingt die Lebensmittelsicherheit des Produkts gewährleistet sein.

Durch Sterilisations- und Pasteurisierungsverfahren lässt sich das Wachstum von Mikroorganismen kontrollieren, die die Produkte beeinträchtigen oder ein Risiko für den Verbraucher darstellen könnten.

Zu den in der Lebensmittelindustrie überwachten Mikroorganismen zählen insbesondere: Clostridium botulinum, Listeria monocytogenes und Salmonella.

Die Beherrschung der Wärmebehandlung ist ein wesentlicher Bestandteil der Maßnahmen zur Lebensmittelsicherheit, die von internationalen Referenzorganisationen wieder Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA), der Food and Drug Administration (FDA) oder dem Codex Alimentarius der FAO/WHO empfohlen werden.

Bei der Optimierung eines Zyklus geht es also nicht darum, die Sicherheitsmargen zu verringern, sondern das Verhalten des Produkts besser zu verstehen, um eine übermäßige Wärmebehandlung zu vermeiden.

Warumsollte ein Sterilisationszyklus optimiertwerden?

Die Optimierung eines Sterilisationszyklus stellt für Industrieunternehmen einen echten Leistungshebel dar.

Steigerung der Produktivität der vorhandenen Anlagen

Ein optimierter Produktionszyklus ermöglicht eine bessere Auslastung der verfügbaren Anlagen.

Ein Zeitgewinn von nur wenigen Minuten pro Zyklus kann über ein gesamtes Produktionsjahr hinweg einen erheblichen Gewinn bedeuten . Insbesondere:

• eine höhere Anzahl an bearbeiteten Chargen;
• eine höhere Verfügbarkeit der Autoklaven;
• eine Kapazitätssteigerung ohne sofortige Investitionen in neue Anlagen.

Die Optimierung der Wärmebehandlung trägt somit dazu bei, die Gesamteffizienz einer Produktionslinie zu verbessern.

Den Energieverbrauch senken

Die verschiedenen Phasen eines Wärmebehandlungszyklus, insbesondere das Aufheizen und das Abkühlen, sind mit einem erheblichen Energie- und Wasserverbrauch verbunden.

Durch die Optimierung der Prozessparameter lässt sich Folgendes reduzieren:

• den Wasserverbrauch;
• der Dampfbedarf;
• der Energieaufwand im Zusammenhang mit der Wärmebehandlung.

Dieser Ansatz trägt zudem den aktuellen Herausforderungen der Industrie bei der Verringerung ihrer Umweltbelastung Rechnung.

Die organoleptische Qualität der Produkte erhalten

Die Wärmebehandlung ist für die Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit unerlässlich, doch eine übermäßige Hitzeeinwirkung kann sich auf bestimmte Produkteigenschaften auswirken:

• Textur;
• Farbe;
• Geschmack;
• Nährwerte.

Durch eine präzise Optimierung des Verarbeitungsprozesses lassen sich die Auswirkungen einer Überbehandlung begrenzen und die von den Verbrauchern gewünschten Eigenschaften bestmöglich erhalten.

Wie lässt sich ein Sterilisationszyklus optimieren ?

Die Optimierung eines Wärmebehandlungszyklus basiert auf einem methodischen Ansatz, der eine fallbezogene Analyse des Produkts, präzise Messungen und die Validierung der Parameter miteinander verbindet.

Bei Steritech stützen wir uns auf mehrere Schlüsselschritte, um Industrieunternehmen bei der Verbesserung ihrer Prozesse zu unterstützen.

1. Das thermische Verhalten des Produkts verstehen

Vor jeder Änderung eines bestehenden Zyklus ist es unerlässlich, die Eigenschaften des zu behandelnden Produkts zu analysieren.

Mehrere Faktoren beeinflussen die Wärmeeinbringung:

• das festgelegte Rezept ;
• die Dichte des Produkts;
• seine Viskosität;
• die Art der verwendeten Verpackung

Eine Änderung der Rezeptur oder der Verpackung kann das thermische Verhalten eines Produkts erheblich beeinflussen und eine erneute Prozessanalyse erforderlich machen.

2. Die Kerntemperatur des Produkts messen

Die auf dem Display desAutoklaven angezeigte Temperatur entspricht der Temperatur im Inneren des Behälters, die sich von der Kerntemperatur des Produkts unterscheidet.

Es ist jedoch gerade die Kerntemperatur des Produkts, anhand derer sich die Wirksamkeit der Wärmebehandlung beurteilen lässt.

Anhand dieser Messungen lässt sich das Verhalten des Produkts während des Zyklus genau nachvollziehen. Sie bilden die notwendige Grundlage, um festzustellen, ob die angewandte Behandlung dem tatsächlichen Bedarf des Produkts entspricht, und um mögliche Optimierungspotenziale zu identifizieren.

Zur Interpretation dieser Daten stützen sich die Hersteller insbesondere auf die Begriffe „Sterilisationswert“ (VS) und „Pasteurisierungswert“ (VP). 👉 Wenn Sie mehr erfahren möchten, lesen Sie unseren Artikel (noch einmal): Wie berechnet man die Sterilisationszeit in der Industrie?

3. Durchführung von Laborversuchen

In unserem Prüflabor unterstützen wir Industrieunternehmen in verschiedenen Situationen:

• Entwicklung eines neuen Produkts;
• Änderung der Rezeptur;
• Weiterentwicklung einer Verpackung;
• Optimierung eines bestehenden Produktionszyklus;
• Suche nach Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung

Anhand dieser Versuche lassen sich die industriellen Bedingungen nachstellen, die erzielten Ergebnisse analysieren und die am besten geeigneten Parameter für die Wärmebehandlung festlegen.

4. Festlegung eines für jede Anwendung geeigneten Wärmebehandlungsplans

Nach der Auswertung der Daten besteht der letzte Schritt darin, ein Programm festzulegen, das auf das Produkt und die definierten industriellen Ziele abgestimmt ist.

Eine ordnungsgemäß festgelegte Tabelle gewährleistet:

• Lebensmittelsicherheit;
• die Produktstabilität;
• die Wiederholbarkeit des Prozesses;
• die Optimierung der Durchlaufzeiten

Die Erstellung oder Weiterentwicklung einer Skala muss sich daher stets auf zuverlässige Messungen und eine gründliche Validierung stützen.

Wenn Sie mehr erfahren möchten, lesen Sie unseren Artikel (noch einmal): 👉 Erstellung und Optimierung von Sterilisations- und Pasteurisierungsprogrammen

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Unsere Experten begleiten Sie von der Analyse des thermischen Verhaltens Ihrer Produkte bis hin zur Validierung eines optimierten Schemas im Labor.