Druckluft in der Lebensmittel-Branche

Die Lebensmittelindustrie nutzt Druckluft in beinahe jedem Produktionsprozess. Verunreinigungen in der Druckluft, wie z.B. Viren, Bakterien, Pilze, Hefen, Mineralöle, Öle, Partikel oder Gase können das Lebensmittel kontaminieren. Möglicherweise werden unerwünschte Geschmacksstoffe oder Feuchtigkeit an das Produkt abgegeben, was drastische Qualitätseinbußen zur Folge hat.

Angesichts eines großen öffentlichen Interesses und sensibilisierter Endverbraucher steigen die Anforderungen an die Produzenten hinsichtlich der Lebensmittelsicherheit. Die Lebensmittelindustrie muss einwandfreie Produkte liefern und dafür braucht es ein intelligentes Qualitätsmanagement.

Ein Worst-Case-Szenario ist für Hersteller der Rückruf eines bereits auf den Markt gelangten kontaminierten Produktes. So hat das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit im Jahr 2019 insgesamt 198 Warnungen zu Lebensmitteln veröffentlicht.

Anwendungen

Anwendungen in der Lebensmittel-Branche

Ein wichtiges Einfallstor für Verunreinigungen wird häufig unterschätzt: die Druckluft. Viele Lebensmittelhersteller betrachten die Druckluft lediglich als Energieträger in ihren Produktionsprozessen. Somit findet das Medium keine ausreichende Berücksichtigung bei den Maßnahmen zur Gefahrenanalyse und Risikominimierung. Typische Anwendungsgebiete für Druckluft in der Lebensmittelindustrie sind Prozesse wie Reinigen, Abfüllen, Mischen, Besprühen, Schneiden, Transportieren und Verpacken. Bei diesen unterschiedlichen Arbeitsschritten kommt es, abhängig von der Anwendung, zu einem direkten und/oder indirekten Kontakt zwischen der Druckluft und dem Produkt.

Transportieren

Transporte in der Produktion

Aber nicht nur die Rohstoffe, sondern auch die End- und Zwischenprodukte im Herstellungsprozess müssen von einem Prozessschritt zum nächsten befördert werden. Beispielsweise werden sowohl die Zutaten für Schokolade als auch die produzierte Kakaomasse pneumatisch gefördert. Diese wird mit Hilfe der Molchtechnik aus der Rohrleitung geschoben, wobei die Druckluft benötigt wird, um den Molch zu schieben.

Herstellung

Lebensmittelherstellung

Bei dem Einsatz von Druckluft im Herstellungs- und Verarbeitungsprozess von Lebensmitteln muss diese immer öl- und keimfrei sein, da die Druckluft in direkten Kontakt mit den Produkten gelangt. Deshalb wird eine entsprechende Druckluftaufbereitung benötigt, z.B. mit einem Sterilfilter für direkte Produktberührung. Da es keine Auflagen für die Überwachung der Druckluft gibt, sind die Hersteller eigenverantwortlich und sollten ein für sie geeignetes Gefahren- und Risikomanagement (HACCP) implementieren. Ein kontinuierliches Monitoring der Druckluftqualität sorgt für Prozesssicherheit und vermindert Fehlproduktion. Denn hierzu könnte es, beispielsweise im Rahmen der Eisherstellung, leicht kommen. Bei diesem Prozess wird Druckluft in die Eis-Grundmasse eingeblasen, um diese aufzuschlagen. Wenn die Druckluft nicht diese notwendige Reinheitsklasse hat, wird die Eiskonsistenz negativ beeinflusst. 

Bei der weiteren Verarbeitung von Lebensmitteln wird Druckluft u.a. zum Abkühlen von Gebäck und Schokolade, beim Abblasen von Teig- und Schokoladenresten, Besprühen und Glasieren von Teigwaren sowie zum Coating von Kartoffelprodukten verwendet. 
 
Daneben kann Druckluft zur Reinigung genutzt werden, zum Ausblasen von Formen, bei der CIP Reinigung von Produktionsanlagen oder zum Waschen von Obst und Gemüse. Hier wird Druckluft dem Wasser zugeführt, damit dieses sich bewegt und bessere Wascheffekte erzielt werden.

Verpacken

Verpacken und abfüllen

Als besonders kritisch wird bei Verpackungsmaterialien der Übertrag von Mineralölkohlenwasserstoffen (MOSH/MOAH) auf die Lebensmittel betrachtet - insbesondere Recycling-Wellpappe und der in der Recyclingkette verwendeten mineralölhaltigen Zeitungsdruckfarben. Druckluft als Kontaminationsquelle wurde dabei lange Zeit nicht berücksichtigt.

Beim Verpacken und Abfüllen von Produkten muss der Zustand des Endproduktes unverändert bleiben. Die Getränke und Lebensmittel müssen somit schonend behandelt werden und es darf zu keiner Kontaminierung kommen. Dies bedeutet, dass die eingesetzte Druckluft in diesem Bereich öl- und keimfrei sein muss. Im Bereich Verpackungen und Abfüllen bei Lebensmitteln wird die sogenannte Sterilluft im Prozess z.B. beim Tiefziehen von Bechern, Thermoformen von anderen Verpackungen, Aufblasen von Verpackungen und Abfüllen von Flüssigprodukten benötigt. Ebenfalls wird die Druckluft zum Ausblasen von Fehlproduktion oder zum Reinigen von Verpackungsmaterialen genutzt.

Bei Getränken wird Druckluft unter anderem benötigt, wenn PET-Flaschen zum Abfüllen benutzt werden. Die Flaschen werden dabei durch sogenanntes Streckblasen mit Druckluft aufgeblasen. Ferner wird Druckluft allgemein für die Reinigung von Flaschen benutzt, beispielsweise werden hierdurch Verunreinigungen wie Staub entfernt. In Brauereien werden Flaschen mit Kronkorken verschlossen, die mit Druckluft transportiert werden. Ist die Druckluft hier mit Öl verunreinigt, dann vermindert dieses später die Schaumbildung beim Bier. Hier wird deutlich, inwiefern die Druckluft Auswirkungen auf die wichtigen sensorischen Eigenschaften des Produkts haben kann. 

Logistik

Transporte von Zulieferern

In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie werden viele Rohstoffe verarbeitet und transportiert. Lose Lebensmittel, wie Granulate, Reis, Getreide, Zucker oder Kaffee werden in Silos und Tanks transportiert. In den allgemeinen Regeln für Lebensmitteltransporte ist unter anderem festgehalten, dass Lebensmittel nur in gekennzeichneten Transportbehältern befördert werden dürfen und besonderen Hygieneanforderungen unterliegen. Zum Entladen wird oftmals Druckluft verwendet, die dann in direkten Kontakt mit den Lebensmitteln gelangt. Die vorherigen Maßnahmen für die Behälter wären hinfällig, wenn die Druckluft verunreinigt ist und es so zu einer Kontamination kommt.

Eine Besonderheit stellt das Gefährdungspotential an Übergangspunkten im Produktionsprozess in der Lebensmittelindustrie dar. Ihre Sicherheitsstandards gelten auch für Lieferanten, z. B. für Verpackungen, Rohstoffe, Lebensmittel, Silo-Transporte. Die Übergangspunkte sollten daher in der Gefahrenanalyse (HACCP) berücksichtigt werden.

Steuerung

Steuerung von Anlagen

In der Produktion von Lebensmitteln und Getränken werden bei der Vielfalt der Produkte ebenso unterschiedliche Maschinen und Werkzeuge benötigt, darunter auch pneumatische Geräte. Die Druckluft wird hier meist als Steuerluft, d.h. als pneumatischer Antrieb zur Steuerung von Greifern oder Ventilen verwendet. An die Materialen der pneumatischen Geräte werden Ansprüche, wie korrosionsbeständig, ungiftig und nicht-absorbierend, gestellt. Die Anforderungen an die Druckluft selbst hängen vor allem davon ab, ob sie mit den Nahrungsmitteln in direkten Kontakt kommt oder nicht. 

In Bereichen, in denen die Druckluft zur Steuerung eingesetzt wird, gelangt diese selten in direkten Kontakt mit den Lebensmitteln, dennoch ist eine optimale Druckluftaufbereitung wichtig. Verunreinigungen in der Druckluft können den Verschleiß der Komponenten beschleunigen und zum Verklemmen der Komponenten führen. Durch die Einhaltung der Druckluftqualität und eine optimale Auslegung können somit Ausfallzeiten und Energiekosten minimiert sowie Produktkontaminationen verhindert werden.

Fermentierung

Fermentierung

Bei der Lebensmittelherstellung spielen neben den mechanischen Prozessen auch biotechnologische Prozesse, sogenannte Fermentationsprozesse, eine Rolle. Dieser Prozess wird durch Fremdorganismen gestört, weshalb es unabdingbar ist, dass prozessfremde Organismen entfernt werden. Deshalb müssen die beteiligten Stoffe und die Anwendung steril sein. Dies gilt natürlich auch für die Druckluft, für deren Aufbereitung oftmals ein Sterilfilter verwendet wird. Druckluft wird beispielsweise für die Belüftung der Würze bei Brauerei-Prozessen, zur Produktion von Stickstoff oder zum Mischen und Transport von Hefe beim Gärprozess eingesetzt. 

Mit Ausnahme des Abblasens von Kronkorken bereits verschlossener Flaschen steht die Druckluft in direkten Kontakt mit dem Lebensmittel und muss daher die höchsten Reinheitsvorschriften erfüllen, bezüglich des Restölgehalts sogar besser als Klasse 1. Bei der Würzebelüftung und dem Austrebern sollte Sterilluft verwendet werden.

Risikomanagement

Lebensmittelsicherheit und Risikomanagement

Es gelten für die Lebensmittelproduktion allgemeine Qualitäts- und Sicherungsstandards. Ebenfalls existieren national wie international anerkannte Richtlinien, die explizit die Anwendung von Druckluft im Lebensmittelherstellungsprozess betreffen. Nach der Verordnung (EG) Nr. 178/2002 sind Hersteller jedoch grundsätzlich verpflichtet, ein sicheres Produkt zu erzeugen. Da die Druckluftqualität unmittelbar auf die Sicherheit des Lebensmittels auswirkt, müssen die Produzenten ihre Druckluftqualität überwachen.

Die Lebensmittelsicherheitsnorm ISO 22000 basiert auf der allgemeinen Qualitätsmanagementnorm ISO 9001 und enthält spezifische Anforderungen für den Bereich der Lebensmittelsicherheit. Ein wesentlicher Bestandteil ist die Definition von Managementsystemen und Prozessen, die zur Planung und Umsetzung in der Lebensmittelproduktion erforderlich sind.

Das Medium Druckluft muss bei den Maßnahmen zur Gefahrenanalyse und Risikominimierung berücksichtigt werden. Hier liegt der Fokus auf den sogenannten Präventivprogrammen, die von den Unternehmen selbst definiert und umgesetzt werden. Grundsätzlich ist bei dem Einsatz von Druckluft eine Gefahrenanalyse gemäß dem HACCP-Konzept durchzuführen. Daraus folgt die Identifizierung und Festlegung von kritischen Lenkungspunkten und Maßnahmen zur Risikominderung bzw. Risikovermeidung.

Beratung

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BEKO TECHNOLOGIES teilt seine Expertise im Bereich der Druckluftaufbereitung und Messtechnik gerne und unterstützt dabei, eine sichere, nachhaltige und kosteneffiziente Druckluftaufbereitungslösung für den jeweiligen Einzelfall maßzuschneidern. Deshalb haben wir Ihnen hier die verschiedensten Beratungsmöglichkeiten speziell für den Lebensmittelbereich zusammengestellt:

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Zentrale Begriffe und Themen der Lebensmittelsicherheit

PRP / oPRP

Präventivprogramme

Werden vom Unternehmen selbst definiert und umgesetzt. Beispiele für PRP sind unter anderem die Festlegung von Maßnahmen zur Einhaltung der Hygiene, Schädlingsbekämpfung, spezielle bauseitige Maßnahmen, Fremdkörpermanagement und die Wartung- und Instandhaltung von Anlagen, worunter auch die Druckluftaufbereitung fällt.

In der ISO 22000 werden Steuerungsmaßnahmen, die nicht als CCP definiert wurden, als Präventivprogramme bzw. operative Präventivprogramme (oPRP) bezeichnet. Diese Kontroll- und Steuerungsmaßnahmen regeln speziell die wesentlichen Maßnahmen für die Lebensmittelsicherheit.

HACCP

Hazard Analysis Critical Control Points – Gefahrenanalyse und kritische Kontrollpunkte

HACCP steht für die prinzipielle Vorgehensweise bei der Identifizierung und Einschätzung von Gefahren, die mit dem Verarbeitungsprozess von Lebensmitteln zusammenhängen. Nach dieser grundsätzlichen Erfassung und Beurteilung aller Faktoren, durch die die Lebensmittelsicherheit beeinträchtigt werden könnte, ist es das Ziel geeignete Maßnahmen für die gesamte Produktionskette festzulegen. Für den Prozess der Druckluftaufbereitung sind die kritischen Lenkungspunkte (CCP - Critical Control Points) zu definieren und geeignete Maßnahmen zur Risikominimierung - sogenannte operative Präventivprogramm (oPRP) - festzulegen und zu dokumentieren.

Das HACCP-Konzept ist im Lebensmittelrecht verankert und gilt für alle Unternehmen die gewerbsmäßig in der Prozesskette der Lebensmittelproduktion oder dem Handel mit Lebensmitteln tätig sind. Jeder Lebensmittelunternehmer ist verpflichtet die Anwendung eines HACCP-Konzeptes durch eine geeignete Dokumentation nachzuweisen.

Eine kontinuierliche Überwachung der Druckluftqualität mit geeigneter Sensorik und Monitoringsystemen ist unerlässlich. Die Messdaten sind mit der geforderten Druckluftqualität und der hausinternen Druckluftspezifikation des Herstellers abzugleichen und zu dokumentieren. Eine lückenlose Dokumentation gewährleistet auch bei internen und externen Audits eine optimale Überwachung der Druckluftqualität.

CCP

Critical Control Points – kritische Lenkungspunkte

Prozessschritte oder der Punkte in dem Druckluftsystem an denen eine Kontrolle möglich ist. Abhängig vom Ergebnis der Gefahrenanalyse ist die Festlegung von kritischen Lenkungspunkten (CCP – Critical Control Points) erforderlich.

In den CCP werden Minimal- und Maximalwerte festgelegt, ab denen ein Eingreifen mit Präventivprogrammen erforderlich ist.

MOSH / MOAH

Mineral Oil Saturated Hydrocarbons | Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons

MOSH, (Mineral Oil Saturated Hydrocarbons) paraffinartige, gesättigte Mineralölkohlenwasserstoffe

MOAH, (Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons) aromatische Mineralölkohlenwasserstoffe

Mineralöle können auf unterschiedlichsten Wegen in ein Lebensmittel gelangen. Bereits bei der Ernte ist eine Kontamination durch Schmieröl der Erntemaschinen oder der Hydraulik möglich. Auch Mineralöle in den Produktverpackungen aus Recyclingkarton und den Druckfarben der Gestaltung einer Verpackung können ein Lebensmittel kontaminieren.

Betrachtet man die Erzeugung von Druckluft, werden in den meisten Fällen öleingespritzte oder auch öl-freie Schraubenverdichter verwendet. Hier wird Mineralöl im Kompressor zu Kühl- und Dichtzwecken der Verdichterstufe genutzt. Die erzeugte Druckluft ist unweigerlich mit Mineralöl kontaminiert. Deswegen befindet sich nachgeschaltet immer eine Druckluftaufbereitung zur Reduzierung von Öleintrag, Feuchtegehalt und Partikeln.

Als Alternative werden häufig „öl-freie“ Kompressoren eingesetzt. Bei dem ölfrei-verdichtendem Prinzip wird der Druckluft zwar kein Öl durch den Verdichtungsprozess hinzugefügt, dennoch werden Kohlenwasserstoffe aus der Umwelt (Umgebungsluft), z. B. nicht vollständig verbrannter Diesel oder Emissionen von Industrieanlagen angesaugt und durch den Kompressor verdichtet und aufkonzentriert.

Ölfrei verdichtet steht nicht automatisch für ölfreie Druckluft. Denn auch hier ist eine entsprechende Nachaufbereitung zur Reduzierung des Kohlenwasserstoffgehaltes erforderlich.

Direkt / Indirekt

Direkter oder indirekter Kontakt mit Druckluft

Direkter Kontakt liegt vor, wenn die Druckluft gezielt auf das Produkt oder auf die Primärverpackung, die mit dem Produkt in Kontakt kommt, gerichtet wird. Beispielsweise wird Druckluft zum Verdampfen von Flüssigkeiten oder als Transportmedium für trockene Lebensmittel verwendet. Mit ihr werden pulverförmige Stoffe wie Kaffee, Mehl oder Milchpulver oder auch gemahlene Gewürze transportiert. Solche Trockenprodukte unterliegen hohen Anforderungen an die Feuchtigkeit, da sie aufgrund ihrer großen Oberfläche intensiv mit Restfeuchte in Kontakt kommen. Damit das Pulver nicht verklumpt oder verunreinigt wird, muss die Druckluft absolut trocken und sauber sein.  Auch bei der Verarbeitung nichttrockener Lebensmittel kommt die Druckluft direkt mit dem Produkt in Kontakt. Bei einigen Anwendungen wird die Druckluft sogar direkt in das Produkt eingeleitet. Bei direktem Kontakt mit Lebensmitteln ist daher ein hohes Maß an Sorgfalt erforderlich.

Indirekter Kontakt mit Lebensmitteln entsteht, wenn die expandierte Druckluft über eine bestimmte Strecke auf ein Produkt trifft und mit Umgebungsluft verdünnt wird. Typische Druckluftanwendungen mit indirektem Produktkontakt sind Reinigung und Trocknung, z.B. das Abblasen von Verpackungsoberflächen zur Qualitätskontrolle, und der Transport von Lebensmittelverpackungen. Bei indirektem Kontakt zwischen der Druckluft und dem Lebensmittel sind die Anforderungen an die Druckluftqualität nicht so hoch wie beim direkten Kontakt. Es ist jedoch zu beachten, dass das Lebensmittel auch über die Verpackung kontaminiert werden kann.

Praxisleitfaden

Mit unserem Praxisleitfaden sind Sie auf der sicheren Seite

Für einen sicheren Einsatz von Druckluft in der Lebensmittelindustrie sind Filtration, geeignete Maßnahmen zur Ölfreiheit und eine effektive Druckluftrocknung erforderlich. Die notwendigen Komponenten wie Filter, Trockner, Aktivkohleadsorber oder Katalysegeräte müssen aufeinander abgestimmt sein und auch bei unterschiedlicher Auslastung zuverlässig funktionieren. Für den Prozess der Druckluftaufbereitung sind die kritischen Lenkungspunkte (CCP - Critical Control Points) zu definieren und geeignete Maßnahmen zur Risikominimierung - das sogenannte operative Präventivprogramm (oPRP) - festzulegen und zu dokumentieren. Die kontinuierliche Überwachung der Druckluftqualität mit geeigneter Messtechnik ist unerlässlich. Nur so wird Druckluftqualität kontinuierlich gemessen und dokumentiert, z.B. für externe Audits.

Sie können sich gerne unseren Praxisleitfaden „Lebensmittelsicherheit und Druckluft“ herunterladen. Dieser enthält umfangreiche Informationen unter anderem zu den Themen

  • Druckluftqualität, Reinheitsklassen und Risikoanalyse

  • Der Druckluftprozess in der Lebensmittelindustrie

  • Empfehlungen, welche Druckluftqualität man wann braucht

  • Komponenten zur Druckluftaufbereitung und -überwachung

  • Checkliste zur Druckluftqualität im Lebensmittelbereich

Der Leitfaden richtet sich insbesondere an Geschäftsführer, Produktionsleiter, Qualitätsmanager, Technische Leiter, Lebensmittelkontrolleure und Auditoren.

Zum Praxisleitfaden

eLearning

Eine erste Einführung: Was hat Druckluft eigentlich mit leckerem Eis zu tun?

Im Video erfahren Sie, welchen Einfluss Druckluft auf die Produktion, Verarbeitung und Sicherheit von Lebensmitteln hat. Wir nehmen exemplarisch die Anwendung von Druckluft bei der Speiseeisproduktion unter die Lupe und erklären, worauf Produzenten achten sollten, um Verunreinigungen von Druckluft und Endprodukt zu vermeiden. Außerdem stellen wir relevante Richtlinien und Normen vor und zeigen auf, welche Schäden für Verbraucher und Unternehmen durch kontaminierte Druckluft entstehen können.
 

Bitte beachten Sie: Dieses Video gibt nur einen ersten Einblick in unser eLearning.

Hier entlang zum eLearning!

Referenzen

Beispiele aus der Lebensmittelindustrie

MONIN produziert Premium-Sirup mit Premium-Druckluft

Die Lebensmittelindustrie will sichere Produkte. Eine wichtige Einflussgröße ist die Qualität der Druckluft, die an vielen Stellen im Fertigungsprozess zum Einsatz kommt.

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Druckluft befördert Milchpulver

Pulverförmige Lactose wird bei der Meggle AG mit Druckluft durch Rohrleitungen bewegt. Absolut trocken und ölfrei muss die Förderluft sein, damit die Lactose nicht verklumpt. Dies garantieren EVERDRY Adsorptionstrockner und Aktivkohleadsorber von BEKO.

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Druckluftaufbereitung in der Getränkeindustrie

Auf Grund der äußerst strengen Vorschriften im Lebensmittelbereich setzt die RheinfelsQuellen H. Hövelmann GmbH & Co. KG zwei BEKOKAT ein, um eine absolut ölfreie Druckluft zu erzeugen, gerade weil die Luft als Prozessluft teilweise in direkten Lebensmittelkontakt kommt.

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Öl- und keimfreie Druckluft bei Lavazza

Zwei installierte BEKOKAT von BEKO TECHNOLOGIES aus Neuss garantieren der Firma LAVAZZA eine konstant öl- und keimfreie Druckluft höchster Qualität, welche die äußerst strengen Vorgaben der ISO 8573-1, Klasse 1 Ölgehalt sogar noch übertrifft. 

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Mehr Lebensmittelsicherheit durch gute Druckluftqualität

Welchen Einfluss die Druckluft auf die Lebensmittelsicherheit hat, welche Einflussfaktoren beachtet werden sollten und wie man dauerhaft Probleme vermeiden kann, finden Sie auf dieser Themenseite und in unserem eLearning.

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Praxisleitfaden Lebensmittelsicherheit

Dieser kostenlose Praxisleitfaden beleuchtet die verschiedenen Einflussfaktoren, erläutert direkten und indirekten Kontakt, stellt Risikoanalyse- und Managementsysteme vor und wie man zu passenden Druckluftqualität kommt.

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