Bereits seit 2001 modernisiert das Unternehmen systematisch seine Produktionsstätte mit Unterstützung der EB-Industrieanlagen AG aus dem benachbarten Rantrum. Dabei setzt das Traditionsunternehmen auf modernste Technik für eine kosteneffektive und flexible Produktion. Bei den Antrieben setzen die Witzworter Verantwortlichen und die Spezialisten der EB-Industrieanlagen AG auf modernste Frequenzumrichter und Sanftanlasser aus dem Hause Danfoss.
Milch gehört zu den wichtigen Bestandteilen einer gesunden Ernährung. Dabei erwarten die Verbraucher stets eine frische Milch, die äußerst schmackhaft ist. Dies zu erreichen, ist Ziel der Osterhusumer Meierei Witzwort, die bereits seit ihrer Gründung durch einige Bauern im Jahre 1894 eine hochwertige Milchverwertung verfolgt. Heute ist das Unternehmen, das in seiner jetzigen Form aus einem Zusammenschluss von Osterhusumer Meierei eG und der Meierei-Genossenschaft Witzwort hervorgegangen ist, eines der leistungsstärksten und innovativsten milchverarbeitenden Unternehmen in der Region und als namhafter Trinkmilchlieferant in Norddeutschland etabliert. Dabei macht der seit Jahren beständige Erfolg der Meierei immer wieder Investitionen in moderne Produktions- und Abfülltechnik notwendig. So realisierte Lutz Kastka, Betriebsleiter und verantwortlich für die gesamte Technik der Anlage, bereits 2001, im Zuge der Fusionierung, zusammen mit den Ingenieuren Lars Brodersen und Horst Eberling von EB-Industrieanlagen AG (EB-AG) umfangreiche Umbau- und Erweiterungsmaßnahmen. Sie bilden die Basis für die erfolgreiche ESL-Trinkmilchproduktion. Die Erweiterungen erfolgten ohne den Produktionsbetrieb einzuschränken, eine Meisterleistung, die nur durch optimale Planung aller Beteiligten zu realisieren war.
Im Rahmen der Modernisierung wurde die Milchannahme inklusive der Kühlung erweitert, die Verrohrung in weiten Bereichen modernisiert sowie die Tanklager erneuert. Für eine einfachere und übersichtliche Bedienung sowie für eine Prozessüberwachung und -dokumentation sämtlicher Betriebsabläufe stellte EB-AG die Steuerung auf Siemens Simatic S7 und WinCC um. Gleichzeitig erhielt die Meierei eine vollautomatische Reinigungsanlage mit 3 CIP-Kreisen, eine neue Abfüllanlage für eine Gesamtabfüllleistung von jetzt über 29.000 l/h sowie eine Phasentrennung beim Anfahren/Abfahren und Produktwechsel zur Minimierung von Verlusten. Die Modernisierung der Butterei rundete die Umbaumaßnahmen ab. In den folgenden Jahren erweiterten Christoph Bossmann, Geschäftsführer der Meierei, und Betriebsleiter Lutz Kastka zusammen mit den Rantrumer Spezialisten die Produktionskapazitäten und optimierte weiter die Produktionsabläufe bis hin zur Automatisierung der Abwasseranlage. Zur Zeit füllt der Betrieb 70 Millionen Verpackungen pro Jahr. Insgesamt verfügt die Meierei über Trinkmilchtanks von 420.000 Litern.
ESL-Milch auf dem Vormarsch: Längere Haltbarkeit bei bestem Geschmack
Seit einigen Jahren steigt die Nachfrage nach länger haltbarer Frischmilch, die sogenannte ESL-Milch (ESL = Extended Shelf-Life). Diese zeichnet sich dadurch aus, dass sie im Vergleich zu herkömmlich pasteurisierten Produkten bei durchgängiger Kühlhaltung bzw. –lagerung eine verlängerte Haltbarkeit von ca. 3 Wochen erzielt. Gleichzeitig ist sie geschmacklich jedoch wesentlich besser als die bekannte H-Milch und kommt an die Frischmilch heran.
Auch Christoph Bossmann hat diesen Trend erkannt und setzt - unterstützt von Lutz Kastka - auf eine verstärkte Produktion von ESL-Milch. So fiel 2006 die Entscheidung, in eine entsprechende Anlage zu investieren. Den Auftrag für Planung und Realisierung bekam wieder EB-Industrieanlagen, da sich die Zusammenarbeit in der Vergangenheit mehrfach bewährt hatte. Als Technologie entschied man sich für eine Mikrofiltrationsanlage da nur so eine Premium-ESL-Milch ohne zusätzliche Wärmebelastung produziert werden konnte. Das Gesamtkonzept umfasst zudem alle Arbeitsschritte von der flexiblen Rahmbehandlung über die Inline-Fettstandardisierung und aseptische Tanklagerung bis hin zur Anbindung an vorhandene Abfüllmaschinen. Seit Anfang 2007 ist die Anlage erfolgreich im Einsatz und verdrängt zunehmend die herkömmliche Trinkmilch.
ESL-Milch mit Mikrofilteranlage – keine zusätzliche thermische Behandlung
Bei der Produktion führen Pumpen die gekühlte Rohmilch dem herkömmlichen Milchpasteurisierungsprozess zu. Der Plattenwärmetauscher bringt die Milch auf die optimale Entrahmungstemperatur, der Separator entrahmt sie. Die Anlage ist dann so konzipiert, dass Pasteur, Mikrofiltrationsanlage (MF) und Rahmhocherhitzer getrennt heiß gefahren werden können. So kann der Bediener jederzeit entscheiden, ob er frische pasteurisierte Milch oder mikrofiltrierte ESL-Milch erzeugen möchte. In der Produktionsart ESL durchläuft die Magermilch die mit keramischen Membralox-Membranmodulen zur optimalen Abtrennung von Bakterien und Sporen ausgestattete Filtration. Sie halten 99,9999 Prozent der Mikroorganismen zurück. Dabei bleiben die Nährstoffe wie Eiweiß, Laktose, Vitamine und Kalzium erhalten, was die Qualität faktisch einer pasteurisierten Frischmilch gleichsetzt. Da keine zusätzliche Hitzebelastung dazukommt, bleiben diese Stoffe in ihrem ursprünglichen Zustand erhalten. Der Rahm aus dem Separator durchläuft die Inline-Standardisierung, eine Eigenentwicklung der EB-AG und individuell an die speziellen Anforderungen der Witzworter Meierei angepasst. In dieser Stufe stellt das System den Fettgehalt des Überschussrahms als auch den Fettgehalt der Fertigmilch ein. Der Rahm, der für die Herstellung der Trinkmilch erforderlich ist, wird einem speziellen Rahmpasteur zugeführt und anschließend der gefilterten Magermilch vor der Erhitzung im Pasteur beigemischt und homogenisiert. Der Überschussrahm kommt in anderen Produkten der breiten Palette der Meierei zum Einsatz. Die Zwischenstapelung der ESL-Milch erfolgt in einem Steriltank mit einem Volumen von 60.000 Liter. Durch das durchgängige hygienische Anlagenkonzept, mit entsprechender Verrohrung und aseptischer Technik sowie Steriltank und integrierten ESL-Abfüllmaschine verlängert sich so die Haltbarkeit der Milch auf mehr als 21 Tage – bei Frischmilchgeschmack.
Danfoss Frequenzumrichter und Sanftstarter für optimalen Anlagenbetrieb
Für eine optimale Steuerung der gesamten Anlage innerhalb der Meierei setzt die EB-AG auf eine übergeordnete Steuerung auf Basis der Simatic S7 sowie WinCC für eine grafische Bedienoberfläche mit übersichtlicher Anzeige der gesamten Anlagenstruktur mit Klartextanzeigen aller notwendigen Parameter ein. Die Erfassung aller Regelgrößen wie Druck, Füllstand oder Durchfluss übernimmt modernste Messtechnik. So erhält die SPS alle notwendigen Kenngrößen, um jederzeit die optimalen Durchfluss-, Druck- und Temperaturregelungen vorzunehmen und die Produktion bestmöglich zu gestalten.
Für die Steuerung der einzelnen Pumpen und Antriebe sorgen Frequenzumrichter und Sanftstarter aus dem Hause Danfoss. So versehen Frequenzumrichter der Serien VLT® 5000, VLT® 6000 und VLT® AutomationDrive FC 301 ihren Dienst im optimalen Zusammenspiel nebeneinander, ebenso wie die Sanftanlasser der Serie VLT® MCD3000. Die Leistungsbandbreite der Danfoss Geräte beträgt 2,2 bis 75 kW.
Die Entscheidung für Danfoss fiel aufgrund der langjährigen guten Erfahrung, die EB-Industrieanlagen in verschiedenen Projekten mit den Danfoss Produkten und auch der Betreuung gemacht hat. So zeichnen sich die Produkte durch eine hohe Zuverlässigkeit und robuste Bauart aus. Der in der Anlage für ESL-Milch eingesetzt Danfoss VLT® AutomationDrive FC 301 gehört zur Generation der modularen Frequenzumrichter, die Danfoss 2003 einführte. Der Danfoss VLT® AutomationDrive FC 301 ist ein Gerät aus der modularen VLT® AutomationDrive FC 300-Plattform. Wie alle VLT® Umrichter besitzt auch er integrierte EMV-Filter und Zwischenkreisdrosseln. Zur Kommunikation mit der Außenwelt stehen dem Anwender eine USB- und eine RS485-Schnittstelle zur Verfügung. Über diese Schnittstellen kann mittels der Konfigurations- und Parametrierungssoftware MCT 10 ein PC oder Laptop direkt beziehungsweise über einen Schnittstellenwandler bei der RS485 angeschlossen werden, was die Inbetriebnahme vereinfacht und beschleunigt.
Auch das grafische Display direkt am Frequenzumrichter erleichtert die Inbetriebnahme. So lassen sich mittels der integrierten Scope Funktion wesentliche Parameter grafisch darstellen und so deren zeitliche Verläufe bei kritischen Werten kontrollieren. Alle Sollwerte für die Drehzahl der Pumpen und Motoren erhalten die VLT® AutomationDrive FC 301-Umrichter mittels analogen Signalen im Bereich 0/4..20 mA. Die bewährte Technik sorgt für einfache und
schnelle Fehlersuche bei Inbetriebnahme oder Wartung. Eventuelle Stillstandszeiten reduzieren somit auf ein Minimum.
Der modulare Aufbau und die damit verbundene Anpassbarkeit an die jeweilige Aufgabe erlauben den vielseitigen Einsatz der FC 300 Umrichterserie im Maschinen- und Anlagenbau. So ist der Platzbedarf der Frequenzumrichter ein wesentlicher Punkt. Hier kommt die kompakte Bauweise des VLT® AutomationDrive sowie die Möglichkeit, die Umrichter Seite an Seite zu installieren zum Tragen. Nicht zuletzt sparte das Unternehmen damit Platz im zentralen, voll klimatisierten Schaltraum. Nur einen Anlage verfügt noch über Frequenzumrichter direkt in der Produktion.
Die Steuerung der Antriebe mittels Frequenzurmrichtern und Sanftanlassern bietet mehrere Vorteile. So sorgen die Softstarter für einen schonenden Anlauf der großen Pumpen. Dies verhindert schädliche Druckschläge in den Rohrleitungen, was die gesamte Verrohrung schützt, gleichzeitig den Verschleiß an den Pumpen reduziert. Die VLT® Frequenzumrichter sorgen mit ihrer stufenlosen Drehzahlregelung zum einen für ein optimierte Produktion. Gleichzeitig kann aber auch das empfindliche Produkt Milch produktschonender gefördert werden. Und schließlich spart die Meierei durch den Einsatz der Umrichter elektrische Energie, bedingt durch die quadratische Kennlinie der Pumpen und dem generell optimal einstellbaren Arbeitspunkt aller Antriebe.
Hoher Automatisierungsgrad reduziert Fehlerquellen und Kosten
Insgesamt setzen Christoph Bossmann und seine Mitarbeiter auf einen hohen Automatisierungsgrad in der Anlage. Daraus resultiert neben einer flexiblen Produktion auch die Eliminierung möglicher Fehlerquellen. Danfoss Komponenten helfen mit ihrer Zuverlässigkeit und ihrer optimalen Integration bei der Umsetzung des flexiblen Produktionskonzepts. „Dank der soliden Planung und dem guten Konzept, das wir zusammen mit der EB-Industrieanlagen AG erarbeitet haben, betrug die Realisierungszeit nur 6 Monate nach Auftragsvergabe,“ so Bossmann. „Zuverlässige Komponenten wie die Danfoss Geräte sorgen für einen zuverlässigen Betrieb der Anlage. Alles in allem zeigt unser Erfolg, dass wir auf dem richtigen Weg sind.“