Fallstudie: verpumpen von Käsebruch in Hartkäsen

Nimmt Ihre Pumpe auch die Butter von dem Brot?

Hinweis: Diese Fallstudie gilt nur für Hartkäse

Es gibt einige hartnäckige Vorurteile darüber, was die richtige Pumpe in einem Hartkäseherstellungsprozess ist. Wenn diese Vorurteile (siehe weiter im Artikel) nicht zutreffen, werden die Käseproduzenten ihr Verfahren nicht optimal nutzen. Dies sowohl für die Effizienz des Prozesses als auch für die Qualität des Produkts.

Deshalb haben wir untersucht, ob diese Vorurteile irgendeine Wahrheit enthalten, und dies in Zusammenarbeit mit einem Erzeuger von Emmentaler Käse.

Gleichzeitig haben wir versucht, ein gemeinsames Problem bei der Herstellung von Hartkäsen zu lösen. Die Herstellung von Hartkäsen führt oft zu einem unerwünschten Nebenprodukt, nämlich Käsestaub.

Dieses Nebenprodukt wird lieber vermieden, da es sich negativ auf die Qualität des Käses und folglich auf den Ertrag des Käseherstellers auswirkt.

Der Punkt ist: je mehr von diesem Nebenprodukt (Käsestaub) produziert wird, desto weniger bleibt das Hauptprodukt (der Käse selbst) übrig.

Einer der Hauptgründe für die Bildung von Käsestaub ist das Produkt zu grob verpumpen. Kein Wunder also, dass die Wahl der Pumpe eine wichtige Rolle bei der Vermeidung von Käsestaub spielt.

With a concrete practical example, we would like to demonstrate how a correct pump selection solves this problem and at the same time increases the quality and efficiency of the process.

Alternative möglich?

Ist eine Freistrompumpe wirklich die beste Lösung für dieses Problem? Bei der Beantwortung dieser Frage haben wir Folgendes im Auge behalten:

Um zu einer Alternative zu kommen, verwendeten wir unser CFD-System (= Computational Fluid Dynamics). Diese Software ermöglicht es, das Medium in der Pumpe zu simulieren. Das gab uns die Möglichkeit, folgende Punkte zu verbessern:

• Reduzieren der Turbulenzen;
• Steigern der Effizienz;
• Was zu einem allgemein schonenderen Verpumpen des Mediums führt.

Diese Studie führte uns zu einer Packo Pumpe mit folgenden Eigenschaften:

• Hocheffizienzpumpe;
• Spiralpumpengehäuse;
• Geschlossenes Laufrad mit 3D-Blättern.

Im nächsten Schritt verglichen wir unsere Lösung mit der üblichen Freistrompumpe und das im gleichen Arbeitspunkt: 60 m³/h bei 7 m. Dies erteilte folgendes Ergebnis:

Was bei diesem Test schnell deutlich wurde, ist, dass ein geschlossenes Laufrad eine höhere Effizienz erreicht als das häufig verwendete Freistromlaufrad.

Im Standardbereich von Packo bieten wir 2 Pumpen an, die diese Eigenschaften erfüllen, die FP3 und MFP3. Diese Pumpen könnten daher für unseren Test beim Kunden verwendet werden.

In der Praxis

Für diese Forschung haben wir eng mit einem Kunden zusammengearbeitet, der Emmentaler Käse herstellt. Wie die meisten Käseproduzenten verwendeten sie auch Freistrompumpen in ihrem Produktionsprozess.

Bevor der Test mit Packo durchgeführt wurde, hatte der Kunde selbst schon einiges ausprobiert:

• Eine niedrigere und höhere Geschwindigkeit der Pumpe einstellen;
• Längere und kürzere Füllzeit einstellen;
• Unterschiedlicher Druck an dem Füllmundstück (0.25 - 0.5 bar);
• Füllmundstück mit verschiedenen Durchmessern (17 – 22 mm).

Alle diese Anpassungen zeigten keine deutlichen Verbesserungen wie erwartet, in einigen Fällen wurde eine Qualitätsminderung beobachtet.

Eine geringere Qualität des Käses macht sich durch folgende Merkmale bemerkbar:

• Anwesenheit von Käsestaub an verschiedenen Stellen auf der Oberfläche, was zu Problemen beim Pressen des jungen Käses während der Trennung von festem (Bruch) und flüssiger Phase (Molke) führt;
• Ungleichmäßiges Füllen der Form;
• Käseräder die in der Mitte dünner sind als auf der Außenseite;
• Käseräder mit unterschiedlichem Gewicht;
• Risse im Käse.

Ziele der Forschung

Um von einer erfolgreichen Übung sprechen zu können, hatte sich unser Kunde folgende Ziele gesetzt:

• Füllzeit der Käseform ca. 12-13 min;
• Druck and der Füllmund (Dispenser) immer zwischen 0,30-0,35 bar;
• Gleichmäßige Verteilung des Käsebruchs in den verschiedenen Käserädern (6, 8 & 10);
• Kein Käsestaub;
• Das gleiche Gewicht für alle Käseräder (ca. +/-3kg);
• Konsistente Füllung (symmetrisch);
• Die Qualität des Käses entspricht den Marktanforderungen (Anzahl der Löcher, Dauerhaftigkeit und Haltbarkeit).

Systemparameter Praxistest

In der Zwischenzeit wurde eine Bewertung der gesamten Installation beim Kunden durchgeführt. Um bestimmen zu können, welche Pumpe, und unter welchen Umständen das beste Ergebnis erzielen würde, um auf diese Weise eine optimale Auswahl machen zu können.

• Bezweckter Betriebspunkt: 60m³/h @8,6m.
• Pumpeselektion eine Packo FP3/100-250 Pumpe mit den folgenden Eigenschaften:
  • Motor von 5,5kW – 6-polig (1000 rpm => 700 rpm);
  • Geschlossenes Laufrad;
  • Pumpenwirkungsgrad von ca. 75% im Arbeitspunkt.

Diese Pumpe wurde im Produktionsprozess in der Käserei verwendet und verschiedenen Tests unterzogen, um die optimalen Einstellungen zu untersuchen. Dies ist notwendig, da verschiedene Käsesorten (6/8/10) verwendet werden, die unterschiedliche Geschwindigkeiten und Betriebspunkte erfordern.

Hierunter finden Sie eine Übersicht von der Einstellungen, die getestet wurden und infolgedessen die finale Ergebnissen geworden sind.

Hat die Pumpe bestanden?

Jetzt bleibt das Wichtigste. Hat der Test positive Ergebnisse beim Kunden gezeigt?

Nach der Eingabe der FP3-Pumpe in den Produktionsprozess haben wir folgende Ergebnisse gesehen:

• Keine Verluste mehr durch Käsestaub;
• Symmetrische Käse;
• Das gleiche Gewicht von Käse bei der Herstellung der verschiedenen Käseräder (6, 8 & 10);
• Die Qualität des Käses entspricht den Marktanforderungen (Anzahl der Löcher, Dauerhaftigkeit und Haltbarkeit);
• Sehr niedriger Geräuschpegel beim Verpumpen des Bruchs

Noch besser, alle diese Änderungen sorgten dafür, dass sich die Pumpe nach 3 (!) Monaten selbst bezahlt hatte.

Eine gute Pumpenauswahl hat sich hier positiv auf den gesamten Produktionsprozess ausgewirkt: von der Effizienz des Prozesses bis hin zur Qualität des Käses selbst.

Kontaktieren Sie uns und wir beweisen dies auch für Ihren Prozess.