VerFahrenstechnik Anlagen/Komponenten Unverzichtbar, lebensmittelverträglich und kosteneffizient Schmierstoffe in der Lebensmittelindustrie In Olivenöl frittierte Kartoffelstückchen, knackige Brötchen mit Butter und Erdbeermarmelade oder einige Scheiben ofenfrisches Bauernbrot, die mit dezent gewürztem Schmalz bestrichen sind – bei dem Gedanken an solche Köstlichkeiten geraten nicht nur Feinschmecker in Verzückung. Aber die Vorstellung, beim Essen einen Nähmaschinenöl-Geschmack im Mund zu haben, dürfte einem den Appetit verderben. Damit derartige Kontaminationen von Lebensmitteln prinzipiell ausgeschlossen sind, müssen Lebensmittelhersteller strenge Richtlinien einhalten, was die Schmierung ihrer Maschinen und Anlagen betrifft. Mit einer optimalen Schmierstoffversorgung lassen sich außerdem beträchtliche Kosten einsparen. W ie alle Maschinen und Anlagen sind auch die zur Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln eingesetzten Systeme auf Schmierstoffe angewiesen, um zuverlässig arbeiten zu können. Sie haben die Aufgabe, die mechanische Reibung an beweglichen, sich berührenden Komponenten zu reduzieren und damit deren Verschleiß zu minimieren. Außerdem dämpfen Schmierstoffe mechanische Schwingungen an der Reibstelle, reduzieren Betriebsgeräusche, wirken an der Kühlung mit, schützen gegen korrosive Medien und sind für die Feinabdichtung der Reibstelle zuständig. Schmierstoffe werden in fester, flüssiger und pastöser Form angeboten und bestehen normalerweise aus einer Basisflüssigkeit und Zusatzstoffen (Additiven), die einem Schmierstoff seine spezielle Eigenschaften geben. Schmierstoffe für Maschinen und Anlagen, die in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden, beispielsweise in Hydraulikanlagen, Getrieben, Lagern und Umlaufsystemen sowie zur Wärmeübertragung, müssen zusätzlich zu den allgemeinen technischen Anforderungen auch hygienische Vorschriften erfüllen. Diese „lebensmittelverträglichen“ Schmierstoffe müssen lebensmittelrechtlich einwandfrei, gesundheitlich unbedenklich sowie geschmacksund geruchsneutral sein. Es muss gewährt sein, dass keine Schmierstoffdämpfe entstehen und keine Geruchs-, Farb- oder Geschmacksstoffe auf Lebensmittel übertragen werden können. Außerdem dürfen diese Schmierstoffe keinen Lebensraum für Mikroorganismen bieten. Welche Voraussetzungen zu erfüllen sind, ist in gesetzlichen Vorschriften festgelegt. Als grundlegend gelten die von der amerikanischen Arznei- und -Lebensmittelbehörde FDA (Food and Drug Administration) und vom US-Landwirtschaftsministerium USDA (United States Departement of Agriculture) festgelegten Zulassungsbestimmungen. NSF International (NSF – National Sanitary Foundation), eine unabhängige Registrierungsgesellschaft, prüft Schmierstoffe für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie und registriert sie entweder als H1- oder H2-Schmierstoff. Mittlerweile gibt es auch in Europa eine Institution, die eine Listung oder Registrierung von Lebensmittelschmierstoffen nach den Vorgaben der USDA/ FDA durchführt, die InS Services (www.insservices.eu), worauf der Schmierstoffhersteller TUNAP, Wolfratshausen, hinweist. H1- und H2-Schmierstoffe Schmierstoffe der Kategorie H1 können überall dort angewendet werden, wo es zum Kontakt mit Lebensmitteln kommen kann. NSF International (NSF – National Sanitary Foundation) – eine unabhängige Registrierungsgesellschaft, welche Schmierstoffe für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie registriert, entweder als H1- oder H2-Schmierstoff. 18 food Technologie Ausgabe 1/2013 Februar Schmierstoffe der Kategorie H2 sind für die Lebensmittelindustrie geeignet, wenn ein Kontakt mit Lebensmitteln prinzipiell ausgeschlossen ist. Um Verwechslungsrisiken zu verringern, haben aber, so der Schmierstoffhersteller Klüber Lubrication, München, viele Lebensmittelhersteller komplett auf H1Schmierstoffe umgestellt, was sich auch positiv auf Lagerhaltungskosten auswirkt. Derzeit in der Branche hochaktuell ist die neue Norm ISO 21469 „Sicherheit von Maschinen – Schmierstoffe mit nicht vorhersehbarem Produktkontakt – Hygieneanforderungen“, in deren Geltungsbereich Schmierstoffe fallen, die in der Lebensmittel- oder lebensmittelverarbeitenden Industrie oder in der Produktion von Arzneimitteln, Kosmetika, Tabak oder Tiernahrung verwendet werden und nicht vorhersehbaren Produktkontakt haben können. Die Norm umfasst den Produktlebenszyklus von der Herstellung über die Lagerung bis hin zur Anwendung durch den Lebensmittelhersteller. Viele Hersteller von lebensmittelverträglichen Schmierstoffen haben Produkte nach religiösen Speisegesetzen zertifizieren lassen, um Lebensmittelhersteller beliefern zu können, die nach den Vorgaben der Tora oder des Korans produzieren. Sowohl der jüdischen Kosher- wie auch der islamischen Halal-Zertifizierung gehen umfassende Audit voraus, zu Anlagen/Komponenten Februar Ausgabe 1/2013 VerFahrenstechnik food Technologie 19 VerFahrenstechnik Anlagen/Komponenten denen die Begutachtung der Produktionsanlagen und die Überprüfung aller verwendeten Rohstoffe gehören. Detaillierte Informationen Eingehendere Informationen über die Anforderungen, die lebensmittelverträgliche Schmierstoffe erfüllen müssen, enthält beispielsweise die Website des Schmierstoffherstellers Finke Mineralölwerk, Visselhövede (www.finke-oil.de). Die Website geht auch auf das „Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP)”-Konzept ein, das dazu dient, bedeutende gesundheitliche Gefahren durch Lebensmittel zu identifizieren, zu bewerten und zu beherrschen. Produzenten von Lebensmitteln sind verpflichtet, einzelne Produktionsschritte zu analysieren und ein präventives HACCP-System zu installieren. Dadurch sollen mögliche Gefahren erkannt und die Sicherheit der Produkte erhöht werden. Zwar werden in dem Konzept Schmierstoffe nicht direkt behandelt, doch können Lebensmittelhersteller sicher sein, dass durch den Einsatz von Schmierstoffen, die die H-1-Sicherheitsstandards nachweislich erfüllen, in HACCP-Programmen die Schmierung keinen kritischen Kontrollpunkt mehr darstellt. Finke Mineralölwerk vertritt seit Anfang der 1980er Jahre in Europa auch die Lubriplate Lubricants Company, Newark, NJ, einen der führenden US-amerikanischen Hersteller von lebensmittelverträglichen Schmierstoffen. Das Unternehmen zählt weltweit zu den wichtigsten Produzenten für Lebensmittelschmierstoffe. Seine nach NSF H-1 registrierten Hochleistungsschmierstoffe decken alle Schmieranforderungen in Anlagen zur Lebensmittelverarbeitung und in Flaschenabfüllanlagen ab. reichen Produkte, die sich aus ihr herstellen lassen, bringen es mit sich, dass die Verarbeitungsund Sortiereinrichtungen hohen Belastungen ausgesetzt sind. Für den Lebensmittelhersteller ist es nicht nur wichtig, unvorhergesehene Störungen und damit Ausfallzeiten zu reduzieren, er muss auch dafür sorgen, dass die Kartoffel auf der Reise „from farm to fork“, vom Bauernhof bis auf den Tisch, nichts an ihrem appetitlichen Aussehen, ihrer Konsistenz und ihrem Geschmack einbüßt. Die für die Lebensmittelindustrie vorgesehenen Produkte der Reihe Mobil SHC Cibus™ verkörpern mehr als 100 Jahre Erfahrung in der Schmierstofftechnologie und sind für eine große Anzahl unterschiedlichster Betriebsbedingungen konzipiert, die in der Lebensmittelindustrie anzutreffen sind. Das Spektrum reicht von extremer Kälte und Hitze beim Tiefkühlen und Backen bis hin zum Hochdruckreinigen unter heißen, korrosionsaggressiven Bedingungen. Mobil SHC Cibus™ 32 HT, ein vollsynthetisches, nach NSF H1 and HT-1 zugelassenes Hochleistungs-Wärmeträgeröl für Betriebstemperaturen bis 300 °C, wird von vielen Kartoffelchips-Herstellern genutzt. Es wurde dazu formuliert, thermischem Cracken und chemischer Oxidation zu widerstehen, was zu einer längeren Standzeit und einer geringeren Neigung zu Ablagerungen und Schlammbildung führt, und hat eine gute Wärmeleitfähigkeit, was eine schnelle Wärmeverteilung gewährleistet. Die geringe Viskosität bringt eine Industrielle Anforderungen Eine beispielhaft anspruchsvolle Branche der Lebensmittelindustrie bilden die Verarbeiter von Kartoffeln. Von dem wichtigen, in zahlreichen Arten angebauten Nahrungsmittel werden laut Wikipedia weltweit jährlich etwa 300 Mio. t geerntet. Ein Großteil wird industriell weiterverarbeitet, um als Beilage oder Hauptbestandteil einer unübersehbaren Zahl an Gerichten oder als Knabberei verzehrt zu werden. Wie Andrea Jacobsen, Industrial Marketing Manager des Schmierstoffhersteller ExxonMobil, Hamburg, in einem Aufsatz schrieb, der in der Ausgabe November/Dezember 2012 der Fachzeitschrift Potatoe Processing erschienen ist, verwenden die Hersteller von Kartoffelprodukten in aller Welt zunehmend NSH-H1-registrierte Schmierstoffe, um Risiken einer Verunreinigung zu minimieren, kostspielige Rückrufaktionen zu vermeiden und letztlich ihren Ruf zu schützen. Die vielseitige Natur der Kartoffel und die zahl- 20 food Technologie Die Anforderungen an die Maschinentechnik in der Lebensmittelindustrie steigen stetig, ebenso haben die Anforderungen an die Produkthygiene zugenommen. (Bild: Bremer & Leguil) Ausgabe 1/2013 Februar gute Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen mit sich, wodurch das Starten bei kalten Umgebungstemperaturen erleichtert wird. Für eine andere Branche, die Brauindustrie, hat der Schmierstoffhersteller Bremer & Leguil, Duisburg, das auf Silikonöl-Basis aufgebaute Schmierfett F.L.G. MD-2 entwickelt, das speziell für Mediendrehverteiler vorgesehen ist. Wesentliche Anforderungen, die das Mittel erfüllen muss, sind Beständigkeit gegenüber Kalt- und Heißwasser sowie Desinfektions- und Reinigerlösungen. Nach Angaben des Herstellers eignet sich das Mittel, das sich in einem BierschaumVerträglichkeitstest der Brautechnischen Prüfund Versuchsanstalt Weihenstephan bewährt hat, zur Schmierung von Armaturen und Führungen aus Kunststoff, Metall oder Keramik und erleichtert das Einsetzen von Dichtungen. Eine patentierte HD-Zweihandpresse mit aufschraubbarem Panzerschlauch, in die eine 500-g-Kartusche eingedreht werden kann, erleichtert das Abschmieren. Bremer & Leguil hat im Oktober 2012 sein unter der Handelsmarke Rivolta vertriebenes Sortiment an Schmierölen, Schmierfetten und Reinigungsmitten durch das zuvor dem Shell-Konzern vertriebene CassidaProgramm erweitert. Beispiel Kettenöle In einem Supplement der Zeitschrift New Food, Ausgabe 4, 2012, befasste sich Eddy M. Stempfel, Global Product Manager & Application Specialist – Food Division des Schmierstoffherstellers Fuchs Lubritech, Mannheim, mit Kettenantrieben und Förderbändern in der Lebensmittelindustrie. Rohstoffe und Zusatzstoffe, die entstehenden Lebensmittel und letztlich die Fertigprodukte müssen durch zahlreiche Verarbeitungsstationen geführt werden, wo sehr unterschiedliche Klima- und Arbeitsbedingungen herrschen. Als Universaltransportmittel hat sich die im 19ten Jahrhundert vom Schweizer Ingenieur Hans Renold entwickelte Rollenkette bewährt. Wegen der sehr unterschiedlichen Betriebsbedingungen gibt es kein Kettenschmiermittel, das für alle Bereiche gleichermaßen gut geeignet wäre. Der abgestimmt auf die jeweiligen Betriebsbedingungen gewählte Schmierstoff hat großen Einfluss auf den Betriebsablauf; gleichermaßen wichtig sind aber auch planmäßig durchzuführende Reinigungs- und Wartungsaufgaben. Hersteller wie beispielsweise Fuchs Lubritech, TUNAP und OKS haben zahlreiche lebensmittelverträgliche Schmierstoffsysteme für Ketten entwickelt. Ein Beispiel ist das Hochtemperatur-Kettenöl OKS 3570 für Ketten, Gelenke, Spann- und Trockenrahmen oder Gleitbahnen. Es ist für Temperaturen von -10 °C bis 250 °C geeignet, beständig gegenüber Wasser und Dampf und inert gegenüber sauren Medien, hat eine gute Haftwirkung ohne Neigung Anlagen/Komponenten Moderne Kettenöle (OKS 3570) eignen sich für Gelenke, Hebel, Federn, Scharniere auch bei höheren Temperaturen in der Lebensmittel- u. Verpackungsindustrie (Bild: OKS Spezialschmierstoffe GmbH) zum Abtropfen und lässt sich mit automatischen Schmiersystemen aufbringen. Das Schmiermittel bildet auch bei extrem hohen Temperaturen keine harten Rückstände, die verhindern würden, dass Frischöl an die Reibstelle gelangt und die Komponente sich vorzeitig abnutzen würde. Ein ebenfalls sehr haftaktiver, wasserbeständiger Spezialschmierstoff ist das vom Schmierstoffhersteller TUNAP hergestellte Kettenöl TUNFLUID TAC 2000. Es ist vor allem zur Schmierung von hochbelasteten, schnelldrehenden Ketten und Fördereinrichtungen und von Rollbahnen in Schlachthöfen vorgesehen und deshalb so zusammengesetzt, dass ein sehr guter Abschleuderschutz gegeben ist. Das Öl ist für Einsatztemperaturen von -25 °C bis +180°C ausgelegt. Betriebsabläufe optimieren In China hatte ein Nahrungsmittelhersteller sechs Dualkompressoren von mineralischen Schmierstoffen auf Mobil SHC Cibus 32 umgestellt, was den Energiebedarf um 4,3 Prozent (22.170 kWh) reduzierte. Bei einem deutschen Produzenten führte die Überhitzung eines Schraubenverdichters immer wieder zu ungeplanten Stillständen. Die Befüllung mit Mobil SHC Cibus 46 löste nicht nur das Problem, sondern die verdoppelten Ölstandzeiten und ein um 58.000 kWh pro Jahr reduzierter Energieverbrauch senkten die Betriebskosten maßgeblich. Eine ebenfalls sehr anspruchsvolle Branche der Lebensmittelindustrie ist die Brauindustrie. Für die Produktion, Lagerung und Abfüllung von Bier sind Aggregate nötig, darunter Kältekompressoren, Luftkompressoren und Getriebe, die sehr viele Energie benötigen und daher auch einen hohen Anteil an den Betriebskosten einer Brauerei haben. Dem Schmiermittelhersteller Klüber Lubrication ist es gelungen, mit den speziell für Druckluftkompressoren entwickelten, nach NSF H1 registrierten sowie nach ISO 21469 zertifizierten synthetischen Kompressorenölen der Reihe Klüber Summit FG Öle den Wirkungsgrad von Kältekompressoren mit einer Leistung von 200 kW, Luftkompressoren mit 300 kW Leistung und Getrieben mit 450 kW Leistung nachweislich um 0,5 bis 15 Prozent je nach Art der Komponente zu steigern. Die so erzielten Ersparnisse bei den Energiekosten summieren sich zu einem jährlichen Einsparpotential von 224.400 KWh, was bei Energiekosten von 9,4 Cent pro KWh mehr als 20.000 Euro im Jahr entspricht. Die Reduzierung des Energieverbrauchs bedeutet auch, dass die CO2-Bilanz dieser Brauerei um über 100 Tonnen CO2 pro Jahr verbessert werden kann. „Eine Reduzierung des Energieverbrauchs einer Brauerei“, so Michael Stirnweiß, Leitung Zentraler Technischer Verkauf bei Klüber Lubrication Deutschland, „trägt somit auch spürbar zur Entlastung der Umwelt bei.“ Die teilweise bis zu Verdampfertemperaturen von -50 °C nutzbaren Kompressorenöle der Reihen Klüber Summit R und Klüber Summit FG basieren auf synthetischen Kohlenwasserstoffen und haben eine hohe Oxidationsstabilität, wodurch Rückstände deutlich minimiert werden. Das führt neben verlängerten Ölwechselintervallen auch zu längeren Standzeiten von Ölfilter und Ölabscheider, was die Wartungs- und Betriebskosten deutlich reduziert. sen unterliegen und deshalb im Laufe der Zeit altern und ihre Eigenschaften verlieren. Die modernen lebensmittelverträglichen Schmierstoffe werden synthetisch hergestellt und sind anderen hochwertigen Industrieschmierstoffen in ihrem Leistungsvermögen ebenbürtig. Eine optimal auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmte Schmierstoffwahl mitsamt Schmiertechnik trägt erheblich zu einer energie-, rohstoff- und letztlich kosteneffizienten Produktion bei. ExxonMobil hat beispielsweise das „SIGNUMSM Öl-Analyse-Programm“ entwickelt, mit dem sich Schmierstoffe und Anlagen überwachen lassen. Die Analyse des Gebrauchtölzustandes gibt Auskunft über den Zustand von Schmierstoffen und Anlagen und hilft, die Lebensdauer von Anlagen zu verlängern und die Instandhaltungskosten zu reduzieren. Klüber Lubrication hat Seminare ausgearbeitet, auf denen Lebensmittelhersteller VerFahrenstechnik über Änderungen der Produktionsvorschriften und Neuheiten auf dem Gebiet der Schmierstoffe informiert werden, und unterstützt beispielsweise seine Kunden durch „Best-Practice“-Beispiele, um Schmierstoffe und Schmiertechniken optimal anzuwenden. Wettbewerbsfähigkeit sichern Schmierstoffe und Schmiertechnik haben großen Einfluss darauf, Lebensmittel mit gleichbleibenden Eigenschaften zuverlässig, rasch und in großer Menge herstellen und verpacken zu können. Die auf den jeweiligen Anwendungsfall bezogene Wahl hilft Lebensmittelherstellern auch, wettbewerbsfähig zu bleiben. Autor: Dipl.-Ing. Konrad Dengler, Fachjournalist Kundendienst Beim Einsatz von Schmierstoffen ist generell zu beachten, dass diese etlichen mechanischen, thermischen und chemischen Einflüs- Februar Ausgabe 1/2013 food Technologie 21