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Eiscreme

Ice cream is a popular article made from milk, eggs, sugar and flavours. The first ice cream was made centuries ago and consisted of snow with wine and fruit juices. Later the snow was replaced with milk and eggs. Because the freezer would only be invented years later, ice cream was available only to rich people and people in cold areas. The ice cream was made by combining the ingredients in a jar. This pot was shaken vigorously in a pan with ice water and salt. In 1670 the first ice cream was sold in a cafe in Paris. The ice cream became more and more popular. In 1851 it was found that the sale of ice cream made even more profit than the sale of milk.

Productieproces consumptie-ijs

Mengen

De eerste stap bij het produceren van ijs is het mengen van de ingrediënten. Als eerste wordt de koude melk (2ºC) in de mengtank gebracht. Hier worden de eieren, melkbestanddelen, suiker en enkele additieven toegevoegd. In 6 tot 8 minuten wordt het tot een egaal mengsel geroerd.

Pasteuriseren

Om vegetatieve micro-organismen af te doden wordt het mengsel gepasteuriseerd. In een batch proces wordt 20 minuten bij 70ºC gepasteuriseerd. In een continue proces is de hittebehandeling 2-3 minuten bij een temperatuur van 82ºC. Na het pasteuriseren hoeft niet gekoeld te worden, homogeniseren wordt over het algemeen namelijk warm uitgevoerd.

Homogeniseren

Om vetafscheiding in het uiteindelijke ijs te voorkomen wordt het mengsel gehomogeniseerd. De vetbolletjes uit de melk worden dan verkleind. Elk vetbolletje heeft een beschermend membraan om zich heen. Als de vetbolletjes verkleind worden, wordt het totale oppervlak van de vetbolletjes vergroot. Het membraan is dan niet meer toereikend om het gehele oppervlak te bedekken. Melkeiwitten nemen deze functie over en vormen zich om het nieuwe oppervlak.
Homogeniseren houdt in dat de melk met hoge druk door een kleine ruimte wordt geduwd. De druppels worden gestrekt, door een nauwe opening, en breken op in kleine druppeltjes (1-10 μm). Het homogeniseren heeft ook als functie nogmaals goed te mengen.

Koelen en rijpen

In enkele minuten wordt het mengsel teruggekoeld naar 2ºC. Bij deze temperatuur krijgt het mengsel 8 tot 24 uur de tijd om te rijpen. Rijpen houdt in dat de vetbolletjes uitkristalliseren. Uitgekristalliseerde vetbolletjes zijn later in het proces nodig om structuur op te bouwen. De vetbolletjes zorgen ervoor dat lucht vast gehouden kan worden.

Toevoegingen

Na de gekoelde opslag kunnen de smaakstoffen toegevoegd worden. Deze smaakstoffen worden pas na het pasteuriseren en homogeniseren toegevoegd. Bij verhitten kan de smaak namelijk verloren gaan. De smaakstoffen zouden kunnen vervliegen. Na deze stap kan eventueel een gekoelde opslag plaatsvinden van maximaal 2 dagen.

Beluchten en vriezen

Om de gewenste structuur van het ijs te verkrijgen wordt het ijs bevroren. In het eerste vriesproces wordt maar tot enkele graden onder het vriespunt gevroren, de massa is dan nog pasteus. Het product bouwt dan al structuur op, maar is nog wel verpompbaar. Tegelijk met het invriezen wordt lucht in het product gemengd, bijvoorbeeld in een geschraapte warmtewisselaar. Het is ook mogelijk eerst de lucht in te mengen en daarna in te vriezen. De lucht geeft het product de gewenste luchtige structuur. Ook kunnen in deze stap stukjes, als fruit en koek, toegevoegd worden.
Door deze vriesstap snel uit de voeren worden vele kleine ijskristallen gevormd. De grootte van de ijskristallen is cruciaal voor de kwaliteit van het eindproduct. Bij langzaam invriezen vormen zich grotere ijskristallen omdat de reeds gevormde ijskristallen de tijd krijgen om uit te groeien. De grote ijskristallen geven een ongewenst mondgevoel.

Verpakken

Het licht gevroren ijs, in de vorm van een pasteus mengsel, wordt in kartonnen of plastic bakken afgevuld. Hierna wordt het afgesloten met een deksel.

Harden, ook wel diepvriezen

In de verpakking wordt het product gehard, hiertoe wordt het verder gevroren. In deze stap wordt het naar een temperatuur tussen de -23 en -40ºC gebracht. De tijd die het diepvriezen in beslag neemt is afhankelijk van de gekozen vriesmethode. Het vriezen kan van enkele minuten tot 10-15 uur duren. Meer informatie over de verschillende vriesmethoden staat in het linkermenu bij 'technologie' onder 'warmtetransport' en vervolgens 'vriezen'.

Opslag

Het consumptie ijs is bij een temperatuur van -18ºC enkele maanden tot een jaar houdbaar. Microbieel is het onbeperkt houdbaar bij -18ºC. Maar enkele enzymatische reacties kunnen nog wel plaatsvinden, zij beperken de houdbaarheid tot enkele maanden tot een jaar. Belangrijk is dat bij opslag de temperatuur een constante waarde aanhoudt, met een maximale temperatuurschommeling van +/- 1ºC. Bij grotere temperatuurschommelingen, tussen bijvoorbeeld -14 en -18ºC, kan kristalgroei plaatsvinden. Kristalgroei zorgt voor een ongewenste structuur en mondgevoel.

Editorial

Im Dienste der Heimat

Naturverbundenheit, der Schutz der Umwelt sowie der behutsame Umgang mit den Ressourcen der Natur sind bei Tirol Milch spürbar. So ist das Werk seit Jahren Meister im Energiesparen. Jeder Liter Milch lässt sich rückverfolgen und jedes Nebenprodukt wird verwertet. Dies erfordert disziplinierte Abläufe, insbesondere bei der Instandhaltung. VEGA-Sensoren tragen dazu bei, dass diese Einsätze nun noch schneller abgewickelt werden.

Alles Käse! Diesem Spruch können Mitarbeiter von Tirol Milch nur mit Stolz zustimmen. Das Werk in Wörgl, das zweitgrößte der Berglandmilchgruppe, ist weit über die Grenzen Tirols für seinen Käse bekannt. Am Standort werden zwar auch Joghurt, Butter und Schokoladenpudding hergestellt, tatsächlich wandern aber etwa zwei Drittel der eingesammelten Milchmenge in die Käserei. Diese ging im Mai 2014 in Betrieb und stellt heute die zweitgrößte Käseproduktionsstätte Österreichs dar.

Im Schnitt werden am Standort 700.000 bis 800.000 Liter Milch pro Tag verarbeitet, die zuvor von den Bauernhöfen Tirols eingesammelt wurden. Die Logistik ist ausgefeilt: Für Tirol Milch sind über 20 Sammelwägen im Einsatz, die zum Teil die Milch über schmalste Almwege abholen. Dabei sammeln sie von 3.000 Höfen bis zu sechs verschiedene Milchsorten ein, darunter Heumilch, die sogenannte ZZU-Milch (zurück zum Ursprung) oder Biomilch. Jede wird streng getrennt, so dass es nicht zu Vermischungen kommt. „An jeder Verpackung lässt sich rückverfolgen, von welchem Hof die enthaltene Milch stammt. In den aufwendigen Zertifizierungen gehört dies zum ersten, was überprüft wird, damit die Verbraucher dem Etikett rückhaltlos vertrauen können“, erklärt Martin Schneider, Elektromeister bei Berglandmilch.

Vernetzung von Stoff- und Energieströmen

Der enge Kontakt zu den Höfen sorgt für eine besondere Heimatverbundenheit, die sich letztendlich auch in der Technologie wiederspiegelt. Um die großen Energiemengen zu erzeugen, die für die Herstellung der Milchprodukte nötig sind, etwa zum Eindampfen, zum Kühlen der Milch oder zur Reinigung der Behälter, stehen alternative Energiequellen, wie eine Photovoltaikanlage und eine eigene Hackschnitzelanlage, bereit. Zudem werden alle Energieströme miteinander verschachtelt, so dass der Verbrauch niedrig bleibt. Die aufwändige Verfahrenstechnik lohnt sich: Das Werk in Wörgl wurde erst jüngst als umweltfreundlichster Milchbetrieb Europas ausgezeichnet.

VEGA
Die drei Molketanks wurden 2014 in Betrieb genommen.

Gleichzeitig geht man mit den Rohstoffen sorgsam um: „Bei uns werden eigentlich alle Nebenprodukte verwertet“, so Schneider. Die im Käseherstellungsprozess übrig gebliebene Molke wird entweder für Molke-Erfrischungsgetränke verwendet oder von Alpina, einem Unternehmen, das direkt im Haus angesiedelt ist, verarbeitet. Über eine direkte Leitung wird Alpina jeden Tag mit 600.000 Litern Molke versorgt.

VEGAPULS 64 erleichtert Wartungsarbeiten

Mit VEGA arbeitet man schon lange zusammen: „1985 wurde das Werk hier neu gebaut, aber ich erinnere mich, dass bereits Anfang der 80er Jahre VEGA-Druckmessumformer im alten Werk verbaut waren“, so Martin Schneider, der auf die gegenüberliegende Wand mit den verschachtelten PID-Plänen verweist, wo sich die Messstellen verbergen. 10 bis 12 Radarfüllstandmessgeräte von VEGA sind derzeit im Einsatz. Der Elektromeister hätte aber gerne mehr davon, wie er am Beispiel der Molketanks erklärt.

VEGA
Martin Schneider, Elektromeister bei Berglandmilch, hat alle Stoff- und Energieströme im Blick.

In der Vergangenheit wurden zwar viele Tanks mit einer Füllstandmessung ausgestattet, aber diese wurden meist im Rahmen eines Gesamtauftrags ausgeliefert. In der Praxis erwies sich diese Konstellation nicht immer als besonders glücklich, da die Anlagenlieferanten keine Spezialisten für Füllstandmessung waren. Als Standardausstattung wurde häufig eine Differenzdruckmessung mit Sensoren in Bodennähe geliefert. Dies war aus Sicht der Instandhaltung sehr arbeitsintensiv, wie Schneider berichtet. „Bei der Reinigung der Molke-Tanks kam es beispielsweise immer wieder zu mechanischen Beschädigungen der Membran in den Druckmessumformern, wenn mal ein Schraubenschlüssel in den Tank fiel.“ Eine andere Situation: Die Tanks werden regelmäßig akribisch inspiziert. Beispielsweise, um zu überprüfen, ob die Sprühkugeln noch offen oder die Dichtungen in Ordnung sind. Hierfür steigt der Molkerist in die Tanks und begutachtet diese von innen. Auch hier bestand bei jedem Inspektionsgang die Gefahr, dass die am Boden angebrachten Druckmessumformer beschädigt werden.

"Mit dem Vegapuls 64 haben wir nun die Möglichkeit, von oben zu messen, was einfach auch aus Hygienesicht die bessere Lösung ist."

Martin Schneider - Berglandmilchgruppe`

VEGA
Der VEGAPULS 64 misst zuverlässig den Füllstand in den Molketanks.

Hoffnungen erfüllt

Dabei waren die drei Molke-Tanks erst 2014 in Betrieb genommen worden. Umso unbefriedigender war für Schneider die Situation. Abgesehen von den mechanischen Problemen hatte die bestehende Füllstandmessung auch in anderer Hinsicht Schwierigkeiten. Die Molke ist aus Sicht der Füllstandmessung nicht ganz einfach zu messen. „Der Eiweißschaum führte immer wieder zu Problemen. Zudem hat der Tank Schweißnähte und besitzt ein Rührwerk. Die Sprühkugeln stören ebenfalls die Messung“, fasst Martin Schneider die Situation in den 16 m hohen Tanks zusammen.

VEGA
Von über 3.000 Höfen aus dem Umland wird die Milch angeliefert.

Dazu kam noch eine andere Herausforderung: Am Boden der Tanks befindet sich eine Zentrifuge mit einer Leistung von 50.000 l pro Stunde. Das Problem ist, dass die Tanks einen flachen Boden besitzen, so dass mit einer Druckmessung am Boden nie eine exakte Nullmessung möglich ist, da der Druckmessumformer ein paar Zentimeter über dem Boden angebracht ist. So kam es immer wieder dazu, dass Luft in die Zentrifuge eingetragen wurde. Die Folgen spürte Alpina, die direkt beliefert wird, unmittelbar. Der Fettgehalt in der Molke verändert sich und es kommt zu Problemen bei den Filteranlagen von Alpina. „Angesichts der hohen Geschwindigkeit, mit der die Zentrifuge arbeitet, waren wir eigentlich immer zu spät“, bilanziert der Elektromeister. „Durch die Strudelbildung im Tank war die Messung stets ungenau. Allerdings war uns auch kein anderes Messverfahren bekannt, mit dem wir die Situation hätten lösen können.“

Jedoch hatte das Elektrotechnik-Team bereits mitbekommen, dass gerade ein neues Radarfüllstandmessgerät, der VEGAPULS 64, entwickelt wurde. In die hohe Messfrequenz von 80 GHz und die dadurch bessere Fokussierung und höhere Auflösung des Messsignals setzte Schneider große Hoffnung. Unmittelbar, nachdem die ersten Geräte 2016 auf den Markt kamen, wurden daher gleich alle Molke-Tanks mit dem Radarsensor VEGAPULS 64 ausgestattet. Das Risiko, immerhin handelte es sich um das weltweit erste Radarfüllstandmessgerät für Flüssigkeiten, das mit einer Frequenz von 80 GHz arbeitete, war aus Sicht von Schneider minimal: „Wir wussten, dass das Gerät CIP-fähig ist und uns war das Messprinzip bekannt. Außerdem war uns klar, dass VEGA die Messung zum Laufen bringt.“ Und in der Tat: Dank der besseren Fokussierung beeinflussen weder die umlaufenden Schweißnähte im Tank oder das Rührwerk, noch der Schaum der Molke das Messsignal. Zudem lässt sich bis zum Tankboden messen und dadurch der Nullpunkt exakt bestimmen.

VEGA
VEGAPULS 64 Füllstandsmessung

Der Start war einfach: Das Team von Martin Schneider schweißte den Flansch an und nahm das Gerät selbst in Betrieb. „Das Gerät ist selbsterklärend“, so der knappe Kommentar von ihm. „Das Gerät war mit wenigen Handgriffen an das Leitsystem angeschlossen.“ Seit einem Jahr sind die Geräte im Einsatz und seitdem gibt es keinerlei Probleme mit der Messung. „Mit dem VEGAPULS 64 haben wir nun die Möglichkeit, von oben zu messen, was einfach auch aus Hygienesicht die bessere Lösung ist. Daher ist es eigentlich erklärtes Ziel, in Zukunft alle neuen Tanks gleich mit einem Flansch am Tankdeckel auszustatten“, gibt Schneider die Richtung vor. „Derzeit rüsten wir vor allem problematische Messstellen mit dem VEGAPULS 64 nach. Bei neuen Tanks werden wir künftig gleich auf VEGA setzen.“

Von den technologischen Eigenschaften abgesehen, zählt für Schneider aber noch ein anderer Aspekt: „Die Verfügbarkeit und Erreichbarkeit von VEGA ist unschlagbar. Und dies ist für mich das Wichtigste. Wenn ich ein Problem habe, benötige ich schnell eine Lösung“, so sein Fazit. „Und hier ist die Zusammenarbeit mit VEGA einfach perfekt.“

Autor: Jürgen Skowaisa, Produktmanagement Radar, Vega Grieshaber KG, Schiltach. Kontakt: Tel. +49-7836-50-0.

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