Das Unternehmen Engineering Almond Processing setzt auf eine schonende und saubere Förderung

Hilltop Ranch Inc., Ballico, Kalifornien, ein familiengeführtes Mandelverarbeitungsunternehmen, das jedes Jahr 50 Millionen Pfund Mandeln verarbeitet, hat sich kürzlich für Cablevey Cable Conveyor Systems entschieden. Veränderungen in der Branche machten es für die Eigentümer David und Christine Long erforderlich, ihren Verarbeitungsbetrieb zu ändern. Bei der Planung von Anlagenmodifikationen entschied man sich, offene Förderbänder durch staubfreie Geräte zu ersetzen.

Kalifornien, der einzige US-Bundesstaat mit einer kommerziellen Mandelindustrie, produziert jährlich 1,33 Milliarden Pfund Mandeln. Im Jahr 2001 und erneut im Jahr 2004 war die Mandelindustrie fassungslos, als vereinzelte Vorfälle von Salmonellenvergiftungen auf eine Mandelfarm in Kalifornien zurückgeführt wurden. Obwohl es nur äußerst begrenzte Vorfälle gab, ergriff das Almond Board of California, das Mandelanbauer und -verarbeiter vertritt, proaktive Maßnahmen, um sicherzustellen, dass so etwas nicht noch einmal passieren würde. Der Vorstand entwarf einen freiwilligen Lebensmittelsicherheitsplan, der im Herbst 2007 in eine bundesstaatliche Marketingverordnung umgewandelt wurde. Es sah vor, dass alle an US-Verbraucher verkauften Mandeln pasteurisiert werden müssen. (Davon ausgenommen sind Nüsse, die in andere Länder exportiert oder an bestimmte Verarbeitungsbetriebe verkauft werden, die sie weiter mit Hitze behandeln – zum Beispiel durch Ölröstung für Snackprodukte.) Zu den primären Pasteurisierungsanforderungen gehört das Abtöten potenziell schädlicher Bakterien und die Nichtbeeinträchtigung des Aussehens der Mandeln schmecken.

Als aktive Mitglieder des Almond Board beschlossen die Longs, ihre Anlage zu einem Modell zu machen, das eine effektive und effiziente Handhabung von Mandeln demonstriert und die Pasteurisierung in den Prozess einbezieht. Die Longs beschlossen, ihren Produktionsprozess mit einer der neueren Pasteurisierungsmethoden zu überarbeiten – einer kurzen Einwirkung von heißem Dampf.

David Long und der Qualitätsmanager des Unternehmens, Charlie Jahn, haben sich mit verschiedenen Gerätelieferanten beraten, die Gerätekapazitäten untersucht und eine innovative Verarbeitungslinie mit vielen kundenspezifischen Geräten entwickelt, darunter speziell entwickelte Pasteurisierungs- und Kühlgeräte. Im November 2007 öffnete Hilltop Ranch seine Anlage für andere Nussverarbeiter, um seine fertige Verarbeitungslinie zu zeigen und zu demonstrieren, was mit Einfallsreichtum und Planung erreicht werden kann. Powder and Bulk Engineering freute sich, an dieser Werksbesichtigung teilnehmen zu können.

Mandelabrieb verhindern

Hochwertige Nüsse ohne Mängel sind der Schlüssel zum Erfolg des Unternehmens, und eine der Herausforderungen, vor denen Long und Jahn bei der Planung der modernisierten Verarbeitungslinie standen, bestand darin, die Mandeln zwischen verschiedenen Punkten in der Anlage zu transportieren und gleichzeitig intakt zu halten. Diese Aufgabe wurde komplexer, als der Pasteurisierungsprozess hinzugefügt wurde, da die Mandeln nun mehr Handhabung über sich ergehen lassen mussten: Sie mussten an mehr Stellen in der Anlage transportiert, mehrmals aufgenommen und abgesetzt und an Geräten herumgefördert werden, die dies früher nicht taten existieren. Schonender Umgang war ein Muss.

In der Vergangenheit transportierten offene Förderbänder die Mandeln von Behältern, Aufzügen sowie Reinigungs- und Sortierstationen zum Endverpackungsbereich. Diese Förderer beförderten die Nüsse zwar ausreichend, aber da sie offen waren, entwich Mandelstaub aus den Bändern und hinterließ eine Staubschicht auf dem Boden und den Geräten. Dies führte zu einem erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand für die Haushaltsführung. Als Long und Jahn mit der Planung des neuen Prozesses begannen, wollten sie ein geschlossenes Fördersystem verwenden, das mehrere Aufnahme- und Abgabevorgänge ermöglicht und nahezu staubfrei ist. Darüber hinaus musste das System in den relativ begrenzten Raum der Anlage passen, was durch die Hinzufügung der Pasteurisierungsausrüstung nun erschwert wurde.

Long und Jahn experimentierten mit aeromechanischen und pneumatischen Förderern, aber beide beschädigten die Muttern unzumutbar. Jahn recherchierte weiter und sah eine Anzeige für einen Rohrschleppförderer in der Fachzeitschrift Powder and Bulk Engineering. Auf den ersten Blick ähnelte das System einem aeromechanischen Förderband, aber die Anzeige versprach eine schonende Handhabung, weshalb Jahn den Lieferanten anrief: Cablevey Conveyors, Oskaloosa, Iowa. Der Lieferant teilte Jahn mit, dass der Rohrschleppförderer im Gegensatz zu einem aeromechanischen Förderer keine Luft zum Transport des Materials durch das Förderrohr verwendet, was zur Minimierung von Abrieb und Staub beiträgt.

Neugierig geworden, schickte Jahn eine 100-Pfund-Probe Mandeln zum Lieferanten, um sie im Rohrschleppförderer zu testen. Das Testsystem mit geschlossenem Regelkreis ist 33 Fuß lang, davon 20 Fuß horizontal und 13 Fuß vertikal.
Der Lieferant ließ die Nüsse zunächst dreimal durch das Testsystem laufen und entnahm am Ende jedes Durchgangs Proben. Der vertikale Abfall hatte das Potenzial, die Nüsse erheblich zu missbrauchen. Allerdings zeigten die Proben „keine merkliche Veränderung“, sagt Jahn. „Es gab keine Chips oder gar Kratzer auf der empfindlichen Schale der Nüsse.“
Dann ließ der Zulieferer die Nüsse mehrmals durch das System laufen, „was wir in der realen Produktion nie machen würden“, sagt Jahn. Auch hier waren die Ergebnisse hervorragend. Jahn sagt, dass es einen Bruch gab, aber keine Anzeichen von Ablagerungen auf den Scheiben im Inneren der Röhre oder in den Antriebsmechanismen: „Das waren die Ergebnisse, nach denen ich gesucht habe.“
Der Lieferant schickte Jahn einen detaillierten Bericht über die Tests und schickte auch die Mandeln zurück, die das Testverfahren durchlaufen hatten. Jahn analysierte die Muttern und stellte fest, dass ihr einwandfreier Zustand die Ergebnisse der Ingenieure des Zulieferers bestätigte. Jahn und Long kamen zu dem Schluss, dass die Rohrschleppförderer für den Betrieb des Unternehmens geeignet wären und begannen, eng mit dem Lieferanten zusammenzuarbeiten, um das Layout des Fördersystems der Anlage zu planen.

Das Kabelfördersystem

Das röhrenförmige Schleppkabelfördersystem von Hilltop Ranch besteht aus fünf Super-6-Förderern, die mit verschiedenen Ausrüstungsteilen verbunden sind, und einem Super-2-Förderer, der für den Transport regelmäßiger Inline-Proben zum Testlabor des Unternehmens verwendet wird. Jeder Rohrschleppförderer besteht aus zwei Förderrohren aus Edelstahl, einer Kabel- und Scheibenbaugruppe, einer Antriebseinheit, einer Spannungswendeeinheit und einem (oder mehreren) Materialeinlass und -auslass.

Abhängig von der Anwendung eines Unternehmens hat jedes Förderrohr einen Durchmesser von 2, 4 oder 6 Zoll und kann über einen (oder mehrere) transparente Inspektionsabschnitte aus Polycarbonat verfügen, der es Beobachtern ermöglicht, zu sehen, was im System passiert. Die Förderrohre können gerade oder gebogen sein, unterschiedliche Längen haben und in verschiedenen Konfigurationen angeordnet sein, einschließlich vertikaler, horizontaler oder abgewinkelter paralleler Linien; eine Schleife; oder Formen mit mehreren Ecken.

Die Kabel-Scheiben-Baugruppe besteht aus dem Ultra-Flex-Edelstahlkabel des Lieferanten mit Kunststoffscheiben mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW), deren Größe auf das Förderrohr abgestimmt ist und die in regelmäßigen Abständen angebracht sind, im Allgemeinen 2 oder 6 Zoll, je nach Anwendung. Bei dieser Baugruppe handelt es sich um eine Endlosschleife, die von der Wendeeinheit durch das Förderrohr und die Antriebseinheit, dann zurück durch das Rücklaufrohr und wieder zur Wendeeinheit verläuft. Unterwegs wird das Material an einem (oder mehreren) Einlässen aufgenommen und über einen (oder mehrere) Auslässe abgeführt.
Die Antriebseinheit liefert Energie, um die Kabel- und Scheibenbaugruppe durch die Förderrohre zu bewegen. Die Spannungsumkehreinheit sorgt für die richtige Kabelspannung. Jeder Rohrschleppförderer kann einen (oder mehrere) Ein- und Auslässe unterschiedlicher Art haben. Systemkomponenten werden mit Kompressionskupplungen und Dichtungen verbunden, wodurch das System vollständig geschlossen und staubfrei ist.

Das System wird an die jeweilige Kundenanwendung angepasst und umfasst einen 1- bis 5-PS-Motor mit einfacher oder variabler Drehzahl, der Materialübertragungsraten von weniger als 100 bis 1.240 ft3/h ermöglicht. Das Rohrschleppfördersystem des Mandelverarbeitungsunternehmens verwendet einen 5-PS-Motor mit variabler Geschwindigkeit an jedem Rohrschleppförderer. Das Kabel bewegt sich mit einer niedrigen Höchstgeschwindigkeit von 1,6 mph (140 fpm), wobei jede Scheibe sanft Mandeln mit etwa 1.000 ft3/h oder bis zu 40.000 lb/h zieht.

Die neue Produktionslinie

Auf der Hilltop Ranch werden geschälte Mandeln in große Behälter außerhalb des Werks gefüllt und dann ins Innere transportiert. Ein Behälterkipper hebt einen Behälter an und schüttet die Nüsse auf einen Schüttler, der sie zur elektronischen Reinigung in eine Lasersortierlinie fallen lässt. Dadurch werden defekte Nüsse, Schalenreste und andere Rückstände aussortiert. Die guten Nüsse werden in einen Aufzug entladen, der sie nach oben in Behälter über einem Sortierraum befördert. Anschließend werden die Nüsse über Rutschen an Sortiertische abgegeben, wo die Arbeiter die Nüsse manuell nach Größe und anderen Kriterien sortieren.

Die sortierten Nüsse werden in einen anderen Elevator entladen, passieren einen Metalldetektor und gelangen dann in einen röhrenförmigen Schleppförderer, der sie zu einem großen Doppeltank befördert, der in jedem seiner beiden Abschnitte 50.000 Pfund fasst. Zum richtigen Zeitpunkt werden die Mandeln aus dem Vorratstank in einen weiteren röhrenförmigen Schleppförderer entleert, der sie zu einem Umlenkventil transportiert, das sie entweder zum Pasteurisierungsprozess oder zu einem Metalldetektor- und Verpackungsbereich leitet.

Die in den Verpackungsbereich geschickten Nüsse werden in einem röhrenförmigen Schleppförderer zu einem Spiralelevator transportiert, der es den Nüssen durch die Schwerkraft sanft ermöglicht, in 50-Pfund-Boxen abzusinken. Die Kartons werden an verschiedene Kunden verschickt, darunter Konditoren, Anbieter von Nussmischungen und andere.

Die dem Pasteurisierungsprozess zugeführten Nüsse werden von einem weiteren röhrenförmigen Schleppförderer bewegt, der sie an die Oberseite des Pasteurisierungstanks befördert. Hier fallen die Nüsse kontrolliert 10 bis 12 Sekunden lang durch 220 °F heißen Dampf. Sie entladen sich in einem Wirbelschichttrockner, wo überschüssige Feuchtigkeit entfernt wird, und werden dann über einen rohrförmigen Schleppförderer in einen Kühler gefördert. Hier fallen sie durch die Schwerkraft einen perforierten Kegel hinunter, der sie 20 °C kalter Luft aussetzt, die dabei hilft, das Innere der Mandeln abzukühlen. Vom Kühler aus transportiert ein weiterer Rohrschleppförderer die Nüsse nach oben zum Metalldetektor und zur Kistenfüllstation.

Schonender, staubfreier Betrieb

Während der ersten drei Monate der neuen Pasteurisierungslinie betrieb das Werk das Fördersystem 1.400 Stunden lang. „Die Förderanlagen funktionieren sehr gut“, sagt Jahn. „Im Vergleich zu anderen Systemen, die wir ausprobiert haben, sind sie staubfreier, leichter zu reinigen und gehen viel schonender mit den Mandeln um.“

Er sagt, dass die Wartungsleute der Anlage die gesamte Installation selbst durchgeführt haben. „Der Zusammenbau ist unkompliziert und der Support des Lieferanten war bei Fragen sehr hilfsbereit. Es ist einfach, mit ihnen zu arbeiten“, sagt er.
Dexter Long, Vice President of Operations des Unternehmens, sagt, dass es bei der ersten Installation der Förderbänder eine leichte Lernkurve gab. „Die Förderer verfügen über Endschalter. Wenn also die Spannung am Kabel zu groß oder zu gering ist, schaltet sich der Förderer ab. Aber sobald wir den Dreh raus hatten, lief es seitdem reibungslos. Tatsächlich würde ich nicht in Betracht ziehen, eine neue Linie mit etwas anderem als den Förderbändern dieses Lieferanten zu starten.“