Batch-Prozess vs. kontinuierlicher Prozess für Lebensmittelhersteller

Wenn ein neues Lebensmittelprodukt entwickelt wird, erfolgt die Herstellung in der Regel im Batch-Verfahren oder im kontinuierlichen Verfahren oder in einer Kombination aus beidem. Abhängig von der Komplexität, dem Volumen und den regulatorischen Risiken, die mit der Herstellung eines Produkts verbunden sind, kann das Ausmaß, in dem jedes Verfahren eingesetzt wird, variieren.

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Ein Batch-Prozess umfasst eine Reihe von Zutaten und eine Abfolge von einem oder mehreren Produktionsschritten, die einer vordefinierten Reihenfolge folgen. Am Ende jeder Sequenz wird eine bestimmte Menge an Produkten hergestellt, die eine einzelne Charge bilden. Die Verarbeitung der nachfolgenden Chargen beginnt erst, wenn alle Produkte in der festgelegten Menge hergestellt wurden.

Alle Rohstoffe werden zu Beginn des Produktionsprozesses eingeführt, und die fertigen Produkte werden nach einer bestimmten Zeit fertiggestellt.

Beim kontinuierlichen Prozess wird das Rohmaterial vom Beginn des Prozesses über jeden Produktionsschritt bis zum Endprodukt befördert. Anstatt zu warten, bis eine Produkteinheit fertig ist, wird das Rohmaterial kontinuierlich zugeführt und verarbeitet, um weitere Produkteinheiten herzustellen.

Bei der kontinuierlichen Produktion fließen ständig Rohstoffe in die Produktion ein und erzeugen einen konstanten Fluss von Produkten. Sie wird auch als Non-Stop-Produktionszyklus bezeichnet.

Unternehmen verwenden häufig eine Kombination aus Batch- und kontinuierlichen Verfahren, da beide je nach Produktionsstufe und Produktanforderungen unterschiedliche Vorteile bieten.

Vorteile der Stapelverarbeitung

Die Batch-Verarbeitung in der Lebensmittelindustrie hat mehrere Vorteile:

• Mehr Kontrolle über die Qualität und bessere Rückverfolgbarkeit

• Kürzere Produktionszeit

• Günstigere Ausrüstung

• Geringeres Kontaminationsrisiko, da alle Produkte den Produktionsprozess gleichzeitig durchlaufen

Mit behördlicher Genehmigung kann die Chargenverarbeitung eine gut etablierte Produktionsmethode sein, die einfacher zu verwalten und zurückzuverfolgen ist als die kontinuierliche.

Herausforderungen der Stapelverarbeitung

Die Verarbeitung von Produkten in Chargen hat zwar ihre Vorteile, aber auch ihre Schattenseiten:

• Größerer Lagerraum für Zwischenproduktionsschritte erforderlich

• Chargenfehler können zu mehr Abfall und Produktionskosten führen

• Erhöhte Ausfallzeiten der Mitarbeiter aufgrund von Wartezeiten zwischen den Prozessen und sorgfältiger Qualitätskontrolle

• Unsachgemäß geplante Chargenprozesse können zu Engpässen führen, die die Produktion einschränken

Vorteile der kontinuierlichen Verarbeitung

Auf der anderen Seite bietet die kontinuierliche Verarbeitung in der Lebensmittelindustrie verschiedene Vorteile:

• Bessere Prozesskontrolle und Prozessüberwachung in Echtzeit

• Höheres Produktionsvolumen

• Kleinerer Stauraum

• Reduzierte Verarbeitungs- und Wartezeit

Herausforderungen der kontinuierlichen Verarbeitung

• Weniger Flexibilität und längerer Einrichtungsaufwand

• Mehr Risiko bei Produktionsstart und -stillstand

• Erfordert häufige Schulung und Weiterbildung der Mitarbeiter

• Die hohen anfänglichen Investitionskosten

• Höheres Kontaminationsrisiko, da die Produkte jedes Mal den gleichen Prozess durchlaufen

Sowohl die Batch- als auch die kontinuierliche Verarbeitung sind für die Lebensmittelindustrie gut geeignet. Ob das eine besser ist als das andere, hängt von der Produktreife und der Produktentwicklungsphase ab, in der sich das Unternehmen befindet.

Das Batch-Verfahren kann eine bessere Rückverfolgbarkeit und eine höhere Produktqualität für Spezialprodukte oder sehr unterschiedliche Produktreihen bieten. Für Betriebe, die große Mengen von Produkten herstellen, ermöglicht der kontinuierliche Prozess eine Produktion in größerem Maßstab. Und je nach den behördlichen Anforderungen und den Möglichkeiten der Ausrüstung kann eine Reihe von Schritten der Chargenverarbeitung folgen, während der übergeordnete Produktionsfluss dem kontinuierlichen Prozess folgt.

Bei der Herstellung von Lebensmitteln ist die Entscheidung zwischen Batch- und kontinuierlicher Produktion nicht immer einfach. Was funktioniert, hängt oft von der Art des Produkts, dem Erfüllungsdruck und dem Volumen ab, das Sie erreichen wollen. Viele Betriebe entscheiden sich nicht vollständig für eine Seite, sondern mischen beide.

Wo Batch noch Sinn macht
Batch-Verarbeitung ist das Mittel der Wahl, wenn Flexibilität und Kontrolle wichtiger sind als Geschwindigkeit. Wenn sich Ihre Rezepturen häufig ändern oder Sie nur wenige, saisonale Produkte haben, bleibt die Chargenverarbeitung überschaubar. Sie ist auch die sicherste Lösung, wenn die Trennung von Allergenen wichtig ist oder wenn für jede Charge ein eindeutiges Protokoll für Audits erstellt werden muss. Denken Sie an handwerkliche Bäckereien, die alle paar Wochen die Zutaten austauschen, an Tiefkühlgerichte, bei denen Gemüse oder Proteine rotieren, oder an Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln, die ihre Rezepturen je nach Kundennachfrage ändern. Milchprodukte sind ein weiteres gutes Beispiel. Die Pasteurisierungseinstellungen ändern sich oft von Charge zu Charge, was die Chargenverwaltung erleichtert.

Wo Kontinuität siegt
Kontinuierliche Linien bewähren sich in Umgebungen mit hohem Volumen. Wenn Sie Tag für Tag das gleiche Produkt herstellen, überwiegen Konsistenz und Durchsatz die Flexibilität. Wenn die Anlage erst einmal läuft, minimiert sie den Abfall, nutzt die Energie effizienter und liefert das Produkt in einem Tempo, mit dem Batch-Systeme nicht mithalten können. Klassische Beispiele sind kohlensäurehaltige Getränke, Nudeln, Öle oder die Herstellung von Soßen in großem Maßstab. Die Rezepte ändern sich nur selten, so dass die Anlage optimiert und in Bewegung bleibt.

Wenn Sie beides brauchen
Viele Lebensmittelfabriken arbeiten mit Hybridanlagen. Eine Basiszutat kann kontinuierlich hergestellt werden, wie z.B. Tomatenmark, das in großen Mengen gekocht wird und später mit verschiedenen Gewürzen in Chargen portioniert wird. Einige Betriebe setzen auf kontinuierliches Kochen, füllen aber Behälter in Chargen ab, um unterschiedliche Verpackungsgrößen oder Kundenwünsche zu erfüllen.

Diese Mischung aus Batch- und kontinuierlicher Produktion ermöglicht es den Herstellern, die Produktion zu skalieren, ohne an Flexibilität zu verlieren. Der schwierigste Teil ist nicht die Produktion selbst, sondern der Überblick darüber, was die einzelnen Produktionslinien verlässt, die Sicherstellung der Einhaltung von Vorschriften und die Vermeidung von Lücken, wenn Produkte von einem System zum anderen wechseln. Viele Betriebe arbeiten immer noch mit Klemmbrettern und Tabellenkalkulationen, was gut funktioniert, bis das Volumen steigt oder die Audits strenger werden. Jetzt geht der Trend zu einer besseren digitalen Nachverfolgung, so dass die Bediener sehen können, was in beiden Prozessen passiert, ohne dass zusätzlicher Papierkram sie ausbremst.

In der Lebensmittelherstellung ist die Einhaltung von Vorschriften nichts, worüber Sie einmal im Jahr bei einem Audit nachdenken. Sie ist in die tägliche Arbeit integriert. Unabhängig davon, ob Sie Batch- oder kontinuierliche Produktionslinien betreiben, wird von Ihnen erwartet, dass Sie nachweisen, woher die Materialien stammen, wie sie gehandhabt wurden und dass jeder Schritt die richtigen Standards erfüllt.

Die Regeln

Die FDA legt die Grundregeln für die Sicherheit und die Kennzeichnung in den USA fest. FSMA fügt strengere Anforderungen hinzu, die sich hauptsächlich auf die Prävention und die vollständige Rückverfolgbarkeit beziehen und nicht nur auf die Prüfung des Endprodukts. Die meisten Einrichtungen befolgen auch das HACCP-Konzept, das Sie dazu zwingt, Risiken darzustellen und zu zeigen, wie Sie sie kontrollieren. Chargensysteme eignen sich natürlich für die Einhaltung der Vorschriften. Jede Charge hat einen Anfang, ein Ende und einen eigenen Protokollpfad. Das macht es einfacher, Probleme zu isolieren, wenn etwas schief geht, und bei einer Inspektion eine saubere Dokumentation vorzulegen. Kontinuierliche Systeme können die gleichen Standards erfüllen, aber es erfordert in der Regel mehr Planung und eine stärkere digitale Verfolgung, um die Kontrolle nachzuweisen.

Warum Papier zu kurz kommt

Viele Betriebe verlassen sich immer noch auf Papierprotokolle und Tabellenkalkulationen. Das Problem ist, dass man sich leicht vertun kann und dass sie schwer zu überprüfen sind. Ein fehlender Eintrag, ein Tippfehler, und plötzlich müssen Sie sich zusammenreimen, was passiert ist.

Digitale Aufzeichnungen schließen diese Lücke. Anstatt sich darauf zu verlassen, dass die Bediener alles perfekt ausfüllen, werden die Daten direkt von den Maschinen abgerufen und mit den richtigen Personen und Materialien verknüpft. Arbeitsanweisungen bleiben auf dem neuesten Stand, Qualitätskontrollen werden automatisch protokolliert und Berichte können erstellt werden, ohne dass Sie sich durch Aktenordner wühlen müssen.

Es geht nicht nur darum, die Aufsichtsbehörden zufrieden zu stellen, sondern auch darum, Ihre Marke im Falle eines Rückrufs zu schützen und Ihrem Team ein System an die Hand zu geben, auf das es sich verlassen kann, wenn der Druck groß ist.

Unabhängig davon, welchen Prozess eine Produktionsanlage verwendet, ist die Nachverfolgung der Produktion von entscheidender Bedeutung, um die Unzulänglichkeiten der einzelnen Prozesse zu minimieren und die betriebliche Effizienz zu maximieren.

Und eine Möglichkeit, dies zu tun, ist, Produktionsdaten in Echtzeit zur Hand zu haben. Sicherlich verfolgen bestehende Systeme bereits verschiedene Informationen, aber wenn Sie in der Lage sind, die wahre Ursache von Problemen sofort zu erkennen, können die Betreiber Probleme schneller lösen.

Batch-Prozess und kontinuierliche Prozessverfolgung mit Tulip

Die App Produktionsüberwachung Dashboard von Tulip, die für die Anzeige auf einem großen Bildschirm konzipiert wurde, der für jeden an der Produktionslinie sichtbar ist, bietet den Bedienern auf einen Blick alles, was sie wissen müssen: das stündliche Produktionsniveau, die Leistung im Vergleich zu den stündlichen und täglichen Zielen, die Anzahl der gemeldeten Fehler und wo im Prozess Probleme aufgetreten sind.

Das Production Dashboard von Tuliplässt sich in die Anwendungen integrieren, die Sie in der Produktion verwenden, wie z.B. das Tulip Terminal oder eine andere benutzerdefinierte App für Arbeitsanweisungen . Das Production Dashboard bezieht Daten über Prozessabschlüsse und Fehlerberichte aus Ihren Anwendungen. Die Daten werden automatisch und in Echtzeit aktualisiert, so dass die Aufsichtspersonen die Produktionstafel nicht mehr manuell aktualisieren müssen.

Digitaler Verlaufsdatensatz für Batch und Continuous

Digitale History Records und Batch History Records können verwendet werden, um die Erstellung, Aktualisierung und Löschung von Tabellen und Prozessdatensätzen sichtbar und nachvollziehbar zu machen. Mit dem History Widget von Tulip können Betreiber alle Protokolländerungen im Laufe der Zeit verfolgen, z.B.: welche Informationen aufgezeichnet wurden, wer sie aufgezeichnet hat und welche Änderungen vorgenommen wurden. Die Verfolgung aller Änderungen kann dazu beitragen, die Belastung durch eine auf die Einhaltung von Vorschriften ausgerichtete Aktivität zu minimieren und eine wertvolle Informationsquelle für die Ursachenanalyse zu liefern.

Tiefer gehen mit Echtzeit-Analytik

Schließlich werden die Produktionsdaten automatisch aufgezeichnet, so dass Aufsichtspersonen, Prozessingenieure und Manager mit Hilfe von Tulip's Analytics tiefere Einblicke in die Produktion gewinnen können. Die Daten können visualisiert, in Berichte integriert und mit allen Beteiligten im Unternehmen geteilt werden.

Live-aktualisierte Datenvisualisierungen ermöglichen es den Leitern der Betriebsteams, Probleme in Echtzeit zu erkennen und darauf zu reagieren.

Das Production Dashboard ist so konzipiert, dass es sich leicht an die Bedürfnisse Ihrer Produktionslinie anpassen lässt. Es ist bereits mit dem Tulip integriert, kann aber leicht an verschiedene Anwendungen für den Frontline-Betrieb angepasst werden.

Batch bietet Kontrolle und Flexibilität. Kontinuierliche Verfahren bieten Skalierbarkeit und Effizienz. Die meisten Lebensmittelbetriebe arbeiten mit einer Mischung aus beidem. Die eigentliche Herausforderung besteht darin, diese Komplexität zu bewältigen, ohne die Produktion zu verlangsamen oder die Einhaltung von Vorschriften zu riskieren. Hier helfen digitale Systeme wie Tulip : Sie verknüpfen Prozesse, halten Aufzeichnungen revisionssicher und verschaffen den Teams Transparenz, so dass die Abläufe effizient bleiben, egal wie Sie arbeiten.