artikel

De ‘schijf van vijf’ voor een financieel gezonde productie

Algemeen

Met nieuwe doorbraaktechnologieën is het mogelijk om de productiekosten van levensmiddelen substantieel terug te dringen. De ontwikkeling van deze technologieën vraagt echter de nodige investeringen in tijd en geld. Gelukkig zijn er voor bedrijven diverse manieren – soms verrassend eenvoudig – om binnen een jaar 5-10% op de productiekosten te besparen.

Vijf maatregelen zijn cruciaal. En, net als bij de bekende schijf van vijf voor voeding is het voor de meest gezonde bedrijfsvoering belangrijk om ze alle vijf toe te passen.

Het gaat dan niet zozeer om het optimaliseren van de logistiek en inzet van arbeidsmiddelen maar om de productiemethode van het levensmiddel zelf. De ervaring leert dat hier nagenoeg altijd substantiële verbeteringen mogelijk zijn die tot snelle besparingen leiden. Figuur 1 geeft een overzicht van de mogelijke manieren om op korte termijn kosten te besparen, zoals bedrijven die de afgelopen jaren tientallen keren in samenwerking met NIZO food research met succes hebben toegepast. Hieronder wordt elke manier toegelicht.

Verminderen vervuiling
De capaciteit van een productielijn hangt grotendeels af van de hoeveelheid vervuiling die optreedt tijdens de productie. Doordat eiwitten, mineralen maar ook micro-organismen zich afzetten aan apparatuurwanden moet de apparatuur binnen tien tot twintig uur worden gereinigd. Grofweg is het zo dat de productieduur bij processen beneden de 80 °C wordt bepaald door de groei van micro-organismen in de apparatuur en bij hogere temperaturen door het afzetten van eiwitten en mineralen.

Vervuiling heeft niet alleen gevolgen voor de productieduur maar ook voor de reinigingstijd, de productverliezen en de productkwaliteit. Berekeningen tonen aan dat bijvoorbeeld in de zuivelindustrie, 30-50% van de variabele productiekosten zijn oorzaak vindt in de vervuiling.
In veel gevallen wordt de vervuiling veroorzaakt door veranderingen in het product zelf tijdens de procesvoering, bijvoorbeeld denaturatie van eiwitten en groei van bacteriën. De mate van deze veranderingen wordt bepaald door de procescondities.

Het blijkt dat door het aanpassen van het temperatuur-tijd-profiel tijdens de verhitting (bijvoorbeeld pasteu¬riseren, UHT) van het product en door – vaak kleine – aan¬passingen aan de apparatuur de vervuiling drastisch kan worden verminderd zonder concessies te doen aan de productkwaliteit (zie Figuur 2). Computermodellen zoals gebruikt in het simulatiepakket NIZO Premia helpen bij het vaststellen van de optimale condities om vervuiling te minimaliseren. Deze aanpak heeft bij verhittings¬apparatuur, in¬dampers en drogers geleid tot een vuil¬vermindering van 50-80% [1]. In geval van een nieuw product voor kinderen kon de productietijd voor reiniging zelfs worden verhoogd van twee naar twaalf uur!

Verhogen productstabiliteit
Hoewel de productielijnen uiteraard zo worden ontworpen dat zij een stabiel product produceren blijkt in de praktijk dat toch af en toe off-spec producten van de band rollen. Vaak uit zich dit in een verminderde stabiliteit van het product zodat het niet de gewenste houdbaarheid heeft. Het product zakt uit, er wordt sediment gevormd, het geleert of er is een verhoogde groei van bederforganismen.

Meestal komt men hier tijdens de kwaliteitscontrole achter, maar soms is een recall nodig. Vooral wanneer nieuwe producten op de markt worden gebracht met een andere samenstelling dan waar de productielijn voor is ontworpen, kunnen off-spec producties een grote kostenpost zijn.
Net als bij het terugdringen van de vervuiling blijkt ook hier dat de product-proces-interactie een doorslaggevende rol speelt. Bijvoorbeeld alleen al het optimaliseren van het temperatuur-tijd-profiel biedt grote mogelijkheden.

De microbiële stabiliteit kan worden vergroot door de maximale verhittingstemperatuur te verhogen en tegelijker¬tijd elders in de productielijn temperaturen te verlagen en verblijftijden te verkorten. Dit alles vereist een nauwkeurige afstemming met de eerder genoemde computer¬modellen.

Een voorbeeld van deze aanpak is het verhogen van de stabiliteit van producten met koffie en melk. Door het nauwkeurig afstemmen van de samenstelling en de condities van de warmtebehandeling wordt de houdbaarheid met tientallen dagen verlengd. Hetzelfde geldt voor groenten- en fruitslurries. Bij stromend verhitten wordt de temperatuur-tijd-combinatie zo gekozen dat de verkleuring minimaal, en de vitamineconcentraties maximaal zijn en tegelijkertijd de gewenste houdbaarheid wordt bereikt.

Bederf

Een ander voorbeeld uit de praktijk is onverwacht bederf van het product. Met behulp van geavanceerde microbiologische technieken als fingerprinting, computer¬simulatiemodellen en expertkennis is zo al diverse keren de bron achterhaald en geëlimineerd. Vervolgens is het proces zo aangepast dat de kans op herhaling tot een minimum wordt beperkt.

Het verhogen van de stabiliteit levert (indirect) ook geld op. De kans op off-spec producties neemt immers af. Bovendien kan er meer flexibiliteit in de keten ontstaan omdat het product minder afhankelijk is geworden van de koeltemperatuur. Voor producten in het vers¬segment bedragen de koelkosten zo’n 10% van de totale productiekosten.

Efficiënter reinigen
Wanneer het productieproces zodanig is verbeterd dat de vervuiling van de apparatuur minimaal en de productstabiliteit maximaal is, wordt het tijd om het reinigingsproces onder de loep te nemen. In de meeste voedingsmiddelenbedrijven wordt 10-20% van de kostbare productietijd besteed aan reinigen. De reinigingsprocedure is meestal gebaseerd op een calamiteit in het verleden (worst case) waarbij de apparatuur moeilijk reinigbaar was.

Ervaring leert dat het nauwkeurig analyseren van de efficiëntie van de reiniging veel geld kan opleveren. In een eerder artikel in VMT zijn dergelijke analyses beschreven. De nieuwste trend daarbij is het zogenaamd intelligent reinigen met OptiCIP+. De computer gaat dan na iedere productie op zoek naar de meeste optimale reinigingscondities en volgt daarna met sensoren in de reinigingsvloeistof de voortgang van de reiniging. Uit demonstratieprojecten blijkt dat bijvoorbeeld voor een gemiddelde productielijn op jaarbasis €100.000 tot €200.000 is te besparen.

Terugdringen van productverlies
Wanneer voor een gemiddelde productielijn, met een capaciteit van 200.000 ton product per jaar en een productwaarde van 50 cent per kg, het productverlies van 0,6% naar 0,1% daalt, wordt er al gauw zo’n half miljoen euro per jaar bespaard. Los van de besparingen op het product heeft het tevens een direct effect op de hoeveelheid geloosde VE’s (vervuilende eenheden) aangezien deze voor 90% worden veroorzaakt door het productverlies.

Wanneer een bedrijf geen eigen (voor)zuiveringsinstallatie heeft dan resulteert de bovengenoemde reductie van het productverlies tevens in een besparing op de lozingskosten van meer dan €150.000 (gesteld dat: 1 kg product met 10% drogestof = 1 VE, 1 VE kost €60/per jaar en gemiddeld wordt 2750 kg product per dag geloosd). Heeft een bedrijf wel een eigen voorzuivering dan zal er worden bespaard op de hulpstoffen voor de zuivering.

Afregeling
Een veel voorkomende oorzaak van productverlies is het niet juist afgesteld staan van ventielen bij productwissels. Hierdoor kan het voorkomen dat product dat eigenlijk verdrongen had moeten worden na afloop van de productie in een tank of leiding blijft staan. Tijdens de aansluitende reiniging wordt het product geloosd. Een betere afregeling heeft dan ook direct een dubbel resultaat, namelijk minder productverlies en lagere lozingskosten.

Tot waarde brengen van afvalstromen
In elk productiebedrijf is sprake van een afvalstroom waarmee in principe nog (enigszins) waardevolle componenten in het riool verdwijnen en waar ook nog eens allerlei heffingen voor betaald moeten worden. Het loont daarom de moeite om de afvalstroom te onderwerpen aan een zogenaamde valorisatiescan. In deze scan wordt de afvalstroom helemaal ontleed en van iedere component de waarde ingeschat.

Vervolgens wordt onderzocht welke technologieën nodig zijn om de componenten uit de afval¬stroom te winnen, en of dit economisch haalbaar is. Voorbeelden zijn verse groente- en fruitsauzen uit snijafval en het winnen van waardevolle eiwitten uit vleesafval.

Het mooiste voorbeeld komt wellicht uit de zuivelindustrie. In de afgelopen jaren is de weistroom die vrijkomt bij de kaasbereidingsteeds verder tot waarde gebracht: van veevoer tot bio-actieve eiwitten in sportdranken. De reststromen die nu nog overblijven bevatten mineralen als calcium, fosfor en kalium. Momenteel wordt onderzocht of hier nieuwe concepten economisch haalbaar zijn.

Gestructureerde aanpak
Het blijkt dat er nog verschillende mogelijk¬heden zijn om tot een verdere reductie van de productiekosten te komen. Figuur 5 laat een mogelijke aanpak zien waardoor deze reductie kan worden gerealiseerd. Door het stellen van een drietal vragen wordt duidelijk waar de grootste potentie ligt en hoe quick wins kunnen worden bereikt. De ervaring leert dat het sowieso nuttig is jaarlijks de reinigings¬procedure en de product-waterovergangen tegen het licht te houden. Gebeurt alles nog efficiënt en verdwijnt er niet onnodig veel product naar het riool?

Om optimaal gebruik te maken van de besparings¬mogelijk¬heden kan het nuttig zijn om een scan te laten uitvoeren door een externe expert.

Reageer op dit artikel