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Info: Neues Pressverfahren für Pökelwaren

Veröffentlicht am Friday 22 February 2008 18:35:24 von Eb
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Durch die Fa. Mai Maschinenbau GmbH/Bielefeld wurde in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Fleisch der Kulmbacher Technikerschule ein neues Verfahren zur Optimierung formgebender Prozesse bei der Pökelwarenherstellung entwickelt und technisch umgesetzt. Dieses Verfahren wurde letztes Jahr das erste mal auf der IFFA vorgestellt und befindet sich bei den ersten Kunden in der Erprobung.

Weniger Abschnitte beim Slicen von Pökelwaren durch neues formgebendes Verfahren

(Erste Veröffentlichung 11.07.2007 afz - Journal)

Allgemeines

Neben den klassischen maschinentechnischen Leistungsparametern von Slicern (u.a. Schnitte pro Minute) wird die Wirtschaftlichkeit des industriellen Aufschneidens von Fleischerzeugnissen noch durch eine Vielzahl anderer Parameter beeinflusst, wie 
  • das Verhältnis Anschnitt und Endstück zu geschnittenen Scheiben,
  • Fehlscheiben durch Luftlöcher bzw. unzureichende Schneidstabilität der Struktur und
  • die Differenz des Mittelwertes des Zielgewichtes aller geschnittenen Portionen im Vergleich zur Nennfüllmenge (siehe Fertigpackungsverordnung).
Trotz aller maschinentechnischen Entwicklungen bei den Slicern ist die innerbetriebliche Gestaltung der vorgelagerten Prozesse vor dem Schneiden von wesentlicher Bedeutung für die wirtschaftliche Optimierung o.g. Einflussgrößen. Insbesondere bei Pökelwaren werden schnell die Grenzen der Optimierbarkeit erreicht – u.a. begründet in den Abmessungen bzw. den substantiellen Fleischfehlern der Teilstücke.
 
Für die Verringerung des Verhältnisses Anschnitt und Endstücke zu geschnittenen Scheiben bei Rohpökelwaren werden heutzutage schon Teilstücke an den Enden durch „Klebetechnologien“ verlängert bzw. durch das Verbinden von Teilstücken sowohl in die Längsrichtung als auch nach oben für den Schneidprozess optimiert. Für die biochemischen Reaktionen des „Klebens“ werden durch die Zusatzstofflieferanten auf Rohpökelwaren angepasste Zusatzstoffe und Systemlösungen angeboten (z.B. von Ajinomoto das Enzym Transglutaminase). Für die technische Umsetzung dieser Verfahren kommen aber Ausrüstungen zum Einsatz, die für die Kochpökelwarenproduktion entwickelt – und auf die Belange des „Klebens“ von Rohpökelwaren maximal angepasst wurden. 

Verfahrensanforderungen

Ein Rohschinkenrohling, der durch die entsprechende Technologie schneidgerecht angepasst wird, sollte neben der mikrobiologischen Stabilität an der Klebefläche sich noch durch folgende Eigenschaften auszeichnen: 
  • konstante geometrische Abmessungen über die gesamte Länge, damit der Unterschied zwischen Zielgewicht und Nennfüllmenge beim Schneiden möglichst gering ist – durch Weichfolientechnologien nicht erreichbar,
  • keine Luftlöcher an den Verbindungsstellen der Teilstücke und zwischen Fleisch und gelegten Speckplatten
Um dies zu erreichen müssen nicht nur die Teilstücke, inklusive Speckplatten komplett luftfrei sein – auch die geometrisch definierte Form muss bis in die letzte Kante vollständig ausgefüllt werden. Für diese Ziele ist die Steifigkeit und fehlende „Fließfähigkeit“ der gesalzenen und durchgebrannten Rohlinge kontraproduktiv. Umfangreiche Versuchsreihen an der Staatlichen Fachschule für Lebensmitteltechnik Kulmbach (Technikerschule Kulmbach) zeigten, dass auch durch die Anpassung von bekannten Verfahrensabläufen, wie das separate Evakuieren der Formen mit anschließendem kombinierten Pressen/Verschließen bzw. die Kombination Evakuieren/Pressen mit anschließendem Verschließen der Formen keine zufriedenstellenden Ergebnisse beim Anschnittbild der geslicten Scheiben erreicht wird.
 
Als Gründe für dieses unbefriedigende Ergebnis wurden folgende Ursachen ermittelt:
  • Die Erhöhung der Presskraft zum Ausfüllen der Form ist durch die da mit einhergehende sichtbare Zerstörung des Muskels begrenzt.
  • Nur durch die Presskraft wird kein vollständiges Ausfüllen der Form erzielt, es muss dazu beim Pressen eine Art Massageeffekt zum Ausrichten der Muskelstücke erzielt werden.
  • Luftlöcher wirken diesem Ausrichten entgegen, da diese beim Verpressen von den Seiten eingeschlossen werden und nicht entweichen können – dies kann nur durch ein Pressen unter Vakuum kompensiert werden.
  • Das Bindegewebe des Muskels hat ein gewisses „Rückerinnerungsvermögen“. Nach dem Evakuieren/Pressen versucht es wieder eine für den Muskel „bequeme“ und für das Ausfüllen der Kanten der Form ungünstige Position einzunehmen. Zusätzlich führt diese Veränderung der Lage des Muskels in der Form zur Bildung von Luftlöchern.
Auf der Basis dieser Erkenntnisse wurde durch die Fa.Mai Maschinenbau GmbH, in enger Absprache mit dem Fachbereichsleiter Fleisch der Technikerschule Kulmbach ein Verfahren für die Rohschinkenproduktion entwickelt, dass den Anforderungen zur Produktion von luftfreien und geometrisch klar definierten „geklebten“ Rohpökelwaren entspricht. Bei der Definition der Aufgabenstellung für die Verfahrensentwicklung wurden zusätzlich folgende Zielsetzungen definiert: 
  • Da die Formgebung bei der Kochpökelwarenproduktion durch die bessere Fließfähigkeit der Teilstücke nicht so hohe Ansprüche wie bei der Rohschinkenproduktion stellt, sollte dieses Pressverfahren gleichzeitig für die Herstellung von klassischen Kochschinken (handgelegt, mit oder ohne Speckplatte) geeignet sein.
  • Das Verfahren muss eine maximale Länge bis 160 cm (max. Aufnahmelänge klassischer Slicer mit automatischer Beladung) ermöglichen.
  • Einfaches Befüllen der Formen, auch unter ergonomischen Gesichtspunkten.
  • Einfache Entnahme der abgebundenen bzw. pasteurisierten Produkte aus den Formen.
  • Verhinderung von Scherkräften bei der Entnahme aus den Formen, da dies die instabilen Verbindungsstellen bei der Rohschinkenproduktion zerstört.
  • Möglichkeit der Mechanisierung bzw. Automatisierung des Pressvorganges inklusive Produktentnahme aus den Formen.
  • Kundenspezifische Produktformen über die Gesamtlänge, um sich durch ein entsprechendes „Food design“ optisch von Mitbewerbern abzuheben.

 Mai – Hampress - Verfahren

Bild 1: Mai – Hampress
mit 40 cm Systemform
Die erste Serienmaschine der „Mai – Hampress“ (Bild 1) als Ergebnis der Entwicklung eines neuen Pressverfahrens für Rohpökelwaren – und für Kochpökelwaren, wurde auf der IFFA 2007 erstmals einem breiten Publikum vorgestellt. Die Innovation dieses Verfahrens für die Optimierung der Formung von Pökelwaren liegt in dem gesamteinheitlichen Ansatz hinsichtlich Pressverfahren und Formgebung. Das Herzstück bei diesem Verfahren ist nicht die Presse, sondern die Systemform. Erst die konstruktive Gestaltung der Systemform ermöglichte es, dass bei einem anliegendem Pressdruck von z.B. 20 N/cm² und gleichzeitigem Vakuum der Deckel und die Form in der Presse automatisch eine kraft- und formschlüssige Verbindung eingehen.
Dadurch wird die erforderliche starre Fixierung des Materials in der Form (kein Federdeckel) gewährleistet, um das „Rückerinnerungsvermögens“ des Bindegewebes des Muskels zu überlisten. Um Luftlöcher zwischen den Fleischrohlingen und an der Innenseite der Speckplatte zu verhindern, sowie auch die Form komplett auszufüllen, wird beim Ausformen in der „Mai – Hampress“ eine auf das jeweilige Produkt abgestimmte „Massage“ durchgeführt. Für diesen Massageeffekt ist nicht nur die frei programmierbare Anzahl der Vakuumzyklen verantwortlich, sondern das gleichzeitige Anliegen von Vakuum in Verbindung mit einer definierten Anzahl von Presszyklen und einer produktabhängigen Presskraft.
 
Zusätzlich ermöglicht es die Gestaltung der Systemform und die Konzeption für die Be- und Entladung der Presse die Prozesse zu mechanisieren bzw. zu automatisieren. Auch wird bei der manuellen- bzw. automatischen Entnahme durch die konstruktive Gestaltung der Systemform konsequent das Auftreten von Scherkräften verhindert. Auch die anderen o.g. Zielsetzungen lassen sich mit dieser neuartigen Konzeption hinsichtlich der Formgebung von Pökelwaren kundenspezifisch umsetzen. 

Ergebnisse Rohpökelwaren

Vor der Vorstellung auf der IFFA 2007 wurde der Prototyp der „Mai – Hampress“ ein Jahr an der Technikerschule Kulmbach umfangreich getestet. Durch die intensive Vorbereitung bei der Erarbeitung der Aufgabenstellung im Vorfeld der Entwicklung ergaben die Untersuchungen nur geringfügige Änderungen an der maschinentechnischen Gesamtkonzeption.
Die mit dem neuen Verfahren produzierten Endprodukte entsprachen voll und ganz der Aufgabenstellung für „geklebte“ Rohschinken. Sowohl die gleichmäßige Geometrie, als auch die Luftfreiheit zwischen Teilstücken und Speckplatten bestätigten den richtigen Lösungsansatz. Beim Slicen konnten alle geschnittenen Portionen als voll verkaufsfähig bewertet werden. Auch die anderen Zielsetzungen, wie z.B. die einfache Entnahme der Rohlinge aus den Formen, wurden erfüllt. Welche Möglichkeiten dieses Verfahren hinsichtlich der Produktgestaltung ermöglicht, zeigt der geslicte Nussschinken (Bild 2) mit 3 mm Speckplatte.

 

Bild 2: Nusschinken
mit Speckplatte, geslict
Auch die ziemlich exakte Geometrie über die gesamte Länge von 40 cm bei diesem Produkt (Bild 3) überzeugt. Das dieses Verfahren auch sehr gute Ergebnisse bei Spaltschinken mit definierter Speckauflage (Bild 4) ermöglicht, erweitert zusätzlich die zukünftigen Einsatzgebiete dieses Verfahrens.

Bild 3: Nussschinken, Gesamtansicht

Bild 4: Spaltschinken

Ergebnisse Kochpökelwaren

Bild 5: Kochschinken mit Speckauflage, geslict
Das ein formgebendes Verfahren für Rohpökelwaren auch einen guten luftfreien Kochschinken ermöglicht, davon war auszugehen. Sogar die klassischen Luftbläschen zwischen Fleisch und Speckplatten traten nicht mehr auf (Bild 5). Das dieses Verfahren durch seinen Massageeffekt Legefehler von angelernten Mitarbeitern fast vollständig kompensiert – auch diese nicht definierte Zielstellung wurde mit dem neuen Verfahren umgesetzt. Welche Bedeutung diese Ergebnisse für die tägliche Produktion haben, soll an dieser Stelle nicht näher ausgeführt werden.
Während der Pasteurisation kommt es am Rand zu einer stärkeren Wärmeausdehnung des Materials als im Kern. Hierdurch wird der klassische – gefederte Deckel, im Gegensatz zum neuen starren Deckel, leicht angehoben. Im Kern bilden sich durch die geringere Wärmeausdehnung und den geringeren Innendruck kleinste Hohlräume zwischen den Muskelfasern – aber auch zwischen den Muskeln. Dies wird durch eine ungenügende Entlüftung bzw. Legefehler noch unterstützt. Wenn jetzt eine karge Solbildung zwischen den Muskelfasern bzw. zwischen den Scheiben besteht – wie dies z.B. bei der Verwendung von PSE – Muskeln der Fall ist – können diese Hohlräume durch die unzureichend gelösten myofibrillären Proteine nicht mehr „überbrückt“ werden. Es kommt zu den klassischen Problemen mit dem extra- und intramuskulären Scheibenzusammenhalt. Durch die physikalische Kompensation der unterschiedlichen Ausdehnung des Fleisches beim Pasteurisieren konnten die negativen Auswirkungen des Fleischfehlers PSE auf den Scheibenzusammenhalt mit der „Mai – Hampress“ kompensiert werden. 

Zusammenfassung

Beim Slicen von Schinkenspeck aus der Hüfte können bis zu 18% des Rohlings durch den Anschnitt bzw. das Endstück nicht wirtschaftlich verwertet werden. Bei der Kochschinkenproduktion können im Mittel mehr als 7% (Fleischwirtschft 9/2007) der geschnittenen Scheiben wegen des inakzeptablen Scheibenzusammenhalt nicht mehr verkaufsfähig sein. Die mit dem neuen Pressverfahren der Firma Mai an der Technikerschule Kulmbach durchgeführten Versuche zeigen, dass durch neue Ansätze für bekannte Technologien und deren technischen Umsetzung praktikable Verfahren für die Lösung dieser Probleme erzielt werden können.
Die Autoren C. Hellwig, J.Müller und M. Pabst, die die Ergebnisse der Versuche in der Facharbeit „Einsatzmöglichkeiten der Mai – Hampress für Kochpökelwaren, Rohpökelwaren und formgebende Anwendungen“ darstellten, wurden dafür mit dem Günter – Fries – Preis der Devro – Stiftung ausgezeichnet.