Hoe cryogene processen automatisering in de voedingsindustrie mogelijk maken

In moderne voedselproductie is automatisering reeds lang een must, het is cruciaal voor efficiëntie, hygiëne en schaalbaarheid. Toch falen veel processen door de fysieke eigenschappen van de producten: te zacht, te plakkerig, te instabiel. De oplossing? Koeltechnologie die veel verder gaat dan alleen conservering. Stein Vlassenbroeck, Lead & Offer Manager Food & Pharma bij Air Liquide, legt uit hoe gerichte koude-impulsen productieproblemen oplossen en zo de automatisering van complete processen mogelijk maken.

Meneer Vlassenbroeck, het belang van koude in de voedingsindustrie staat buiten kijf,  maar Air Liquide beweert dat koude niet alleen conserveert, maar processen ook vorm geeft. Wat wordt daar precies mee bedoeld?

Vlassenbroeck: Dat is inderdaad een nieuwe benadering. Koude werd vroeger beschouwd als een klassiek end-of-line instrument: een hulpmiddel voor houdbaarheid of opslag. Tegenwoordig zien we koude ook  als een actieve component in het productieproces, als een instrument dat proceszekerheid creëert en automatisering überhaupt mogelijk maakt. Het kan bijvoorbeeld helpen om instabiele of moeilijk hanteerbare producten te stabiliseren. We spreken dus niet meer alleen van koelen in de zin van temperatuurverlaging, maar van gericht proces koelen, daar waar het product relevant is.

Kunt u dat aan de hand van een praktisch voorbeeld toelichten?

Vlassenbroeck: Heel graag. Denk aan gemarineerde gehaktproducten, bijvoorbeeld hamburgers. Deze komen vaak nog warm uit de oven, zijn plakkerig en hebben een onregelmatig oppervlak. Dat zijn zeer slechte omstandigheden voor geautomatiseerde verpakkingsoplossingen: vacuümgrijpers of mechanische systemen bereiken hier snel hun grenzen. Vroeger greep men in zulke gevallen vaak terug op handmatige verpakking, met de bijbehorende personeelskosten. Tegenwoordig zetten we in op punctuele oppervlaktekoeling met vloeibare stikstof. Het oppervlak wordt kortstondig verstevigd en het product kan betrouwbaar worden vastgegrepen en verpakt. Dat vermindert niet alleen afval, maar verdubbelt in het beste geval zelfs de lijncapaciteit bij een gelijkblijvende productkwaliteit.

Met koeltechnologie handmatige verwerking vermijden

© Air Liquide Benelux

U spreekt van punctuele ingrepen. Hoe vroeg zou koeltechnologie volgens u betrokken moeten worden bij de planning van een productieproces?

Vlassenbroeck: Zo vroeg mogelijk, idealiter al in de ontwikkelingsfase van nieuwe producten of bij het herontwerpen van proceslijnen. Want veel uitdagingen die later als “bottlenecks” opduiken, kunnen door koude technologie in een vroeg stadium worden aangepakt. Dat betreft bijvoorbeeld producten met een instabiele consistentie of hoge verwerkingstemperaturen, gevoelige toppings of plakkerige oppervlakken. Dit alles beïnvloedt of en hoe een product geautomatiseerd verwerkt kan worden. Wie pas aan het einde aan koude denkt, mist vaak de kans om processen slimmer en robuuster in te richten.

Welke producten lenen zich bijzonder goed voor een dergelijke koude-integratie en zijn er ook toepassingen waarbij u de industrie nog te aarzelend vindt?

Vlassenbroeck: De grote kans ligt juist bij gevoelige of plakkerige producten die tot nu toe om kwaliteitsredenen handmatig werden behandeld, zoals voorgekookte componenten met saus of marinade, kant-en-klare snacks of fragiele grondstoffen en eindproducten. Hier zien we in veel bedrijven nog een zekere terughoudendheid ten opzichte van koeltechnologie, meestal uit angst voor smaak- of structuurveranderingen. Maar deze zorg is ongegrond als men met de juiste technologie werkt. Wij gebruiken gerichte, zeer kortstondige koude-impulsen die het oppervlak stabiliseren zonder in de kern van het product door te dringen. Het resultaat is een tijdelijke stevigheid die automatisering mogelijk maakt, zonder dat de sensorische eigenschappen van het product daaronder lijden.

Zijn er speciale systemen of procedures waarmee u deze effecten bereikt?

Vlassenbroeck: Ja, ons productgamma omvat verschillende systemen die elk zijn afgestemd op specifieke vereisten. Wij gebruiken vaak een vriestunnel die is uitgerust met een speciale kunststof band. Deze transportband kan doordrenkt worden met vloeibare stikstof. Hiermee bereikt men een zeer snelle stabilisatie van de onderzijde van het product; indien nodig wordt het product ook van bovenaf met vloeibare stikstof besproeid.

Voor losse, gevoelige producten zoals mozzarellaballetjes, filetstrips of plantaardige producten gebruiken we het zogenaamde IQF-vriezen (Individually Quick Frozen). Hierbij worden de producten in een roterende trommel continu bewogen, terwijl ze worden behandeld met een gerichte koude stroom. Dat voorkomt kleven of klonteren, een enorm voordeel bij het exact doseren en verpakken. Al onze systemen werken volgens het modulaire principe en kunnen individueel aan het product en de productielijn worden aangepast.

© Air Liquide Benelux

Hoe verloopt een typisch project als een klant zijn lijn wil ombouwen of automatiseren?

Vlassenbroeck: Meestal begint het met een concreet probleem: “We lopen met dit product tegen onze grenzen aan”, of het nu gaat om verpakken, snijden of manipuleren. Dan analyseren we samen met de klant het proces: Waar ligt het knelpunt? Welke temperaturen heersen in de kritische fases? Hoe is de product consistentie? Op basis van deze gegevens ontwikkelen we een passende oplossing, ofwel door de integratie van standaard modules of door een op maat uitgewerkte oplossing. Het voordeel van onze systemen is dat ze met minimale ombouwkosten kunnen worden geïntegreerd, vaak zonder ingrijpende wijzigingen in de bestaande proceslijn.

Automatisering vereist snelheid. Welke productieproblemen kunnen met koude bijzonder snel worden opgelost?

Vlassenbroeck: Vooral deze die te maken hebben met thermisch veroorzaakte instabiliteit. Een klassiek voorbeeld is het vormen van deeg- of vleesproducten: als het uitgangsmateriaal te warm is, verliest het vormstabiliteit. De output daalt en het afval stijgt. Ook in de snijtechniek zien we dat: zachte en warme producten laten zich niet nauwkeurig portioneren. Hier kan een gerichte koude-impuls zorgen voor onmiddellijke processtabiliteit. En dat, zonder dat er iets aan het recept of aan de lijn hoeft te worden veranderd. Zo kunnen doorvoer problemen in zeer korte tijd worden verholpen, een echte quick win in de productie.

Koude als probleemoplosser

Een ander centraal thema in de industrie is energie-efficiëntie. Hoe presteren cryogene systemen in vergelijking met conventionele koelmethoden?

Vlassenbroeck: Dat is een veelgestelde vraag en een terechte vraag. Cryogene koude werkt met kortere procestijden en koelt op een heel performante wijze. Dat onderscheidt het fundamenteel van mechanische koeling, waarbij vaak complete ruimtes of complexe machineonderdelen permanent gekoeld moeten worden. Dat betekent: onze systemen zijn niet alleen nauwkeuriger, maar vaak ook aanzienlijk energie-efficiënter. Natuurlijk hangt de totale balans af van het individuele geval, wij adviseren daarom individueel en bekijken ook altijd de bedrijfskosten over de gehele levenscyclus. Bovendien lopen bestaande mechanische koelsystemen bij bepaalde eisen snel tegen hun grenzen aan, bijvoorbeeld bij zeer snelle temperatuurwisselingen of bij extreem gevoelige producten. Bovendien worden steeds meer regio’s geconfronteerd met elektriciteitstekorten door de congestie van het elektriciteitsnetwerk. Hier brengt cryogenie onmiddellijk en snel soelaas.

Koude als probleemoplosser klinkt veelbelovend maar ziet u ook grenzen aan deze technologie?

Vlassenbroeck: Koude kan veel, maar niet alles. Het is geen vervanging voor een functionele productielijn of een doordachte productontwikkeling. Maar het kan wel cruciaal zijn waar klassieke methoden falen, zonder dat daarvoor ingrijpende wijzigingen in het proces nodig zijn. De belangrijkste voorwaarde is: men moet bereid zijn koude niet alleen als “koeling” te zien, maar als een actief onderdeel van de automatisering. Wie deze stap zet, wint aan flexibiliteit, proceszekerheid en snelheid.

Tot slot: Wat is volgens u de grootste misvatting over koeltechnologie in de voedingsindustrie?

Vlassenbroeck: De grootste misvatting is dat koude gelijk is aan een koelcel of een industriële diepvriesinstallatie. Velen stellen zich bij koeltechniek grote, energieverslindende installaties voor die aan het einde van de lijn werken. Dat komt niet meer overeen met de hedendaagse productietechnieken.

Cryogene koude is nauwkeurig inzetbaar en eenvoudig te integreren. Het kan niet alleen koelen, het kan processen mogelijk maken die zonder cryogenie helemaal niet mogelijk zouden zijn. Wie dat inziet, opent de deur naar echte productie-innovatie.

Benieuw naar meer? Maak hier een afspraak met onze cryogeen expertenteam.

Bron: Air Liquide - partner FoodPro Network