Exakte Aromadosierung im laufenden Betrieb mit Wägetechnik

Perfekte Herstellung von Tee

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Die Aromadosierung ist von allergrößter Wichtigkeit bei der Herstellung von Teebeuteln. Einige hundertstel Gramm kommen in jeden Beutel, Abweichungen vom Idealgewicht wirken sich direkt auf das Aroma des gebrühten Tees aus. Die ersten Teebeutel waren sicher noch weit vom Optimum entfernt. Zur Sicherung der Qualität der Teebeutel wurde nun ein spezielles Wägesystem entwickelt.

Als 1881 mit der Firma Otto E. Weber der Vorgänger der heutigen Teehaus GmbH im sächsischen Radebeul gegründet wurde, waren neben Carlsbader Kaffeegewürz, bei dem hauptsächlich geröstete Feigen gemahlen und in Würfel gepresst wurden, auch Chinesischer Tee in Form von kleinen gepressten Würfeln im Angebot. Als über 30 Jahre später während des Ersten Weltkriegs die Dresdner Firma Teekanne GmbH Tee portionsweise in kleine Mullsäcke verpackt für die Truppenverpflegung lieferte, war ein erster Schritt zu den uns heute allen bekannten Teebeuteln getan. Doch von den Soldaten bekam der Teebeutel den Beinamen „Teebombe“, da sich der Geschmack der Teeblätter in den Teebeuteln nicht entfaltete, das Wasser aber braun färbte. Die Lösung dieses Problems und schließlich die Erfindung des heutigen Teebeutel gehen auf den sächsischen Ingenieur Adolf Rambold zurück, einem Mitarbeiter der Firma Teekanne. So brachte im Jahr 1929 Teekanne, seit 1991 Konzernmutter der Radebeuler Teehaus GmbH, ihre ersten Aufgussbeutel aus geschmacksneutralem Spezialpergamentpapier auf den Markt.

Von den aktuell 137 Tee-Produkten werden 65 Artikel mit einem oder zwei Aromen wie etwa Vanille, Karamell, Kirsche oder Himbeere ergänzt. Michael Herrschuh, Maschinenbaumeister bei Teehaus, erläutert: „Wir dosieren nicht gravimetrisch, sondern volumetrisch. Das heißt konkret, dass die Dosierung der Maschine über mehrere Dosierzylinder verfügt. Diese werden mit Tee gefüllt, abgestrichen und stellen so die zu dosierende Menge dar. Korngrößenschwankungen und Entmischungstendenzen lassen erahnen, wie problematisch es ist, hier exakt zu dosieren.“
Eine viel größere Bedeutung noch habe aber die volumetrische Dosierung von Aromen, denn wenn man bei der Dosierung des Füllgutes noch von 1,25 bis 3,5 g spreche, so seien es bei Aromen gerade noch wenige 0,04g bis 0,23 g. Aufgrund dieser relativ geringen Mengen, die zu dosieren sind, kam es in der Vergangenheit durch Korngrößenschwankungen bei Aromen immer wieder zu Abweichungen. Wenn zu viel Aroma dosiert wird, dann erweist sich das Aroma nicht mehr als geschmacksergänzende Komponente, sondern als zu dominant – einmal ganz abgesehen von den unnötig produzierten Kosten. Wird zu wenig Aroma dosiert, dann hat der Kunde ebenso nicht das gewünschte aromatische Geschmackserlebnis.
In einem ersten Schritt entwickelte man bei Teehaus ein Nachweisverfahren, mit dem man den Verbrauch eines Aromas pro Teebeutel nachweisen konnte: Nach einer definierten Anzahl von hergestellten Teebeuteln wurde das verbrauchte Aroma ausgewogen, durch die Anzahl der hergestellten Teebeutel geteilt und somit die Aromamenge pro Teebeutel ermittelt. Der große Nachteil dabei: Herrschuh und seine Kollegen wussten erst im Nachhinein, ob zuviel oder zuwenig der teueren Aromen zudosiert wurden. Abweichungen von 0,005–0,015 g pro Teebeutel summieren sich bei einer entsprechend großen Anzahl zu erheblichen Summen.
Diese Ungenauigkeiten beim Zudosieren von Aromen waren dann schließlich Anlass genug, sich nach einem geeigneten und sicheren Wägesystem umzusehen. Maschinenbauer Herrschuh erinnert sich: „Wir waren unzufrieden mit den vorhandenen Schwankungen und haben nach einem Wägesystem gesucht, um diese relativ kleinen, geringen Aromenmengen genauer dosieren und auf Schwankungen schnell, im laufenden Betrieb, reagieren zu können.“
Ein besseres, professionelles System, eine Verbindung zwischen volumetrischer und gravimetrischer Dosierung musste her. Bei der Recherche regionaler Unternehmen stieß man schließlich auf die A.S.T. GmbH, die am Standort Dresden Kraftaufnehmer und Wägezellen als Standardprodukte, als OEM-Produkte und als kundenspezifische Sensoren entwickelt und produziert. Michael Herrschuh zum Vorgehen: „Wir haben uns schnell auf die Firma A.S.T. festgelegt, Kontakt aufgenommen, das Problem kurz geschildert und dann zusammen eine Lösung erarbeitet. Bis zum Start des neuen A.S.T.-Wägesystems auf allen Referenzmaschinen hatten wir knapp ein Jahr ein Testgerät unter Produktionsbedingungen im Einsatz“, dass die Anforderungen der Teehaus-Experten voll und ganz erfüllte. Eine große Herausforderung bei der Einführung der A.S.T.-Lösung waren vor dem Hintergrund der genauen Wägungen die u.a. durch den Aromaschieber ausgelösten Erschütterungen an der Maschine, die aber durch interne Filter und ein spezielles Steuergerät von A.S.T. schnell und sicher eliminiert werden konnten.
Heute sind in fünf Produktionslinien jeweils auf einer Teebeutelpackmaschine quasi als Referenzanlage ein A.S.T.-Wägesystem und eine A.S.T.-Dosiersteuerung installiert. Durch ständiges Wiegen des kompletten, gefüllten Aromabehälters mittels einer Wägezelle, und Zählen der hergestellten Teebeutel durch einen von der Teebeutelverpackungsmaschine ausgelösten Impuls, kann die Dosiersteuerung die Berechnung vornehmen und die Aromamenge pro Teebeutel anzeigen. Zu diesem Zweck wurde die A.S.T. -Dosiersteuerung A 810 mit einer speziellen Firmware ausgestattet.“
Ab 100 hergestellten Teebeuteln hat man dann einen hinreichend genauen Wert von beispielsweise 0,04 g Aroma pro Teebeutel, der auf einem Display dargestellt wird. Somit kann man permanent prüfen, ob dieser Wert der Vorgabe entspricht. Ist dies nicht der Fall, wird die Maschine gestoppt, die Dosierung angepasst, die Maschine gestartet und der Wägeprozess beginnt neu.
Für Michael Herrschuh liegen die Vorteile des A.S.T.-Wägesystems auf der Hand: „Wir dosieren auf alle Fälle genauer, normgerechter. Die Nachweisführung ist wesentlich einfacher und exakter. Wir hatten vorher natürlich auch eine Nachweisführung, die aber sehr zeitaufwändig war. Die Maschine musste außer Betrieb genommen werden, das Aroma wurde zurück verwogen. Bei der A.S.T-Lösung besteht der große Vorteil darin, dass man sofort, mit Inbetriebnahme der Maschine den Ist-Verbrauch ablesen kann. So kann man nach einer relativ geringen Beutelzahl sofort reagieren“.
A.S.T. Angewandte System Technik, Dresden www.ast.de

Das Verfahren vorher

Nachweis Aromaverbrauch vor der A.S.T.-Lösung

In die Aromentrichter wurde eine definierte Menge Aroma eingewogen. Jede Maschine hat einen Zähler und nach einer gewissen Zeit wurden die gezählten Beutel dividiert durch das verbrauchte Aroma. Das heißt, man hat vorher zwei Kilogramm eingewogen, hat 10.000 Beutel produziert, hat die Maschine angehalten, das restliche Aroma zurückgeschüttet, verwogen. Und dieses Delta, Anfangsbestand und Endbestand, wurde dividiert durch die Anzahl der hergestellten Beutel. Man konnte also anhand des Quotienten erkennen, lag man direkt auf dem Wert, darunter oder darüber. Wenn man zu viel Aroma verbraucht hatte, wurde eine Buchse, deren Öffnungen in Abstufungen von einem Zehntel Millimeter zur Verfügung stehen, mit geringerem Durchmesser eingesetzt. Wurde zu wenig Aroma verbraucht, wurde eine Buchse mit einem größeren Durchmesser gewählt. Das heißt aber, man konnte immer nur nach einer gewissen produzierten Anzahl reagieren.
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