Batch oder Inline? - Wirtschaftlichkeit und technische Grenzen

Uhren und Aktentaschen werden meist nicht nach ausschließlich wirtschaftlichen Gesichtspunkten gekauft.

Produktionseinrichtungen hingegen sollten nach rein wirtschaftlichen Gesichtspunkten ausgewählt werden. Wobei hier selbstverständlich nicht die reinen Investitionskosten, sondern die Kosten, die während des voraussichtlichen Einsatzzeitraumes ergebendes Gesamtkosten gemeint sind.

Beim Kauf eines PKW berücksichtigt fast jeder zumindest die Treibstoffkosten und stellt dann später fest, dass die Wartung und Reparatur ebenso wie die Versicherungseinstufung die Gesamtwirtschaftlichkeit deutlich beeinflussen können. Der Service und die Ergonomie beeinflussen die Verfügbarkeit und die Gefahr durch einen Fehler Kosten zu verursachen.

Zunächst sollen hier die Begriffe „batch“ und „Inline“ kurz erläutert werden:
· Das neudeutsche Wort batch sagt aus, dass etwas als Charge oder Einheit hergestellt wird. D.h. im Falle der Getränkebereitung bedeutet dies, dass die Zutaten in ein Behältnis gegeben und dort möglichst homogen gemischt werden, bevor meist kontinuierlich, ihre Weiterbehandlung (kurz-zeiterhitzt, karbonisiert) oder Abfüllung erfolgt.
· Inline bedeutet, dass vollkontinuierlich in einer Rohrleitung die Zutaten zu-sammengemischt werden.

Es gibt auch Kombinationen beider Systeme, wo z.B. Trockenstoffe in kleinen Einheiten gemischt und dann kontinuierlich zudosiert werden. Mischsysteme, die vollautomatisch in kleinen Einheiten „in line“ mischen, d.h. dass das System in eine Rohrleitung eingebunden ist, sind unzweifelhaft batch Systeme, auch wenn deren Befürworter und Hersteller sie gerne den Inline Systemen gleich setzen. Sie haben spezifische Vorteile, die nachfolgend selbstverständlich dargestellt werden sollen.

Es soll jedoch kein Plädoyer für oder gegen ein System gehalten werden. Wenn ein System nur Vorteile hätte, würde es das andere System nicht geben. Dieser Aufsatz soll die Unterschiede und spezifischen Vorteile der Systeme herausstellen, um die Entscheidung zu erleichtern.

Nicht alle Bewertungskriterien, sind für alle Betreiber gleich wichtig bzw. einige Kriterien können für einige Betriebe entscheidend und für andere vollkommen irrelevant sein. Als erklärendes Beispiel sei hier der Platzbedarf genannt, bei Neuanlagen kann man möglicherweise den Gebäudeanteil in Anrechnung bringen, wenn auch das Gebäude normalerweise nicht größer oder kleiner ausgeführt würde, nur weil eine Anlage 2 m² weniger Platz benötigt. Bei Erweiterungen oder Ersatz vorhandener Anlagen kann ein zu großer Platzbedarf hingegen ein k.o.-Kriterium sein und ein geringerer Platzbedarf keine echten Vorteile bieten.

Im wesentlichen lassen sich die Entscheidungskriterien in drei Gruppen einteilen:
1. Qualität:
· Dosiergenauigkeit
· Ergonomie / Bedienbarkeit
· Reinigungs- und Sterilisierbarkeit
· Zuverlässigkeit / Sicherheit
· Dokumentation
· Probenahmemöglichkeiten

2. Betriebskosten
· Dosiergenauigkeit
· Kosten beim Produktwechsel (Produktionsstart/-ende): Umstellverluste (Sirup- /Produktkosten, Abwasserkosten, Umstellzeit)
· Verbrauch von CO2, Wasser, Strom, Druckluft etc.
· Reinigungskosten (Wasser, Reinigungsmittel, Energie, Zeit)
· Wartungs- und Reparaturkosten
· Fehlerkosten

3. Investitionskosten
· Anschaffungskosten
· Installationskosten (Transport, Einbringung und Montage, bauliche Veränderungen, Kosten der Steuerungs-Integration (Steuerung, Kommunikation mit Füller und CIP-Anlage, BDE), Schallschutzmaßnahmen, Inbetriebnahmekosten)
· Platzbedarf

Die vorgenannte Auflistung kann bei einem Vergleich auch als Checkliste dienen. Prinzipiell kann die Liste natürlich noch erweitert oder weiter differenziert werden. Erfahrungsgemäß reicht jedoch die obige Aufteilung vollkommen aus, um einen de-taillierten Vergleich durchzuführen.

Zunächst sollen einige der vorgenannten Begriffe erläutert werden:

· Dosiergenauigkeit

Der Einfluss auf die Qualität ist offensichtlich. Normalerweise werden ein Sollwert und eine obere und untere Toleranz für jede zu dosierende Komponente festgelegt. Die Toleranzen werden so gewählt, dass der Konsument die Unterschiede innerhalb der Toleranz üblicherweise nicht wahrnehmen kann. Produkte die außerhalb der Toleranz liegen können zu Konsumentenbeanstandungen führen. Wenn eine Mischeinrichtung nun mit einer wesentlich höheren Genauigkeit betrieben werden kann, kann ggf. der Sollwert abgesenkt werden, da trotzdem das gesamte hergestellte Produkt innerhalb der Toleranz liegt, der Mittelwert liegt jedoch niedriger wodurch Kosten eingespart werden.

· Ergonomie / Bedienbarkeit

Dies ist ein Bereich der schwer quantifizierbar ist. Selbstverständlich leuchtet es jedem ein, dass Lärm krank machen kann. Aber auch Maschinen mit schlechter Bedienbarkeit können das Unzufriedenheitspotential eines Mitarbeiters erhöhen. es ist nachgewiesen, das glückliche und zufriedene Mitarbeiter seltener krank sind.

· Reinigungs- und Sterilisierbarkeit

Dies sollte eine Selbstverständlichkeit sein. Insbesondere batch Systeme, dazu gehören auch die „in line - mini batch Systeme“, haben hier häufig Defizite.
o T-Stücke,
o Muffen ohne frontbündigen O-Ring und ohne Leckageanzeige,
o Behälter in denen ein Sumpf verbleibt oder die geflutet werden müssen
o nicht ausreichende Strömungsgeschwindigkeiten,
o manuell zu bedienende Komponenten, inkl. Probenahmeventile
sind die häufigsten Konstruktionsdetails, die eine zeitgemäße Reinigung und Sterilisation verhindern. Prinzipiell sind Inline-Systeme einfacher so zu konstruieren, dass sie vorbildlich reinigungsfähig wären. Leider werden aber auch hier Fehler gemacht:
o Zirkulationsleitungen und Bypass-Regelungen,
o nicht optimal gestaltete Strahldüsen,
o nicht reinigungsfähige (zwangsfördernde) Pumpen,
o ungünstige Strömungsverhältnisse.

Prinzipiell lassen sich diese und weitere Fehler bei beiden Systemen beobachten. Garantien nützen hier wenig. Falls der eigene Sachverstand nicht ausreicht sollte man einen Berater seines Vertrauens hinzuziehen.

· Zuverlässigkeit / Sicherheit
· Wartungs- und Reparaturkosten
· Fehlerkosten

Diese Punkte sind ebenfalls schlecht quantifizierbar. Bei bewährten Systemen kann man natürlich die Betreiber vorhandener Anlagen befragen, dadurch kauft man jedoch eher eine Technik von gestern. Sinnvoll ist hier eine seriöse Analyse der gesamten Anlage und jeder einzelnen Komponente. Auch hier kann ein Berater von Vorteil sein.

· Dokumentation

Unabhängig davon, dass eine geeignete Dokumentation zwingend vorgeschrieben ist, wird sie leider noch immer nicht angemessen bewertet. Nicht der Umfang, sondern die Qualität der Dokumentation, wie
o Gliederung
o Stichwortregister
o Verständlichkeit
o Richtigkeit
um nur einige zu nennen sind entscheidend. Es gibt immer noch Hersteller von Messgeräten, die die Dokumentation für ganze Baureihen in mehreren Sprachen drucken und dann zum Schutze des Messgerätes, ihre Dokumentation als Einwickelpapier benutzen. Wenn der Hersteller eines Mixers solche „bedruckten Papiere“ ungeprüft seiner Dokumentation beifügt, inkl. der Einbauanleitung, lässt dies Rückschlüsse auf die gesamte Dokumentation zu.

· Probenahmemöglichkeiten

Es ist vollkommen inakzeptabel wenn nicht ausreichend Probenahmemöglichkeiten für biologische und chemisch-technische Proben vorhanden sind. Bei einem vollautomatischen Mixer müssen diese Probenahmeventile während der Reinigung automatisch geöffnet und geschlossen werden!

· Kosten beim Produktwechsel (Produktionsstart/-ende)

Diese Kosten sind ganz offensichtlich. Bei gut ausgeführten Systemen liegen hier die Hauptvorteile von Inline Systemen.

· Verbrauch von CO2, Wasser, Strom, Druckluft etc.

Der CO2-Verbrauch ist zum großen Teil systembedingt. Druckentgasungen, die häufig mit Batch-Systemen kombiniert werden, haben einen höheren CO2-Verbrauch als Vakuumentgasungen. Systembedingt ist es mit vertretbarem Aufwand nicht möglich, CO2-freie Produkte mit Druckentgasungen herzustellen. Optimale Inline Karbonisierungen mit Düsen oder statischen Mischern sind für niedrige und hohe CO2-Gehalte gleichermaßen geeignet. Tankbasierte Systeme, die häufig in Kombination mit Druckentgasungen eingesetzt werden, sind hauptsächlich für hohe CO2-Gehalte gut geeignet. Bei Inline Karbonisierungen kann der Kopfdruck im Puffertank durch Druckluft oder Stickstoff (aus einfachen Luftzerlegungsanlagen) erzeugt werden. Bei tank-basierten Systemen ist dies nicht möglich.

Der elektrische Anschlusswert ist häufig bei Inline Systemen höher als bei batch Systemen.

Die weiteren Betriebs- und Investitionskosten sind selbsterklärend.

Die eingesetzte Technik und die Steuerung werden bei batch Systemen meist wesentlich einfacher ausgeführt. Je nach technischer Ausführung können mit batch Systemen sehr hohe Dosiergenauigkeiten erreicht werden. Die Investitionskosten steigen mit der Größe des Mixers proportional an.

Optimal ausgeführte, betriebssichere Inline Mixer benötigen einen bestimmten Steuerungsaufwand, wodurch Mixer mit kleinen Volumenströmen überproportional hohe Investitionskosten erfordern. Inline Mixer mit hohen Volumenströmen erreichen fast die Investitionskosten der batch Mixer. Bei hohen Volumenströmen, häufigen Produktwechseln und hohen Anforderungen an die Reinigungs- und Sterilisierbarkeit sind gute Inline Systeme die erste Wahl.

Die Betriebssicherheit kann bei beiden Systemen sehr gut sein. Der technische Aufwand eine hohe Betriebssicherheit zu gewährleisten ist jedoch bei Inline Systemen höher.

Für sehr kleine Mengen kann es immer noch wirtschaftlich sein, das fertige Getränk in einem Tank zu mischen und von hier, ggf. über eine Inline Karbonisierung, direkt zur Abfüllung zu bringen.

Je nach Anzahl der Produktwechsel und der Kostensituation sind batch Systeme, sofern für den Bedarfsfall einsetzbar, bei Volumenströmen unter 10m³/h fast immer günstiger als Inline Mixer. Bei Volumenströmen oberhalb 30 m³/h sind gute Inline Systeme fast immer im Vorteil gegenüber batch Mixern. Bei der sogenannten „Durchschnittsanlage“ liegt der Schnittpunkt zwischen batch und Inline Mixern bei 18.000 l Stundenleistung.

Nur durch eine tiefe, individuelle Prüfung unter Berücksichtigung der zu erwartenden Gegebenheiten, kann man die Entscheidung für ein bestimmtes System nach rein wirtschaftlichen Gesichtspunkten treffen.

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