Projekt 35507/54

Transformation pflanzlicher Lebensmittelproduktion durch Dezentralisierung mithilfe Micro Factories

Projektdurchführung

OIY Solutions GmbH
The Oater
Weyertal 109
50931 Köln

Zielsetzung

Haferdrink wird heute überwiegend zentral industriell produziert, anschließend pasteurisiert, verpackt und über lange Strecken transportiert. Das ist ökologisch und operativ ineffizient: Ein Großteil des Produkts ist Wasser (90 %), das unnötig mittransportiert wird. Dazu kommen Einweg-Verbundverpackungen mit begrenzter Recyclingquote, energieintensive Prozessschritte und eine hohe Abhängigkeit von stabilen Lieferketten. Gleichzeitig erwarten Cafés und Gastronomie konstante Barista-Qualität (Geschmack, Textur, Schäumfähigkeit) – bei möglichst geringem Aufwand und kalkulierbaren Kosten.

Das Projekt zielte darauf ab, diese Schwachstellen systematisch zu adressieren: durch die Dezentralisierung der Herstellung hin zur Vor-Ort-Produktion. Kernidee war eine kompakte „Micro-Factory“, die Haferdrink direkt am Einsatzort automatisiert produziert – mit hygienischem Design, hoher Betriebssicherheit und effizientem Energie- und Reinigungsmanagement.

Die übergeordneten Ziele waren:

Entwicklung und Absicherung eines integrierten Systems zur lokalen Haferdrink-Herstellung (sicher, hygienisch, energieeffizient, robust).

Nachweis messbarer Umweltvorteile (weniger Transport, weniger Verpackung, optimierter Energieeinsatz).

Praxistauglichkeit im realen Betrieb belegen (Qualität, Akzeptanz, Verfügbarkeit/Uptime, Wirtschaftlichkeit und Servicefähigkeit).

Arbeitsschritte

1. Systementwicklung und Prototyping:
Das Gerät und die Prozessführung wurden iterativ entwickelt: Aufbau von Prototypen, gezielte Designänderungen, erneute Testläufe. Fokus lag auf der Integration der zentralen Funktionen (Dosierung, Erhitzung/Prozessführung, ggf. Fermentations-/Reifeanteile je nach Rezeptur, Ausgabe) sowie auf einer reinigungsfreundlichen, hygienischen Konstruktion.

2. Prozess- und Qualitätsoptimierung:
In systematischen Versuchsreihen wurden Parameter wie Temperaturverläufe, Mischhomogenität und Rezepturstabilität geprüft. Ziel war reproduzierbare Produktqualität bei gleichzeitiger Reduktion von Energiebedarf und Bedienaufwand. Schwachstellen (z. B. Ablagerungsstellen, Toträume, unzureichende Entleerung/Drainage) wurden konstruktiv eliminiert.

3. Sicherheit, Hygiene und Validierung:
Es wurden elektrische Sicherheitsprüfungen sowie Hygiene- und Reinigungsvalidierungen durchgeführt. Dazu gehörten mikrobiologische Untersuchungen von Produkt und relevanten Oberflächen sowie die Bewertung des hygienischen Designs anhand einschlägiger Normanforderungen. Erkenntnisse flossen als Korrekturschleifen in Mechanik, Werkstoffwahl und Reinigungsroutine ein.

4. Telemetrie und Datenbetrieb (IoT):
Ein digitales Monitoring wurde aufgebaut, um Produktions- und Reinigungszyklen, Temperaturkurven und Betriebszustände zu protokollieren. Die Daten dienten der Fehlerfrüherkennung, Remote-Diagnose, Serviceoptimierung und der kontinuierlichen Verbesserung der Betriebsstabilität.

5. Feldpiloten und Wirkungsmessung:
Piloteinsätze im Realbetrieb wurden genutzt, um Handhabung, Akzeptanz, Ausfallmuster, Reinigungsaufwand und Qualitätskonstanz zu bewerten. Parallel wurden Umweltwirkungen mittels Lebenszyklusbetrachtung (z. B. pro Liter) und Wirtschaftlichkeit anhand von Kosten- und Prozesszeitmodellen bewertet.

Ergebnisse

Technisches Ergebnis:
Aus einem frühen Entwicklungsstand wurde ein deutlich stabileres, integriertes System abgeleitet, das die lokale Haferdrink-Produktion im Alltagseinsatz ermöglicht. Konstruktive Verbesserungen (u. a. bei Wärmeführung, Mischqualität, Entleerung und Reinigbarkeit) reduzierten Störanfälligkeit und erhöhten die Reproduzierbarkeit. Die Telemetrie erwies sich als zentraler Hebel: Störungen konnten schneller erkannt, Ursachen datenbasiert eingegrenzt und Serviceeinsätze effizienter geplant werden.

Hygiene und Sicherheit:
Die Kombination aus hygienischem Design, klaren Reinigungsabläufen und Validierungsschritten führte zu einer belastbaren Grundlage für den sicheren Betrieb. Kritische Stellen wurden identifiziert und konstruktiv entschärft (z. B. durch glattere Geometrien, bessere Drainage, Vermeidung von Rückständen).

Ökologische Wirkung:
Die Vor-Ort-Produktion adressiert die wesentlichen Treiber der Umweltlast: weniger Transport „von Wasser“, potenziell weniger Einweg-Verpackung und ein effizienter, bedarfsorientierter Prozess statt zentraler pasteurisierter Massenproduktion.

Öffentlichkeitsarbeit

Das Projekt wurde über Demonstrationen im Realbetrieb, Pilotstandorte und gezielte Präsentationen gegenüber Stakeholdern sichtbar gemacht. Im Vordergrund stand nicht „Marketing“, sondern der Nachweis praktischer Funktion: konstante Getränkqualität, einfache Bedienung, nachvollziehbare Hygiene sowie ökologische und wirtschaftliche Effekte. Ergebnisse wurden in Form von Vorführungen, Gesprächen mit potenziellen Betreibern/Partnern und über projektbezogene Kommunikationsformate verbreitet. Die Telemetriedaten unterstützten dabei die Glaubwürdigkeit, weil sie Betriebsleistung und Reinigungsereignisse objektivierbar machen.

Fazit

Das Projekt zeigt, dass die Dezentralisierung der Haferdrink-Produktion technisch und operativ machbar ist und relevante ökologische Hebel adressiert. Entscheidend ist ein robustes Gesamtsystem aus Maschinenkonstruktion, standardisierten Zutaten, validierten Reinigungsabläufen und datengetriebenem Betrieb. Die größten Skalierungseffekte entstehen durch konsequentes Monitoring, schnelle Fehlerdiagnose und eine servicefähige Betriebsorganisation. Nächste Schritte liegen in weiterer Standardisierung, Reduktion des Bedienaufwands, erhöhter Ausfallsicherheit im Feld und der Überführung in einen rollierenden Serienbetrieb mit klaren Qualitäts- und Hygienestandards.