Der Trajektionsmischer der hs-tumbler GmbH wird erstmals in der Schinkenherstellung verwendet. Laut Hersteller mischt die auf der IFFA 2025 präsentierte Innovation in Sekunden statt in Stunden, senkt den Energieverbrauch um 80 Prozent und eliminiert das Rühren und Kneten sowie das Einspritzen von Salzlake.
Der patentierte „Trajektionsmischer“ des deutschen Start-ups hs-tumbler, Osnabrück, soll bis zu 7,2 t Rohstoffe pro Stunde verarbeiten und dabei die Chargen alle 12 Sekunden wechseln. Die für den industriellen Bedarf ausgelegte Anlage, die sich in weniger als 24 Monaten amortisiert haben soll, stellt eine neuartige Alternative zu herkömmlichen Tumbler-Systemen dar. Im Sommer 2025 kommt die Technologie erstmals in der industriellen Schinkenproduktion zum Einsatz. Das Hochgeschwindigkeitssystem mischt Fleisch und Lake in Sekundenschnelle, im Gegensatz zu herkömmlichen Tumblern, die dafür mehrere Stunden brauchen.
Die hochfrequenten Mischbewegungen ersetzen das traditionelle Rühren, Kneten und Injizieren der Lake und tragen nach Herstellerangaben zur Verbesserung von Hygiene und Effizienz bei. Die Anwendungsgebiete umfassen mariniertes Fleisch und pflanzliche Proteine, Pizzateig ebenso wie kosmetische Cremes.
Der Trajektionsmischer, mit dem in diesem Sommer die Serienproduktion in einer deutschen Schinkenfabrik startet, hat die Prüfung für den industriellen Einsatz DIL Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik bestanden. Die umfassenden Tests belegen den deutlichen Geschwindigkeitsvorteil des hs-Tumbler-Mixers, der das Ausgangsmaterial demnach etwa 1.000-mal schneller verarbeitet als herkömmliche Verfahren. Das verbessert nicht nur Hygiene und Flexibilität, sondern ermöglicht auch die Umsetzung neuer Inline-Produktionsmethoden.
Untersuchungen des unabhängigen Forschungszentrums Klevertec an der Hochschule Kempten belegen im Rahmen eines Projekts die erfolgreiche Durchmischung von Kochschinken durch das patentierte System ohne Lake-Injektion. Damit ersetzt es einen arbeitsintensiven, zeitaufwendigen und hygienisch kritischen Prozessschritt. Die Lake-Injektion wird als einer der heikelsten Prozessschritte der Fleischverarbeitung angesehen, da herkömmliche Injektoren schwer zu reinigen sind und häufig ein Risiko für Kontamination bergen.
„Diese Ergebnisse stimmen mit unseren Berechnungen überein und bestätigen nicht nur die überlegene Geschwindigkeit des Systems und dessen nahezu unterbrechungsfreien Betrieb, sondern auch, dass der Schritt der Lake-Injektion umgangen wird“, sagt Bernhard Hukelmann, Geschäftsführer von hs-tumbler und Erfinder des Systems. „Wir freuen uns auf die umfangreiche Implementierung in Schinkenfabriken, nun da die industrielle Freigabe erteilt wurde.“
Erste Großproduktion
Die Produktionsstätte eines deutschen Fleischverarbeitungsbetriebs nutzt erstmalig diese Technologie in Industrieanlagen, nachdem kleinere Anlagen bereits in Europa, Japan und Nordamerika Anwendung finden. Mit einer Größe von 2,6m x 2,6m stellt der industrielle Trajektionsmischer eine leistungsfähige Alternative zu konventionellen Tumblern und Mischsystemen dar. Zu seinen Vorzügen zählen ein höherer Durchsatz, eine verbesserte Produktbeschaffenheit und ein geringerer Energieverbrauch.
„Zudem optimiert das System den Ertrag, indem es Fleischverluste durch die Reinigungszyklen erheblich verringert und eine genaue Dosierung der Lake ermöglicht“, so Hukelmann. Seine energieeffiziente Funktionsweise und der Wegfall von zusätzlicher Ausrüstung wie Lake-Injektoren führen zu erheblichen Kosteneinsparungen, durch die sich die Investition in weniger als zwei Jahren amortisieren soll. „Wir können in der gleichen Zeit die dreifache Menge verarbeiten wie der größte derzeit auf dem Markt verfügbare Mischer – und das bei einem um 80 Prozent geringeren Energieverbrauch“, erklärt Bernhard Hukelmann. Damit Lake, Gewürze und andere Zutaten gleichmäßig vermischt sind, ist es wichtig, Fleisch und Zusatzstoffe gut zuverteilen. Ein sorgfältiges Mischen sorgt für Bindung und Zartheit, schafft ein einheitliches Geschmacks- und Texturerlebnis und fördert den Strukturaufbau. Es ist die Grundlage für die hohe Qualität und die charakteristischen Eigenschaften von Wurst- und Schinkenprodukten.
Das Trajektionsmischen ist effizient, weil es auf Schwingungsprinzipien und Adhäsionskräfte in der Mischung zurückgreift. Der Trajektionsmischer leitet das Prozessmaterial mit hoher Geschwindigkeit entlang festgelegter Routen – wie zum Beispiel einer Acht oder einer Brezel – ähnlich den präzisen, kreisenden Flugbahnen von Kolibri-Flügeln. Die Mischintensität lässt sich genau auf das spezifische Material abstimmen, das kontrolliert, gleichmäßig und multidirektional verrührt und durchmischt wird.
Physikalische Basis des Systems
Das System verwendet die sogenannten „Lissajous-Kurven“, ein physikalisches Phänomen, das durch die Überlagerung harmonischer Schwingungen entsteht, die senkrecht zueinander verlaufen. Diese Kurven im Trajektionssystem entstehen durch zwei koordinierte Bewegungen des Prozessbehälters. Durch präzise zeitliche Steuerung entstehen Kreuzungspunkte, an denen Scher- und Zugkräfte auftreten. Dadurch kann das Produkt allein durch Bewegungen des Behälters eigenständig vermischt werden – ohne Tumbler oder Rührwerke. „Als Physiker war ich schon lange von der Idee überzeugt, dass die ineinandergreifenden Muster von Lissajous-Figuren in einem kontrollierten Umfeld eine gute Mischwirkung auf Materialien haben könnten. Inzwischen konnten wir nachweisen, dass dieser Effekt tatsächlich auf das gesamte Produkt gleichmäßig wirkt“, erklärt Bernhard Hukelmann.
Der Trajektionsmischer lässt sich außerdem leicht und effizient reinigen, da keine Mischwerkzeuge erforderlich sind. Zur Herstellung von Kochschinken ist es notwendig, Flüssigkeiten in die Mischung zu geben.
Bei herkömmlichen Methoden werden hierfür Pökel-Injektoren eingesetzt, die mit mehreren Nadeln die Lake direkt ins Fleisch einbringen, um eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen. Dieses Verfahren ist jedoch häufig ungenau in der Dosierung und kann zu einem Austritt von Flüssigkeit führen, wodurch das Risiko mikrobiologischer Verunreinigungen steigt. Mit dem Trajektionsmischer wird dieser Schritt überflüssig. Er erlaubt eine hygienische Verarbeitung und verbessert laut Hersteller die Qualität des Produkts.
Ein kleineres Modell des Trajektorien-Mixers ist ebenfalls erhältlich und verarbeitet Chargen von bis zu vier Kilogramm. Das System wurde mit Erfolg an einer Vielzahl von Materialien getestet – von Pulvern bis zu hochviskosen Stoffen.
hs-tumbler im Kurzprofil
Die hs-tumbler GmbH, ein innovatives deutsches Start-up mit Sitz im niedersächsischen Quakenbrück, wurde 2021 von Bernhard Hukelmann gegründet. Seit 2024 leiten Hukelmann und Andreas Leitze das Unternehmen gemeinsam. Das Unternehmen ist auf komplexe Mischtechnologien spezialisiert und hat das Trajektionsmischsystem entwickelt, das inzwischen patentiert ist. Dieses System verwendet hochfrequente Bewegungen entlang präziser, zweidimensionaler gekrümmter Bahnen, um eine effiziente und homogene Mischung von Materialien zu ermöglichen.
Zur Anwendung kommt das Verfahren in verschiedenen Branchen wie der Lebensmittelverarbeitung, Pharmazie, Kosmetik und Chemie. 20 Systeme sind bereits weltweit im Einsatz, von den USA bis Japan. Auf der Anuga FoodTec 2024 in Köln erhielt die hs-tumbler GmbH für ihren innovativen Trajektionsmischer den International FoodTec Award in Gold. hs-tumbler wurde 2024 in das CoLab Tech-Programm von Mondelez aufgenommen.