Sinds begin dit jaar vinden de microbiologische en chemische QC- en QA analyses voor de twee kaasfabrieken van DOC Kaas in Hoogeveen plaats in een nieuw gebouwd laboratorium in het hart van de grootste productielocatie, op het Zuivelpark. De 300 m2 labruimte biedt niet alleen ruimer plek voor de labmedewerkers, maar maakt het ook mogelijk om referentie- analyses uit te voeren die voorheen werden uitbesteed. Manager QC Evelien Vermue en chemisch specialist William van Goor lichten de nieuwe ontwikkelingen toe.
Zo’n één miljard liter melk wordt jaarlijks bij DOC Kaas in Hoogeveen verwerkt tot om en nabij de honderd miljoen kilo aan harde kazen, van allerlei vetgehaltes (48+, 40+, 30+, 20+) en soorten, zoals Cheddar, Gouda en Emmentaler. Waar de 120 jaar oude fabriek in het centrum van de stad de bekende wielen produceert, rollen er bij de 20 jaar oude ‘nieuwe’ fabriek even buiten Hoogeveen op het Zuivelpark zogenaamde blokkazen van de lopende band. Deze 15 tot 17 kg zware rechthoekige kazen worden deels, net als de wielen, beschermd met een laagje kaasplastic. Het grootste deel wordt echter geleverd in de vorm van foliekaas, waarbij dat beschermlaagje ontbreekt. De foliekaas is vooral bestemd voor de voedselverwerkende industrie.
Standaardiseren
Het proces van het kaasmaken is voor de verschillende soorten kazen min of meer hetzelfde; de variatie zit hem in de vet- en eiwitgehaltes in de gebruikte melk, de soorten zuursels en hoe lang de kazen in het pekelbad liggen. Een belangrijke stap in de batchgewijze kaasproductie is het standaardiseren. Hierbij wordt een 500.000 liter tank met melk, die in een eerdere processtap is gethermiseerd, geschikt gemaakt om tot het beoogde kaasproduct te komen. Dat heeft vooral van doen met het vetgehalte van de melk. De binnenkomende melk, die afhankelijk van het seizoen een vetgehalte van tussen de 3% en 6% heeft, wordt hiertoe eerst afgeroomd. Daarna wordt er een zodanige hoeveelheid vet toegevoegd, dat er bijvoorbeeld 40+ kaas mee kan worden gemaakt. De gestandaardiseerde melk wordt vervolgens na pasteuriseren in een wrongelbereider gepompt. Die biedt plek aan circa 13.000 liter melk, waaruit een kleine 200 kazen kunnen worden geproduceerd. Kort door de bocht (er zijn nog allerlei andere, kaassoortspecifieke additieven in het spel) gebeurt dat door toevoeging van achtereenvolgens zuursel (een cultuur van melkzuurbacteriën die de melksuikers omzetten in melkzuur) en stremsel dat door het enzym chymosine er voor zorgt dat de melk dik wordt.
Uiteindelijk ontstaat er een vaste massa, de wrongel, die na roeren en licht verhitten kan worden gescheiden van de wei. De wrongel wordt vervolgens in een kaasvorm geperst, waarna de gevormde kaas in een pekelbad wordt geplaatst. De verblijftijd in het pekelbad is bepalend voor het zoutgehalte van de kaas. Met het hierboven beschreven proces, dat bij DOC Kaas 24/7 doorgaat, is per batch niet meer dan een dag gemoeid. De kazen, die uit de fabriek komen zijn dan nog niet geschikt voor consumptie. Hiervoor moeten ze eerst nog een periode van minimaal acht weken (voor de jongste kazen) rijpen.
Micro-laborant Kevin Boer heeft met het door Veolia Water Technologies geleverde Corus demiwatersysteem geen omkijken meer naar het aftappen van voldoende demiwater. Met behulp van de modulaire pad kan het gewenste volume worden ingesteld.
Procesanalyse
In beide fabrieken is een klein productielab ingericht. Hier voeren de operators met name vet- en eiwitbepalingen met FT-IR uit. “Op basis van deze metingen standaardiseren de operators de melk. Met FT-IR hebben ze binnen anderhalve minuut een resultaat, zodat ze snel kunnen bijregelen als dat nodig is. De operators werken geheel zelfstandig, maar het centrale lab is er wel verantwoordelijk voor dat iedere monstername en meting goed wordt uitgevoerd. Wij moeten er ook voor zorgen dat de operators de juiste materialen ter beschikking hebben, dat de apparatuur goed werkt, dat ze precies weten wat ze moeten doen en eenduidig kunnen rapporteren. Dat is vanuit de dagdiensten, die we bij het lab draaien, goed te managen. Voor de weekenden hebben we in het chemisch lab per toerbeurt iemand aanwezig die voor beide fabrieken ondersteuning kan bieden”, vertelt chemisch specialist William van Goor.
Laboratorium voor de toekomst
Alle overige analyses vinden sinds 1 januari 2020 plaats in een volledig nieuw, door de firma Köttermann ingericht laboratorium, dat is gebouwd in het hart van de fabriek op het Zuivelpark. “Het oude centrale lab stamde uit de jaren zestig van de vorige eeuw en was aan vervanging toe. Het was te klein geworden om alles te kunnen doen wat we wilden doen en het werd ook steeds lastiger om te voldoen aan de nieuwste veiligheidseisen. We zijn drie jaar geleden begonnen met het uitwerken van plannen voor de inrichting van het nieuwe lab, waarbij we een laboratorium voor ogen hadden waarmee we voor de komende twintig jaar uit de voeten kunnen. Dat is best wel een uitdaging om zover in de toekomst te kijken: wat wil je extra gaan doen, hoeveel extra ruimte heb je daarvoor nodig, hoe ontwikkelt regelgeving zich?”, beschrijft QC-manager Evelien Vermue de uitdagende vragen die zij met haar team al in de ontwerpfase beantwoord moest zien te krijgen. Het resultaat is een twee verdiepingen tellend gebouw, met op de begane grond de laboratoria en daarboven vooral kantoorruimte. De 300 m2 labruimte is onderverdeeld in chemie en mi crobiologie. Het microbiologisch lab is alleen toegankelijk via een sluis en met speciale kleding en andere schoenen, zodat er geen overdracht van eventueel schadelijke micro-organismen vanuit het lab naar de fabriek kan plaatsvinden.
Kwaliteitscontroleur Tim Wanders heeft in het chemielab van het nieuwe laboratorium veel meer ruimte dan in de oude situatie.
Ook in het nieuwe microbiologsiche lab is het een stuk prettiger werken voor micro-laborant Nikki Zijnge.
Demiwater voor elk lab
Vanwege de strikte scheiding tussen chemie en microbiologie is besloten om het nieuwe lab uit te rusten met twee demiwatersystemen. Die van het oude lab is geplaatst bij chemie. Voor microbiologie is geïnvesteerd in een nieuw systeem. Hiervoor is aan drie leveranciers gevraagd om een voorstel te maken. Op basis hiervan is de keuze gemaakt voor het Chorus-systeem van Elga, dat is geleverd door Veolia Water Technologies. William van Goor: “Veolia had niet alleen de beste propositie, maar we waren ook gecharmeerd van de eenvoudige bediening en het efficiënte onderhoud, alsmede de mooie afwerking waarbij weinig slangen zichtbaar zijn.
Ook de modulariteit vonden wij een belangrijke reden om voor dit apparaat te kiezen. Hij is nu uitgerust voor het leveren van klasse 2 demiwater. In de toekomst willen we wellicht ook met PCR aan de slag. Hiervoor hebben we echter een hogere klasse demiwater nodig. Dit is eenvoudig met de Chorus te realiseren door een extra filter toe te voegen. Die modulariteit is trouwens al op een andere manier van pas gekomen. Aanvankelijk hadden we gekozen voor de optie met een standaard aftapkraantje. Maar in de praktijk was dat niet ideaal. Laboranten moeten vaak 5 liter aftappen en daar blijf je meestal niet bij staan wachten. En dan kan het zomaar gebeuren dat je net te laat terugkomt en de tafel vol water staat. Met de pod, die we achteraf hebben bijbesteld, kan je de hoeveelheid afstellen. Dat is wel zo comfortabel en efficiënt!”
Nieuwe analyses
Een deel van de extra ruimte in het chemiegedeelte is gereserveerd voor referentie-analyses, die in de oude situatie werden uitbesteed. “Er was eenvoudigweg niet de ruimte voor om ze uit te voeren. Door deze methoden naar binnen te halen heb je sneller resultaat en bespaar je op kosten. En niet onbelangrijk: we hebben de kennis hiervoor in huis en hebben zo de gelegenheid om onze expertise verder uit te bouwen”, stelt William. Een van de nieuw te implementeren methoden is de Kjeldahl eiwitanalyse, die wordt gebruikt als referentie voor de NIR- en FT-IR methodes. “Voor trainingssets voor NIR en FTIR heb je veel data nodig van externe labs. Met de referentiemethode kan je die methode gewoon in huis halen en zo onze snelle methodes verbeteren. Met de drie zuurkasten bij chemie hebben we nu de gelegenheid om deze best wel gevaarlijke en niet al te schone methode, die we in de oude situatie nooit hadden kunnen implementeren, zelf uit te voeren.”
Andere referentie-analyses die bij chemie op het wensenlijstje staan voor de nabije toekomst zijn vetbepaling volgens Röse-Gottlieb en vriespuntbepaling van de melk en de room met een cryoscoop. Laatstgenoemde zal als eerste worden geïmplementeerd. “We hebben er bewust voor gekozen om niet alles tegelijk te veranderen. Het is toch altijd even wennen aan een nieuw lab; het duurt even voordat alles op zijn plek ligt. Net nadat we de verhuizing hadden afgerond, kwam de coronacrisis, die ook voor ons de nodige implicaties had. Zo waren vanaf half maart alleen de mensen die analyses uitvoeren op het lab aanwezig; de rest werkte vanuit huis. Ook nu nog wordt thuisgewerkt waar mogelijk, maar is er wel ruimte om weer extra dingen te doen, die niet direct samenhangen met de controle van de lopende productie, zoals het opzetten van de vriespuntanalyse”, vertelt Evelien.
Een van de laatste fasen in het productieproces is het plaatsen van de gevormde kaas in een pekelbad. De verblijftijd in het pekelbad is bepalend voor het zoutgehalte van de kaas.
Breed werkgebied
Van de zeventien medewerkers werken er vijf bij microbiologie, waaronder drie laboranten op het lab en op kantoor een specialist en een junior specialist. Bij chemie werken zes chemisch laboranten. Meer overkoepelende functies zijn naast hoofd QC en chemisch specialist die van ‘lab centraal’ en van ‘kaascontrole (KC) centraal’. De functionaris ‘lab centraal’ is verantwoordelijk voor de rapportages die vanuit micro en chemie binnenkomen en naar klanten worden gestuurd. De ‘KC centraal’ houdt zich bezig met de afhandeling van het eindproduct: gaat de kaas goed de deur uit; is de storingstijd die er op zat goed beoordeeld; mag die weg of niet, of moet er nog meer onderzoek worden uitgezet? Microbiologische controles vinden plaats vanaf de binnenkomst van de melk tot aan de eindproducten, en alles wat daar tussen zit, inclusief zogenaamde schimmelrondes. De monstername voor de hygiënische controle van de productieinstallaties (waaronder luchtmonsters en swab’s) wordt gedaan door productiemedewerkers.
Steekproefgewijs worden ook melkmonsters genomen. Omdat er op de melk standaard twee hittebehandelingen plaatsvinden, wordt het leeuwendeel van de monsters na pasteurisatie genomen. Ook op eindproducten vindt microbiologische controle plaats, onder andere op listeria. Dat is wettelijk verplicht en klanten willen dat ook in het analysecertificaat zien.
Bewerkelijk
Het werkgebied van chemie strekt zich nog een stukje verder uit. Zo wordt de melk van iedere tankwagen bij binnenkomst gecontroleerd op antibiotica. Die klasse van stoffen mag er absoluut niet in zitten. Een dergelijke controle vindt ook plaats bij de landelijk georganiseerde screening van melk die bij de boerderijen wordt opgehaald, maar het duurt te lang voordat de uitslag daarvan binnen is. “Voordat wij die uitslag hebben, hebben we de melk al in de fabriek zitten en dan is het te laat als het niet goed is”, licht William toe. Het chemisch lab voert ook veel afvalwaterbepalingen uit als CZV, fosfaat en pH. Er komt namelijk veel water vrij bij het maken van kaas; in het geval van DOC Kaas zo’n 2 tot 3 miljoen liter per dag. Als er in dat water, dat uit de melk komt, te veel eiwitten zitten heeft de afvalwaterzuivering een probleem. Je moet er dus voor zorgen om onder bepaalde grenswaardes te blijven. Naast steekproefsgewijze controle van monsters uit de fabriek om te checken of de resultaten met die van de operators overeen komen, wordt ook de kwaliteit van de eindproducten steekproefsgewijs op 30 tot 40 kazen per dag bepaald op parameters als pH, vocht-, veten zoutgehalte. Dit gebeurt vooral aan de hand van NIR, op zich een supersnelle analysetechniek. Monstervoorbewerking maakt deze analyses echter behoorlijk bewerkelijk.
“De kaas zoals die uit de fabriek komt is nog geen homogeen product. Als die uit het pekelbad komt, zit al het zout aan de buitenkant. Voor een goed homogeen monster is het zaak een representatieve sector uit de kaas halen. Dat is ongeveer een kwart van de kaas. Die wordt vervolgens gemalen en daaruit stel je een representatief monster samen door verschillende deelmonsters samen te voegen”, aldus Evelien Vermue.