Automatisierungs-Set Abfüllanlagen an immer neue Getränke-Trends anpassen

Anbieter zum Thema

SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG

Schages GmbH & Co.KG

Fastems Systems GmbH

Schubert & Salzer Data GmbH

Neue Geschmacks-Trends, Hygiene und Besonderheiten wie Überschwappen: Die Anforderungen an Füll- und Verschließmaschinen für Getränke steigen. Mit dem Starterset 637 hat SEW-Eurodrive hierfür eine flexible Automatisierungslösung entwickelt.

In der Getränkeindustrie wandeln sich die Anforderungen: Ständig wechselnde Konsumententrends, kleinere Chargen, aber auch Nachhaltigkeit sind hier wichtige Themen. Diese erfordern Flexibilität und Modularität des Fertigungsprozesses, beispielsweise beim Abfüllen von Getränken in Bechern. Maschinenbauer stehen vor der Frage: Wie können sie Füll- und Verschließmaschinen so konzipieren, dass sie diesen Ansprüchen genügen? SEW-Eurodrive bietet mit dem Starterset 637 für den aseptischen Bereich eine flexible Automatisierungslösung, die diesen Anforderungen begegnet – und zusätzlich die hohen hygienischen Standards der Getränkeindustrie erfüllt.

Rasant und immer noch individueller – so lässt sich der Wandel der Konsumententrends in der Getränkeindustrie wohl recht gut beschreiben. Was heute viele unbedingt wollen, ist morgen schon wieder uninteressant. Wurde früher über einen langen Zeitraum lediglich der Schokodrink konsumiert, ist es heute der Schokochino in der Light-Variante, morgen vielleicht der laktosefreie Joghurt-Drink und übermorgen der vegane Mandelmilch-Latte-Macchiato.

Die Industrie muss hier mithalten und entsprechend Maschinen zur Herstellung und Abfüllung der Getränke im Turbotempo umrüsten. Viele häufige Produktwechsel sind gefragt, genauso wie kleinste Chargen und Bechermengen. Das bringt gleichzeitig auch einen höheren Reinigungsaufwand und wachsende Reinigungszyklen mit sich – wofür die Maschinen und Komponenten ausgelegt sein müssen.

Nicht nur Wunsch der Konsumenten nach Abwechselung, auch das Thema Nachhaltigkeit gewinnt an Bedeutung. Verpackt und versiegelt die horizontale Füll- und Verschließmaschine heute noch Getränkebecher mit Aludeckel, steigen die Anforderungen an die Getränkehersteller.

Nachhaltige Verpackungen aus Glas sind dabei ebenso gefragt wie Becher aus Monomaterial, zum Beispiel wiederverwendbares Polypropylen. Damit verändern sich wiederum auch die Maßstäbe für den Versiegelungsprozess, etwa die benötigte Zeit zum Versiegeln und die verwendete Temperatur.

Die Kernfrage: Wie können Maschinenbauer diese Anforderungen erfüllen und Maschinen für die Getränkeindustrie auf den Markt bringen, die ein schnelleres Umrüsten in der Abfüllung zulassen und dabei die hygienischen Vorschriften erfüllen?

Hygiene und Versiegelung: Maschinen schneller umrüsten

SEW-Eurodrive hat mit diesem Wandel im Blick kontinuierlich eine ganzheitliche Automatisierungslösung entwickelt, die es ermöglichen soll, Maschinen schneller umzurüsten und die gestiegenen Ansprüche in puncto Hygiene und Versiegelungsprozess zu realisieren. Das Starterset Horizontal Fill and Seal Progressive – Hygienic (Starterset 637) eignet sich laut Alexander Hack, Strategic Portfolio Manager bei SEW-Eurodrive, für den aseptischen Bereich und erfülle damit die hohen Ansprüche der Getränkeindustrie: „Die enthaltenen Komponenten sind perfekt aufeinander abgestimmt – was es Maschinenbauern ermöglicht, schnell die einzelnen Automatisierungskomponenten zu nutzen und dadurch Maschinen flexibel marktgerecht anzupassen.“ Für den aseptischen Bereich hat SEW das Starterset mit speziellen Komponenten ausgestattet.

Um hygienische Anforderungen wie die einfache Reinigungsfähigkeit und Resistenz gegen Reinigungsmittel zu erfüllen, setzt SEW-Eurodrive im neuesten Starterset auf Edelstahl-Servomotoren der Baureihe CM2H. Diese sind speziell für den Einsatz in Maschinen der Lebensmittel- und Getränkeproduktion geeignet, sie sind in einem hygienischen Design ohne Ecken, Kanten oder Hohlräume konzipiert und sind damit leicht zu reinigen. Die kompakten Einheiten aus Synchron-Servomotoren und Planetengetriebe sind IP69K-zertifiziert und somit resistent gegen Hochdruck, Heißdampf und korrosive Reinigungsmittel.

Die Antriebe lassen sich auch für wirksame, für Antriebskomponenten allerdings herausfordernde, automatisierte Reinigungsverfahren wie Cleaning in Place (CIP) und Sterilizing in Place (SIP) einsetzen.

Software: Kein Überschwappen mehr beim Abfüllen

Eine weitere Besonderheit des Applikationsfeldes: Bei der Abfüllung von Flüssigkeiten besteht die Gefahr, dass die Flüssigkeit durch den Taktbetrieb der Maschine aufschwingt und überschwappt.

Das kann zum Beispiel zu Siegelproblemen durch Verschmutzungen führen, was den Ausschuss erhöht und so die Gesamtanlageneffektivität (OEE) senkt. „Natürlich wäre es auch möglich, die Taktrate zu reduzieren. Das hätte dann aber wiederum eine negative Auswirkung auf die Produktivität – kein wünschenswerter Zustand für die Betreiber und Maschinenbauer“, erklärt Alexander Hack. Gezielt für die horizontale Füll- und Verschließmaschine hat SEW-Eurodrive darum spezielle Softwarefunktionen entwickelt: das prämierte Softwaremodul Movikit Antislosh. „Dieses Modul reduziert das ungewünschte Schwappverhalten erheblich. Es verkürzt also die Zeit, die eine Flüssigkeit nach einer Bewegung zur Beruhigung benötigt“, so Alexander Hack. In der Praxis bedeutet das: Die Getränkeabfüllung in Becher kann weiterhin in hoher Taktzahl erfolgen, ohne dass es zum Überschwappen und zur Verschmutzung kommt, was sich positiv auf die OEE auswirkt.

Komplettset: Edelstahl-Servomotoren, Steuerung & Co.

Das Starterset besteht aus einer Art modularem, fein skalierbarem Baukasten und ist somit als durchgängige Automatisierungslösung schnell einsetzbar und flexibel erweiterbar. Die enthaltenen Software- und Hardwarepakete sind aufeinander abgestimmt. Durch diese Vorselektion der Grundkomponenten können Maschinenbauer den Aufwand für Projektierung und Programmierung und somit die gesamte Projektlaufzeit um mehrere Wochen verkürzen.

Das Starterset enthält neben den Edelstahl-Servomotoren der Baureihe CM2H die übergeordnete Steuerung Movi-C Controller für die Automatisierung und Bewegungssynchronisationen, maschinentypische I/O-Module, ein webbasiertes HMI-Operator-Panel zur einfachen Maschinenbedienung sowie für die applikationsspezifische Umsetzung in der Steuerung das Movikit-Bundle Fillseal. Dieses Softwarebundle besteht aus 15 Movikit-Softwarebausteinen, zu denen auch das Movikit Antislosh zählt. Die Bausteine sollen alles an Funktionalitäten abdecken, was für die Automatisierung von horizontalen Füll- und Verschließmaschinen benötigt wird: Lizenzen für das Programmiertemplate Automation Framework, Web-Visualisierung, OPC UA-Datenserver, Kurvenscheibenfunktionalität, schwingungsfreie Bewegungsprofile, Unterstützung von Feldbus-Master und weitere maschinentypische Funktionen (Wickeln, Schneiden und Siegeln).

Ein weiterer Vorteil: Die Movikit-Module sind vorprogrammiert und können in kurzer Zeit in Betrieb genommen werden, indem sich wichtige Funktionen schnell durch Parametrierung realisieren lassen. SEW- Eurodrive arbeitet darüber hinaus mit einer frei programmierbaren Codesys-Umgebung, die es Maschinenbauern ermöglicht, spezifische Anpassungen vorzunehmen. So kann das individuelle Know-how des Maschinenbauers mit in die Maschinen einfließen, Programmieraufwand für Standardfunktionen hingegen entfällt.

Software-Module und durchgängige Kommunikation

Für Verpackungsmaschinen hebt SEW den Softwarebaustein Movikit Automation Framework besonders hervor. Dieser nach Packaging Machine Language (PackML) standardisierte State- und Mode-Manager bildet quasi eine „Hülle“ für das Anwenderprogramm. Somit arbeiten alle im Automation Framework enthaltenen Softwaremodule mit dem gleichen Zustand (State). Sie begeben sich zusammen in Warteposition oder starten gemeinsam. Wird ein neues Modul integriert, ist es Teil dieser Synchronisierung. Das vereinfacht Anlagenerweiterungen oder -veränderungen und spart unterm Strich Zeit und Kosten bei der Inbetriebnahme und Diagnose.

Um eine durchgängige Kommunikation zu unterstützen, gibt es im Pack ML-Standard die Schnittstelle Pack Tag, die dafür sorgt, dass ein- und ausgehende Maschineninformationen standardisiert sind. Datenzugriffe nach externen Schnittstellen werden mittels dem Softwarebaustein Movikit OPC UA ermöglicht. „Somit kommunizieren Maschinen in nerhalb einer Produktionslinie mit derselben Sprache und nachfolgende Aufgaben wie externe Datenvisualisierung sind einfach möglich“, sagt Alexander Hack.

Nach dem gleichen Konzept das Starterset 637 wie für Füll- und Verschließmaschinen bietet SEW-Eurodrive weitere Sets und damit „alles aus einer Hand“ für unterschiedlichste Maschinentypen mit dem Schwerpunkt Verpackungstechnik an. (pf)

(ID:49541811)