Verpackungstechnik Energieeffiziente Heizgurte verbessern Wellpappenherstellung

Autor / Redakteur: Ursula Herrling-Tusch / Peter Königsreuther

Nestler Wellpappe produziert täglich zig Tonnen der papierbasierten Verpackungsmöglichkeit. Mit Heizgurten von GKD gelingt das günstiger und nicht zuletzt in besserer Qualität. Lesen Sie hier, warum...

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Um die Qualität bei der Herstellung von Wellpappe zu erhöhen und gleichzeitig den Energiebedarf des Fertigungssystems zu verringern, setzt der Wellpappenhersteller Nestler auf Heizgurte des Unternehmens GKD Gebr. Kufferath. Insgesamt 18 Heizplatten sind in puncto Heiz- und Zugpartie der Anlage damit bestückt.
Um die Qualität bei der Herstellung von Wellpappe zu erhöhen und gleichzeitig den Energiebedarf des Fertigungssystems zu verringern, setzt der Wellpappenhersteller Nestler auf Heizgurte des Unternehmens GKD Gebr. Kufferath. Insgesamt 18 Heizplatten sind in puncto Heiz- und Zugpartie der Anlage damit bestückt.
(Bild: GKD)

Mit rund 400 Mitarbeitern produziert die Nestler Wellpappe GmbH & Co. KG rund 140 Mio. m² Wellpappe im Jahr. 1871 als Brauerei in Lahr gegründet, ging Nestler nach dem Ersten Weltkrieg und schwierigen Nachkriegszeiten dann 1923 als Wellpappenfabrik erneut an den Start. 1999 übernahm die Palm-Gruppe das in der Schwarzwaldregion stark verwurzelte Familienunternehmen, das bis heute seinen ursprünglichen Namen trägt.

Die Zugehörigkeit zur Palm-Gruppe spiegelt sich in der ungewöhnlich großen Bandbreite des Leistungsspektrums wider. So umfassen die Wellpappenformate Feinst-, Mittel- und Grobwelle, 1- bis 3-wellige Sorten in Stärken von 0,8 bis 15 mm und diverse Wellentypen oder -kombinationen – alles aus dem Papier der Palm-Gruppe gefertigt. Fast ausschließlich handelt es sich dabei um Recyclingpapier. Lediglich für Spezialanwendungen wie Tiefkühlkost wird Frischfaser ergänzt, weil sie die Stabilität des Endproduktes erhöht.

Vielseitige Helfer im Klein- und Großformat

Variantenreich zeigt sich auch die Palette an hochwertig bedruckten Verpackungen, Displays und anspruchsvollen Verpackungskonstruktionen. Egal ob in der Größe einer Zigarrenschachtel oder eines Paletten-Containers, sind sie als Transport- oder Verkaufsverpackungen, als Faltkartons, Stanz-, Schwerlast-, Gefahrgut- oder Kombinationsverpackungen maßgeschneiderte Produkte für jede noch so herausfordernde Aufgabe in diesem Metier.

Diese Vielseitigkeit der Produktion mit maximaler Wertschöpfung in großen so wie kleinen Losgrößen, erlaubt auch unzählige Spezialanwendungen. Das macht Nestler zum Partner von rund 1400 Kunden aus dem süddeutschen Raum, der Schweiz und dem Elsass. Mehr als die Hälfte davon sind aus der Elektro-, Maschinenbau-, Chemie-, Farben- und Lacke-, Gummi-, Holz- und Papierindustrie, die oft auch sehr komplexen Anforderungen an das Nestler-Know-how stellen.

Auch in Sachen Serviceleistung ein Branchenprimus

Außer dem facettenreichen Produktionsspektrum und der tief gehenden Expertise ist die Serviceleistung seitens Nestler ein weiteres Alleinstellungsmerkmal. So profitieren große Kunden aus Versandhandel und Industrie von einem Lager- und Lieferservice, durch den sie stets binnen 24 h ihre Produkte erhalten. „Immer mehr Kunden setzen auf dieses Angebot“, erläutert Nestler-Geschäftsführer Andreas Jung, und ergänzt: „Für uns bedeutet OTIF (On-Time-in-Full) deshalb eines der wichtigsten strategischen Ziele.“ Ein Garant dafür ist auch der Fuhrpark mit 30 eigenen Lkw. Auf Wunsch beinhaltet der Nestler-Service auch die komplette Konfektionierung und Verpackungsprozessoptimierung, betont Jung.

Kontinuierlich arbeite man deshalb an der Verbesserung von Produktivität, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit im Unternehmen. „Wir optimieren Produkte und Prozesse nach dem STEAM-Prinzip. Das bedeutet Save The Earth And Money. So können wir etwa den CO2-Fußabdruck verringern“, sagt Jung.

Drei Kernbereichen gilt dabei besondere Beachtung:

  • Dem optimierten Zusammenspiel von Fläche, Gewicht und Stabilität, um den Materialverbrauch bei üblichen Konstruktionen zu minimieren;
  • Der möglichst optimalen Materialnutzung, denn diese senkt den Verschnitt und die Verarbeitungszeit sowie den Energieaufwand;
  • Einer ausgeklügelten Lkw-Verladungen, die durch weniger Fahrten den Ressourcenverbrauch und die CO2-Belastung reduziert.

Hochwertige Wellpappenherstellung im Fokus

In der Zug- und Heizpartie der 120 m langen Wellpappenanlage (WPA) des Maschinenbauers BHS setzt Nestler diesen Gedanken ebenfalls in die Tat um: Die WPA hat eine Arbeitsbreite von 2,5 m und verfügt über zwei einseitige Maschinen sowie Aufreiß- und Verstärkungsfaden. Sie arbeitet mit einer Geschwindigkeit von 350 m/min und ermöglicht durch ein optimiertes Dampfsystem eine kühlere Herstellung der Wellpappe (cooler corrugating). So ist es möglich, den Dampfdruck bis auf 0,5 bar zu verringern – branchenüblich sind Minimalwerte von 2 bis 3 bar. Dadurch konnte der spezifische Energieverbrauch um etwa 10 % gesenkt werden, was sich auch in 8 % geringerem Leimverbrauch widerspiegelt.

Die 16 m lange Heiz- und Zugpartie ist dabei mit 18 Heizplatten belegt und arbeitet mit einem Plate-Roll-Anpresssystem, das „Schuhe“ und Rollen kombiniert. Für eine optimale Punktbelastung sind in den ersten drei Heizpartien jedoch nur Rollen verbaut. Produktunabhängig transportiert der Heizgurt pro Stunde durchschnittlich 30.000 m² 1- und 2-wellige Pappe. Je nach Produktmix wirkt dabei ein Dampfdruck von bis zu 16 bar – bei Flächengewichten von bis zu 1,4 kg. Entsprechend anspruchsvoll sind die Erwartungen von Nestler an die Formstabilität und Spurtreue bei der Herstellung.

Prozessgeschwindigkeit um 8 % gesteigert

Im Jahre 2015 wechselte Nestler von einem Standardheizgurt zu dem damals von der technischen Weberei GKD – Gebr. Kufferath AG neu eingeführten Heizgurt des Typs Conducto 3313. Der Grund war die Aussage, dass bei diesem Gurt signifikante Einsparungen bei der Antriebsenergie zu erwarten waren. „Das ist im Bereich der WPA nicht wenig“, merkt Eva Labusga, Leiterin WPA, Planung und Fertigungssteuerung, zur die damaligen Motivation an. Die Konstruktion aus Polyestermonofilen (quasi Drähten) mit Aramidfaseverstärkung im Randbereich und in Laufrichtung eingewebten Bronzedrähten macht den Conducto 3313 im Vergleich zu marktüblichen Produkten deutlich leichter. Durch eine spezielle Thermofixierung ist er außerdem dauerhaft dimensionsstabil.

Trotz des geringeren Gewichts ist der Gurt stabil und robust genug, um den für einen optimalen Kontakt von Wellpappe und Heizplatten notwendigen gleichmäßigen Druck zu widerstehen. Dabei bewirkt die offene Gewebestruktur ein sofortiges vollflächiges Ausdampfen des Prozesswassers aus der Wellpappe. Durch diese schnellere Trocknung und dadurch bessere Planlage der Wellpappe konnte bei Nestler die Prozessgeschwindigkeit um 8 % gesteigert werden. „Wir fahren die Anlage schneller, weil die Beschaffenheit der Pappe es nun erlaubt“, erklärt die Produktionsleiterin.

Leichtbau-Heizgurt spart 15 % Energie

Auch mit seiner Laufleistung übertraf der GKD-Gurt das zuvor eingesetzte Modell bei weitem: 180 Mio. Laufmeter in drei Jahren wurden erreicht – ohne Stillstand! „Der Vorgängergurt hielt maximal zwei Jahre“, betont Labusga. Weil der GKD-Heizgurt außerdem selbstreinigend ist, blieb er stets sauber – weder oberflächliche Anhaftungen von Papier und Leim noch ein Zusetzen durch Wachs traten auf. Anhand gezielter Messungen am herkömmlichen und neuen Gurt überprüfte Nestler auch den für die Entscheidung zum Wechsel relevanten Verbrauch an Antriebsenergie. Das Ergebnis: Der Conducto 3313 braucht wegen seines geringeren Gewichts rund 15 % weniger Energie.

Zwei Probleme musste anfangs mit „Bordmitteln“ behoben werden

Dennoch wurde der Versuch mit diesem GKD-Gurt nach drei Jahren abgebrochen, obwohl er trotz der langen Laufzeit noch keinerlei Veränderung zeigte. Der Grund: „Eigentlich wollte ich ihn weiterfahren, um zu sehen, wie sich bei ihm das beginnende End-of-life bemerkbar macht“, so die Produktionsleiterin. „Aber nach diesen guten Erfahrungen wollten wir dann noch lieber den damals neuen Gurt von GKD testen – den Conducto 3322.“ Durch diese Weiterentwicklung versprach man sich gleich zwei, auch für Nestler interessante, Verbesserungen: Beim Typ 3313 hatte dessen glatte Oberfläche anfangs Probleme bei der Traktion verursacht. Durch darauf applizierte Silikonstreifen und durch Anschleifen wurde das Manko schrittweise behoben. Außerdem empfand das Bedienpersonal die Lautstärke des 3313 als unangenehm. Zur Überprüfung dieses Empfindens führte Nestler dann Lärmmessungen durch, die zeigten, dass der herkömmliche Gurt und der 3313 gleich hohe Dezibelwerte ergaben. Der GKD-Gurt lärmte jedoch mit einer etwas höheren Frequenz. Deshalb wurde sein Geräuschpegel unmittelbar nach dem Aufziehen des Gurts als lauter wahrgenommen. Nach einer Woche Laufzeit nivellierte sich der Pegel allerdings auf das übliche Maß, wie sich herausstellte.

Dünnere Heizgurte zahlen sich mehrfach aus...

Mit der Entwicklung des Conducto 3322 hat GKD diese beiden Probleme nun dauerhaft gelöst, denn die Konstruktion besteht jetzt aus 2,5-lagigem Hybridgewebe, das man mit einem inneren Gerüst aus Polyestermonofilen und zusätzlichen Bronzedrähten in Laufrichtung mit einer Kette aus Stapelfasergarn kombiniert. Der Rand ist wie bei dem Vorgängermodell mit Aramidfasern verstärkt. Durch das textile Material ist der Mitnahmeeffekt, also die Traktion, nun deutlich besser. „Wir müssen den Gurt nicht mehr aufrauen“, betont Labusga. Außerdem läuft er leiser als der 3313 und damit von Anfang an im Lärmpegelniveau von üblichen Gurten. Seine um 1,1 mm erhöhte Dicke (der Conducto 3313 hat 4,6 mm) macht im Betrieb keinen Unterschied. Herkömmliche Gurte sind allerdings bis zu 8 mm dick. Die geringere Gurtdicke der GKD-Produkte erleichtert das Handling beim Wechsel signifikant, sodass die Montage deutlich einfacher und schneller abläuft. „Der Gurt ist in drei bis vier Stunden gewechselt. Das ist die Hälfte der Zeit, die man für andere Gurte braucht“, freut sich Labusga.

Positiv wirkte sich das dünnere Format der GKD-Gurte auch auf die Nähte aus, die dadurch feiner sind. Gleichwohl gab es anfangs Nachbesserungsbedarf: „Eine markierungsfreie Naht ist generell sehr schwierig zu erhalten, und bei Feinwelle mit weißen Papieren geht es dabei um Zehntelmillimeter“, erläutert die Produktionsleiterin. Deshalb erforderte die Wahl der richtigen Klammer für die Naht am Gurttyp 3322 zunächst etwas Arbeit, was man bei Nestler aber als normal betrachtet. Der Hauptvorteil aus Sicht der Spezialistin ist auch bei diesem neuen Gurt das schnelle, gleichmäßige Ausdampfen. Und trotz seines textilen Anteils steht der Conducto 3322 in puncto Luftdurchlässigkeit dem Conducto 3313 in nichts nach, bestätigt Labusga. Er halte die Topwerte, die man schon mit dem Vorgängermodell bei der Antriebsenergie (die 15-%-Einsparung) erreicht habe. Und auch beim Verbrauch von Dampfenergie und Leim gibt es laut Aussage von Labusga keine Unterschiede zwischen beiden GKD-Gurten. Beide Heizgurte verbessern folglich das Endprodukt und sparen Energie und Produktionszeit.

Gute Erfahrungen machen Mut für weitere Änderungen

Bei oberflächlichen Anhaftungen sticht der Conducto 3313 durch seine selbstreinigende Oberfläche den Neuling aus: Der 3322 erfordert nämlich den Einsatz eines Hochdruckreinigers, um wieder sauber zu werden. Anders als herkömmliche Gurte zeigten aber beide Gurte keinerlei Neigung zum Zuwachsen. Das Fazit von Eva Labusga zu den Heizgurten von GKD fällt deshalb entsprechend positiv aus: „Der Einsatz als Obergurt hat nur Vorteile gebracht. Ich habe keinen Moment bereut, dass wir diesen Weg zusammen gegangen sind!“ Deshalb kann sie sich auch vorstellen, demnächst den Conducto 3322 als Untergurt zu testen.

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