Technik

Überfüllung war gestern

UV-Codierung für Glasbehältnisse | Für Instantkaffee ist Glas als Packmittel unverändert erste Wahl, allerdings schwankt das Taragewicht des Packmittels. Um innerhalb der Vorschriften der Fertigpackungsverordnung keine Unterfüllung zu riskieren, musste bisher Produkt in der Befüllung hinzuzugegeben und manuelle Stichprobenkontrollen der Nettogewichte durchgeführt werden.

Die Optima Group Consumer bietet gemeinsam mit dem Partner Wipotec eine technische Lösung, die mit geringem Aufwand auskommt. Glasbehältnisse werden einzeln tara verwogen und erhalten mit UV-Tinte dieses Taragewicht in Form eines Data Matrix-Codes von unten auf den Glasboden aufgedruckt. Gab es bislang nur die Möglichkeit, das Gesamtbruttogewicht als Kontrolle einzusetzen, so wird das codierte Taragewicht durch ein Kamerasystem an der Bruttowaage abgelesen und mit dem Bruttogewicht verrechnet. Damit kann exakt das Nettofüllgewicht ermittelt und durch die Mittelwertsregelung optimiert werden.

Der technische Aufbau: Zwei Waagen sind vorhanden, eine Tara- und eine Bruttowaage. Aus dem Glasstau werden die leeren Glasbehältnisse vereinzelt und mit einer Transportschnecke der Tarawägestation zugeführt. An der Tarastation wird jedes Behältnis einzeln verwogen. Das registrierte Gewicht kann nun mit UV-Tinte als Data Matrix-Code (Format 8 × 8 oder 10 × 10 mit sicherer Redundanz) auf den Glasunterboden aufgedruckt werden. Für das bloße menschliche Auge bleibt der Data Matrix-Code unsichtbar. Mit dieser Information versehen, laufen nun die Glasbehältnisse in die Portioniermaschine ein und werden volumetrisch befüllt. Nach dem Befüllen folgt die Bruttowaage, die mit einer Kameraeinheit ausgestattet ist und das Taragewicht des Behältnisses einliest. Vom ermittelten Bruttogewicht wird das Taragewicht abgezogen, so dass das Nettofüllgewicht ermittelt ist. Aus den zahlreichen Einzelwerten (Istgewichte) und deren statistischen Auswertung justiert sich das Portioniersystem selbsttätig nach. Der Produkt-give-away wird damit kontinuierlich gegen Null gefahren. Unter Berücksichtigung der Fertigpackungsverordnung lassen sich so - bei einer hohen Leistung von 330 Stück/min - die bestmöglichen Wägeergebnisse erzielen.

Überfüllung vermeiden
Bislang war es in der automatischen Portionierung nahezu unumgänglich, die Produktionsschwankungen, die sich aus dem variierenden Gewicht der Glasbehältnisse und anderen Prozessstörungen ergeben, in Form einer Produktzugabe auszugleichen. In absoluten Werten: Bei einer Füllmenge von 200 g weist das Packmittel Glas erfahrungsgemäß eine Taragewichtsschwankung von +/-3 g auf. In der Praxis leitet sich daraus und unter Berücksichtigung der Fertigpackungsverordnung (Mittelwertsregelung) in der Summe eine Überbefüllung von 2 bis 2,5 g je Glas ab. Mit der neuen Tara-Gewichtserfassung mit UV-Codierung lässt sich dieser Nachteil weitestgehend eliminieren:

Das Taragewicht jedes einzelnen Glasbehältnisses wird jetzt erfasst - auf einen Ausgleich durch Überdosierung kann verzichtet werden.

Das Nettofüllgewicht wird für jedes einzelne Behältnis ermittelt. Damit ist jetzt eine präzise automatische Mittelwertregelung möglich. Diese Regelung erlaubt eine kontinuierlich optimierte Dosierung, analog zur Fertigpackungsverordnung (automatische 100 %-Regelung). Die Kontrollwaage stellt durch die 100 % Prüfung aller Gläser sicher, dass die Fertigpackungsverordnung zu jedem Zeitpunkt eingehalten wird. Damit reduziert sich gleichzeitig der Produktausschuss. Typische Füllgewichtsschwankungen nach dem Anfahren der Produktion oder nach Produktionsunterbrechungen werden ausgeglichen und die automatische Mittelwertsregelung schnell erreicht. Auch nach Produktionsunterbrechungen steht das einmal aufcodierte Glasgewicht fest.

Gefriergetrockneter Instantkaffee ist ein sehr hochwertiges Lebensmittel. Das Packmittel Glas unterstreicht diesen Eindruck und erlaubt dem Verbraucher einen prüfenden Blick auf den Inhalt. Das empfindliche Granulat muss daher besonders schonend abgefüllt werden, so dass es auch nicht im Ansatz wie zermahlenes Produkt aussieht. Die Optima Group Consumer bietet mit dem ModularFiller FT eine spezifische Maschinenlösung an, in die sich die 100 %-Tara- und Bruttowägetechnik integrieren lässt.

Die Portioniereinrichtung in der Maschine ist für den empfindlichen Instantkaffee mit einem schonenden Tellerdosiersystem ausgeführt. Prozessabhängige Bewegungen am Füller sowie am Transportsystem sind servogesteuert: Damit lässt sich beispielsweise die vertikale Rüttelung einerseits effektiv, andererseits auf eine Weise einrichten, die Produktveränderungen verhindert.

Genauso lassen sich die Beschleunigungs- und Abbremsbewegungen exakt definieren, die ungewollte Produktbewegungen und -abrieb im Glas vermeiden. Mitlaufende Trägersegmente heben die Behältnisse sicher an, wodurch dichte Verbindungen zwischen Behälter und Gummidichtungen entstehen und staubfreies Befüllen ermöglicht wird. Der Optima Modularfiller FT kann mit 12 bis maximal 40 kombinierten Dosier- und Füllstationen ausgestattet werden. Pro Station sind Dosier- und Fülleinheit voneinander getrennt. Diese arbeiten jedoch gleichzeitig und führen zu einer hohen Ausbringung von bis zu 500 Behältnissen/min.

In der Praxis
Der Data-Matrix-Druck

Für den Data-Matrix-Druck ist es notwendig, auf dem Glasboden eine Zone zu definieren, die sich nicht mit anderen bereits vorhandenen Codes oder Glasmarkierungen überschneidet. Vorteilhaft ist eine möglichst zentrale, d. h. zur Bodenmitte hin platzierte Druckzone, damit die zu lesende „Bildfläche" nicht zu groß wird. Auch sind groß gedruckte Pixel einfacher zu lesen und damit sicher in der Verarbeitung.

 

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