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Sie sind die Augen und Ohren der Prozesstechnik: Sensoren sind entscheidende Informationslieferanten, die an faktisch jeder Stelle einer Verpackungsmaschine zum Einsatz kommen. Nur so können Betreiber sowohl Produktsicherheit als auch Effizienz erreichen.

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Baumer-Sensoren ermöglichen gleich im doppelten Sinne einen reibungslosen Betrieb: Zum einen überwachen sie Bereiche wie die Pufferstrecke, oder dass die Verschlüsse korrekt aufliegen und halten die Verpackungsprozesse somit effizient und sicher am Laufen. Zum anderen sammeln sie wichtige Daten, die Rückschlüsse über den Maschinenzustand und damit eine vorausschauende Wartung ermöglichen. Was sich natürlich positiv auf die Betriebskosten auswirkt“, erklärt Ralf Jäger, Head of Industry Segment Management bei Baumer.

Unter anderem kommen optische und Vision-Sensoren zum Einsatz. (Bild: Baumer)
Eine moderne Verpackungslinie ist gespickt mit unterschiedlichen Sensorlösungen. (Bild: Baumer)

Von Anfang an prozesssicher

Jede Reise beginnt mit dem ersten Schritt, bei Abfüllprozessen ist dies die Zuführung der noch leeren Primärverpackung. Um diesen Prozess möglichst reibungslos und „on demand“ zu ermöglichen, wird häufig eine größere Anzahl an Gefäßen auf Puffertischen gelagert und dann einzeln dem Prozess zugeführt. Gleich hier kommt auch erstmals Sensortechnik von Baumer zum Einsatz, und zwar in Form von Ultraschall-Näherungsschaltern, die dem System Auskunft über den aktuellen Füllstand des Puffertischs geben. So können Betreiber gleich von Anfang an ungeplanten Stillstandszeiten ihrer Anlagen entgegenwirken.

Ist der Massenstrom des Puffertischs in geordneter Form aufgelöst, unterstützt die Sensorik die Positionsüberwachung der Behälter. Dabei ist, je nach Applikation, eine Produktionsleistung von über 110.000 Gefäßen pro Stunde möglich. Die eingesetzten Sensoren der Produktfamilie Smart Reflect sind geeignet, Objekte mit verschiedenen Farben, Oberflächen oder auch Transparenz sicher zu erkennen und sind robust bei Schmutzbelastung, da sie ohne Reflektor arbeiten und dieser in der Folge auch nicht verschmutzen kann.

Trepko konnte die eingesetzten Sensorenvarianten und damit die Komplexität in der eigenen Entwicklung reduzieren. Davon profitieren auch dessen Kunden. (Bild: Baumer)

Trepko konnte die eingesetzten Sensorenvarianten und damit die Komplexität in der eigenen Entwicklung reduzieren. Davon profitieren auch dessen Kunden. (Bild: Baumer)

Flexibel mit Flexflow

Vor allem bei wiederverwendbaren Verpackungen, wie Flaschen, ist das Sicherstellen der Reinigungsqualität ein erster, wichtiger Schritt in Richtung Lebensmittelsicherheit. Sensoren messen hier die Fließgeschwindigkeit und Temperatur im Spülprozess, wodurch sie die Reinigungsleistung dokumentieren beziehungsweise validieren. Hierfür hat Baumer die Sensoren der Flexflow-Serie entsprechend robust konstruiert, sodass sie den anspruchsvollen SIP-Prozessen und Temperaturen bis 150 °C zeitlich unbegrenzt standhalten können. Messen können sie Temperaturen bis 125 °C.

Last but not least muss das befüllte Gefäß dann verschlossen werden – ein weiterer, kritischer Punkt: Sitzt der Deckel korrekt beziehungsweise überhaupt auf? Die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit bei Verschließmaschinen nehmen zu. Mit ihrem Portfolio unterstützt die Baumer Group alle Verschlussarten für die unterschiedlichen Anforderungen der Industrie und begleitet und kontrolliert die Verschlüsse auf ihrem kompletten Weg, vom Bunker, über die Nass- und Reinigungszone bis zur Aufnahme der Verschlüsse.

Vertrauen ist gut, Kontrolle unersetzlich

In der Ausgabestation haben Betreiber noch einmal die Möglichkeit, die Produktion der Qualität hinsichtlich unterschiedlicher Merkmale zu überprüfen. Selbstverständlich lassen sich hier unterschiedliche kundenspezifische Rezepte abspeichern und bei Bedarf abrufen.

Das konkrete Beispiel

Maschinenbauer wie Trepko haben mit der Lebensmittel- beziehungsweise Getränkeindustrie eine anspruchsvolle Klientel: flexibel sollen die Maschinen sein, dabei eine einfache Bedienung bei hohen Hygienestandards erfüllen, dabei die Effizienz nicht außer Acht lassen und aufgrund des chronischen Platzmangels in der Produktion auch eine möglichst geringe Standfläche haben.

Eine moderne Verpackungslinie ist gespickt mit unterschiedlichen Sensorlösungen. (Bild: Baumer)

Eine moderne Verpackungslinie ist gespickt mit unterschiedlichen Sensorlösungen. (Bild: Baumer)

Lösungen, die diesen Anforderungen gerecht werden, sehen dann aus wie die Serien 9000/9100, mit denen sich flüssige, halbflüssige sowie pastöse Produkte abfüllen lassen – und das bei bis zu 10.800 Bechern pro Stunde. Die aus Edelstahl konstruierten Systeme sind kompakt gebaut, verfügen über CIP/SIP-Dosiereinheiten und stecken voller Sensoren, um ein hohes Maß an Automatisierung zu ermöglichen. Diese bezieht Trepko von der Schweizer Baumer Group.

Die Sensoren kommen dabei gleich im ersten Prozessschritt zum Einsatz: Ein Sensorsystem bestehend aus zwei induktiven Näherungsschalter sichert die Folienspannung und gibt dem Antriebsmotor die Information, ob die Unterfolie vorhanden ist – erst im positiven Fall startet der Motor und führt den Film der Maschine zu. Die nächste Station, die der Film durchläuft, ist die Siegeleinheit, wo das Material erst auf Temperatur gebracht und dann auf die befüllten Becher gesiegelt wird. Ein optischer Sensor liefert die Information zur Synchronisierung der Becher und Deckfolie, sodass die Beschriftung der Folie korrekt aufliegt. Ein weiteres Sensorsystem stellt ebenfalls die Zuführung der Oberfolie sicher. Dabei werden dieselben induktiven Näherungsschalter eingesetzt. Somit werden die Sensorvarianten in der Maschine reduziert.

Ist die Siegelung abgeschlossen, vereinzelt eine Schneideeinheit die einzelnen Produkte. Hier kommt – last but not least – ein weiterer Vision Sensor zur Endkontrolle zum Einsatz: Ist der Siegelrand korrekt? Sind die Etiketten an der richtigen Position und ist das Haltbarkeitsdatum korrekt? Nur Produkte, die diesen Test bestehen, gehen weiter in den Logistikprozess und enden am Point of Sale.

Von den aufgeführten Sensorlösungen profitieren nicht erst die Endkunden, deren Verpackungsprozesse sicherer und effizienter ablaufen. Auch die Arbeit in der R-&-D-Abteilung hat sicher vereinfacht: „Durch die Kooperation konnten wir die Sensorenvarianten und damit Komplexität der Entwicklungsarbeit deutlich senken, was sich nicht nur bei unseren Kosten als auch bei den Lieferzeiten bemerkbar gemacht hat. Auch unsere Kunden profitieren von reduzierten Servicekosten und einer weniger komplexen Ersatzteillagerung“, freut sich Mark Grundy von Trepko.

Autor

Philip Bittermann, Chefredakteur neue verpackung

Unternehmen

Baumer Electric AG

Hummelstrasse 17
8500 Frauenfeld
Schweiz

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