Modulare Verpackungsmaschine, Bild: Schubert
Voll im Trend: In modularer Bauweise werden hier Süßwaren verpackt. Die Anlage von Schubert ist so konstruiert, dass alle Anlagenteile gut erreichbar sind. Auch die große Bodenfreiheit erweist sich dabei als hilfreich. Bild: Schubert

Umstellungen bedeuten jedes Mal Umbauzeiten. Alles unter 15 Minuten gilt in der Verpackungsindustrie als schnell. Deshalb lässt sich eine steigende Nachfrage nach vollautomatisierten, maßgeschneiderten Verpackungssystemen verzeichnen, die sowohl die Produktivität erhöhen als auch eine hygienisch einwandfreie Verarbeitung ermöglichen.

Ansätze, um eine Verkürzung der Rüstzeiten zu erreichen, gibt es verschiedene. Ampack setzt bei einer neuen Generation der KF-2/4-Karussell-Abfüllmaschinen auf ein neues Servomotoren-Konzept, das die Anpassung an verschiedene Formate vereinfacht, sowie auf ein neues Greifersystem, das Flaschen aufnimmt und dem Transportsystem der Maschine zuführt sowie die abgefüllten und verschlossenen Flaschen heraustransportiert. Hiermit bietet die Karussell-Abfüllmaschine im Vergleich zu linearen Abfüllmaschinen eine größere Flexibilität, da sie schnelle Wechsel zwischen Verpackungsarten wie Flaschen und Bechern in verschiedenen Größen erlaubt.

Kapselfüllmaschine Bosch, Bild: Bosch
Dank der vergrößerten Maschinenplattform und der sehr guten Zugänglichkeit lässt sich die Kapselfüllmaschine GKF 2600 in kürzester Zeit für die Abfüllung unterschiedlicher Produkte anpassen. Bild: Bosch

Eine andere Möglichkeit, die Umrüstzeit zu verkürzen, ist die Bauform der Anlage so zu gestalten, dass man einen guten Zugang zu der Montageplattform hat, wie es Bosch Packaging Technology mit der neuen Kapselfüllmaschine GKF 2600 vorstellt. Dem Hersteller zufolge lässt sich die Kapselfüllmaschine aufgrund der vergrößerten Maschinenplattform und der sehr guten Zugänglichkeit in kürzester Zeit für die Abfüllung unterschiedlicher Produkte anpassen. Dank dieser Eigenschaften sind dort dann auch Erweiterungsmodule schnell und einfach integrierbar.

Auch Modularisierung schafft mehr Flexibilität. So bietet das Unternehmen Gerhard Schubert Anlagen nach dem Baukastenprinzip an. Soll nur das Format der Verpackung geändert werden, lässt sich die bestehende Maschine mit einem Formatsatz für die Roboter und die Transmodule einfach nachrüsten. Soll der Ausstoß insgesamt gesteigert werden, lässt sich eine weitere Teilmaschine in das bestehende Konzept einbinden.

Sicherheit ist wettbewerbsentscheidend

Insgesamt spielt Produktsicherheit eine immer wichtigere Rolle. Hintergrund sind immer strengere gesetzliche Anforderungen an das Abfüllen und Verpacken von Nahrungsmitteln und Pharmazeutika. Insbesondere Primärpackmittel, die unmittelbar mit den Inhaltsstoffen der medizinischen Präparate in Verbindung kommen, sind für die Produktsicherheit entscheidend.

Die vertikale Schlauchbeutelmaschine von Bosch, die SVC 4020, ist neuerdings mit Ultraschallsiegeltechnologie erhältlich, welche auf allen vertikalen Schlauchbeutelmaschinen von Bosch Anwendung finden kann. Diese Technologie eignet sich insbesondere für Produkte, deren Beschaffenheit eine Verunreinigung und Undichte der Siegelnaht begünstigen. Hierzu zählen beispielsweise frische Produkte wie Blattsalat und geriebener Käse sowie Tiefkühlprodukte wie Spinat. Mit Hilfe hochfrequenter Schwingungen werden Produktreste im Siegelbereich verdrängt und so die Integrität der Naht sichergestellt.

Innovativ sind auch Entwicklungen, nach denen die Maschinen selbständig sicherstellen, dass die Qualität der verpackten Lebensmittel einwandfrei sind. Hier kommt Software, insbesondere Bild-erkennung ins Spiel. Bei Gerhard Schubert entwickelte man  jüngst einen 3D-Scanner, aus dessen Daten das Vision-System der Anlage die dreidimensionale Form des Verpackungsgutes errechnet, um dann eine Meldung an den Verpackungsroboter weiterzugeben, falls die Produkte Beschädigungen aufweisen.

Sicherheit für Mensch und Maschine

RSS 16 von Schmersal, Bild: Schmersal
Eignet sich besonders für hygienesensible Bereiche: der RFID-Sicherheits-Sensor RSS 16 von Schmersal. Bild: Schmersal

Aber auch die Sicherheit der Maschinen und der gesamten Umgebung spielt eine große Rolle. Schutzeinrichtungen sollen wirksam sein, aber die Produktionsabläufe nicht unterbrechen oder die Produktivität der Anlagen beeinträchtigen. Sicherheitssysteme von Schmersal sind auf diese Anforderungen zugeschnitten. Ein Beispiel ist der RFID-Sicherheits-Sensor RSS 16 mit integrierter RFID-Technologie. Als berührungsloses System eignet er sich besonders für hygienesensible Bereiche. Die RSS-Sensoren erkennen einen möglichen Versatz der Schutztüren und können frühzeitig ein entsprechendes Signal aussenden. Damit vermeidet man ungeplanten Stillstand an der Anlage.

Das N-Programm des Unternehmens wurde speziell für die Nahrungsmittelindustrie und andere hygienesensible Anwendungsbereiche entwickelt. Die Produktfamilie besteht aus einem großen Portfolio an Befehls- und Meldegeräten und einer Vielzahl an Zubehörteilen, die alle den Grundsätzen des Hygienic Design entsprechen. Das heißt: Die Bediengeräte sind so konstruiert, dass sich keine Verunreinigungen absetzen können, weil ihre Geometrie keine Ecken und Kanten aufweist und sich somit besonders gut reinigen lässt.

Zum Aspekt Sicherheit zählt auch die Funktion von auf den ersten Blick unscheinbareren Bauteilen wie lasttrennende Sicherheitskupplungen, die im Falle einer Kollision oder Überlast den Antrieb schützen. Dazu zählen beispielsweise Sicherheitskupplungen für das Schneidwerkzeug des Kartons, der die Basis für die Verpackung bildet. Beim Schneiden des Kartons kann es jederzeit zu einer Überlast durch verkantete Schneidwerkzeuge kommen. In diesem Falle trennen mechanische Sicherheitskupplungen innerhalb von drei bis fünf Millisekunden Motor- und Werkzeugseite voneinander, sodass weder das Messer noch der Motor Schaden nehmen. Durch den Einsatz von hochtechnologischen Materialien in Kombination mit besonderen Beschichtungen ist es R+W Antriebselemente gelungen, eine Gewichtsreduzierung von bis zu 60 Prozent bei den lasttrennenden Sicherheitskupplungen zu erzielen. Das geringere Massenträgheitsmoment ermöglicht es, dass in der Applikation höhere Achsgeschwindigkeiten bei gleichzeitig reduzierter Belastung der einzelnen Komponenten erzielt werden können. Viele der relevanten Kupplungstypen sind auch in rostfreiem Edelstahl verfügbar, sodass die Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit und einer leichten Reinigungsmöglichkeit erfüllt sind.

Verschraubungen EHEDG-konform, Bild: Hummel
Verschraubungen von Hummel sind aus EHEDG-konformen Materialien. Bild: Hummel

Gleiches gilt für die die Kabelverschraubung HSK-INOX-HD-Pro aus Edelstahl von Hummel. Gerade in den hygienisch besonders sensiblen Branchen dürfen Produzenten nichts dem Zufall überlassen. In feinsten Ecken, Falzen oder auf rauen Oberflächen von Kleinteilen können sich Bakteriennester bilden, die die Produkte kontaminieren können. Die Verschraubung besteht deshalb aus EHEDG- und FDA-konformen Materialien und wurde in Anlehnung an EHEDG-Richtlinien aufgebaut. So setzt sich das HD-Gehäuse aus einer Abdeckglocke aus rostfreiem Edelstahl EN 1.4404 beziehungsweise AISI 316L und Außendichtungen aus VMQ (Silikon) zusammen. Durch das ecken- und kantenlose Design der Abdeckglocke sowie eine Oberflächenrauheit von kleiner 0,8 Mikrometern wird ein dauerhaftes Festsetzen von Mikroorganismen und die Bildung von Bakteriennestern verhindert. Auch wurde die Beständigkeit gegenüber den gängigsten Reinigungsmitteln der Firma Ecolab, die im Lebensmittel und Hygienebereich eingesetzt werden, überprüft und bestanden.

 

 

Verpackungen und Umwelt

Unter Umweltaspekten betrachtet haben Verpackungen keinen sonderlich guten Ruf. Sie wegzulassen wäre allerdings einerseits illusorisch, denn unverpackt würden in den Erzeugerländern enorme Mengen an Lebensmitteln verderben bevor sie den Markt erreicht hätten. Unter Food-Save-Gesichtspunkten ist das keine gute Lösung. Außerdem entstehen bei einem im Supermarkt gekauften Produkt 90 Prozent der Umweltbelastungen bei der Herstellung des Produktes und nur zehn Prozent bei der Herstellung und Verwendung der Verpackung.

Die Verpackungsindustrie kann durch Technologiefortschritte insgesamt große Verbesserung bei den Umweltaspekten vorweisen: Für die Herstellung von Behälterglas wird heute 60 Prozent weniger Energie verbraucht als 1965. Aktuell wird aus der gleichen Menge Holz bis zu 80 Prozent mehr Karton produziert als 1985.Eine Getränkedose war 1955 viermal so schwer wie heute, eine Bierflasche dreimal. Das Gewicht einer PET‐Flasche hat sich in den letzten Jahrzehnten um mehr als 50 Prozent verringert.

Auch die Wiederverwertungsrate ist deutlich gestiegen – Verpackungsmüll ist zu einem Rohstoff geworden. In Deutschland wurden 2013 nach Zahlen der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung (GVM) über 15 Millionen Tonnen Verpackungen verbraucht. Fast 97 Prozent davon wurden gesammelt und der Verwertung zugeführt. Die Recyclingquote lag bei 80,9 Prozent. Vier von fünf Verpackungen wurden also am Ende ihres Lebenszyklus zum Wertstoff und damit zum Ausgangspunkt für neue Produkte. 48 Prozent der Verpackungen flossen sogar direkt zurück in den Kreislauf und wurden als Verpackung „wiedergeboren“.