Exakt dosiert

Verpackungsmaschinen mit digitaler Pneumatik

Kaffeepulver, Zucker oder Pharmazeutika – nahezu alles wird heute in kleinen und preiswerten Sachets verpackt. Für die passende Packung und ein exaktes Mischungsverhältnis sorgt die neue, flexible Flachbeutelmaschine Sigpack VPF von Bosch Packaging Technology. Als weltweit erste frei skalierbare Sachet-Maschine nutzt sie die neu gewonnene Flexibilität digitaler Pneumatik des Festo Motion Terminal.

Sachets

Unterwegs schnell eine Kleinigkeit zu essen, liegt voll im Trend. Mit „Nahrungsmitteln to go“ reagieren Lebensmittelproduzenten darauf. Sie benötigen Verpackungsmaschinen, die bei Formatumstellungen höchst flexibel und schnell sind - und Füllmengen von wenigen Gramm exakt dosieren. Ein Beispiel dafür ist die Sigpack VPF (Vertical Platform Flatpouch).
Mit ihr können Nahrungsmittelhersteller, aber auch Pharmaproduzenten, ihre Produktion mit Leichtigkeit auf aktuelle Marktgegebenheiten anpassen. Die Maschine füllt bis zu 1.800 Sachets pro Minute ab und erreicht damit die höchste Leistung pro Quadratmeter Produktionsfläche am Markt.

Schnelle Anpassung

Die Flachbeutelmaschine kann dank ihres modularen Konzepts zwischen drei und zwölf Bahnen umfassen. Die Anzahl der Bahnen ist abhängig von der geforderten Leistung und den gewünschten Beutelgrößen. Möglich ist dies durch das neue dezentrale Dosiersystem: Jede Bahn verfügt über eine eigene Dosierkammer sowie einen Produktvorrat.

„Die Vereinzelung der Dosiereinheiten schafft Flexibilität in vielerlei Hinsicht. Damit lassen sich zum Beispiel auch verschiedene Produkte – wie Pfeffer und Salz – simultan auf derselben Maschine abfüllen“, erklärt Rolf Steinemann, Produktmanager bei Bosch Packaging Systems.

Lange Siegelzeiten bei tiefen Temperaturen garantieren hermetisch dichte Packungen und sorgen so für eine hohe Produktqualität. Durch das hygienische und ergonomische Design ist die Sigpack VPF gut einsehbar und zugänglich, so dass sie leicht zu reinigen ist. „Kurze Reinigungs- und Umstellzeiten tragen zu einer hohen Gesamtanlageneffektivität bei“, betont Steinemann. Exakte Dosierung, tiefe Beutelbefüllung sowie dichte Siegelnähte reduzieren Produktverluste und Ausschuss. Für die Hersteller wird der Verpackungsprozess dadurch insgesamt kostengünstiger. Besonders für die Pharmaindustrie leisten diese Eigenschaften einen wichtigen Beitrag für den Patientenschutz: Über- oder Unterdosierungen von pulverförmigen Medikamenten wird vermieden.


Immer exakt dosiert

Der Befüllmechanismus beruht auf einer Schneckendosierung, die für ihre hohe Genauigkeit bekannt ist. Eine intelligente Tendenzsteuerung ermöglicht eine Nachjustierung für noch genaueres Dosieren. „Bei der Erstkonzeption der Sigpack VPF planten wir mit der MPA Ventilinsel von Festo, die die Produktzuführung pro Bahn mit Vakuum und Druckluftzufuhr bei gleichzeitiger Zwei-Kammer-Trennung möglich gemacht hätte“, erklärt Maik Lamprecht, Projektleiter für die Entwicklung der Sigpack VPF. Zusätzliche Reinigungskomponenten und ein Proportionalventil pro Bahn wären notwendig gewesen.

Bosch Packaging Dosiersystem

Simultane Abfüllung unterschiedlicher Produkte: möglich dank des mehrbahnigen dezentralen Dosiersystems

Formate auf Knopfdruck

„Um ein Vielfaches vereinfachte das Festo Motion Terminal die Produktzuführung“, berichtet Lamprecht, denn mit dem Festo Motion Terminal VTEM ließe sich jede Bahn praktisch per Knopfdruck individuell einstellen. „Wir sparen Ventilscheiben um den Faktor 3 ein und haben Funktionen an Bord der Flachbeutelmaschine, die wir sonst mit viel größerem konstruktivem Aufwand erreicht hätten“, ergänzt der Projektleiter für die Maschine.

Mehr Prozesssicherheit

Die Sigpack VPF mit dem Festo Motion Terminal ermöglicht die Druck- und Vakuummessung zur Prozessüberwachung, eine Leckage-Überwachung zur Kontrolle einer Verunreinigung der Klappe sowie die Einstellung des Reinigungs- und Entleerdrucks individuell pro Bahn. „Mit dem Festo Motion Terminal gewinnen wir daher deutlich an Prozesssicherheit“, so Lamprecht.

Um alle diese Funktionen abzudecken, ist nur eine einzige Hardware notwendig: das Festo Motion Terminal VTEM. Es nutzt erstmals in der Automatisierungstechnik das revolutionäre Konzept der digitalisierten Pneumatik. Der Wechsel pneumatischer Funktionen sowie die Anpassung auf neue Formate werden mittels Parameteränderung über Apps gesteuert. Die integrierte intelligente Sensorik für Regelung, Diagnose und selbstlernende Aufgaben erspart Zusatzkomponenten, reduziert die Komplexität und vereinfacht den Bestellprozess.

Die Apps des Festo Motion Terminal können bis zu 50 Einzelkomponenten ersetzen und Maschinenbediener erhalten Zustandsinformationen zu einzelnen Maschinen, Gesamtlinien oder Prozessen in Echtzeit. So lassen sich kostenintensive Maschinenstillstände vermeiden und die Maschinenverfügbarkeit erhöhen.

Bosch Packaging Festo Motion Terminal

Flexibel: Bei wechselnden Beutelgrößen und Pulverkonsistenzen sorgt das Festo Motion Terminal für eine sichere Produktverteilung und den robusten Zuführprozess.

Sichere Produktverteilung

Durch schnelles Zuschalten neuer Funktionen über Apps müssen Maschinenentwickler
so nur noch einen Basis-Maschinentyp erstellen. „Wir könnten in Zukunft ganz einfach und schnell Apps auswählen und Maschinen mit unterschiedlichen Ausprägungen je nach Kundenwunsch ausstatten“, so Produktmanager Steinemann. Bei der Produktzuführung für den mehrbahnigen Dosierprozess über Vakuum zeichnet bei der Sigpack VPF die App „Proportional-Druckregelung“ verantwortlich. Bei wechselnden Beutelgrößen und Pulverkonsistenzen sorgt die Automatisierungsplattform für eine sichere Produktverteilung und den robusten Zuführprozess.

Individuelle Einstellungen

Zu den weiteren Funktionen gehört der einstellbare Reinigungs- und Abwurfimpuls. Die Automatisierungsplattform überwacht den Abfüllprozess mit einer Klappenkontrolle mittels Drucküberprüfung. Die Druck- und Vakuumüberwachung lässt frühzeitig Verschleiß und Verschmutzung erkennen. Die Leckagekontrolle sorgt für sichere Prozesse mit reproduzierbaren Ergebnissen. Der Reinigungs- und Ausblasdruck ist für jede Bahn individuell einstellbar.

„Mit dem Festo Motion Terminal wird die Pneumatik Industrie-4.0-fähig, so dass Prozessdaten vom Festo Motion Terminal auf unserer eigenen Condition-Monitoring-Plattform verarbeitet werden können“, so Produktmanager Steinemann.

Bosch Packaging Systems AG

Industriestrasse 8
8222 Beringen
Schweiz

Tätigkeitsfeld: Entwicklung und Herstellung von Verpackungs- und Handlingsystemen für die Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie sowie verschiedene weitere Industrien.

Am Standort Beringen befindet sich außerdem der Hauptsitz für den Produktbereich Food mit Prozess- und Verpackungstechnik.

  1. Dieser Artikel erschien im Festo Kundenmagazin trends in automation 2.2017

September 2017

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