EXAKT UND SAUBER IN BECHER ODER GLÄSER ABGEFÜLLT

Mit Blick auf höchste Ansprüche an die Hygiene greift VMS-Maschinenbau, Obersontheim, zu innovativer Technologie. Bei dem Einsatz von Edelstahlmotoren und Software in den Abfüllanlagen wurde ein weiterer Schritt in Richtung smarte Hygiene gegangen. Das Unternehmen hat sich darauf spezialisiert, vor allem Joghurt und Pudding exakt und aseptisch in Eimer, Becher, Gläser und Flaschen zu dosieren. Bei der Antriebs- und Automatisierungstechnik arbeitet man eng mit SEW-Eurodrive zusammen, auch was die Optimierung von Bewegungsprofilen betrifft. Die Software verhindert vor allem bei hoher Leistung wirksam das gefürchtete Überschwappen von Flüssigkeiten. Und die Hardware ermöglicht die leichte und schnelle Reinigung der Maschine.

Es fällt schwer, angesichts der gebotenen Vielfalt, den Überblick zu behalten. Und die Varianz bei den Joghurt- und Puddingerzeugnissen steigt stetig weiter, gerade auch durch pflanzenbasierte Rezepturen. Die sind bekanntlich ohne tierische Proteine hergestellt, also ohne Milch. Mit Blick auf den Prozess des Abfüllens mag zunächst kein Unterschied bestehen, ob ein klassisches Produkt oder eine ähnlich konsistente Mischung veganen Ursprungs in den Becher oder das Glas gefüllt wird. Die unterschiedlichen Zutaten haben jedoch gravierende Auswirkungen auf die Anforderungen bezüglich der Hygiene in einer Maschine.  Vegane Rezepturen beispielsweise unterscheiden sich zum sauren Joghurt im pH-Wert und bieten daher einen brisanten Nährboden für Schimmelpilze und Bakterien.

Anspruchsvolle Voraussetzungen

Im Vergleich dazu, entzieht die natürliche Milchsäure eines Joghurts Schimmelpilzen und Bakterien den Nährboden. „Die Abfüllung süßer, pH-neutraler Produkte ist entsprechend anspruchsvoll. Wir sprechen deshalb auch von einer aseptischen Abfüllung, um lange Haltbarkeiten zu erreichen“, erklärt Daniela Kraft, Leiterin Vertrieb und Marketing bei VMS-Maschinenbau. Dafür muss erstens die Abfüllmaschine porentief sauber sein und zweitens sind auch die Becher und Deckel verlässlich zu sterilisieren. Das klingt einfach, erfordert aber bei Materialien aus PET und PP ein besonderes Verfahren. „Wir haben unterschiedliche Einflussparameter wie Wärme und Absorbierungsverhalten, die bei einer aseptischen Abfüllung von der Sterilisation über die Versiegelung bis zur Dichtheitskontrolle zu beachten sind“, führt Kraft weiter aus.

Hohe Temperaturen beim Säubern und korrosive Reinigungschemie für die Sterilisierung: Spätestens jetzt stellt sich die Frage, wie lange die Komponenten einer Abfüllanlage diesen widrigen Bedingungen standhalten. Die Kontifill Cupline von VMS erreicht bei der Reinigung, Sterilisation und Abfüllung Log 6. Damit bleibt gemäß den Hygieneregeln von einer Million Viren und Bakterien rechnerisch nur ein Erreger übrig. Möglich wird dies durch die Konstruktion der Maschinen für Cleaning-in-Place (CIP) und Sterilizing-in-Place (SIP).

„Laugen, Säuren, hohe Luftfeuchtigkeit, wechselnde Temperaturen: Die Edelstahlservomotoren unserer Baureihe CM2H sind für diese Umgebungsbedingungen in Schutzart IP69K ausgeführt und mit ihrer robusten Bauweise auf Langlebigkeit und maximale Verfügbarkeit getrimmt“, versichert Sarah Herberger, Product Life Cycle Manager Mechatronics bei SEW-Eurodrive. Das Unternehmen für Automatisierungstechnik aus Bruchsal hat die Antriebe für alle Bereiche der Lebensmittelverarbeitung konzipiert – und das mit einer hohen Leistungsdichte. Mit diesen Eigenschaften sind die Edelstahlservomotoren in der Lage, ohne weiteren Schutz direkt im Prozess zu arbeiten. In puncto Hygiene sind sie konform nach FDA (Food and Drug Administration) und erfüllen die hohen Ansprüche der EHEDG (European Hygienic Engineering and Design Group) an die Oberflächengüte und das Ablaufverhalten von Flüssigkeiten.

Servomotoren stellen in einer Maschine aber nur den Teil einer Automatisierung dar, der die programmierten Bewegungsprofile in eine Rotation umsetzt. Abseits des Anspruchs an leichte Reinigungsfähigkeit, Drehmoment und Verfügbarkeit leistet eine abgestimmte Motion Control ihrerseits einen wertvollen Beitrag zur Hygiene. Eine optimierte Bewegungssteuerung verhindert bereits softwareseitig die Verunreinigung und das Überschwappen. Für die unterschiedlichen Anforderungen von flüssig bis viskos greift VMS für den Transport der gefüllten Verpackungen zur Motion-Control-Funktion AntiSlosh. Hierbei handelt es sich um ein vorbereitetes AddOn für Movikit-Softwaremodule aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW. AntiSlosh optimiert die Bewegungsprofile beim Beschleunigen und Abbremsen so geschickt, dass flüssige oder viskose Produkte keine Chance haben, ihre noch unverschlossene Verpackung zu verlassen. Dafür ist es im Vorfeld notwendig, die Eigenfrequenzen und Dämpfungen der unterschiedlich viskosen Flüssigkeiten zu ermitteln, um daraus ideale Taktzeiten zu berechnen. VMS erreicht damit, maximale Performance und Betriebssicherheit in Einklang zu bringen. „Unsere Anlagen füllen pro Stunde bis zu 38.000 Becher ab“, berichtet Daniela Kraft.

Erlaubt ist beim Beschleunigen und Abbremsen, dass der viskose Inhalt ein bisschen aufschwappt. Würde er jedoch überschwappen, „gibt es Verunreinigungen, die die Siegelung erschweren und das Risiko erhöhen, dass der Becher undicht wird“, erklärt Kraft. Der sichere wie saubere Transport ist also essenziell für die lange Haltbarkeit der Produkte sowie für die Hygiene vor Ort. Dabei gilt: Je weniger Verunreinigungen während der Produktion entstehen, desto schneller lässt sich die Anlage später reinigen.

Ohne aufwändige Schutzeinhausungen

Mit der Auswahl von SEW-Edelstahlservomotoren erweitert VMS-Maschinenbau die Möglichkeiten, Abfüllanlagen samt der vor- und nachgelagerten Materialflusstechnik platzsparend ohne aufwändige Schutzeinhausungen zu bauen. „Der direkte Zugriff auf die Technik ist immer besser. Niemand hat Interesse, bei Wartungen oder Reparaturen erst diverse Sicherheitsabdeckungen abzuschrauben“, führt die Marketing- und Vertriebsleiterin aus.

„Damit Maschinenbediener stets den Überblick behalten, wie sich die Aktorik gegenüber den widrigen Umgebungsbedingungen auf Langstrecke schlägt“, so Herberger, „bieten wir einige Lösungen zu Themen wie Condition Monitoring und Predictive Maintenance an.“ Getreu dem Motto: Heute sehen, was morgen passieren könnte – Antriebe direkt im Prozess, Edelstahl für maximale Widerstandsfähigkeit gegenüber Heißdampf und aggressiven Reinigungsmitteln. „Geht der Servo über seine Stromgrenze hinaus, muss ich genau hinschauen. Der Stromanstieg muss nicht auf einen Defekt im Motor hinweisen. Es kann ja auch ein mechanisches Problem in der Applikation vorliegen“, weiß Daniela Kraft. Die Einbindung der Antriebe in digitale Frühwarnsysteme leisten in Summe einen spürbaren Beitrag, die Verfügbarkeit zu erhöhen und ungeplanten Stillstand zu verhindern. Betreiber sparen also Zeit, da es keine Verluste durch störungsbedingtes Leerfahren und Sterilisieren gibt.

Das Beispiel aus der Abfüllung von Lebensmitteln zeigt, wie sich vielseitige Konsumentenwünsche und auch veränderte Geschmacks- und Produktpräferenzen auf die Automatisierung von Anlagen auswirken. Vor diesem Hintergrund sind moderne Produktions- und Maschinenlösungen flexibel und modular zu konzipieren. Besondere Hygieneanforderungen erhöhen den Anspruch an die verwendete Antriebs- und Automatisierungstechnik. Der leicht anpassbare und skalierbare Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW-Eurodrive zeigt hier einen Weg auf, Anforderungen schnell und mit erprobten Komponenten bedienen zu können.

Diesen Artikel finden Sie in LT 10/2022 auf den Seiten 28 bis 30.

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