SCHNELLE UND FLEXIBLE ANPASSUNG

Rasant und immer individueller – so lässt dich der Wandel der Konsumententrends in der Getränkeindustrie am besten beschreiben. Was heute Konjunktur hat, ist morgen womöglich schon wieder uninteressant für die Verbraucher. Wurde früher über einen langen Zeitraum lediglich der Schokodrink konsumiert, ist es heute der Schokochino in der Light-Variante, morgen vielleicht der laktosefreie Joghurt-Drink und übermorgen der vegane Mandelmilch-Latte-Macchiato. Die Industrie muss hier mithalten und entsprechend Maschinen zur Herstellung und Abfüllung der Getränke im Turboprinzip umrüsten. Viele häufige Produktwechsel sind gefragt, genauso wie kleinste Chargen und Bechermengen. Das bringt aber auch einen höheren Reinigungsaufwand und wachsende Reinigungszyklen mit sich – wofür die Maschinen und Komponenten ausgelegt sein müssen.

Jedoch nicht nur der Wunsch nach Abwechslung, sondern auch das Thema Nachhaltigkeit gewinnt immer mehr an Bedeutung. Verpackt und versiegelt die horizontale Füll- und Verschließmaschine derzeit noch Getränkebecher mit Aludeckel, wachsen die Ansprüche an die Getränkehersteller: Nachhaltige Verpackungen aus Glas sind dabei ebenso gefragt wie Becher aus Monomaterial, zum Beispiel wiederverwendbares Polypropylen. Damit verändern sich aber auch die Maßstäbe für den Versiegelungsprozess, wie die benötigte Zeit zum Versiegeln und die verwendete Temperatur. Wie können Maschinenbauer diese Anforderungen erfüllen und Maschinen für die Getränkeindustrie auf den Markt bringen, die ein schnelleres Umrüsten in der Abfüllung zulassen und dabei die hygienischen Vorschriften erfüllen?

Gestiegene Hygieneansprüche

SEW-Eurodrive hat diesen Wandel im Blick und darum eine ganzheitliche Automatisierungslösung kontinuierlich entwickelt, die es ermöglicht, Maschinen schneller umzurüsten und die gestiegenen Ansprüche in puncto Hygiene und den Versiegelungsprozess zu realisieren. „Unser StarterSet Horizontal Fill and Seal progressive – Hygienic (637) eignet sich für den aseptischen Bereich und erfüllt somit die hohen Ansprüche der Getränkeindustrie“, erläutert Alexander Hack. Der Strategic Portfolio Manager weiter: „Die enthaltenen Komponenten sind perfekt aufeinander abgestimmt – was es Maschinenbauern ermöglicht, schnell die einzelnen Automatisierungskomponenten zu nutzen und dadurch Maschinen flexibel marktgerecht anzupassen.“ Dabei wurde das StarterSet mit speziellen Komponenten für den aseptischen Bereich ausgestattet.

Um Anforderungen an hygienische Reinigbarkeit, wie die einfache Reinigungsfähigkeit und Resistenz gegen Reinigungsmittel zu erfüllen, setzt SEW bei der neuen Lösung auf Edelstahl-Servomotoren der Baureihe CM2H. Diese sind für den Einsatz in Maschinen der Lebensmittel- und Getränkeproduktion geeignet und wurden in einem hygienischen Design ohne Ecken, Kanten oder Hohlräume konzipiert. Sie erfüllen damit die extrem hohen Ansprüche der Hygiene, sind sehr langlebig und besonders leicht zu reinigen. Die kompakten Einheiten aus Synchron-Servomotoren und Planetengetriebe sind IP69K-zertifiziert und damit resistent gegen Hochdruck, Heißdampf und korrosive Reinigungsmittel. Die Antriebe lassen sich auch für wirksame, aber für Antriebskomponenten herausfordernde, automatisierte Reinigungsverfahren wie Cleaning in Place (CIP) und Sterilizing in Place (SIP) einsetzen.

„Darüber hinaus haben wir auch eine weitere Besonderheit bei der Abfüllung von Flüssigkeiten im Blick“, berichtet Hack. Denn dabei besteht die Gefahr, dass die Flüssigkeit durch den Taktbetrieb der Maschine aufschwingt und überschwappt. Das kann zum Beispiel zu Siegelproblemen durch Verschmutzungen führen, was den Ausschuss erhöht und so die Gesamtanlageneffektivität (OEE) senkt. „Natürlich wäre es auch möglich, die Taktrate zu reduzieren. Das hätte dann aber wiederum eine negative Auswirkung auf die Produktivität – kein wünschenswerter Zustand für die Betreiber und Maschinenbauer“, so der Fachmann von SEW.

Gezielt für die horizontale Füll- und Verschließmaschine wurden darum mit dem Movikit AntiSlosh spezielle Softwarefunktionen entwickelt. „Dieses Modul reduziert das ungewünschte Schwappverhalten erheblich. Es verkürzt also die Zeit, die eine Flüssigkeit nach einer Bewegung zur Beruhigung benötigt“, beschreibt Hack die Vorteile. In der Praxis bedeutet das: Die Getränkeabfüllung in Becher kann weiterhin in hoher Taktzahl erfolgen, ohne dass es zum Überschwappen und zur Verschmutzung kommt, was sich positiv auf die OEE auswirkt.

Das StarterSet besteht aus einer Art modularem und sehr fein skalierbarem Baukasten und ist somit als durchgängige Automatisierungslösung sofort einsetzbar und flexibel erweiterbar. Die enthaltenen Software- und Hardwarepakete sind perfekt aufeinander abgestimmt. Anwender bekommen so die gesamte Automatisierungslösung aus einer Hand. Durch diese Vorselektion der Grundkomponenten können Maschinenbauer den Aufwand für Projektierung und Programmierung und somit die gesamte Projektlaufzeit deutlich um mehrere Wochen verkürzen.

Übergeordnete Steuerung

Neben den erwähnten Edelstahl-Servomotoren der Baureihe CM2H enthält das StarterSet die übergeordnete Steuerung Movi-C Controller für die Automatisierung und Bewegungssynchronisationen, maschinentypische I/O-Module, ein webbasiertes HMI-Operator-Panel zur einfachen Maschinenbedienung sowie für die applikative Umsetzung in der Steuerung das Movikit-Bundle FillSeal. Dieses besteht aus 15 Softwarebausteinen, zu denen auch das Movikit AntiSlosh zählt. Sie decken alles an Funktionalitäten ab, was für die Automatisierung von horizontalen Füll- und Verschließmaschinen benötigt wird: Lizenzen für das Programmiertemplate AutomationFramework, Web-Visualisierung, OPC UA-Datenserver, Kurvenscheibenfunktionalität, schwingungsfreie Bewegungsprofile, Unterstützung von Feldbus-Master und weitere maschinentypische Funktionen (Wickeln, Schneiden und Siegeln).

Die Movikit-Module sind vorprogrammiert und können so in kürzester Zeit einfach in Betrieb genommen werden, indem sich wichtige Funktionen schnell durch Parametrierung realisieren lassen. SEW arbeitet darüber hinaus mit einer frei programmierbaren Codesys-Umgebung, die es ermöglicht, spezifische Anpassungen vorzunehmen. So kann individuelles Know-how mit in die Maschinen einfließen, Programmieraufwand für Standardfunktionen hingegen entfällt.

Für Verpackungsmaschinen besonders hervorzuheben ist der Softwarebaustein Movikit Automation Framework. Dieser nach Packaging Machine Language (PackML) standardisierte State- und Mode-Manager bildet eine "Hülle" für das Anwenderprogramm. Somit arbeiten alle im Automation Framework enthaltenen Softwaremodule mit dem gleichen Zustand. Sie begeben sich zusammen in Warteposition oder starten gemeinsam. Wird ein neues Modul integriert, ist es Teil dieser Synchronisierung. Das vereinfacht Anlagenerweiterungen oder -veränderungen deutlich und spart am Ende Zeit und Kosten bei der Inbetriebnahme und Diagnose.

Um eine durchgängige Kommunikation zu unterstützen, gibt es im PackML-Standard die Schnittstelle PackTag, die dafür sorgt, dass ein- und ausgehende Maschineninformationen standardisiert sind. Datenzugriffe nach externen Schnittstellen werden mittels dem Softwarebaustein Movikit OPC UA ermöglicht. „Somit kommunizieren Maschinen innerhalb einer Produktionslinie mit derselben Sprache und nachfolgende Aufgaben wie externe Datenvisualisierung sind einfach möglich“, erklärt Hack.

Die Reduzierung der Komplexität – diesem Anspruch wird das StarterSet 637 für den aseptischen Bereich gerecht. In der heutigen Welt ist Automatisierung für alle Anwendungen allgegenwärtig. Somit ist es möglich, schnell effiziente Maschinen zu bauen. SEW steht hier mit übergreifendem Know-how und passenden Lösungen von der Software, über die Hardware, Unterstützung bei der Programmierung bis hin zum 24/7-Service zur Seite.

„Als ganzheitlicher Antriebs- und Automatisierungsspezialist haben wir das Ziel, Maschinenlösungen zu schaffen, die Automation und die damit verbundenen Vorteile für unsere Kunden immer einfacher machen. Dieses Grundpaket für die Füll- und Verschließmaschinen zu schnüren, ist uns mit dem StarterSet 637 erfolgreich und erprobt gelungen. Darüber hinaus bieten wir aber auch weitere Sets für unterschiedlichste Maschinentypen mit dem Schwerpunkt Verpackungstechnik an. Immer mit dem Ansatz: Alles aus einer Hand, flexibel und dennoch schnell einsetzbar“, resümiert Alexander Hack.

Diesen Artikel finden Sie in LT 6/2023 auf den Seiten 34 bis 36.

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