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O+P Fluidtechnik 1-2/2017

O+P Fluidtechnik 1-2/2017

INDUSTRIEPNEUMATIK JA

INDUSTRIEPNEUMATIK JA NICHT AUFFALLEN SPECIAL / DIGITALISIERUNG Maschinen zur Abfüllung von flüssigen Nahrungsmitteln müssen rund um die Uhr funktionieren. Bei einem Ausstoß von bis zu 12 000 Kartons pro Stunde sind Unterbrechungen oder gar ein Stillstand absolut unerwünscht. Deshalb spielt die Maschinenverfügbarkeit bereits bei der Auswahl sämtlicher Komponenten eine übergeordnete Rolle. Einbauen und im besten Fall nicht mehr auffallen lautet die Devise. Wolfgang Buchkremer, Senior Manager Research & Engineering bei der Elopak EQS GmbH in Mönchengladbach, erstaunte mit der Aussage, dass bei der Auswahl von Komponenten neueste technische Features nicht das Hauptargument seien. Seine größte Forderung konzentriert sich vielmehr auf den Faktor Zuverlässigkeit: „Wir brauchen möglichst unauffällige Komponenten, die wir einbauen und dann nahezu vergessen können. Und genau das ist nicht mit jeder beliebigen Komponente machbar.“ Elopak verfolgt mit der Entwicklung des ersten voll aseptischen Giebeldachsystems die Strategie hochfunktionaler Verpackungskonzepte. Es erfüllt sowohl die steigenden Erwartungen von Verbrauchern an Produktdesign, Funktionalität und Qualität als auch die Forderungen der Industrie nach hoher Effizienz und Maschinenverfügbarkeit. Damit ist die Aseptikmaschine die Fortführung der über 100 Jahre alten Tradition des Pure-Pak-Prinzips von Elopak. Basierend auf diesem Know-how bietet die aseptische Abfüllmaschine E-PS120A Automatisierungstechnik und ist in sechs Module aufgeteilt. Das eingelegte Verpackungsmaterial wird gespeichert, aufgerichtet und vorgefaltet. Dann wird die Verschlusskappe per Ultraschallschweißen angebracht und der Kartonboden durch Erhitzen und Pressen verdichtet. In einer separaten Kammer wird mit Wasserstoffperoxid sterilisiert und danach das Produkt mit einem Schuss eingefüllt. Zum Schluss wird die Verpackung mittels Induktion verschweißt und aus der Maschine transportiert. Anwender können auf der Maschine drei Verpackungsgrößen mit 500 bzw. 750 ml und 1 l fahren. Da alle Vorgänge in der Maschine auf die Verpackungshöhe ausgerichtet sind, muss zur Umstellung nur die Kartonbodenhöhe eingestellt werden. Diese Verschiebung anhand einer Zylinderbetätigung dauert nur wenige Minuten. KOMPLEXE AUFGABEN GELÖST Konstruktion und Bau einer solch modernen Abfüllmaschine sind komplexe Aufgaben. Sterile Umgebung und keimfreie Verpackung sind Voraussetzung dafür, dass die Produktqualität ohne Kühlung und Einsatz von Konservierungsstoffen bei Raumtemperatur lange erhalten bleibt. Folglich müssen die flüssigen Nahrungsmittel hy gienisch und sicher eingetütet werden, während gleichzeitig Kälte, Feuchtigkeit und Spritzgefährdung hohe Ansprüche an die Maschinenkomponenten stellen. „Dauerhafte Zuverlässigkeit ist jedoch oftmals eine Frage von Details“, betont Buchkremer und verweist auf die enge Kooperation mit dem Unternehmen Aventics: „Obwohl die hier eingebauten Pneumatikkomponenten zunächst unscheinbar wirken, sind sie bezogen auf Maschinenverfügbarkeit und Aseptik funktionsrelevant. Neben sicheren Bauteilen brauchen wir deshalb den engen Kontakt und eine partnerschaftliche Zusammenarbeit mit Lieferanten, um Optimierungsmöglichkeiten frühzeitig zu erkennen und Verbesserungen gemeinsam voranzutreiben.“ 32 O+P Fluidtechnik 1-2/2017

01 POINTIERT ELOPAK ENTWICKELT ERSTES ASEPTISCHES GIEBELDACHSYSTEM AUGENMERK GERICHTET AUF UNAUFFÄLLIGE, ZUVERLÄSSIGE KOMPONENTEN EINSATZ PNEUMATISCHER KOMPONENTEN MIT FOKUS AUF LEBENSMITTELSICHERHEIT 02 01 Die Einstellung der Kartongrößen ist variabel. Da sich sämtliche Maschinenvorgänge nach dem oberen Maß der Verpackung richten, muss bei einer Produktumstellung nur die Bodenhöhe anhand des Kompaktzylinders CCI verändert werden. 02 Führungszylinder der Serie GPC müssen in der aseptischen Füllmaschine im Alltagsbetrieb rund 1 Million Mal pro Woche funktionieren BRANCHEN-KNOW-HOW UMGESETZT Beispiel Zylinder: Ein Kurzhubzylinder der Baureihe SSI von Aventics dient zur Vereinzelung von Verschlusskappen, die er von einer zur anderen Seite schiebt. Was sich wie eine leichte Aufgabe anhört, muss jedoch im Alltagsbetrieb rund 1 Million Mal pro Woche funktionieren. Aufgrund konkreter Anwendungsdaten von Elopak hat Aventics das Kolbenpaket verstärkt und damit die Standzeit des Zylinders verlängert, was sich positiv auf die Maschinenverfügbarkeit auswirkt. Weitere Zylinder schieben Verpackungen vor bis zum nächsten Bearbeitungsschritt. Der Druck variiert je nach Lage und Anzahl der Verpackungen auf einer Schiene. Hier sorgt das elektropneumatische Druckregelventil ED02 für einen präzisen und dynamisch nachgeregelten Druck, mit dem dieser Vorgang optimiert und energieeffizient ausgeführt werden kann. Beispiel Drossel: Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) wird zum Sterilisieren der Verpackungen eingesetzt, beeinträchtigt jedoch alles, was reaktionsfreudig ist. Dazu zählen auch Dichtungsmaterialien und Fett, wie sie für Drosselventile üblich sind. An dieser Stelle kann eine falsche Materialauswahl auf Dauer den gesamten Sterilisationsprozess gefährden. „Gemeinsam mit Aventics haben wir nach einer Lösung gesucht und setzen nun eine saubere, innen gereinigte Drossel mit speziellem Dichtring am Verdampfer des Sterilisationssystems ein. So können wir durch diese konstruktiven Details eine höhere Stabilität erzielen“, sagt Johannes Platen, zuständig für Engineering und Mechanical Design bei Elopak EQS. Beispiel Ventilsystem: Auch hier brachte die H 2 O 2 -geschwängerte Luft eine anwendungsspezifische Entwicklung mit sich. Um die Standzeit der Ventile zu verlängern, kombiniert Aventics ein Standard­ Ventilsystem mit einer Winkelanschlussleiste aus Aluminium samt umlaufender Dichtung. Nun ragen die Ventilpiloten direkt in den geschlossenen Kabelkanal im Maschineninnenraum, während die Abgänge in den Außenbereich der Maschine gehen. Somit wird der problematische Kontakt zwischen Ventilen und Wasserstoffperoxid wirkungsvoll verhindert. Beispiel Schnellentlüftungs- und Sanftanlaufventil. Die Spezialeinheit entstand aus drei Aventics-Komponenten und zielt vor O+P Fluidtechnik 1-2/2017 33

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