Bei Abfülleistungen von 20 000 bis 80 000 Flaschen pro Stunde, genormten Behältern und selten wechselnden Produkten gibt es zu Rundlaufmaschinen keine Alternative. Anders stellt sich die Situation bei häufigem Produktwechsel und geringeren Abfülleistungen dar. Für diese Fälle wurden die Cafis-Twin-Linearabfüllanlagen entwickelt, die sich durch einen geringen Umstell- und Reinigungsaufwand auszeichnen.
Durch enorme Querschnittsveränderungen zwischen Rohren und Schläuchen auf der einen, Dosierkolben und Ventilen auf der anderen Seite, ist bei Kolbendosiermaschinen eine einwandfreie CIP/SIP-Reinigung immer problematisch. Weitere Nachteile dieser Maschinen sind eingegrenzte Volumenbereiche, wartungsanfällige Dichtungselemente, eine hohe Störanfälligkeit bei Temperaturschwankungen und Probleme bei feststoffhaltigen Produkten. Vor diesem Hintergrund entwickelte ein süddeutsches Unternehmen in den 80er Jahren sein Computer-Aided-Filling-System (CAFIS). Es umfaßt
• Linearabfüllmaschinen mit einer Leistung von ca. 5000 bis 6000 Einheiten pro Stunde und einem Volumenbereich von 20 ml bis 20 l,
• Rundlaufabfüllmaschinen mit einem Leistungsbereich von bis zu 20 000 Flaschen pro Stunde.
Alle Maschinen verfügen über eine magnetisch induktive oder eine Massenstromdurchflußmessung. Über eine PC-Steuerung können auf Knopfdruck die entsprechenden Formate abgerufen und automatisch auf der Anlage eingestellt werden. Mit dem Rechner der Anlage lassen sich CIP/SIP-Systeme zur Reinigung der Maschinen ansteuern. In Abhängigkeit von den abgefüllten Produkten und den hygienischen Anforderung stehen verschiedene Reinigungsprogramme zur Verfügung, wobei sowohl zeit- als auch situationsgesteuerte Schritte programmierbar sind. Zudem ermöglicht die eingesetzte PC-Technik u.a. eine Produktionsdatenerfassung, Störmeldestatistiken und die Verknüpfungen mit Prozeß- und Verpackungsanlagen.
Für Abfülleistungen zwischen 5000 und 12 000 Flaschen pro Stunde
Da die Leistungen der Linearabfüllanlagen begrenzt sind und bei Rundlaufmaschinen der Formatwechsel durch lange Umstellzeiten und teure Formatsätze recht aufwendig ist, wurde CAFIS weiterentwickelt. Es entstand das CAFIS-Twin-System, das die Flexibilität des Linearfüllers mit der Leistungsfähigkeit eines Rundläufers verbindet. Das System ist für einen Leistungsbereich von 5000 bis etwa 12 000 Flaschen pro Stunde ausgelegt.
Die zuverlässigen und wartungsarmen Linearabfüllmaschinen arbeiten nach folgendem Prinzip. Die einspurig ankommenden Flaschen werden über eine Verteilstation auf zwei Füllspuren gebracht, jeweils gestoppt, die Flaschenhälse zentriert, die Füllrohre eingefahren und die Behälter gefüllt. Solange die Füllung auf der einen Seite stattfindet, werden auf der anderen Seite die vollen Flaschen abtransportiert und die leeren zugeführt. Diese Arbeitsschritte laufen wechselseitig ab, so daß die Durchflußmesser ständig im Einsatz sind. Da mit den selben Durchflußmessern sowohl auf Spur 1 als auch auf Spur 2 gearbeitet wird, ist bei hohen Abfüllleistungen nur eine geringe Anzahl von Instrumenten notwendig. Selbstverständlich sind durch die Einzelsteuerung der Füllorgane präzise Füllvolumina an jeder Füllstelle gewährleistet.
Über einen integrierten Rechner lassen sich sowohl Füllvolumina als auch flaschen- und produktspezifische Parameter auf die Anlage übertragen.
Wie beim Reihenfüller muß das Anlagenpersonal bei Formatumstellungen lediglich die Füllrohrabstände, die Transporteurführungen und die Zentrierungen je Spur verstellen. Sämtliche Produktdaten und Behälterformate sind abgespeichert. Auf diese Weise wird beispielsweise der Behältervordruck dem jeweiligen Produkt zugeordnet, die Tauchdüsenhöhe und -geschwindigkeit angepaßt und die Transportbandgeschwindigkeit für Zu- und Ablauf der Behälter geregelt.
Sind nur kleinere Abfülleistungen gefordert, läßt sich die Anlage auch einspurig betreiben. Für exotische Gebinde wie Eimer oder Kanister ist ein Betrieb mit reduzierter Füllstellenanzahl problemlos möglich.
Die CAFIS-Twin-Abfüllmaschinen sind vom Vorratsbehälter bis zum Ende des Füllrohrs offene Systeme. Deshalb ist vom einfachen Durchspülen mit Wasser bis hin zu CIP-/SIP-Technologien jede Art von Reinigung und Sterilisierung möglich. Auffangtassen mit denen die Füllrohre innen und außen komplett umspült werden gehören zum System.
Vielfältigste Anwendungs-möglichkeiten
Das CAFIS-Twin-System wird erfolgreich zur Abfüllung von Milch, Fruchtjoghurt und Quark in 500-ml-Glasflaschen eingesetzt. Hierbei sind formatseitig kaum Umstellungen notwendig. Eine Stärke dieser Maschinen ist die automatische CIP-/SIP-Reinigung, bei der nacheinander alle Reinigungsschritte gesteuert und protokolliert ablaufen. Durch das zum Einsatz kommende magnetisch induktiver Durchflußmeßsystem kann auch Joghurt mit Fruchtstücken problemlos verarbeitet werden.
Auch ein Feinkosthersteller, der Essig, Senf, Ketchup und Mayonnaise verarbeitet, nutzt eine CAFIS-Twin-Anlage. Sie übernimmt folgende Aufgaben:
• Bei hohen Stückzahlen muß Essig in 0,5- und 0,75-Liter-Flaschen sowie in Kanister mit einem Fassungsvermögen von 5 und 10 Litern abgefüllt werden.
• Senf ist in Trinkgläser und Henkelbecher mit einem Fassungsvermögen von 200 und 250 ml oder in1-Liter-Flaschen zu füllen. In geringen Stückzahlen müssen auch 10-Liter-Eimer befüllt werden.
Daneben dient die CAFIS-Twin-Anlage zur Abfüllung von Mayonnaise in Standtuben und Eimern sowie saisonabhängig von Ketchup in 0,5-Liter-Kunststoffflaschen.
Für diesen konkreten Einsatzfall wurde die Anlage für einen Dosierbereich von 200 ml bis 10 l ausgelegt. Durch eine präzise Vordruckregelung über die PC-Steuerung stellt sich der Füller automatisch auf die wechselnden Viskositäten von wäßrigem Essig, heißem Ketchup oder kalter Mayonnaise ein.
Transporteure, Zentrier- und Stoppvorrichtung an der Anlage sind für die Befüllung von Flaschen, Eimern und Kanistern konzipiert. Während Flaschen auf beiden Spuren mit jeweils zehn Füllstellen und einer Leistungen von über 200 Stück pro Minute verarbeitet werden können, erfolgt die Befüllung von Gläsern und Kanistern einspurig mit vier bzw. fünf Füllrohren. Die nicht benötigten Füllstellen lassen sich problemlos abschalten.
Einfache und produktorientierte Reinigung
Sämtliche produktführenden Elemente sind in Lebensmittel-Aseptiktechnik ausgeführt. Die Reinigung der Anlage kann grundsätzlich in drei Stufen erfolgen: Einfachleerung, mittlerer Spülvorgang und CIP-/SIP-Reinigung.
Die Einfachreinigung ist beispielsweise dann ausreichend, wenn auf der Anlage unterschiedliche Essigsorten verarbeitet werden sollen. Dabei laufen folgende Arbeitsschritte ab:
• Restentleerung des Systems über ein Füllrohr,
• Reinigung des Vorratsbehälters mit Hilfe eines Sprühkopfes,
• Spülung des gesamten Systems mit Wasser und Ablauf der Reinigungsflüssigkeit.
Bei der Umstellung der Abfüllanlage von Senf auf Ketchup ist der mittlere Spülvorgang notwendig. Ist der Abfüllprozeß beendet und die Restentleerung abgeschlossen, erfolgt eine zeitgesteuerte Vorreinigung des Systems mit Heißwasser. Dabei wird über eine CIP-Umwälzpumpe das Wasser im Kreislauf gepumpt und mehrfach erneuert. Durch programmiertes Öffnen und Schließen der Füllrohrventile mit einem gemeinsamen und taktweisen Verlauf werden bewußt Turbulenzen erzeugt, die anhaftende Produktreste ausspülen. Nach dem Entfernen der Spülrohre ist die Maschine wieder einsatzbereit.
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