Lebensmittelverpackung sicher im Griff

Dipl.-Betriebswirtin (FH) Sandra Hubach

Die Wurstfabrik Nölke wurde 1924 von den Brüdern Heinrich, Gustav, Oskar und Otto Nölke gegründet. Heute gehört das Unternehmen zu einem der führenden Wurst- und Fleischproduzenten Deutschlands. Unter anderem werden hier Marken wie Gutfried, Menzefricke, Müritzer oder Meat & More hergestellt. Was einmal mit drei Schweinen und viel Ehrgeiz begonnen hat, ist heute zu einem Hightech-Unternehmen herangewachsen. Der Anspruch, hochqualitative Lebensmittel zu produzieren, stellt auch hohe Ansprüche an die eingesetzte Technik. Das gilt vom Einkauf über die Produktion bis hin zur Verpackung der fertigen Ware. Damit der abschließende Verpackungsprozess die gesamte Produktion nicht verzögert, setzen die Wursthersteller auf moderne Kontrollwaagen auf Basis elektrodynamischer Kraftkompensations-technik (kurz EDK, siehe Kastentext) der Wipotec Tochter OCS Checkweighers.

In der Versmolder Wurstfabrik werden auf 17 Produktionslinien im Dreischichtbetrieb verschiedenste Wurstsorten unterschiedlicher Marken hergestellt, geprüft und verpackt. Zur Verpackung von Aufschnitt schneidet der Slicer die Wurst in Scheiben vordefinierter Dicke. Diese Scheiben werden von der Verpackungsmaschine in Kunststoffbehältnisse gepackt und verschlossen. Anschließend zieht ein Vereinzeler die Wurstpackungen auf dem Transportband auseinander und bringt sie somit auf den richtigen Abstand zueinander. Im nächsten Schritt laufen die Packungen einzeln über die Kontrollwaage mit vorgeschaltetem Metalldetektor (Bild 1). Der Metalldetektor untersucht jede Packung auf metallische Verunreinigungen und sortiert entsprechende Packungen gegebenenfalls aus. Gleichzeitig prüft die Kontrollwaage das Nettogewicht einer jeden Packung und entfernt diese bei Unter- oder Übergewicht aus dem Produktionsstrom. Dabei speichert die Waage die Messergebnisse aller Packungen und wie stark diese vom vorgegebenen Wert abweichen. Haben die Wurstpackungen alle Tests erfolgreich bestanden, werden sie von Mitarbeitern manuell in Transportkartons verpackt.

In der gesamten Anlage sind zahlreiche Kontrollwaagen von OCS Checkweighers im Einsatz. In der Linie drei zum Beispiel überwacht eine Kontrollwaage der HC-Serie mit einem Durchsatz von 160 Packungen pro Minute, also fast drei Wägungen in jeder Sekunde, das Verpacken von Light-Salami. Das komplette System – sowohl die Wägezelle als auch das Wägeband – ist hier aus Edelstahl und lässt sich somit sehr sicher und einfach reinigen (Bild 2).

Die Versmolder arbeiten schon seit Jahren mit den Kontrollwaagen-Experten zusammen. „Wir haben uns damals für OCS entschieden, weil sie von anderen Maschinenherstellern empfohlen wurden“ sagt Willi Siekmann, Geschäftsbereichsleiter Verpackung bei Nölke. „Dabei haben wir weniger Wert auf günstige Einkaufspreise gelegt, als auf die Zuverlässigkeit der Waagen und guten Service. Und mittlerweile wissen wir aus Erfahrung: Die Zuverlässigkeit und die Serviceleistungen sind bei OCS in der Tat hervorragend. Viele Großhandelsunternehmen warten auf unsere Produkte, da muss die Verfügbarkeit der Anlage gewährleistet sein. Ausfälle können wir uns einfach nicht erlauben.“

Dabei bringt das Einbinden der Kontrollwaagen in den Produktions- und Verpackungsprozess gleich mehrere Vorteile. Auf unsichere Stichproben per Hand kann nun komplett verzichtet werden, stattdessen findet jetzt eine 100%-Kontrolle statt. „Gleichzeitig war uns wichtig, dass sich mit dem Einsatz der Kontrollwaagen Vorschriften wie die FPV einfach umsetzen lassen,“ so Siekmann weiter. „Mit den eingesetzten Waagen können wir nicht nur das Gewicht jeder einzelnen Packung ermitteln. Zusätzlich berechnet die Waage zum Beispiel den gleitenden Mittelwert der aktuellen Produktion. Und es lässt sich zudem frei konfigurieren, welche statistischen Angaben zur laufenden Charge auf dem Touch- display angezeigt werden sollen.“ Mit diesen Informationen kann steuernd in den aktuellen Prozess eingegriffen und somit die Produktivität und Effektivität deutlich gesteigert werden.

Auch regelmäßige Produktwechsel funktionieren reibungslos. Neue Produkte können einfach über das Touchdisplay der jeweiligen Waage eingegeben werden. Nach einmaliger Eingabe des Produktnamens, produktspezifischer Daten und erlaubter Mittelwertabweichung (Toleranzgrenzen) des Nettogewichts werden diese Informationen bei der Artikeldatenanlage in einer Art Rezept abgespeichert und stehen für künftige Produktionen abrufbereit zur Verfügung.

Gleichzeitig setzt die Anlage auf einen Vorteil, der in der Fleisch- und Wurstindustrie bislang größtenteils ungenutzt bleibt: Die Waagen sind direkt an den Slicer ihrer Produktionslinien angeschlossen. Weicht der an einer Waage gemessene Mittelwert zu stark vom Sollwert ab, wird diese Information direkt an den Slicer zurückgegeben. Dieser kann nun möglichst schnell nachregeln und die Scheibendicke entsprechend anpassen. Da die Waage quasi sofort auf Abweichungen reagiert, lassen sich Unter- oder Überfüllungen schnell beheben und der Ausschuss drastisch reduzieren.

Um für möglichst viele Anforderungen die richtige Wägelösung bieten zu können, setzt OCS Checkweighers auf drei verschiedene Kontrollwaagenserien, die sich mit unterschiedlichen Optionen flexibel an die jeweiligen Anwendungen anpassen lassen. Die in Versmold eingesetzten HC-Linien bringen schon in der Grundausstattung diverse Vorteile mit. Sie eignen sich zum Beispiel für eine hundertprozentige Produktionsüberwachung gemäß FPV mit sehr hoher Trennschärfe beim Ausscheiden fehlgewichtiger Produkte. Produktionsdokumentation in verschiedenen Logbüchern ist genauso Teil der Grundausstattung wie Gesamt- bzw. Zwischenstatistiken wahlweise nach Stück, Stunden oder Minuten. Dank massivem Edelstahlrahmen und Komplettgerät im Edelstahlgehäuse sind die Waagen robust und bestens ausgestattet. Gurte- und Transportbänder lassen sich einfach und ohne Werkzeug wechseln. Liniensynchronisation mit potentialfreien I/O-Signalen ist Standard. Mit verschiedenen optionalen Modulen lässt sich die Waage an spezielle Anwendungsbereiche anpassen, z. B. mit den Optionen Pharma, Steuerungs- und Regelungstechnik oder Datenmanagement. Arbeiten Fertigungs- und Abfülllinien mehrspurig, werden auch die Kontrollwaagen mehrspurig ausgelegt. Neben der platzsparenden Maschinenkombination aus Kontrollwaage und Metalldetektor (Bild 3) gibt es im Programm auch Sonderausführungen speziell für zylindrische Produkte mit geringer Standfläche, für den Einsatz in Ex-Bereichen oder für die dynamische Milligramm-Gewichtskontrolle mit höchster Auflösung.

Durch den modularen Aufbau lassen sich die Kontrollwaagen in nahezu jedem Industriebereich einsetzen, wo gewogen werden muss, ganz gleich ob in der Pharma-, Lebensmittel-, Chemie- und Kosmetikindustrie oder in der Logistik.

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Das Grundprinzip von Wägezellen, die auf der elektrodynamischen Kraftkompensation basieren, lässt sich mit einer einfachen Balkenwaage vergleichen. Auf einer Seite des Wägebalkens wird das zu wiegende Objekt aufgebracht. Dessen Gewicht führt dazu, dass sich die auf der anderen Seite des Wägebalkens befestigte Spule aus ihrem Magnetfeld (Permanentmagnet) herausbewegen will. Eine Optik erkennt schon minimalste Auslenkungen und meldet diese an einen hochpräzisen Positionsregler. Dieser regelt durch den Spulenstrom die elektromagnetische Gegenkraft so, dass der Wägebalken im Gleichgewicht bleibt. Das alles passiert im Millisekundenbereich, so dass die maximal auftretende Auslenkung wenige Nanometer beträgt. Die von dem aufgelegten Gewicht verursachte Kraft wird so durch den Spulenstrom kompensiert. Dabei ist die Stärke des Spulenstroms proportional zur Gewichtskraft. Dieser kraftproportionale Strom lässt sich über einem Messwiderstand messen, mit einem Analog-Digital-Wandler digitalisieren und in einem Signalprozessorsystem zur direkten Ausgabe als digitaler Gewichtswert weiter verarbeiten.

Kontrollwaagenlösung HC-MDi mit integriertem Metalldetektor

Weiteres Anwendungsbeispiel aus der Lebensmittelindustrie

IFFA 07 Frankfurt Internationale Leitmesse der Fleischwirtschaft