Vollständig automatisiert

Jean-M. Cuennet

Aus rund 150 Grundkomponenten produziert das neue Werk der Société Chimique Roche Vitamin-Mischungen nach mehr als 1300 Rezepturen. Dabei muß es auch höchsten Qualitätsansprüchen bezüglich Hygiene und Dosiergenauigkeit genügen. Die Spanne der Chargen innerhalb der verschiedenen Rezepturen erstreckt sich von wenigen Gramm bis zu Mengen mit über 1000 kg. Die gesamte Produktion läuft wie von Geisterhand mit alternierenden Produktions- und Reinigungszyklen ab, und ist ausgelegt für 20 bis 25 Batches pro Tag mit durchschnittlich 8 bis 10 Dosierungen pro Batch.

Die Konzeption war keine leichte Aufgabe. Es mußte ein Optimum zwischen mobilen und stationären Vorlagebehältern gefunden werden. Eine Anlage mit nur stationären Behältern wäre baulich viel zu aufwendig und auch nicht notwendig gewesen. Aus-schließlich mobile Behälter zu verwenden, hätte zuviel Aufwand beim Handling bedeutet und Nachteile bezüglich möglicher Cross-Kontamination zur Folge gehabt. Aus diesem Grund teilten die mit der Planung und Realisierung beauftragten Schweizer Anlagenbauer zunächst die Grundkomponenten in folgende Gruppen ein:

• Komponenten, die in kleinen Mengen (weniger als 2 kg) benötigt werden, sollten manuell verwogen und in kleine Beutel abgefüllt werden.

• Komponenten, die täglich weniger als zehnmal und in großen Mengen (2 kg bis > 1000 kg und mehr) gebraucht werden, füllt man in Container, die als mobile Silos agieren.

• Komponenten, die man mehr als zehnmal und in großen Mengen (2 kg bis > 1000 kg und mehr) benötigt, werden in stationäre Silos abgefüllt.

Wenn die Grundkomponenten für die Produktion bereitgestellt sind, müssen sie gemäß der gewünschten Rezeptur dosiert ausgetragen und nacheinander in einen mobilen Sammelcontainer eingefüllt werden. Wichtig ist die Berücksichtigung möglicher Cross-Kontaminationen. Trotzdem sollten große Abfüllmengen aus den stationären Silos und den Vorlagecontainern möglichst schnell und mit hoher Genauigkeit ausgetragen werden. Das Problem der Produktkontamination kann man teilweise mit einer geeigneten Reihenfolge der Rezepturen umgehen. In anderen Fällen muß über eine separate Anlage entleert oder die Anlage vorgängig gereinigt werden. Die in Containern bereitgestellten Grundkomponenten wurden darum in drei Produktklassen eingeteilt. Für jede Produktklasse wurde eine separate Einheit zum Entleeren der Container installiert.

Variabel, schnell und genau

Die Lösung lag in einer Kombination von verschiedenen Anlagenkomponenten und Dosierabläufen. Unter jedem stationären Silo steht eine Dosiereinheit vom Typ Multi-Dosimat. Die Grundkomponente wird in eine Containerbefülleinheit vom Typ CTS (Containment Transfer System) mit integriertem Austragskegel dosiert und von dort in den Sammelcontainer entleert. Das CTS ist auf einem Wägerahmen montiert. Drei Austrags- und Dosierstationen vom Typ Dosicon entleeren die Vorlage-Container. Die Dosierungen aus den stationären Silos und den Containern werden in drei Kategorien eingeteilt, für Abfüllmengen unter 25 kg, zwischen 25 und 50 kg und die dritte für noch größere Abfüllmengen.

Produktmengen unter 25 kg dosiert die Dosiereinheit (Multi-Dosimat oder Dosicon) genau in die Containerbefülleinheit CTS. Nach dem Andocken an den mobilen Sammelcontainer wird der Austragskegel geöffnet und die vordosierte Produktmenge entleert.

Bei Abfüllmengen zwischen 25 und 50 kg dosieren Multi-Dosimat oder Dosicon eine Produktmenge von ca. 20 kg in die Contai-nerbefülleinheit CTS vor, wo sie genau gewogen wird. Nach dem Andocken an den Sammelcontainer wird der Austragskegel geöffnet und die Produktmenge entleert. Anschließend wird das CTS abgedockt, die genaue Restmenge in das CTS dosiert und nach dem erneuten Andocken an den Sammelcontainer in diesen entleert.

Bei größeren Mengen dockt die Containerbefülleinheit CTS an den Sammelcontainer an und der Austragskegel öffnet sich. Die Dosiereinheit dosiert nun direkt in den Sammelcontainer bis ca. 20 kg an die geforderte Produktmenge. Danach wird der Entleervorgang durch die Waage auf dem Fahrwagen des Sammelcontainers gestoppt, das CTS abgekoppelt, die Produktmenge im Sammelcontainer genau registriert und die Fehlmenge berechnet. Anschließend wird die genaue Fehlmenge in die Containerbefülleinheit CTS dosiert und in den Sammelcontainer entleert.

Das zentrale Prozeßleitsystem mit eingebundener relationaler Datenbank steuert die gesamte Anlage über vier Stockwerke. Nachdem die Grundkomponenten bereitgestellt sind, werden sie je nach Rezeptur automatisch in die CTS vordosiert. Im zweiten Stockwerk befindet sich eine Fahrbahn, auf der drei funkgesteuerte Fahrwagen mit je einem aufgesetzten Sammelcontainer die Grundkomponenten für die jeweilige Vitamin-Rezeptur einsammeln. Dabei fährt ein Fahrwagen unter ein CTS der entsprechenden Dosier- oder Einschütteinheit. Nach dem Andocken an den Sammelcontainer wird die Grundkomponente nach einem der oben beschriebenen Prinzipien entleert. Sind alle Grundkomponenten eingesammelt, stoppt der Fahrwagen an der ursprünglichen Ausgangsposition.

Der abgefüllte Sammelcontainer wird nun mit einem Gabelstapler auf die Container-Entleerstation über dem entsprechenden Mischer gestellt und vollständig in diesen entleert. Während des Mischens wird ein sauberer Container unter dem Mischer auf einen Hubtisch gestellt, mit dem der Container an das CTS des Mischers angedockt wird. Nach dem Mischen und der Prüfung der Mischqualität wird die Rezeptur in den Container entleert. Der abgefüllte Container wird mit Barcode versehen und via Gabelstapler zu einer der drei Verpackungsanlagen gefahren.

Für die Reinigung der gesamten Anlage ist eine zentrale CIP-Anlage installiert, die bei Produktwechsel alle kontaminierten Anlageteile automatisch reinigt und anschliessend trocknet.

Die Grundkomponenten (Vitamine und Zusatzstoffe) werden in Kartons, Säcken und Big Bags angeliefert. Mittels Barcode-Scanner werden alle Rohstoffe identifiziert, für das interne Handling neu gekennzeichnet und entsprechend der obenerwähnten Gruppierung in Handbeutel, mobile Container und stationäre Klein- und Großsilos umgewandelt.

Die Grundkomponenten können dann auf vier Wegen in den automatisch unter die Dosiereinheiten fahrenden Sammelcontainer gelangen, durch:

• manuelle Zugabe der vorverwogenen Kleinkomponenten (Handbeutel) über zwei getrennte Einschüttrichter auf Wägerahmen,

• dosierte Zugabe der Großkomponenten mit geringer Häufigkeit über drei unabhängige Containerentleer- und Dosierstationen,

• dosierte Zugabe von Mittel- und Großkomponenten mit hoher Häufigkeit über zehn Einschüttrichter und zehn Silos, jeweils ausgerüstet mit Dosiereinheiten Multi-Dosimat oder durch

• die dosierte Zugabe mit einer Genauigkeit von 50 g. Vor jeder Zugabe werden die Rohstoffe nochmals mittels Barcode-Scanner identifiziert.

Der nächste Verfahrensschritt ist das Mischen der Komponenten. Auch hier können parallel vier Mischanlagen betrieben werden, die alle über die Sammelcontainer beschickt werden. Die Rezepturen werden vor dem Mischen gesiebt und anschließend wieder in gereinigte Container entleert. Mischvorgang, Probenahme und anschließende CIP-Reinigung erfolgen entsprechend der Rezeptsteuerung.

Zur Endverpackung werden die befüllten Container zum ersten Geschoß des Verpackungsbereichs transportiert und mittels Entleerstationen in drei Abfüllmaschinen entleert. Diese dosieren die Fertigmischungen kundenspezifisch in Beutel, Säcke und Kartons von 1 bis maximal 25 kg. Der für den Versand notwendige Palettiervorgang läuft ebenfalls automatisch ab.

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