Ein Hersteller von Kaffeeportionspackungen betreibt mehrere Abfüll- und Verschließmaschinen für Kapseln und Pads der Baureihe CFL von Optima. Da sich die Portionspackungen gut verkaufen, plante man die Anschaffung einer weiteren Maschine.
Um die Oxidation des Kaffeepulvers zu verhindern, wird vom Dosieren bis zum Siegeln der Kapseln Stickstoff als Schutzgas eingesetzt, der den vorhandenen Sauerstoff verdrängt. Der Stickstoff wird alle ein bis zwei Tage angeliefert.
Unabhängig von diesem Kunden, startete Optima ein Retrofit-Projekt, das die Stickstoff-Beflutung in den Abfüll- und Verschließmaschinen der Baureihe CFL zum Gegenstand hatte. Ziel war es, die Begasungssysteme in bestehenden Anlagen zu optimieren und den Stickstoffverbrauch, wenn möglich um 10 bis 15 % zu senken.
Im ersten Schritt wurde die Schwachstellen des Systems definiert. Zu diesem Zweck installierte man sogenannte Messplatten in eine bestehende Abfüllanlage. Mit ihrer Hilfe wurde der sich ändernde Sauerstoffgehalt entlang der Begasungsstrecke erfasst und dokumentiert.
Optimierung der Begasungssysteme
Im Zuge der Optimierung entwickelten die Optima-Ingenieure neue Begasungsplatten. Sie sind in Sandwichbauweise ausgeführt und kombinieren neue Werkstoffe. Des Weiteren wurde der Strömungsverlauf bei der Becherspülung überarbeitet – und dies bei gleichzeitig minimierten Spaltmaßen sowie Ringbegasung bestimmter Module. Das Resultat: Die gewünschten Restsauerstoffwerte in den Kapseln lassen sich nun äußerst genau regulieren.
Im nächsten Schritt wurden die Optimierungsmaßnahmen in einer mehrspurigen CFL-Anlage beim Hersteller von Kaffeeportionspackungen umgesetzt. Das verlief reibungslos und ohne Störungen der Produktion, was u. a. auf den modularen Aufbau der CFL-Abfüll- und Verschließmaschinen zurückzuführen ist.
Es zeigte sich, dass die angepeilte Stickstoff-einsparung von 10 bis 15 % bei der mehrspurigen Pilotanlage deutlich übertroffen wurden – und dies bei Einhaltung der vorgeschriebenen Restsauerstoffwerte und gleichbleibender Qualität.
Die Menge an eingespartem Stickstoff stellt zudem sicher, dass sich die Investitionskosten für die Nachrüstung der Anlage nach spätestens drei Jahren amortisiert haben. Weitere positive Effekte der Nachrüstung sind, dass die Restsauerstoffwerte über alle Anlagenspuren sehr gleichmäßig sind und der gesamte Verarbeitungsprozess sehr gut einsehbar ist.
Aufgrund der guten Ergebnisse, die im Pilotprojekt erreicht werden konnten, wird der Hersteller von Kaffeeportionspackungen die Optimierungen auch an seinen anderen CFL-Maschinen durchführen.
Suchwort: dei0818Optima
Autor: Tobias Freiberger
Ingenieur für Simulation und Berechnung,
Optima
