Das Neusser Unternehmen Brata suchte eine Mischanlage, mit der flexibel Panier- und Würzmischungen hergestellt werden können. Der Paniermehlhersteller entschied sich für ein Schüttgutsystem von Derichs. Die reinigungsfreundlich konzipierte Anlage hat eine Leistung von 10 t je Schicht. Sie erlaubt aber auch eine wirtschaftliche Produktion von kleinen Losgrößen ab 500 kg. Die Mischanlage zeichnet sich durch einen hohen Automatisierungsgrad aus.
Klaus Minnaert, Hanno Derichs
Häufig wechselnde Rezepturen und eine steigende Produktionskapazität – das sind die Rahmenbedingungen, unter denen Brata, einer der führenden Paniermehlhersteller Europas, seit Jahren erfolgreich operiert. Für die Herstellung von Panier- und Würzmischungen suchte das Unternehmen eine flexible Mischanlage. Brata entschied sich für eine Anlage von Derichs. Eine chargenweise Produktion in Containern und eine moderne Steuerung machen die Anlage äußerst flexibel und wartungsfreundlich. Bei dem gewählten Anlagenkonzept wird ein Container als Wäge-, Puffer-, Misch- und Transportbehälter eingesetzt. Die Produktion kann dezentral in verschiedenen Anlagenteilen stattfinden und somit optimal mit dem Personaleinsatz koordiniert werden.
Erstellung von Rezepturen
Schon im Labor wird der Grundstein für eine perfekte Mischung gelegt. Die Verwaltung und Pflege der Rohstoffdaten bildet die Grundlage für die Materialwirtschaft. Aus diesen Daten werden die Rezepte für die einzelnen Mischungen generiert und gespeichert. Dabei werden bereits alle für den verfahrens- und produktionstechnischen Prozess relevanten Daten eingegeben, wobei Sicherheitsabfragen und Plausibilitätskontrollen Eingabefehler verhindern.
Aus den fertigen Rezepten werden Produktionspläne erstellt und durch auftragsspezifische Angaben ergänzt.
Bevor die Produktion beginnt, werden Quellenzuordnungen geprüft und Reinigungsmaßnahmen abgefragt. Sobald jedoch auf dem Bediendisplay die Freigabe erscheint, kann die Förderung und Dosierung gestartet werden.
Jeder Container ändert nach Abschluss eines Verfahrensschrittes seinen Status, so dass eine Fehlabfolge ausgeschlossen ist. Dadurch kann in jedem Container eine andere Rezeptur zusammengestellt werden. Je nach Identifikation weiß die Steuerung, was mit dem jeweiligen Container zu geschehen hat.
Automatisches Zuführsystem
Die Dosierung der Großkomponenten erfolgt gleichzeitig und negativ aus mehreren verwogenen Big Bag-Entleerstationen (Abb. 1). Eine pneumatisches Fördersystem transportiert sie in den Container. Dabei ermöglicht die intelligente Anlagensteuerung auch einen Big Bag-Wechsel bei aktiver Dosierung.
Kleinstkomponenten sowie besonders empfindliche Zutaten gelangen über Sackeinschütten direkt in den Mischcontainer. Der Bediener wird dabei über einen Bildschirm schrittweise aufgefordert, die Komponenten in den vorgegebenen Mengen zu verwiegen, einzuschütten und zu quittieren. Die Chargennummern der verwandten Rohstoffe können erfasst und dokumentiert werden.
Reinigungsfreundlicher Containermischer
Herzstück der Anlage ist der Containermischer (Abb. 2). Seine Eigenschaften waren ausschlaggebend für die Annahme dieses Anlagenkonzeptes durch den Auftraggeber Brata. Der Mischer arbeitet sehr produktschonend. Eine mechanische Beanspruchung des Produktes durch die Mischwerkzeuge findet nicht statt. Auf diese Weise bleibt das Aussehen und die Struktur aller Mischungsbestandteile unverändert. Deshalb ist der Containermischer nicht nur für die Herstellung von Panier- und Würzmischungen geeignet, sondern auch für die Aufbereitung von Cornflakes, Mandeln, Kräutern, Gewürzen und Mehl-Stärke-Mischungen. Da die eingesetzten Container gleichzeitig Lager-, Transport- und Mischbehälter sind, ist im Falle von Rezepturwechseln nur eine kurze Reinigungszeit notwendig. Ein weiterer Vorteil der Containermischer ist die geringe Einbauhöhe. Diese resultiert aus der Entkopplung von Dosier-, Misch- und Absackprozess.
Nachdem der Dosiervorgang abgeschlossen ist, wird der Container auf den Mischer transportiert und hydraulisch befestigt. Nun kann der Mischprozess beginnen. Der Container ist über einen Zahlencode identifizierbar, so dass die rezeptspezifischen Daten von der Mischersteuerung übernommen werden können.
Verpackungslinie
Nach beendetem Mischprozess wird der Container mit Hilfe einer speziellen Hubsäule über der Absackanlage platziert. Durch die Codierung können auch hier die Absackdaten sowie die gewünschte Beschriftung des gefüllten Sackes von der zentralen Steuerung an die einzelnen Geräte übermittelt werden. Die fertigen Säcke laufen durch einen Metalldetektor zur Palettierung.
Nachdem der Container die Absackanlage durchlaufen hat, gelangt er auf den Status „Fertig“. Nach Quittierung und Kontrolle der Reinigung wird er für die nächste Mischung freigegeben.
Der gesamte Prozess, einschließlich möglicher Störungen und Prozessabweichungen, wird entsprechend DIN EN ISO 9001 protokolliert. Bei Bedarf kann man das Protokoll archivieren oder ausdrucken.
Anlagensteuerung mit zentralem Industrie-PC
Ein zentraler Industrie-PC steuert die einzelnen Anlagenteile, die jeweils über dezentrale Peripherie mit Profibus-Kopplung verfügen. Eine Soft-SPS übernimmt die Ablaufsteuerung sowie die Ansteuerung der Ein- und Ausgänge. Die IEC-1131-konforme Programmierumgebung ist standardmäßig auf dem Industrie-PC installiert, so dass kein separates Programmiergerät notwendig ist.
Prozessvisualisierung und Rezeptverwaltung laufen ebenfalls auf diesem PC. Die Bedienung der Anlage erfolgt über zwei spritzwassergeschützte Panels an den Einschüttkabinen (Abb. 3). Ein Datenaustausch findet somit nur innerhalb des Rechners statt und ist entsprechend schnell und einfach.
Für die produktionsunabhängige Datenpflege und -sicherung wurde der Rechner in das unternehmensweite Ethernet eingebunden. Kaufmännische Produktionsdaten werden aufbereitet und bereitgestellt. Eine separate Laborsoftware ermöglicht die Erstellung, Pflege und Dokumentation der Rezepturen im Produktionsrechner. Mit diesem Konzept können Funktionen, die sonst nur für viel Geld und mit großem Aufwand realisierbar sind, auch bei kleinen und mittleren Anlagen mit einem überschaubaren finanziellen Aufwand realisiert werden.
Durch seine unabhängigen Verfahrensschritte, kombiniert mit der zentralen Steuerung, gewährleistet das gesamte Anlagenkonzept ein Maximum an Flexibilität und Produktionsüberwachung. Die unmittelbare Anbindung an Labor- und Materialwirtschaftsdaten erleichtert darüber hinaus den Gesamt-überblick über die Wirtschaftlichkeit der Anlage.
Vom Plan bis zur betriebsbereiten Anlage: Alles aus einer Hand
Die Kernkompetenz von Derichs, einem mittelständischen Unternehmen aus dem Dreiländereck Deutschland, Holland und Belgien, liegt im Bereich der Schüttgut-Handling-Systeme. Gemäß den Vorgaben unserer Kunden, planen, entwickeln und bauen wir Anlagen zum Fördern, Dosieren, Mischen und Abfüllen von Schüttgütern. Ein wesentlicher Punkt unterscheidet Derichs von anderen Anlagenbauern: Für fast alle Bereiche der Anlagenrealisierung verfügen wir über eigenes Personal. Unser Leistungsspektrum reicht von der Grundlagenermittlung über die Fertigung, Montage und Inbetriebnahme der Maschinen und Komplettanlagen bis hin zur Programmierung der Anlagensteuerung. Insbesondere bei kritischen Schüttgütern ist im Vorfeld eine Machbarkeitsstudie notwendig. Hierfür stellen wir unseren Kunden ein modern eingerichtetes Technikum zur Verfügung.
Unabhängig von der Projektgröße entwickeln wir für unsere Kunden nicht nur technisch ausgefeilte, sondern auch unter kaufmännischen Gesichtspunkten sinnvolle Problemlösungen.
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