Für Instantkaffee ist Glas nach wie vor das Packmittel erster Wahl. Es bietet hervorragenden Produktschutz und sorgt dafür, dass der Kaffee lange frisch bleibt. Großer Nachteil dieses Packmittels sind die Schwankungen des Taragewichts. Um die Taragewichtsschwankungen auszugleichen und die Fertigpackungsverordnung in puncto Unterfüllung einzuhalten, arbeitete man mit Produktüberfüllungen und kontrollierte das Nettogewicht stichprobenartig.
Felix Henning
Produktzugabe, um Unterfüllungen, die auf Schwankungen des Taragewichts zurückzuführen sind, auszugleichen, ist der eine Weg. Einen anderen gehen die Optima Group Consumer und ihr Partner Wipotec. Sie entwickelten eine einfache und zugleich zuverlässige Lösung, bei der das Taragewicht der einzelnen Glasbehältnisse bestimmt und anschließend als Data-Matrix-Code mit UV-Tinte von unten auf den Glasboden gedruckt wird.
Gab es bislang nur die Möglichkeit, das Gesamtbruttogewicht als Kontrolle einzusetzen, so wird nun das codierte Taragewicht durch ein Kamerasystem an der Bruttowaage abgelesen und mit dem Bruttogewicht verrechnet. Damit kann exakt das Nettofüllgewicht ermittelt und durch die Mittelwertregelung optimiert werden.
Zum Aufbau der Anlage: Herzstück sind eine Tara- und eine Bruttowaage. Eine Transportschnecke führt die vereinzelten, leeren Glasbehältnisse der Tarawägestation zu. Letztere erfasst das Gewicht jedes einzelnen Behältnisses. Anschließend wird das registrierte Gewicht mithilfe von UV-Tinte als Data-Matrix-Code – Format 8 × 8 mm oder 10 × 10 mm mit sicherer Redundanz – auf den Glasboden gedruckt. Für das menschliche Auge ist der Data-Matrix-Code unsichtbar. Wichtig: Um Probleme zu vermeiden, muss für den Aufdruck des Data-Matrix-Codes eine Zone definiert werden, in der es keine anderen Codes oder Markierungen gibt. Damit die zu lesende Bildfläche nicht zu groß wird, ist eine möglichst zentrale, zur Bodenmitte hin platzierte Druckzone vorteilhaft.
Die codierten Gläser laufen anschließend in die Portioniermaschine ein und werden volumetrisch befüllt. Nach dem Befüllen durchlaufen die Gebinde die Bruttowaage. Eine Kameraeinheit erfasst den Data-Matrix-Code, in dem das Taragewicht hinterlegt ist. Es wird vom ermittelten Bruttogewicht abgezogen, sodass sich das Nettofüllgewicht jedes einzelnen Gebindes ergibt. Die so gewonnenen Einzelwerte (Istgewichte) werden statistisch ausgewertet und dienen als Grundlage für die automatische Nachjustierung. Dank dieser Lösung kann der Produktgiveaway kontinuierlich gegen null gefahren werden. Unter Einhaltung der Fertigpackungsverordnung lassen sich so – bei einer Leistung von 330 Gläsern pro Minute – optimierte Wägeergebnisse erzielen.
Bislang war es in der automatischen Portionierung nahezu unumgänglich, die Produktionsschwankungen, die sich aus dem variierenden Gewicht der Glasbehältnisse und anderer Prozessstörungen ergaben, in Form einer Produktzugabe auszugleichen. In absoluten Werten: Bei einer Füllmenge von 200 g weist das Packmittel Glas erfahrungsgemäß eine Schwankung des Taragewichts von ±3 g auf. Unter Berücksichtigung der Fertigpackungsverordnung (Mittelwertsregelung) leitet sich daraus in der Praxis in der Summe eine Überbefüllung von 2 bis 2,5 g je Glas ab.
Mit der von Optima und Wipotec entwickelten Lösung lässt sich die Überfüllung weitestgehend eliminieren. Denn jetzt wird das Taragewicht jedes einzelnen Glases erfasst, sodass ein Ausgleich durch Überdosierung nicht mehr notwendig ist. Da nun das Nettofüllgewicht jedes einzelnen Behältnisses ermittelt wird, ist eine präzise automatische Mittelwertregelung möglich. Diese erlaubt eine kontinuierlich optimierte Dosierung gemäß Fertigpackungsverordnung (automatische 100-%-Regelung). Außerdem werden typische Füllgewichtsschwankungen nach dem Anfahren der Produktion oder nach Produktionsunterbrechungen ebenfalls ausgeglichen und die automatische Mittelwertregelung wird schnell erreicht.
Ein weiterer Vorteil ist, dass auch nach Produktionsunterbrechungen – dank der Codierung – das einmal bestimmte Behältergewicht nicht verloren geht und eindeutig zuordenbar bleibt. Ausschuss durch eine mangelhafte Zuordnung der Taragewichte ist somit ausgeschlossen.
Schonende Dosierung
Gefriergetrockneter Instantkaffee ist ein sehr hochwertiges Lebensmittel. Das Packmittel Glas unterstreicht diesen Eindruck und erlaubt dem Verbraucher einen prüfenden Blick auf den Inhalt.
Das Granulat ist empfindlich gegenüber mechanischen Belastungen; es muss deshalb sehr schonend abgefüllt werden. Andernfalls würde es zerstört werden und wie gemahlenes Produkt aussehen. Vor diesem Hintergrund haben die Optima-Ingenieure den Modularfiller FT entwickelt, in den sich die oben beschriebene Tara- und Bruttowägetechnik ohne Probleme integrieren lässt.
Der Modularfiller FT ist mit einem produktschonenden Tellerdosiersystem ausgestattet. Sämtliche prozessabhängigen Bewegungen am Füller und am Transportsystem sind servogesteuert. Dadurch lässt sich die vertikale Rüttelung so einstellen, dass es zu keiner Zerstörung des Kaffeegranulats kommt. Genauso lassen sich die Beschleunigungs- und Abbremsbewegungen exakt definieren, die ungewollte Produktbewegungen und -abrieb im Glas vermeiden. Mitlaufende Trägersegmente heben die Behältnisse an, wodurch dichte Verbindungen zwischen Behälter und Gummidichtungen entstehen, die ein staubfreies Befüllen sicherstellen.
Der Modularfiller FT kann mit 12 bis maximal 40 kombinierten Dosier- und Füllstationen ausgestattet werden. Pro Station sind Dosier- und Fülleinheit voneinander getrennt. Diese arbeiten jedoch gleichzeitig und führen zu einer hohen Ausbringung von bis zu 500 Behältnissen pro Minute.
Online-Info www.dei.de/1-2402
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