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Keime haben keine Chance

Wissensbasierte Robotersysteme steuern die Sortierung und Verpackung von Würstchen
Keime haben keine Chance

Produkttoleranzen von 20 Prozent und mehr sind bei Lebensmitteln keine Seltenheit. An Automatisierungslösungen stellt dies hohe Ansprüche. Thüringer Würstchen beispielsweise sind lang, dünn und biegeschlaff. Der Naturdarm bedingt, dass Dicke, Länge und Krümmungsgrad stark variieren. Bei Meininger Wurstspezialitäten hat ein intelligentes Robotersystem Sortierung und Verpackung übernommen.

Als 1989 die Wende ins Haus stand, brachte sie auch für das thüringische Meiningen drastische Änderungen. Einer der wichtigen Arbeitgeber am Ort, das in der Innenstadt gelegene Meininger Fleischkombinat, ging in der Treuhand auf. Der damalige Leiter von Produktion und Technik im Meininger Kombinat, Baldur Unterstab, erwarb mit weiteren Gesellschaftern zusammen den Betrieb. Zur Rettung und Sanierung des Unternehmens entwickelte der geschäftsführende Hauptgesellschafter ein radikales Konzept. Für das Grundstück in der Innenstadt entwarf er einen Nutzungsplan ohne Industrie und verkaufte das alte Gelände. Mit dem Erlös errichtete er im neu gegründeten Industriegebiet einen modernen Verarbeitungsbetrieb, der allen EU-Normen entspricht. Das Unternehmen hat sich auf die Herstellung von Wurst und Schinken spezialisiert. Alle Verarbeitungsbereiche sind nach dem neuesten Stand der Technik eingerichtet.

Engagierter Ausbau
Unter der Leitung von Baldur Unterstab hat sich die Meininger Wurstspezialitäten aus Thüringen GmbH zu einem erfolgreichen Unternehmen entwickelt. Seit 1994 besitzt der Betrieb die EG-Zulassung, auch für die Zubereitung. Seit 1996 wird er zudem jährlich ISO-zertifiziert. Sechsmal hat das Unternehmen in den letzten zehn Jahren die Produktionsflächen erweitert auf heute rund 5000 m². Die Mitarbeiterzahl stieg von 71 (1991) auf inzwischen knapp 160. Der Umsatz stieg von 14 Mio. DM (1991) auf 53 Mio. DM (2001). Und die Produkte von Meininger, Mitglied im QS-System, erzielen regelmäßig bei bundesweiten Qualitätsprüfungen Gold-, Silber- und Bronzemedaillen.
Meininger achtet vor allem auf zwei Dinge: eine hochmoderne Produktion und eine ausgezeichnete Qualität. Bei dem insgesamt hohen Qualitätsanspruch hat die Fleischbranche jedoch bis heute einen sehr geringen Automatisierungsgrad. Das gilt auch für die Sortierung und Verpackung von Würsten. Denn das automatische Sortieren und Verpacken ist ein hochkomplexer Prozess. Um diesen bedarfsgerecht umzusetzen, hat Meininger auf die Erfahrungen von imt robot zurückgegriffen.
Hohe Toleranzen
Toleranzen von bis zu 30%, mal mehr, mal weniger gebogen, mal länger, mal kürzer, mal dicker, mal dünner – in der Lebensmittelbranche unterliegen die Produkte einer natürlichen Schwankungsbreite weit jenseits klassischer Industrienormen. Das gilt ganz besonders für die langen Thüringer Rostbratwürste. Die biegeschlaffen Produkte mit hohen Toleranzen maschinell zu sortieren und in Verpackungen einzulegen ist eine große Herausforderung. Die standardisierte Technologie von imt robot auf Basis von modular zusammengestellten Industrierobotern ermöglicht, auf unterschiedlichste Anforderungen einzugehen und die Anlagen an den aktuellen Bedarf je nach Saison und Auftragslage in kürzester Zeit anzupassen (Abb. 1). Thüringer, Wiener und Mett-Enden werden bei Meininger im Wechsel nach der Produktion sortiert und in eine Tiefzieh-Vakuum-Verpackungs-anlage eingelegt. Im Sommer wird die Anlage vorwiegend für Thüringer Bratwürstchen und im Winter für Wiener Würstchen und Mett-Enden eingesetzt.
Modulkonzept mit Industriestandard
Bei Meininger werden die Würste aus der Produktion in einem Bunker gesammelt und gelangen über ein Steig- und ein Zuführband zum Sortierband. Über ein integriertes Kamerasystem erkennt die Anlage permanent Lage und Form der Würste, die unsortiert auf dem Transportband liegen. In etwa einem Meter Abstand steht ein Sortiermodul Ulixes U 230 (Abb. 2) am Band, kurz dahinter ein Einlegemodul U 310 (Abb. 3). Sauggreifer legen die Produkte in Vierer-, Sechser-, Achter- oder beliebig angeordnete Gruppen. Das Einlegemodul befördert die sortierten Würstchen anschließend in die Verpackung. Gesteuert wird die Anlage durch einen handelsüblichen PC mit Touch Screen. Alle Komponenten basieren auf Industriestandards und schließen an die vorhandene Infrastruktur direkt an. Eine automatische Selbstreinigung gewährleistet gleich bleibend hohe Hygienemaßstäbe. Die gesamte Anlage ist modular aufgebaut. Standardisierte Module werden individuell für die Bedürfnisse und Anforderungen vor Ort zusammengestellt (Abb. 4). Mit dem Modulkonzept ist das Unternehmen in der Lage, die Kapazität bei Sortierung und Konfektionierung schrittweise zu steigern. Bei Bedarf können mehrere Robotermodule hintereinander geschaltet werden. Die imt-Anlage in Meiningen leistet mit einem Sortier- und einem Einlegeroboter je nach Produkt und Gewicht derzeit zwischen 300 und 380 kg/h. So lassen sich während des gesamten Produktionsprozesses niedrige Temperaturen realisieren – ganz im Sinne des Verbrauchers. Die hohe Qualität der Wurstprodukte bleibt vollkommen erhalten. Der modulare Aufbau der Anlage ermöglicht auch eine problemfreie Wartung ohne Betriebsunterbrechung.
Künstliche Intelligenz
Herz und Hirn der imt-Lösungen ist die modular aufgebaute übergeordnete Software. Sie bündelt die Informationen, die verschiedene Messaufnehmer, Lichttaster und Bildverarbeitungssysteme sammeln. Sobald die Thüringer Würstchen auf dem Fließband von der Bildverarbeitung erfasst werden, berechnet und analysiert die Software fortlaufend auf Basis von neuronalen Netzen und mittels Fuzzy Logic, wie die Würstchen auf dem kürzesten Weg in ihre optimale Lage gebracht werden können. Für die Berechnung nutzt das imt-System die konkrete Lage der Würste auf dem Band. Das Ergebnis der Berechnung wird auf die Roboter übertragen. Das System sortiert nach Wunsch zum Beispiel von lang nach kurz, von leicht gebogen nach stark gebogen und von dick nach dünn. Dabei bleibt oft ein Würstchen ganz liegen und die anderen werden um dieses herum gruppiert, vielleicht nur gedreht oder leicht verschoben. Zu kurze, zu krumme oder defekte Würstchen lässt das System auf Wunsch auf dem Band liegen und sammelt diese am Ende in einem Bunker.
Das bedeutet, dass die Anlage mitdenkt. Jeder der Roboter erhält von vornherein bestimmte Aufgaben. Ausgangspunkt dafür ist die jeweilige Lage der Greifer. Sie fahren nicht zurück in die Ausgangsposition. Der Einsatz der wissensbasierten Robotertechnologie spart folglich enorme Wegzeiten. Der Effekt: Bei gleichen Taktzeiten ein deutlich höherer Produktdurchsatz. Das senkt die Investitionskosten und der Return on Investment wird schneller erreicht.
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