Fallbeispiel
Anlagenende: Technologische Innovation für die Verpackung von Zwieback
Für ein wichtiges Unternehmen aus Norditalien durften wir eine weltweit einzigartige Anlage zur Aufnahme und Zufuhr von Zwieback in die Verpackungsabteilung entwickeln
Eine Verteilermaschine, die ebenfalls bei PreMec entwickelt und hergestellt wird, nimmt die Brotscheiben von einer Schneidemaschine entgegen. Daraufhin ordnet sie das Produkt in jeweils vierzig Längsreihen in kompakten und ordentlich ausgerichteten Lagen auf dem Rost des Röstofens an. Die Produktion beträgt 2400 Scheiben pro Minute, was etwa 1100 kg fertig verarbeitetem Produkt pro Stunde entspricht. Das für die Packungen gewählte Format besteht aus jeweils zwei Scheiben in Stapeln zu jeweils zwei einzelnen oder doppelten Scheiben im Flow-Pack.
Funktionsprinzip
Das System besteht aus der Verteilermaschine vor dem Röstofen, die für die perfekte Anordnung der Scheiben auf dem Rost sorgt, dem Bildverarbeitungssystem zur Ansteuerung der Manipulationsportale für die Scheiben (Tracking und Ansteuerung der Entnahme der Querreihen durch das entsprechende Portal) sowie aus vier Roboterportalen, die mit ebenso vielen Flow-Pack-Verpackungsmaschinen verknüpft sind. Dazu kommt eine Reservegruppe. Die Bildverarbeitungsstation erfüllt automatisch auch die wichtige Funktion der Qualitätskontrolle, indem sie die Form, die Oberfläche und die Farbe der Scheiben sowie mögliche Löcher darin erfasst und dem Entnahmeportal signalisiert, welche Scheiben ausgesondert werden müssen. Diese werden weitergeleitet und am Ende des Ofenrosts in einem Behälter gesammelt. Es werden Statistiken über die Abweichungen von vorher festgelegten Qualitätskriterien erzeugt, die nützliche Hinweise für Korrekturen an den Prozessparametern geben. Die Portale entnehmen Querreihen von jeweils vierzig Scheiben mithilfe eines Kopfs mit drei gesteuerten Achsen, der zwanzig Saugerpaare enthält, die an unabhängigen Pneumatikzylindern montiert sind. Sobald das Bildverarbeitungssystem das entsprechende Signal gibt, senkt sich der Kopf und entnimmt die zwanzig Scheibenpaare. Mit einer Hebe- und Querbewegung legt er sie auf einer einfahrbaren Fläche ab, die sich über der Förderkette der Verpackungsmaschine befindet, um die Stapel zu bilden.
Nach diesem Vorgang werden die Stapel auf die Förderkette gelegt und laufen zur entsprechenden Verpackungsmaschine weiter, die mit Einzel- oder Zweiergruppierungen beschickt wird. Die vier Produktionsportale verarbeiten 600 Scheiben pro Minute mit Verpackungsmaschinen für 300 Pakete pro Minute im Format mit einem einzelnen Stapel. Die Geschwindigkeit der Portale für diese Fertigungsart beträgt 15 Zyklen pro Minute. Die Anzahl der Kanäle des Laders edge.mec hängt von der Zusammensetzung der Anlage und von der Anzahl der Verpackungsmaschinen ab, die nötig sind, um die Produktion zu verarbeiten. Die Geschwindigkeit des Laders ist durch die Größe der Produkte und die Länge der Dosierung bedingt. Sie kann bis zu 25 Zyklen pro Minute erreichen. Wenn man diese Zahl mit der Anzahl der Kanäle multipliziert, ergibt sich die Anzahl der Dosierungen pro Minute, die von der Verpackungsmaschine verarbeitet werden. Das Portal arbeitet mit fünf gesteuerten Achsen: Querbewegung und Heben des Kopfes, Anpassung bei Verschiebung des Flusses und des Förderkettenschritts, Öffnen der Entladefläche und schließlich Bewegung der Förderkette. Diese neue, patentierte Technologie hat zahlreiche Vorteile. Zunächst gibt es keine Brüche und Krümel mehr. Bei den herkömmlichen Systemen entstehen diese aufgrund der vielen Übergaben sowie durch den Druck und die Reibung der Scheiben aneinander. Außerdem ist Hygiene gewährleistet, ein weiterer wichtiger Aspekt. Bei diesem System befinden sich die Scheiben im gesamten Verlauf vom Rost bis hin zur Verpackungsmaschine in einer Umgebung, in der sich keine Menschen aufhalten und in der keine Verunreinigungen auftreten.
Der Platzbedarf ist wesentlich niedriger, ebenfalls nicht unwesentlich für eine vergleichende Bewertung. Die Tatsache, dass im Bereich der Portale keinerlei Personal nötig ist, wirkt sich deutlich positiv auf die Verwaltungskosten aus. Bei einer herkömmlichen Anlage mit gleicher Produktionsleistung benötigt man für die Überwachung, das Umsetzen falsch platzierter Produkten in den Kanälen, das Entfernen von Bruchstücken, die Tätigkeiten an den Dosiermaschinen usw. im Durchschnitt fünf Personen pro Arbeitsschicht. Dazu kommen die Personen, die sich um die Qualitätskontrolle kümmern, die in diesem Fall nur manuell erfolgen kann. Die Daten, die in den ersten acht Monaten Vollbetrieb vom Steuersystem gesammelt wurden, zeigen die große mechanische sowie elektrische und elektromechanische Zuverlässigkeit der Anlage, die einen Wirkungsgrad von über 99 % aufweist. Querreihen, die möglicherweise von einem Portal nicht entnommen wurden, da die damit verbundene Maschine still steht, werden vom letzten Portal entnommen und in der Reservemaschine verarbeitet. Das System eignet sich nicht nur zur Verarbeitung von Zwieback, sondern auch für andere besonders zerbrechliche Sonderprodukte, wie etwa gefüllte Kekse, Reiswaffeln und Mürbteigkekse in Stapelform, sofern sie in ordentlichen Querreihen aufgelegt sind. Die Investition unterscheidet sich nicht stark von einer Investition für herkömmliche Systeme. Dieser Faktor, zusammen mit den niedrigen Betriebskosten, ist ein weiterer Beleg dafür, dass das Portal für jede Produktion dieser Art besonders vorteilhaft ist.
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