Ishida GmbH

Bild: iStock, Simply Creative Photography

Cerealienverpackung Fremdkörper exakt erkennen

04.09.2017

Vollautomatische Verpackungsanlagen sind sehr komplexe Maschinen. Gerade wenn sie unterschiedliche Materialien verarbeiten sollen. Entscheidend für eine gleichbleibend hohe Qualität ist eine gut funktionierende Fremdkörper- und Gewichtskontrolle. Wie sich so etwas umsetzen lässt, zeigt ein Beispiel aus der Cerealienverpackung.

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Der Cerealienherstellers Peter Kölln stellte sehr hohe Anforderungen an seine neue Verpackungslinie. Sie sollte ein breites Spektrum von Formaten verarbeiten können und sowohl für Müsli als auch für extrudierte Cerealien geeignet sein. Letztere werden bei Peter Kölln als Fleks bezeichnet. Das Unternehmen erwartete außerdem eine hohe Leistung und eine sehr gute Qualitätskontrolle. Deshalb wandte es sich bei der Planung der Linie an die Verpackungstechnikfirma Ishida. Herausgekommen ist eine flexible und leistungsstarke Anlage inklusive Fremdkörper- und Gewichtskontrolle. Die vollautomatische Linie verarbeitet diverse Sorten Müslis und Fleks in mehreren Formaten, mit Füllgewichten von 325 bis 1.000 g.

In der Anlage gelangen die vorgemischten Müslis und Fleks über ein Becherwerk auf zwei parallel installierten Mehrkopfwaagen vom Typ Ishida CCW-RS. Sehr sensible Gewichtssensoren sorgen für einen gleichmäßigen Produktfluss in die Radialrinnen. Anschließend hält jeweils ein Ring von 14 doppelt öffnenden und dicht schließenden Vorschalen kurzfristig das Produkt. Die darunter angeordneten Wiegeschalen senden ihre Informationen zu einem Mikroprozessor, der in Sekundenbruchteilen die besten Schalenkombinationen berechnet. Die dadurch präzise dosierten Portionen werden über eine Sammelspeicherschale direkt in die Beutelverpackungen abgeworfen. Die Anlage kann unterschiedliche Beutelmaterialien verarbeiten. Für die Fleks sind zum Beispiel mit Aluminium beschichtete Beutel vorgesehen. Sie stellen bereits die fertige Verkaufsverpackung dar. Die Müsli-Produkte landen hingegen in klaren Kunststoffbeuteln und werden später noch kartoniert. Auch das Kartonieren übernimmt die Anlage.

Besondere Herausforderung Staub

Eine besondere Herausforderung bei dem vollautomatischen Wiegen von Müslis und Fleks ist die Staubentwicklung. Die Konstruktion der Mehrkopfwaagen CCW-RS sorgt für eine schonende Verarbeitung mit geringen mechanischen Belastungen. Außerdem sind alle Teile, die das Produkt führen, elektrostatisch poliert. Dadurch bleibt kein Staub an ihnen haften. Solche Rückstände können sich schlagartig lösen und als unerwünschter Feinanteil in einer Verpackung landen. Als Staubschutz nach außen sind die Waagen mit Einhausungen mit Absaugungen ausgestattet.

Durch die beiden Mehrkopfwaagen verarbeitet die Linie insgesamt bis zu
140 Verpackungen pro Minute. Rein technisch wären auch noch mehr Verpackungen möglich. Das verhindert allerdings die zu geringe Fallgeschwindigkeit der leichten Cerealien. Auch die Genauigkeit der Anlage ist sehr gut. Die durchschnittliche Überfüllung liegt lediglich bei
0,5 Prozent.

Bessere Fremdkörperkontrolle dank lernendem Algorithmus

Nach der Abfüllung werden die beiden bis dahin gesplittete Verpackungslinien zusammengeführt und die Produkte einer peniblen Qualitätskontrolle unterzogen. Zum Schutz vor Verunreinigungen wählte Peter Kölln ganz bewusst ein System mit sehr hoher Sicherheit: das Röntgenprüfgerät Ishida IX-GA-4075. „Als Hersteller von Markenartikeln achten wir sehr stark auf die Qualität. Deshalb brauchen wir ein System das zuverlässig Fremdkörper erkennt“, sagt Denise Stoldt. Sie ist für die technische Projektplanung bei Kölln verantwortlich. Das Röntgenprüfsystem entdeckt verlässlich Steine, Glas oder Metall – Fremdkörper die häufig bei Müslis vorkommen, die Rosinen oder Nüsse enthalten. Ausgesondert werden außerdem Beutel mit Verklumpungen, die ebenso als Qualitätsmangel gelten. „Das Röntgenprüfsystem von Ishida arbeitet sehr viel genauer als ein Wettbewerbsmodell, das wir ebenfalls in unserer Produktion einsetzen“, sagt Stoldt.

Das System basiert auf einer Software mit einem lernenden genetischen Algorithmus. Durch die Bilddatenanalyse über mehrere Generationen hinweg erreicht die Maschine eine sehr hohe Prüfgenauigkeit. Da in der Lebensmittelherstellung zumeist wiederkehrende Kontaminationen auftreten, kann das System mit jedem Prüfvorgang ein präziseres Protokoll für den Abgleich erstellen. Eine Datenprotokollierung sammelt wichtige Informationen und hilft, permanente Fehlerquellen zu beseitigen. Dadurch kann Peter Kölln zum Beispiel den Nachweis über ordnungsgemäße Produktions- und Verpackungsvorgänge liefern. Das Röntgenprüfsystem verfügt über ein automatisches Setup und ist binnen 90 Sekunden einsatzbereit. Feinjustierungen kann man auch bei laufender Produktion vornehmen. Bis zu 100 programmierbare Voreinstellungen ermöglichen einen schnellen Produktwechsel.

Vor der finalen Endverpackung durchlaufen die Produkte noch eine weitere Qualitätskontrolle. Eine Kontrollwaage vom Modell Ishida DACS-G sondert Verpackungen aus, die nicht den gewählten Spezifikationen entsprechen. Die Kontrollwaage ist zusätzlich mit einem Metalldetektor ausgerüstet. Er unterzieht die Beutel einer weiteren Fremdkörperkontrolle. Laut Stoldt profitiert Peter Kölln bereits stark von der neuen Hochleistungs-Verpackungsanlage.

Ihr zufolge läuft die Anlage völlig reibungslos im Dreischichtbetrieb und hat dabei eine stabile Produktionsleistung erreicht. „Ausschlaggebend ist die sehr große Flexibilität der neuen Linie. Wir bei Kölln verarbeiten auf nur einer Anlage ein sehr breites Produktspektrum mit großer Geschwindigkeit. Durch ihren Einsatz konnten wir sogar ein neues Haferflocken-Produkt in unser Sortiment aufnehmen“, berichtet Projektplanerin Denise Stoldt stolz.

Bildergalerie

  • Sensible Gewichtssensoren sorgen für einen gleichmäßigen Produktfluss bei Mehrkopfwaagen wie der Ishida CCW-RS.

    Bild: Ishida

  • Wie viele Verpackungen pro Minute gefüllt werden können, hängt stark von der Fallgeschwindigkeit der Cerealien ab. Um die Menge zu erhöhen, bietet sich der Einsatz mehrerer Mehrkopfwaagen an.

    Bild: Ishida

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