Farbpigmente und andere extrem staubende Schüttgüter lassen sich nur schwer abfüllen.

Bild: iStock, tsvibrav

Vakuumiertes Schüttgut Staubfreie Abfüllung bei geringem Gewicht

29.08.2018

Der Verpackungsprozess von stark staubenden und schmutzenden Produkten ist kein einfaches Unterfangen: Das Lufthaltevermögen vieler Produkte nach dem Füllvorgang führt zu hohen Logistikkosten. Das herumwirbelnde Produkt stellt außerdem ein Gesundheitsrisiko für die Beschäftigten dar. Eine bewährte Lösung dafür ist die Vakuumtechnik: Logistikkosten fallen um bis zu 70 Prozent, die Säcke sind schmaler und stabiler – und enthalten wesentlich mehr Inhalt als reguläre Verpackungen.

Die Anforderungen an die Abfülltechnik im Verpackungsprozess von Gütern mit extrem geringem Schüttgewicht sind vergleichbar mit dem Versuch, im Sonnenlicht herumfliegenden Staub einfangen und verpacken zu wollen. Sofern sich die stark staubenden und schmutzenden Produkte, wie Aktivkohle, Flammruße, Kieselsäure, Farbpulver, Pigmente oder andere feinste Pulver überhaupt abpacken lassen, macht das Ergebnis häufig einen sehr instabilen und staubigen Eindruck.

Denn viele der vorab benannten Produkte weisen ein hohes Lufthaltevermögen auf, das durch herkömmliche Absacktechniken nicht abgebaut werden kann. Diese voluminösen, instabilen Säcke ergeben nicht nur ein unschönes Palettenbild, sondern führen auch zu hohen Logistikkosten, da der Transport der miteingesackten Luft entsprechend mitbezahlt wird.

Darüber hinaus kommt es bei der Absackung feinster Pulver mit Schüttgewichten von zehn bis 350 g/l zu einer extremen Staubentwicklung, wobei die Säcke meist mit Produktresten verschmutzt werden. Das führt zu einem hohen Reinigungsaufwand, viel Produktschwund und hohen Arbeitsbelastungen. Die Partikel von Stoffen mit sehr geringem Schüttgewicht halten sich nämlich außergewöhnlich lange in der Luft und kontaminieren nachhaltig die Umgebung. Daher ist das Reinigen aufwendig und zeitintensiv. Zudem stellt das herumwirbelnde Produkt ein immenses Gesundheitsrisiko für die Beschäftigten dar, wenn diese die gefährlichen Stoffe einatmen.

Sauber durch Vakuumkammer

Eine Lösung bietet hier die Vakuumtechnik. Mit dem Velovac hat Greif-Velox eine vollautomatische Vakuum-Ventilsack-Befüll- und Verschließstation für Korngrößen kleiner 200 μm realisiert. Das Besondere am Velovac-System ist, dass der Absackprozess in einer komplett geschlossenen Vakuumkammer erfolgt. Auch wenn die Technik komplex ist, die Funktion, die dahintersteckt, ist einfach erklärt: In der Vakuumkammer wird ein atmosphärischer Unterdruck erzeugt, durch den das Produkt in die Vakuumsäcke gesaugt wird.

Dabei wird möglicherweise austretendes Produkt abgesaugt und dem Absackvorgang direkt wieder zugefügt. Damit spart man nicht nur wertvolles Produkt, sondern verändert das Lufthaltevermögen vieler Produkte, ohne deren Eigenschaften für den Anwender zu beeinflussen. Luft gelangt nur wenig bis gar nicht in die Vakuumsäcke. Denn je nach Verdichtungspotenzial des abzupackenden Materials, kommt es zu einer maximalen Produktverdichtung von bis zu 400 Prozent. Vorgeschaltete Verdichtungsgeräte sind im Gegensatz zu vielen anderen Maschinen nicht erforderlich.

Im nächsten Schritt entnimmt der Sechs-Achs-Roboter Velopack den befüllten Sack aus der Vakuumkammer und übergibt ihn an die Verschließposition. Mittels Ultraschallschwingungen von 20 bis 40 μm auf einer Frequenz von 20 bis 35 Kilohertz werden Produktreste aus dem Nahtbereich verdrängt und der Sack hermetisch versiegelt. Insbesondere für stark färbende und/oder staubende Produkte hat dies umfassende Vorteile für die gesamte Produktionsstätte, die dadurch sauber bleibt und zusätzliches Produkt und Verpackungsmaterial spart.

Auch bei Produkten, die trennende Eigenschaften aufweisen, können mittels Ultraschalltechnik sichere Verschlüsse erzeugt werden. Besonders ist hier auch, dass die Siegelwerkzeuge kalt bleiben und somit Energie gespart wird. Die Maschine ist so jederzeit betriebsbereit. Durch diese Technik, kann eine Verschweißrate von über 99 Prozent erreicht werden. Anschließend werden die Säcke gewogen und die Ventilüberstände mittels Ultraschall abgeschnitten.

Das Ergebnis sind bis zu 50 Prozent schmalere und stabilere Säcke mit wesentlich mehr Inhalt als bei regulären Verpackungen. So bekommt der Anwender brettharte Säcke, die sich leichter zu einem Palettenbild stapeln und auch effizienter transportieren lassen; die Logistikkosten fallen um bis zu 75 Prozent. Das geschlossene System trägt zudem dazu bei, dass die Säcke und der Betrieb sauber bleiben und gewährleistet reine Luft.

Damit sinkt das Gesundheitsrisiko der Beschäftigten erheblich. Auch die Zuverlässigkeit der Produktion ist sichergestellt, denn durch die Selbstreinigungsautomatik wird die Anlage restefrei entleert. Dadurch entsteht kaum Ausschuss und die Maschinenverfügbarkeit ist gewährleistet. Die Anlage refinanziert sich somit in kürzester Zeit und sichert nachhaltig relevante Wettbewerbsvorteile.

Um Maschinen individuell an die vielfältigen Bedürfnisse ihrer Anwender anpassen und wirtschaftliche Vorteile bieten zu können, führt kein Weg an der Digitalisierung vorbei. Digital vernetzte Wertschöpfungsprozesse bieten im Packaging dezentraler und hochautomatisierter Produktionsumgebungen große Nutzenpotentiale in der Optimierung, Flexibilisierung und Leistungssteigerung.
Aufgrund vernetzter cyberphysikalischer Systeme werden die Maschinen und Ressourcen digital abgebildet und können über das Internet der Dinge in Echtzeit kommunizieren. Auch die Einzelkomponenten der Full-Line-Produkthandlingsysteme von Greif-Velox treten so miteinander in Kommunikation.

Mehrwert durch Vernetzung

Der Vakuumpacker Velovac etwa ist ein sensorisch vollüberwachtes System, das den Status der Anlage im Kundennetzwerk transparent darstellt und Daten aus den laufenden Prozessen inklusive Prozess- und Qualitätsparametern sowie Störungen, Fehleridentifikationen, Auslastungen und vielem mehr überträgt. Bei Einrichtung einer neu abzufüllenden Produktsorte oder Auftreten eines Fehlers im Prozess wie etwa der Änderung von Dosierzeiten oder Füllgewichten können Prozesstechniker vor Ort den Vakuumpacker vom Arbeitsplatzbildschirm aus neu parametrisieren.

Zudem können je nach Bedarf Mitarbeiter von Greif-Velox bequem von ihrem Standort aus Prozess-
techniker vor Ort mittels eines sicheren VPN-Tunnels unterstützen. Durch die vollständig digitale Abbildung des Vakuumpackers können so aus der Ferne Fehler entdeckt und behoben werden.

In einem konkreten Fall hat Greif-Velox die Produktion eines Kunden dauerhaft getrackt – und konnte so live feststellen, dass sich die Absackgeschwindigkeit verändert. Verschiedene Sensoren bemerkten, dass sich die Produktfeuchte beim Anwender vor Ort verändert hatte.

Der Service von Greif-Velox reagierte sofort und konnte über mehrere tausend Kilometer hinweg die Einstellungen der Anlage so justieren, dass sich diese an die neuen Gegebenheiten anpassten. Wo es normalerweise zu einer aufwendigen, zeitraubenden Fehlersuche, vielen Diskussionen, langsamerer Produktion und hohem Serviceaufwand gekommen wäre, konnte durch Vernetzung schnell eine Lösung gefunden werden.

Bildergalerie

  • Mit einem Vakuumverpacker fallen die Logistikkosten um bis zu 70 Prozent.

    Bild: Greif-Velox

  • Die mit dem Vakuumpacker abgesackten Säcke lassen sich wesentlich einfacher stapeln, transportieren und sichern (linke Palette) als herkömmlich abgefüllte.

    Bild: Greif-Velox

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