Pappe statt Plastik

Premier Foods, Großbritannien, realisiert innovative Pack- und Palettierlösung für Dessert-Becher

Weil sie ihre Dessert-Becher nicht mehr in geshrinkten Kunststoff-Trays vertreiben wollte, investierte das britische Unternehmen Premier Foods in ein kombiniertes Pack- und Palettierzentrum. Darin werden die Becher jetzt mittels Trayaufrichter und Manschettierer in Karton verpackt und abschließend vollautomatisch palettiert. Gleichzeitig entsorgt das Palettierzentrum zwei weitere Verpackungslinien. Die Gesamtanlage wurde im Februar 2022 erfolgreich abgenommen. Ein Porträt.

Als eines der größten börsennotierten Lebensmittelunternehmen Großbritanniens beschäftigt Premier Foods über 4.000 Mitarbeiter an 15 Produktionsstandorten und Niederlassungen im gesamten Königreich. Ungefähr 96 Prozent der Waren werden in Großbritannien hergestellt. Die Rohstoffe dazu liefern soweit möglich britische Händler und Landwirte.

Die Umstellung des Palettentyps geschieht bei den eingesetzten Palettierern über abgespeicherte Produktvorwahlen. Gleiches gilt für das Lagenbild.

Milchreis, Pudding und andere Desserts

Das Markenportfolio von Premier Foods ist in vier Schlüsselkategorien eingeteilt. Diese sind: erstens Aromen und Gewürze, zweitens Saucen und Beilagen, drittens Convenience-Lebensmittel, Snacks und Suppen sowie viertens aseptisch verpackte Desserts. Darüber hinaus stellt die Gruppe Produkte wie Kuchen und Desserts im Auftrag vieler Lebensmitteleinzelhändler im Vereinigten Königreich her.

In der Ambrosia Creamery produziert Premier Foods die in Großbritannien beliebtesten Milchreis- und Pudding-Produkte sowie zahlreiche andere Desserts. Das Unternehmen selbst geht auf das Jahr 1917 zurück. Produktionsstandort ist die Ortschaft Lifton, die im Herzen der Grafschaft Devon im Südwesten von England liegt.

Ziel war ein modernes Multipack-Format

Am Standort Lifton ging die erste Verpackungsanlage von A+F bereits im Jahr 2012 in Betrieb. Seit dieser Zeit wurden eine Reihe weiterer Projekte gemeinsam abgewickelt - das letzte Anfang 2022. „Bei der jüngsten Zusammenarbeit ging es darum, ein modernes Multipack-Format für unsere beliebten Dessert-Becher zu entwickeln. Dabei wollten wir gleichzeitig zu einer nachhaltigeren Kartonlösung wechseln“, fasst Graeme Strike, der Projektverantwortliche bei Ambrosia, zusammen. Denn zu dieser Zeit wurden die abgefüllten Becher in ein offenes Kunststoff-Tray eingesetzt, das vor der Palettierung zusätzlich mit einer Schrumpffolie verschlossen wurde. „Jetzt verpacken wir unsere Becher in Vollpappmanschetten und Wellpappkartons“, unterstreicht Strike.

Zusätzlich zu dieser Herausforderung galt es, ein geeignetes Anlagen-Layout zu finden, um in der vorgesehen Halle das geplante Palettierzentrum mit integrierter Verpackungseinheit räumlich überhaupt realisieren zu können. Außerdem sollten alle bestehenden Optionen vom Becherfüller bis hin zum Produkt-Routing beibehalten werden. „Hierbei war die Flexibilität des Designs der Verpackungseinheit aus Trayaufrichter und Manschettierer enorm wichtig. Denn das stellte sicher, dass die Becher die Abfüllmaschine weiterhin im etablierten Format verlassen und dennoch nahtlos von der neuen Verpackungs- und Palettierlinie verarbeitet werden konnten“, erläutert Strike.

In einem aufwendigen Ausschreibungsverfahren durchgesetzt

Erster Schritt bei der Maschinenwahl war ein aufwendiges Ausschreibungsverfahren. Strike blickt zurück: „Hier haben sich der Trayaufrichter und der Manschettierer als etablierte und bekannt flexible Maschinen von der Konkurrenz abgehoben.“ Hinzu kam ein weiterer Vorteil gegenüber den Mitbewerbern: Die Bestandsanlagen konnten problemlos an die neuen Bedingungen angepasst werden. Ein anderer Anbieter hätte für Premier Foods dagegen gegebenenfalls Ersatzinvestitionen bedeutet. „Das machte uns die endgültige Entscheidung relativ einfach“, so Strike.

Die SetLine manschettiert bis zu 304 Dessert-Becher pro Minute.

Der Auftrag umfasste das Layout, zwei neue Palettierer, die Umrüstung eines bestehenden Palettierers, einen MultiFormer-Trayaufrichter und einen Manschettierer Typ SetLine, alle notwendigen Transporteure sowie die mechanische und steuerungsseitige Anbindung an die vorgegebenen Schnittstellen. Zwei Spiralförderer wurden als Generalunternehmer zugekauft und eingebunden. Übernommen wurden weiterhin Fremdaggregate wie X-Ray/Checkweigher, InkJet-Drucker, Palettenwickler sowie Paletten- und Kartonetikettierer.

Bei der Planung der Anlage wurde ein besonderes Augenmerk auf einen möglichst energieeffizienten Betrieb gelegt – ein Ziel dabei unter anderem: möglichst wenig kostspielige Pneumatik. So kommen folgerichtig die neuesten Servo- und Drehstromantriebe zum Einsatz und Vakuumpumpen ersetzen die herkömmlichen Venturi-Vakuumerzeuger. Das Gesamtprojekt wurde schlüsselfertig inklusive Demontage und Bedienerschulung abgewickelt.

In rekordverdächtig kurzer Zeit zur spezifizierten Leistung

Die Montage in Lifton startete Ende 2021. Das neue Pack- und Palettierzentrum erreichte danach in rekordverdächtig kurzer Zeit seine spezifizierte Leistung. Bereits wenige Wochen nach der Inbetriebnahme folgte im Februar 2022 die erfolgreiche Abnahme. „Dies wurde durch die hervorragende Bedienerschulung perfekt unterstützt“, stellt Strike heraus. Hilfreich in diesem Zusammenhang war sicherlich auch das Werkzeug „Digitaler Zwilling.“ Mit diesem wird über eine Computersimulation im Vorfeld einer Investition abgeklärt, wie die vom Kunden gestellte Aufgabe technisch und betriebswirtschaftlich sinnvoll umgesetzt werden kann. Beim Projekt Premier Foods betraf dies die Gestaltung des Palettentransports. Der „Digitale Zwilling“ geht dabei aber weit über die reine Computersimulation hinaus. Das Werkzeug steuert exakt die SPS an, die beim Kunden zum Einsatz kommen wird, und diese wiederum die Simulation. Die in diesen Tests nahezu unter Einsatzbedingungen gewonnen Erkenntnisse helfen, die Maschinenkonstruktion sowie die spätere Inbetriebnahme beim Kunden optimal zu gestalten.

Der Trayaufrichter Typ MultiFormer bildet die gewünschten Gebinde aus Manschette und Wraparound-Tray vollautomatisch.

Für 24/7/365 ausgelegt

Seither bewährt sich das Pack- und Palettierzentrum im harten Arbeitsalltag. Die Anlage ist für 24/7/365 ausgelegt. Sie wird derzeit im Zweischichtbetrieb genutzt. Der Manschettierer bildet die Verpackungsvarianten: 2 Becher x 1 Lage = 2 Becher, 2 Becher x 2 Lagen = 4 Becher sowie 3 Becher x 2 Lagen = 6 Becher. Seine Nennleistung beträgt 304 Becher pro Minute. Der Trayaufrichter bildet nachfolgend daraus die gewünschten Gebinde aus Manschette und Wraparound-Tray. Seine Nennleistung beträgt bei den 2-Becher-Manschetten 19,0 und bei den 3-Becher-Manschetten 12,7 Gebinde pro Minute. Der Palettierer der neuen Kartonverpackung verfügt ebenfalls über eine Nennleistung von 19,0 Gebinde pro Minute. Die beiden anderen Palettierer entsorgen gleichzeitig zwei weitere Verpackungslinien. Ihre Nennleistung liegt jeweils bei 13,9 Gebinde pro Minute. Als Paletten kommen bei allen drei Palettierern Chep- oder Europaletten zum Einsatz. Die Umstellung des Palettentyps geschieht wie die des Lagenbildes über abgespeicherte Produktvorwahlen.

„Darauf können wir alle stolz sein“

„Wir wussten um die Leistungsfähigkeit des Unternehmens und die seiner Komponenten“, resümiert Strike. Ein wichtiger Aspekt, waren die Rahmenbedingungen diesmal doch weitaus fordernder. Denn: Das Projekt wurde vor dem schwierigen Hintergrund des Austritts Großbritanniens aus der EU und der Covid-Pandemie abgewickelt. So mussten die Montageteams unter anderem zuerst in Quarantäne. Strike abschließend: „Trotz dieser völlig neuen Herausforderungen arbeitete das A+F-Team immer eng und kooperativ mit uns zusammen. Das war sicherlich einer der wesentlichen Faktoren dafür, dass dieses Projekt budget- und termingerecht umgesetzt wurde. Darauf können wir alle stolz sein.“

Lesen Sie hier die Reportage im Online-PDF.

Vorbild V8

Molkerei Berchtesgadener Land nimmt hochmodernes Palettierzentrum in Betrieb

2021 hat die Molkerei Berchtesgadener Land (BGL) erstmals in ihrer Firmengeschichte 35 Millionen Euro in nur einem Jahr investiert. Ein wichtiger Teilbereich dieses Meilensteins ist ein hochmodernes Palettierzentrum, das eine Vielzahl an Verpackungsvarianten verarbeitet und im 1. Quartal 2021 seinen Betrieb aufnahm.

Die Milchwerke Berchtesgadener Land Chiemgau eG sind eine unter dem Markennamen Berchtesgadener Land agierende Molkerei. Das Unternehmen ist genossenschaftlich organisiert und gehört komplett den rund 1.800 angeschlossenen Landwirten. Darunter sind zurzeit überschlägig 650 Bergbauern, 550 konventionelle Landwirte sowie 600 zertifizierte Bio-Landwirte. Letztere liefern inzwischen rund ein Drittel der verarbeiteten Rohmilch. Alle Höfe liegen entlang des nördlichen Alpenkamms zwischen dem „Schicksalsberg“ Watzmann und der Zugspitze. Im Durchschnitt halten die Landwirte der Genossenschaft auf ihren Betrieben 27 Kühe, die jeweils rund 7.500 Kilogramm Milch pro Jahr geben. Zum Vergleich: Eine Hochleistungskuh kann bis zu 12.000 Kilogramm pro Jahr erreichen. Verarbeitet wird die Rohmilch ausschließlich im Herzen des Berchtesgadener Landes am Produktionsstandort in Piding. Zum Produktportfolio zählen neben Bio-Alpenmilch und Bergbauern-Milch weiterhin Topfen (Speisequark), Joghurt, Butter, Rahm (Sahne) sowie Milchgetränke.

Zu Beginn verfügte das Palettierzentrum über drei Becher-, eine Eimer- sowie eine Milchverbundkartonanlage. In Folgeprojekten wurden ein Glaspalettierer integriert und die Kartonanlage zu einem Hochleistungs-Becherpalettierer umgerüstet.

Seit ihrer Gründung im Jahre 1927 agiert die Molkerei aus Überzeugung verantwortungsbewusst gegenüber den Tieren, der Natur und den Verbrauchern. Konsequenterweise entstand so bereits 1973 die erste Bio-Molkerei Bayerns. Mit ihrem Geschäftsmodell hat sich die Molkerei Berchtesgadener Land über die Grenzen Bayerns hinaus einen Namen gemacht. Aktuell vertreibt BGL seine Produkte in 14 Absatzländern. Mit Erfolg. Insgesamt werden zurzeit pro Tag etwa eine Million Kilogramm Milch erfasst, zu Premiumprodukten verarbeitet und damit ein Umsatz von über 200 Millionen Euro generiert.

Alle Palettierer arbeiten nach dem Prinzip der hebenden Palette. Das bedeutet, dass eine Leerpalette eingefahren und dann auf das jeweilige Palettierniveau gefördert wird.

Ursprünglich neun Palettierer geplant

Besonders gut entwickelt hat sich dabei der Absatz der Glas-Mehrweg-Artikel, den die Klimadebatte nochmals stark beflügelte – er hat sich in den letzten Jahren fast verdoppelt. Mit Folgen auch und gerade für das geplante Palettierzentrum. Denn: Ursprünglich sollten neun Palettierer in der gewählten Bestandshalle montiert werden. Das Anlagenlayout wurde dazu in Anlehnung an die Draufsicht eines V-Motors ausgeführt. Rechts und links angeordnet sind also die Zylinderbänke, deren Leistung aus der Mitte heraus mittels eines zweibahnigen Palettentransports – der Kurbelwelle – übertragen wird. Die Paletten- und Produktzuführungen sind wiederum wie die Abgaskrümmer angeordnet, die Zylinderköpfe repräsentieren die Palettierer. Mit diesem Ansatz kann die verfügbare Fläche optimal genutzt werden. Und das war auch dringend notwendig: Die Anlage musste in die Halle förmlich „hineingenäht“ werden. Hinzu kam das Arbeiten unter den erschwerenden Corona-Bedingungen.

Die Eimeranlage beruht auf der bewährten Grundkonstruktion des Lagenblechpalettierers. Die Roboterpalettierung war für BGL aus vielerlei Gründen keine Option

Nachdem das Layout entsprechend optimiert war, wurde die Anzahl der Palettierer auf fünf reduziert. Aufgrund der Konzentration auf Glas-Mehrweg verzichtete BGL nämlich auf die vier Palettiersysteme, die ursprünglich für Milchverbundkartons vorgesehen waren. Dafür wurde einer der Becherpalettierer für diese Aufgabe interimsmäßig umgebaut. Das Palettierzentrum verfügte infolgedessen zum Zeitpunkt seiner Inbetriebnahme über drei Becher-, eine Eimer- sowie eine Milchverbundkartonanlage. In Folgeprojekten wurden ein weiterer Karton- sowie ein Glaspalettierer integriert, die Interims-Kartonanlage zu einem Hochleistungs-Becherpalettierer umgerüstet. Alles in allem sind damit mit Abschluss dieser Erweiterungen sechs der neun „Zylinderköpfe“ belegt.

Die fertigen Paletten werden abschließend über zwei Palettenwickler gesichert und laufen dann zweispurig in die nachfolgende Abteilung.

Soweit möglich ohne Druckluft

Beim Maschinendesign legte BGL sehr großen Wert darauf, soweit möglich auf Druckluft zu verzichten. Vielmehr stand der elektrische Antrieb im Fokus. Diese Vorgabe wurde bei allen Komponenten konsequent umgesetzt. Pneumatisch angetrieben werden eigentlich nur noch die Bolzen der Fangvorrichtungen der Palettierbühnen. Ansonsten wird alles servomotorisch bewegt. Die Anlage ist aus diesem Grund ungewöhnlich geräuscharm und flexibel.

Zwischenlagen können seitlich zugeführt und über den Scherenhubtrieb auf den Bechern oder Eimern abgelegt werden.

Alle Palettierer arbeiten nach dem Prinzip der hebenden Palette. Das bedeutet, dass eine Leerpalette eingefahren und dann auf das jeweilige Palettierniveau gefördert wird. Dann werden die Produkte bei den Becherpalettierern durch Bleche gemäß Lagenschema übergesetzt. Der Eimerpalettierer erhält statt der Palettierbühne einen Eimergreifer mit einer Aushubvorrichtung und einem horizontalen servomotorischen Fahrantrieb. Der Palettiererhubtrieb hebt die Tragbühne mit der Palette auf das Palettier- und Zulaufniveau. Der Eimergreifer hebt die vorbreiteten Eimerreihen mit einem kurzen Hubweg vom Reihentisch ab und verfährt horizontal über den Palettierplatz. Mit einem kurzen Senkhub werden die Eimer reihenweise auf der Palette abgesetzt. Zwischenlagen können wie bei den Becherpalettierern seitlich zugeführt und über den Scherenhubtrieb auf den Eimern abgelegt werden.

Beim Maschinendesign legte BGL sehr großen Wert darauf, soweit möglich auf Druckluft zu verzichten. Vielmehr stand der elektrische Antrieb im Fokus. Das Palettierzentrum ist aus diesem Grund ungewöhnlich geräuscharm und flexibel

Neu entwickelter Eimerpalettierer

Üblicherweise erfolgt die Verarbeitung von Eimern mittels Roboterpalettierung. Auf diese wollte BGL jedoch verzichten, da die Roboterlösung eine spezielle Steuerung und einen größeren Raumbedarf aufgrund der notwendigen Sicherheitsvorkehrungen bedeutet hätte. Daher wurde die bewährte Grundkonstruktion des Lagenblechpalettierers an diese Aufgabe angepasst. Er ist somit aus denselben Komponenten wie dieser aufgebaut – ein für BGL unter dem Gesichtspunkt der Teilegleichheit und der identischen Bedienbarkeit sehr interessanter Vorteil.

Stichwort Bedienbarkeit: Umstellarbeiten beim Wechsel beispielsweise der Steigenabmessung werden ausschließlich am Touchscreen vorgenommen. Mechanische Umstellarbeiten sind nicht notwendig. Lagenbilder lassen sich ebenfalls in einfacher Weise selbst erstellen oder anpassen. Die notwendige Software arbeitet auf handelsüblichen Computern.

Insgesamt drei Linien wurden mit neuen Elevatoren ausgestattet. Deren Einlauf ist gleichzeitig die eigentliche Schnittstelle zur Abfüllung.

Zur Lagenbilderstellung gibt der Bediener lediglich die Gebindeabmessungen und den Palettentyp ein. Das System schlägt dann eine Vielzahl von Lagenbildern vor, die mit der besten Flächenausnutzung der Palette starten. Das gewünschte Lagenbild wird ausgewählt und die Lagenhöhen sowie eventuelle Zwischenlagenhöhen angegeben. Das Programm simuliert die Zusammenstellung der Lagen sowie das Ablegen der Gebinde auf der Palette und erstellt direkt das Programm für den Palettierer. Am Bedienpanel besteht darüber hinaus noch die Möglichkeit, bei jedem Lagenbild die Hübe der Zentrierung über Plus- und Minustasten millimeterweise zu verstellen. Ein Programmiergerät ist dazu nicht notwendig.

Herausforderung Brandschutz

Das Palettierzentrum ist räumlich losgelöst von den Abfüll-Linien in einer eigenen Bestandshalle untergebracht. Es existiert jedoch eine Brandschutztrennung zwischen den Gebäuden. In diesem Zusammenhang galt es, sich einer besonderen Herausforderung zu stellen: Die Förderer, die durch die Brandschutztür hindurchführen, sollten und wurden soweit möglich als Schwerkraftförderer ausgeführt. Sie arbeiten demzufolge ohne spezielle Freifahrsteuerung für die Brandschutzabschlüsse.

Als Schnittstelle von BGL vorgegeben war die Produktübergabe in der angrenzenden Abfüllhalle. Bei den drei Linien mit neuen Elevatoren ist deren Einlauf die relevante Schnittstelle. Bei zwei Linien wurden die Elevatoren übernommen. Hier ist die Schnittstelle deren Auslauf. Zudem wurden Teile des Gebindetransports zum Füller neu gestaltet. Eine weitere Schnittstelle war die Elektrohängebahn, die der Versorgung des Palettierzentrums mit Materialien wie Leerpaletten oder Zwischenlagen dient. Hier wurden die Anbindung zur Palettierung hergestellt und neue Pufferkapazitäten geschaffen.

Christian Tiede, Leiter Palettierzentrum Molkerei Berchtesgadener Land.

Abnahmeläufe mit „Condition Monitoring“ überwacht und analysiert

Die fertigen Paletten werden abschließend über zwei Palettenwickler gesichert und laufen dann zweispurig in die nachfolgende Abteilung. Den Gesamtbereich Palettierung zwischen den genannten Schnittstellen wickelte die A + F GmbH schlüsselfertig ab, also inklusive Engineering, Projektmanagement, Montage, Automatisierung, Inbetriebnahme, Bedienerschulung und Abnahme. Konkret fanden die Abnahmeläufe Anfang Oktober 2021 statt. Die Gesamtanlage wurde dabei über das Tool Condition Monitoring (TIA Trace) überwacht und analysiert. Mit Condition Monitoring werden Daten der Produktion, der Maschine und deren Umgebung automatisch erfasst, abgespeichert und aufbereitet. Das gilt unter anderem für Statusmeldungen, Warnungen und Störungen der Maschine sowie Produktionsdaten. Alle diese Daten werden auf einem „Stand alone“-Industrie-PC gespeichert, archiviert und in einem Dashboard dargestellt. Kurz: Condition Monitoring ist ein mehr als verlässliches Werkzeug, um die reale Abnahmeleistung statistisch belastbar zu analysieren. Mit guten Ergebnissen: Beim Leistungslauf erreichte der gewählte Becherpalettierer 2.500 statt der geplanten 2.600 Gebinde pro Stunde. Bei der Eimerpalettierung waren es bei der fünf Kilogramm Variante 1.400 Eimer die Stunde, wobei BGL zurzeit jedoch nur 1.000 Eimer pro Stunde benötigt. Es ist somit im Palettierbereich noch Luft für weiteres Wachstum gegeben – und das wird die Molkerei Berchtesgadener Land vermutlich eher früher als später zu nutzen wissen.

Lesen Sie hier den ersten Teil der Reportage im Online-PDF der dmz, Ausgabe 07/2022.

Von Bechern, Trays und Steigen

Packen, aufrichten, stapeln - Wernsing Feinkost investiert in innovative Packzelle

Bei der Wernsing Feinkost GmbH ging im letzten Jahr eine Neuanlage in Betrieb, die in Becher abgefüllte Produkte vollautomatisch in Steigen oder Trays einsetzt. Die Lösung kombiniert dabei den eigentlichen Packer mit einem Kartonagenaufrichter und einer Stapeleinheit. Diese kompakte Packzelle wurde in einer bestehenden Linie integriert und verfügt über eine Nennleistung von 150 Becher pro Minute. Ein Porträt.

Die Geschichte von Wernsing beginnt 1962 im niedersächsischen Addrup-Essen/Oldenburg mit der Gründung einer Produktion für Pommes frites. Der damals 28-jährige Heinrich Wernsing legte so den Grundstein für eine besondere Erfolgsgeschichte, in deren Verlauf aus dem kleinen Familienbetrieb ein modernes, dynamisches und noch immer inhabergeführtes Unternehmen geworden ist.

Die neue Packzelle der Wernsing Feinkost GmbH verfügt über eine Nennleistung von 150 Becher pro Stunde

Mehr als eine Milliarde Euro Jahresumsatz

Die Wernsing Feinkost GmbH ist heute Teil der Wernsing Food Family, die mit acht Produktionsstandorten in Deutschland sowie weiteren Standorten in Belgien, Dänemark, den Niederlanden, Polen, Schweden und Spanien einen Umsatz von über eine Milliarde Euro jährlich erwirtschaftet. Insgesamt werden in dieser europäischen Unternehmensfamilie über 4.000 Mitarbeiter beschäftigt. Alleine am Standort Addrup arbeiten über 1.150 Mitarbeiter. Damit ist die Wernsing Feinkost GmbH einer der wichtigsten Arbeitgeber in der Region.

Das Sortiment der Gruppe umfasst eine große Produktvielfalt und wächst beständig. Zum Portfolio zählen Kartoffelprodukte genauso wie Antipasti, Brotaufstriche, Desserts, Dressings, Dips und Saucen, Marinaden, Pasta und Pikantes, Salate oder auch Suppen und Eintöpfe. Neben den Produkten sind auch Wernsings Dienstleistungen wie die Entwicklung einer individuellen Rezeptur oder Umverpackung beim Fachgroßhandel, bei den Lebensmitteleinzelhändlern und Discountern sowie Industriepartnern in Deutschland, in vielen Ländern Europas und auf der ganzen Welt gefragt.

Der Becherpacker basiert auf der bewährten Twin-Line-Grundkonstruktion, die jeweils kundenspezifisch individuell angepasst wird.

Herausforderndes Anlagenlayout

Um dieser Vielfalt und dem stetigen Wachstum produktions- und verpackungsseitig adäquat folgen zu können, setzt Wernsing auf die kontinuierliche Investition in modernste Anlagentechnik. Ein wichtiger Partner ist hier seit über zwei Jahrzehnten die A+F Automation + Fördertechnik GmbH. Das letzte gemeinsame Projekt datiert aus dem Jahr 2021, als am Standort Addrup ein A+F-Becherpacksystem ausgetauscht wurde. Gründe hierfür waren eine altersbedingt notwendige Ersatzinvestition sowie die Erweiterung der Produktionsmöglichkeiten auf ein weiteres Verpackungskonzept. Zudem ist mit der entsprechenden Anpassung einiger Linienkomponenten eine höhere Stundenleistung gegeben.

Die Greiferfinger wurden im 3-D-Druck aus Kunststoff hergestellt. Dieses Verfahren bietet im Vergleich zum Ausfräsen der Finger vielerlei Vorteile.

Die Auftragsvergabe erfolgte im August 2020. Das Projekt umfasste konkret das Anlagenlayout, die Packzelle sowie die notwendigen Transporteure und Pufferstrecken. Der Auftrag wurde schlüsselfertig abgewickelt. Die bauseitige Verantwortung lag wie zum Beispiel bei der Demontage der Altanlage bei Wernsing. Als besonders herausfordernd gestaltete sich die Ausarbeitung des optimalen Anlagenlayouts. Verantwortlich dafür war die stark limitierte nutzbare Fläche, deren Planbarkeit zudem etliche Säulen weiter einschränkten. Außerdem mussten die von Wernsing vorgegebenen Schnittstellen exakt eingehalten werden. Erschwerend hinzu kamen die geforderten Corona-Maßnahmen wie Mundschutz, Abstand, Desinfektion und Testung.

Greiferfinger aus dem 3-D-Drucker

Maschinenseitig entschied sich Wernsing für den innovativen Twin-Line-Becherpacker. Dieser basiert auf einer bewährten Grundkonstruktion, die jeweils kundenspezifisch individuell angepasst wird. Im Prinzip steht Twin Line für eine Packzelle, in der zwei Förderstränge angeordnet sind. Die eine Bahn führt eine Steige, einen Karton oder ein Tray zu. Auf der zweiten Bahn läuft das Produkt ein. Beide Stränge können parallel, aber auch gegenläufig sowie ein- oder mehrbahnig ausgeführt werden. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz einer Stabkette. Die eingelaufenen Becher werden abschließend gemäß Packschema aufgenommen und in die Kartonage eingesetzt.

Der Becherpacker wurde im Zulauf mit einem Trayaufrichter kombiniert.

Das Pick-and-Place-System wird dem Produkt ebenfalls immer eigens angepasst. Wernsing greift beispielsweise das Produkt und saugt es nicht an. Die dazu notwendigen mechanischen Greifer bestehen aus einer rechteckigen Platte, an deren Ecken vier bewegliche Finger sitzen. Diese Finger müssen über eine exakte Geometrie verfügen, um mit dem zu greifenden Becher zu harmonieren. Dazu werden die Finger im 3-D-Druckverfahren aus Kunststoff hergestellt. Dieses Verfahren ist im Vergleich zum Ausfräsen der Finger deutlich präziser. Der verwendete Kunststoff ist darüber hinaus extrem langlebig und hat einen nur minimalen Verschleiß.

Bewegt wird der Greifer durch ein so genanntes Handlingsmodul, das Servomotoren antreiben. Die Aufnahmeplatte für die jeweiligen Greifer lässt sich so über die Steuerung immer exakt positionieren. Für die gewünschten Packformate kommen bei Wernsing zwei Greifertypen zum Einsatz. Diese lassen sich mittels Schnellverschluss tauschen, was einen raschen Formatwechsel gewährleistet. Zusätzlich ermöglichen spezielle Formatteilewagen, dass alle relevanten Teile in der jeweiligen Maschinennähe übersichtlich vorgehalten werden können.

2 x 3 oder 3 x 3 Becher entweder ein- oder zweilagig

Kombiniert wurde der Twin-Line-Packer für Wernsing mit einem Kartonagenaufrichter im Zu- und einer Stapeleinheit im Ablauf. Im Zulauf wurde darüber hinaus ein kundenseitig bereitgestellter Etikettierer integriert. Alle Komponenten wurden ab dem 27.02.2021 angeliefert, bis zum 03.03. aufgestellt und elektrisch angeschlossen und am 02.03. startete die Inbetriebnahme. Die Abnahme erfolgte bereits am 12.03.21. Im Packprozess selbst werden die Becher kundenseitig einbahnig zugeführt. Der Twin-Line-Packer übernimmt diese ebenfalls einbahnig und verteilt sie nachfolgend im Zulauf je nach Packformat auf drei oder vier Bahnen. Die aktuellen Packformate für die Anlage sind 2 x 3 oder 3 x 3 Becher entweder ein- oder zweilagig. Die zuvor aufgerichteten Steigen oder Trays gelangen gleichzeitig über das zweite Transportband in die Verpackungsanlage. Nachdem diese unter dem Handlingsmodul mit dem entsprechenden Greifer positioniert sind, setzt dieses die zum angewählten Packformat zusammengestellten Becher ein. Beim Packformat 2 x 3 werden dabei immer zwei Kartonagen gleichzeitig befüllt, um die gewünschte Stundenleistung erreichen zu können. In diesem Fall erfolgt die Zuführung der Becher auf vier Bahnen. Das Packformat 3 x 3 wird dagegen dreibahnig gebildet. Die befüllten Gebinde laufen daraufhin in die Stapeleinrichtung ein. Hier werden je nach dem Palettierschema des kundenseitigen Beladers Gebindestapel gebildet. Möglich sind Stapel mit zwei oder drei Lagen. Die Steige beziehungsweise das Tray kann aber auch direkt zur abschließenden Palettierung geleitet werden. Der Packer selbst ist auf eine Nennleistung von 150 Becher pro Minute ausgelegt.

Condition Monitoring als hilfreiches Werkzeug

Alle Anlagenkomponenten sind so konstruiert, dass ein späterer Umbau oder eine Erweiterung innerhalb der konstruktiv gegebenen Grenzen problemlos erfolgen können. Wernsing hat beispielsweise auch einen Becher von 130 x 130 mm Deckelgröße im Angebot, der später eventuell ebenfalls mit der Twin Line verarbeitet werden soll – und kann. Zum Vergleich: Zurzeit haben die Becher eine Größe von zirka 114 x 114 mm. Apropos Zukunft: In diesem Zusammenhang entschied sich Wernsing darüber hinaus für den Einsatz des Werkzeugs Condition Monitoring. Mit Condition Monitoring werden umfassend Daten der Produktion, Maschine und Umgebung automatisch erfasst. Das gilt unter anderem für Statusmeldungen, Warnungen und Störungen der Maschine sowie Produktionsdaten. Alle diese Daten werden auf einem „Stand alone“-Industrie-PC gespeichert, archiviert und in einem Dashboard dargestellt, auf welches sich mit jedem aktuellen Browser zugreifen lässt. Die Architektur ist somit ohne zusätzlichen Hardwareaufwand in ein Firmennetzwerk zu integrieren. Dieses Tool ist gerade für die Instandhaltung überaus attraktiv, können doch notwendige Maßnahmen wie ein Lageraustausch bereits präventiv erkannt werden. Zudem bietet es Wernsing die Chance, die Anlagenperformance über die erzielte Transparenz optimieren und absichern zu können. Kurz: Leistung, Flexibilität und Zuverlässigkeit sind für das Erfolgsmodell Wernsing verständlicherweise drei absolute Schlüsselfaktoren, die mit der neuen Twin-Line-Lösung auch perspektivisch zu 100 Prozent umgesetzt wurden.

Lesen Sie hier die Reportage im Online-PDF der LVT Lebensmittel Industrie, Ausgabe 5-6/2022.

Rapunzel Naturkost baut Nussmusproduktion aus

Wrap-Around-Packer als zentrale Bausteine

Die Rapunzel Naturkost GmbH modernisiert und erweitert ihre Nussmusproduktion und -abfüllung am Standort Legau. Bei beiden Projekten entschied sich das international agierende Bio-Unternehmen für den identischen Wrap-Around-Packer. Die Modernisierung wurde bereits erfolgreich abgeschlossen, die Inbetriebnahme der Neuanlage folgt im Laufe des Jahres. Ein Porträt.

Nichts ist bekanntlich stärker als die Idee, deren Zeit gekommen ist. Auch wenn das mit der Zeit manchmal einen längeren Atem voraussetzt - so wie bei Jennifer Vermeulen und Joseph Wilhelm. Bereits 1974 gründeten die beiden eine Selbstversorger-Gemeinschaft auf einem Bauernhof in der Nähe von Augsburg. „Wir wollten einfach gesünder leben und unsere Lebensweise mit anderen Menschen teilen“, erklärt Wilhelm rückblickend. 1975 folgte die Eröffnung des Naturkostladens „Rapunzel Naturspeisen“ in der Innenstadt von Augsburg. Die Vision und das Engagement des jungen Pärchens wurde in den Anfangszeiten meist nur belächelt, erzählt Wilhelm: „Wir waren doch die spinnerten Müslis, die mit den Wollpullovern und den Sandalen.“

Vom Exoten zum Bio-Protagonisten: Rapunzel produziert und vermarktet aktuell rund 550 Markenartikel (Quelle: Rapunzel Naturkost).

Vom Exot zum Bio-Protagonisten

Aus den Exoten von damals hat sich mit der Rapunzel Naturkost GmbH ein international tätiges Unternehmen mit mehr als 400 Mitarbeitern entwickelt. Die Strategie selbst ist in der mehr als fünfundvierzigjährigen Unternehmensgeschichte stets die gleiche geblieben: kontrolliert biologische, naturbelassene und vegetarische Lebensmittel herzustellen. Firmenhauptsitz und Produktionsstandort ist seit 1985 das ehemalige Milchwerk in Legau im Unterallgäu.

Das Sortiment von rund 550 Rapunzel-Markenartikeln umfasst Produkte wie Brotaufstriche süß und würzig, Nüsse und Trockenfrüchte, Müslis, Cerealien, Getreide und Getreideprodukte, Reis, Ölsaaten, Hülsenfrüchte, Teigwaren und Tomatensaucen, Antipasti, Speiseöle und -fette, Würzmittel und Suppen, Süßungsmittel und Backzutaten, süße und würzige Snacks, Schokoladen und Getränkepulver sowie Wein. Wobei die Nussmuse im Glas zum Herzstück von Rapunzel gehören und einen entscheidenden Teil zum Erfolg beitragen. Sichtbares Zeichen: Eine stetig wachsende Produktions- und Abfüllkapazität in Legau. Exakt in diesem Bereich setzte sich Rapunzel für die Jahre 2020 und 2021 dann auch gleich zwei Projekte auf der Agenda.

Ausgangspunkt der Investitionsentscheidung waren die beiden bestehenden Aufstrichabfüll- und -verpackungslinien. Gerade in der älteren Nussmusanlage 1 stieg der Handlungsbedarf kontinuierlich an, wie sich Florian Lechner, Teamleiter Bereich Produktion und Maschinenführer, erinnert: „Deren Packmaschine wurde immer störanfälliger und das Beschaffen der Ersatzteile auch immer schwieriger. Zudem wollten wir eine höhere Leistung erreichen.“ Stichwort Leistung: Zur Absicherung einer weiterwachsenden Nussmus-Nachfrage sollte darüber hinaus eine komplett neue Linie 3 entstehen.

Wrap-Around-Packer gesucht - und auf der Fachpack gefunden

Die Verantwortlichen von Rapunzel machten sich infolgedessen auf die Suche nach einer geeigneten Lösung – und wurden auf der Fachpack in Nürnberg fündig. Florian Lechner erinnert sich: „Da hat A+F eins zu eins die Maschine gezeigt, die wir uns vorgestellt hatten. Diese packte auf der Messe vergleichbare Senfgläser in Trays ein.“ Besonders überzeugend fand Rapunzel dabei unter anderem die technische Lösung des Einlaufs und dass die komplette Applikation auf einer Ebene angeordnet sowie alles hervorragend zugänglich und reinigbar war. „Das hat uns einfach gefallen. Daher haben wir für die Modernisierung und den Komplettneubau zwei identische Anlagen geordert“, so Lechner.

„Basis der beiden Rapunzel-Maschinen ist das bewährte Pack- und Kartoniersystem ModulLine. Individuell für die Aufgabenstellung bei Rapunzel entworfen und gefertigt wurden die zur Verarbeitung notwendigen Formatteile zur Produktanpassung. Darüber hinaus gab Rapunzel die Ziele bestmögliche Hygiene und Reinigbarkeit vor. Dementsprechend wurden zum Beispiel die Ventilinseln der Basismaschine eingehaust und die PETG Türen spaltfrei ausgeführt.

Die spezifizierte Leistung des Wrap-Around-Packers beträgt 7.200 Gläser die Stunde.

Umbau bei laufender Produktion und unter Corona-Maßnahmen

Die Modernisierung der Linie 1 startete im November 2020, die Inbetriebnahme folgte bereits im Dezember. Als Schnittstellen für die neue Verpackungslinie waren der Auslauf des Kühltunnels sowie die Übergabe an die Handpalettierung vorgegeben. „Die Riesenherausforderung war, dass wir den Umbau bei laufender Produktion machen mussten. Da waren viele Hände nötig, um die Gläser in die Trays einzupacken. Und eine hohe Flexibilität des Montagetrupps“, verdeutlicht Lechner.

Erschwerend hinzu kamen die geforderten Corona-Maßnahmen wie Mundschutz, Abstand, Desinfektion und Testung. „Es hat aber alles perfekt ineinander gegriffen, ist einfach super abgelaufen. Nach der Installation kam Strom auf die Anlage und schon liefen die ersten Gläser. Und bei der folgenden Optimierung wurden alle unsere Wünsche vollumfänglich umgesetzt“, resümiert Lechner. Ein wichtiges Werkzeug zur Optimierung und Absicherung der Anlagenperformance ist für Rapunzel in diesem Zusammenhang die Möglichkeit der Fernwartung. Lechner verdeutlicht: „Wir hatten schon mal einen Bedienerfehler, da habe ich samstags bei A+F angerufen – und dann wurde die Situation zusammen via Fernwartung gelöst.“

Glastransport, Puffertisch und Vakuumkontrolle als weitere Auftragsbestandteile

Insgesamt geliefert und installiert wurden neben dem Wrap-Around-Packer der Glastransport sowie ein Puffertisch für etwa viereinhalb Minuten Pufferzeit bei den 250-ml-Gläsern im Zulauf. „Diese Zeit haben wir jetzt gewonnen, um eine eventuelle Störung zu beheben. Das ist allerdings bis jetzt noch nicht vorgekommen“, freut sich Lechner. Eine Störung der Packmaschine bedeutete damit zwangsläufig den Stopp der vorgelagerten Prozessschritte wie Kühlung und Abfüllung. Hinzu kam noch ein Nachprojekt, wie Lechner ergänzt: „A+F hat für uns eigens eine Vakuumkontrolle entwickelt und im Zulauf integriert. Damit werden die Gläser ausgeschleust, die im Kühltunnel ihr Vakuum verlieren.“

Die zu verarbeitenden Gläser werden vom Puffertisch aus einspurig zur Packmaschine transportiert. Ein Verteilsystem leitet die Gläser danach im Einlauf der Maschine von einer auf zwei Spuren. Im nächsten Schritt werden die Gläser gemäß Packformat in 2 x 3 Gläser gruppiert und auf den vorgefalteten Kartonzuschnitt geschoben. Ein spezielles Überschubsystem sichert dabei das Gruppierschema. Der Kartonzuschnitt wird abschließend um die Gläser gefaltet und verleimt.

Abgepackt werden runde Gläser mit einem Volumen von 250, 400, 500 und 750 ml im Packformat 2 x 3.

Rüstzeit auf etwa fünfzehn Minuten reduziert

Abgepackt werden runde Gläser mit einem Volumen von 250, 400, 500 und 750 ml. Für jeden Glastyp kommt jeweils ein eigener, also insgesamt vier Kartonzuschnitte zum Einsatz. Bei der Erweiterungslinie sollen dann zusätzlich auch die Kartonagen an das Produkt angepasst werden. „Das bedeutet eine weiter steigende abzuarbeitende Vielfalt. Das hat A+F allerdings bereits erfolgreich getestet“, so Lechner. Die eigentliche Rüstzeit reduziert sich mit dem neuen Kartonierer auf nur noch etwa fünfzehn Minuten pro Format. Das versetzt Rapunzel in die Lage, zuerst alle vorgelagerten Stationen umzurüsten und zu reinigen. „Wir fahren also die Linie bereits wieder an, bevor wir uns um den Kartonierer kümmern. Unsere Mitarbeiter haben so einfach mehr Zeit für die aufwändigeren Arbeiten“, fasst Lechner die Vorteile zusammen.

Bis zu 120 Gläser die Minute

Betrieben wird die modernisierte Linie 1 mit einer Durchschnittsleistung von 50 Gläsern die Minute. Zum Vergleich: Die spezifizierte Leistung des Wrap-Around-Packers beträgt 7.200 Gläser die Stunde. Das entspricht bei einem Packformat von 2 x 3 Gläsern 1.200 Kartons die Stunde beziehungsweise 20 Takte oder 120 Gläsern die Minute. Es stellt sich also die Frage: Warum investierte Rapunzel in eine höhere Leistung als tatsächlich notwendig? Lechner erklärt: „Rapunzel wollte in beiden Linien einfach die gleiche Maschine. Stichworte: Bedienung und Wartung. Und in der Neuanlage werden wir die 120 Gläser die Minute ohne Zweifel brauchen.“

Eigens für Rapunzel entwickelt wurde eine Vakuumkontrolle, die ein nicht dicht verschlossenes Glas automatisch ausschleust.

Condition Monitoring als hilfreiches Werkzeug

Identisch ist weiterhin, dass die beiden Wrap-Around-Packer über das Modul Condition Monitoring verfügen. Mit Condition Monitoring werden umfassend Daten der Produktion, Maschine und Umgebung automatisch erfasst. Das gilt unter anderem für Statusmeldungen, Warnungen und Störungen der Maschine sowie Produktionsdaten. Alle diese Daten werden auf einem „Stand alone“-Industrie-PC gespeichert, archiviert und in einem Dashboard dargestellt, auf welches sich mit jedem aktuellen Browser zugreifen lässt. Die Architektur ist somit ohne zusätzlichen Hardwareaufwand in ein Firmennetzwerk zu integrieren. „Diese Möglichkeit habe ich bereits gezielt genutzt, um die Leistung der Linie 1 zu analysieren“, bestätigt Lechner. Mit einem für Rapunzel sehr erfreulichen Ergebnis: „Wenn die Vorprozesse alle gut laufen, dann haben wir eine wesentliche Leistungssteigerung von bis zu zwanzig Prozent. Wir können jetzt also mehr abfüllen, weil der Verpackungsschritt uns nicht mehr wie vorher limitiert.“ Ist dieser positive Effekt unterm Strich gleichbedeutend mit einem ebensolchen Gesamtfazit? Lechner bejaht: „Wir sind rundum sehr zufrieden - und ich freue mich schon auf die Inbetriebnahme der zweiten Wrap-Around-Anlage im vierten Quartal 2021.“

Rundum zufrieden mit dem Projekt ist Florian Lechner, Teamleiter Bereich Produktion und Maschinenführer: „Ich freue mich schon auf die Inbetriebnahme der zweiten Wrap-Around-Anlage im vierten Quartal 2021.“