Neue Produktionslinie für Fruchtsnacks erfordert hochentwickelte Verpackungsausrüstung

Als einer der größten Hersteller von Fruchtsnacks im Land seine Produktionskapazität für Süßigkeiten steigerte, mussten Primär-, Sekundär- und Tertiärverpackungen erstklassig sein.

Die Mogul-Linie 5 bei PIM Brands produziert rund um die Uhr Fruchtsnacks und ist seit November 2021 in Betrieb. Sie benötigt eine umfangreiche Verpackungsausrüstung, um die Menge an Fruchtsnacks zu bewältigen, die sie erzeugt. Für die Primärverpackung stellte das Unternehmen aus Somerset, New Jersey, acht Kombinationswaagen von Multipond auf, jeweils gepaart mit einer vertikalen Form-/Füll-/Siegel-Doppelbeutelmaschine von GEA.

„Es handelt sich um einen direkten Feed von der Verarbeitung bis zur Verpackung“, sagt Technikleiter Chris Greco. „Das bedeutet, dass wir das Produkt nicht in großen Mengen zerstückeln und es dann in die Verpackung umfüllen. Tatsächlich berühren wir das Produkt überhaupt nicht. Vom Mogul (der Begriff, der in der Süßwarenindustrie für die Maschinen verwendet wird, die geformte Bonbons herstellen) gelangt es in den Transport des fertigen Produkts und dann direkt zur Verpackung. Als wir die Ausrüstung beurteilten, die wir für die neue Linie brauchten, waren Geschwindigkeit und Platzbedarf zwei Prioritäten. Hier kommen die Multipond/GEA-Stapel ins Spiel. Jedes Paar schiebt etwa 360 Beutel pro Minute aus, wobei jeder Beutel 0,8 Unzen wiegt.“

Die Verpackung beginnt auf einer Überkopfebene, wo das fertige Produkt auf einen von zwei langen Vibrationsförderern von Layton Systems geleitet wird. Senkrecht zu jedem dieser Förderer verlaufen vier kleinere Vibrationsförderer, die jeweils direkt zu einer Multipond-Waage führen. Das Produkt fließt durch diese Vibrationsförderer, je nachdem, welche Waage es verlangt. Hier sind drei der acht Doppelbeutel-Abgabestationen zu sehen, die 0,8-Unzen-Beutel mit Gummibärchen auf das Förderband legen, das sie zu einem Kartoniervorgang transportiert.

Alle Multipond-Waagen sind vom Modell MP-36-400-400-J2. Das Produkt fällt in 36 Eimer, deren Wägezellen registrieren, wie viel Produkt sich in jedem Eimer befindet. Die Gewichte werden an einen zentralen Prozessor übermittelt, der dann auswählt, welche Eimerkombination 0,8 Unzen Produkt enthält. Diese Eimer geben dann das Produkt über die Doppelrohre ab, was zur Beutelformung und -versiegelung führt. Hier kommen die GEA Smartpacker Twintube C-Maschinen ins Spiel. Alle acht von ihnen ziehen metallisierte Folie von der Rolle nach oben über einen Formdorn und nach unten in die Versiegelung und Befüllung Bahnhof. Die Siegelbacken erzeugen die Oberseite des austretenden Beutels und die Unterseite des nächsten Beutels. Warum die Grafiken von Welch Foods auf Beuteln und Kartons? Denn PIM Brands produziert die Fruchtsnackgummis im Rahmen einer Lizenzvereinbarung mit Welch Foods, Inc. mit Sitz in Concord, Massachusetts.

Auf jeder der GEA-Verpackungsmaschinen ist ein SmartDate X30-Thermotransferdrucker von Markem Imaje montiert, der Chargen- und Datumscodeinformationen aufdruckt.

Zu diesem Zeitpunkt liegen die 0,8-Unzen-Beutel auf Bodenhöhe. Sie müssen jedoch zur Überkopfebene zurückkehren, um den Einlauf der Kombinationswaage zu erreichen, die sie direkt an einen Kartonierer auf Bodenhöhe weitergibt. Diesen Rücktransport in die Überkopfebene bewerkstelligen sie über ein Kübel-Schrägförderband von Wiese. „Uns gefällt die Wiese-Ausrüstung, weil sie keine Kette zum Antrieb der Schaufeln verwendet“, sagt Greco. „Stattdessen ist es ein gummibeschichtetes Kabel. Indem Sie den Metall-zu-Metall-Kontakt der Kette mit den Kettenrädern eliminieren, minimieren Sie den Verschleiß. Teil des Wiese-Systems ist auch eine Lagerkapazität, die etwa 10 Minuten Produktion fasst, so dass wir unsere Verpackungsmaschinen weiterlaufen lassen können, wenn stromabwärts irgendetwas ausfällt.“ /Verpackungsmaschinen füllen/verschließen.

Die einzigartige Kombinationswaage über dem Kartonierer stammt von Yamato (weitere Informationen finden Sie in der Seitenleiste unten). Direkt unter der Yamato-Waage befindet sich ein kontinuierlich arbeitender Topload-Kartonierer TT-400 von Tishma Technologies. Ein rotierendes Kommissioniergerät nimmt einen flachen Kartonzuschnitt aus einem Magazin und legt ihn in eine von mehreren Taschen, die sich entlang einer elliptischen Bahn bewegen. Nachdem die Bodenlaschen mit einer Nordson-Schmelzklebstoffeinheit verklebt wurden, gelangt der Karton unter den Ausgabeeimer der Yamato-Waage, der mit der richtigen Menge an Beuteln gefüllt wurde. Sobald die Beutel in den Karton eingelegt wurden, gelangt dieser zu einer Station, wo die oberen Klappen verklebt werden. Anschließend geht es ans Kartonpacken, wobei jeder Karton zunächst einen Metalldetektor/Kontrollwaage von Loma durchläuft.

„Uns gefällt die Flexibilität dieses Kartonierers, der bereits der dritte ist, den wir von Tishma installiert haben“, sagt Greco. „Wir sind in der Lage, Kartons mit 10 bis 160 Stück zu verarbeiten, obwohl die beiden Größen, die wir am häufigsten verarbeiten, 22 Stück mit 110 Kartons pro Minute und 40 Stück mit 70 Kartons pro Minute sind.“ . Servomotoren ermöglichen zudem einen schnellen Wechsel.“ Die Servos und das gesamte Steuerungspaket stammen von Rockwell. Der Kartonpacker umfasst zwei Roboter, die Kartons schnell und effizient in den erforderlichen Mustern ausrichten.

Vor dem Verlassen des Tishma-Systems läuft jeder Karton an einem Lasercodierer von Markem-Imaje vorbei, der Datumscodeinformationen liefert. Anschließend werden die Kartons in die End-of-Line-Ausrüstung von Schneider befördert, die Kartonverpackung, Palettierung und Stretchfolie umfasst. „Wir haben vor etwa sieben Jahren bei einem anderen Projekt eine Schneider-Maschine installiert“, sagt Greco. „Wir bekamen einen guten Service, die Ausrüstung ist robust und so sind wir seitdem bei ihnen geblieben. Natürlich haben wir für dieses Projekt wettbewerbsfähige Angebote eingeholt, aber als wir einmal mehr Platzbedarf, Lieferzeiten, Leistung und Kosten berücksichtigten, deutete alles auf Schneider hin.“

Der horizontale Sammelpacker umfasst ein Paar SCARA-Roboter von Fanuc, die eine wichtige Kartondrehfunktion übernehmen. „Einige Kartons, die aus dem Kartonierer kommen, sind nicht in der richtigen Ausrichtung für die Platzierung im RSC-Karton“, sagt Greco. „Diese Roboter verwenden also einen Saugnapfgriff, um einen Karton um 90 oder 180 Grad zu drehen, oder sie tun nichts, wenn der Karton richtig ausgerichtet ist.“

In den Kartonpacker integriert sind ein 1580-Tintenstrahlcodierer von Videojet sowie ein ProBlue 7-Heißklebesystem von Nordson. Bemerkenswert ist auch die Integration zweier Schneider-Funktionen: Kartonzuschnitte werden automatisch aufgerichtet, Kartons eingelegt, Klappen werden mit Schmelzkleber verschlossen und fertige Kartons stehen für die Palettierung bereit.

• Automatisches Wechselsystem ProAdjust, das eine Reihe elektrischer und luftbetriebener Antriebsaggregate nutzt, um Maschinenkomponenten neu zu positionieren, wenn ein Wechsel erforderlich ist. Der Wechsel von einem Produkt zum nächsten ist in wenigen Minuten statt in Stunden möglich und erfolgt per Knopfdruck. Derzeit dominieren zwei Kartonformate: entweder sechs 40er-Kartons pro Karton oder sechs 22er-Kartons pro Karton.

• Intelligente Beleuchtung, die den Bediener mit anpassbaren Farben proaktiv darauf hinweist, wo Aufmerksamkeit erforderlich ist. Die Arbeitsbeleuchtung beleuchtet die Maschine dort, wo Bediener eine gute Sicht benötigen, um Wartungsarbeiten durchzuführen. Dies ermöglicht es den Bedienern auch, grundlegende Wartungsarbeiten durchzuführen, ohne das HMI konsultieren zu müssen.

Als nächstes folgt ein Palettierer von Schneider, der sich durch seine vielfältigen Aufgaben auszeichnet. Zuerst wird ein fünffacher Stapel leerer Paletten in das System befördert, und sobald er an Ort und Stelle ist, greift der Fanuc-Roboter des Palettierers mithilfe eingebauter End-of-Arm-Werkzeuge auf die oberste Palette zu und platziert sie dort, wo sie sein soll . Dieses Werkzeug lässt sich dann zusammenklappen und verschwindet aus praktischen Gründen, sodass Vakuumsaugnäpfe, die ebenfalls Teil des End-of-Arm-Werkzeugs sind, einen Karton-Trennbogen aufnehmen und auf der Palette platzieren können. Mit den gleichen Vakuumsaugern werden auch Wellpappkartons aufgenommen und auf der Palette abgelegt. Wenn eine Palettenladung fertig ist, nimmt der Roboter ein Zwischenblatt aus Pappe und legt es auf die Ladung. Anschließend wird die fertige Ladung auf bodenmontierten Rollenbahnen weiterbefördert, bis sie einen WCA-Smart-Stretchwickler von Wulftec, einem Unternehmen von Duravant, erreicht. Neben der Platzierung von Kartons auf einer Palette (siehe Abbildung) kann der Endeffektor am Roboter-Palettierarm auch kommissionieren und legen Sie eine leere Palette in die Kartonladestation oder nehmen Sie ein Wellpappenblatt und legen Sie es auf eine fertige Palette, kurz bevor sie zu einem Stretchwickler transportiert wird.

„PIM Brands war ein guter Partner, der dafür gesorgt hat, dass wir alle Überlegungen zur Akkumulation, Sicherheit und Abschaltung der Ausrüstung durchgearbeitet haben“, sagt Kevin Helinger, Anwendungstechniker bei Schneider. „Dazu gehörten beispielsweise Bypass-Optionen, sodass manuelles Kartonpacken oder Palettieren durchgeführt werden konnte, wenn Wartungsarbeiten an der Ausrüstung erforderlich sind. Dazu gehörte auch die Platzierung von Bediener-HMIs, Not-Aus-Schaltern und Trennschaltern genau dort, wo die PIM Brands-Betreiber sie benötigen.“

Die 24-Eimer-Kombinationswaage, die über dem Tishma-Kartonierer von PIM Brands montiert ist, ist ein Yamato DataWeigh ADW-0-06245. Es zeichnet sich durch eine patentierte Technologie namens SVR Reject System aus. Um die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, werfen Sie am besten einen Blick auf ein Betriebsproblem, das bei vielen heute verfügbaren Radialkombinationswaagen auftritt: überfüllte Wiegebehälter.

Wiegebehälter können auf verschiedene Arten überfüllt werden. Am häufigsten tritt dies jedoch auf, wenn das Produkt Brücken bildet und sich auf dem Weg vom Verteilungskegel über die Futterschalen zu den Wiegebehältern verklemmt. Durch den Gegendruck wird der Stau schließlich aufgelöst, wodurch das Produkt in weitaus größerer Menge als vorgesehen in einen Wiegebehälter geschleudert wird. Das Endergebnis ist, dass dieser Wiegebehälter nicht mehr funktioniert, bis ein Bediener ihn manuell von seiner Halterung entfernt und seinen Inhalt zurück in den oberen Verteilungskegel entleert, sodass die Gegenstände wieder dosierter auf die Wiegebehälter verteilt werden können. Und wenn bei einer Kombinationswaage auch nur ein Wägebehälter außer Betrieb ist, werden sowohl die Geschwindigkeit als auch die Genauigkeit des Wägesystems beeinträchtigt.

Das SVR-Auswurfsystem von Yamato geht dieses Problem an, indem es einen rotierenden Ring direkt unter den Wiegebehältern einführt. Wichtig ist auch, dass die Wägebecher doppeltwirkend sind. Zielgerechte Wägeeimer werden in die innere Rutsche entladen, die zur Absackmaschine führt. Überfüllte Wiegebehälter werden jedoch nach außen auf den rotierenden Ring entladen. Dies bringt zwei wesentliche Vorteile mit sich. Erstens: Sollte ein Wiegebehälter tatsächlich überfüllt sein, stellt er seinen Betrieb nicht ein, sodass die Produktivität nicht beeinträchtigt wird. Zweitens ist es nicht erforderlich, dass ein Bediener hochklettert und einen überfüllten Wiegebehälter zurück in den zentralen Verteilungskegel entleert. Der überfüllte Wiegebehälter gibt seinen Inhalt einfach auf den rotierenden Ring ab. Der Ring gibt seinen Inhalt dann an einen Auswurfschacht ab. Bei PIM Brands fallen aussortierte Beutel vom rotierenden Ring auf ein Förderband, das zurück zum oberen Verteilungskegel führt.