Flexible Produktion durch schnelleren Halswechsel auf der Streckblasmaschine

30. März 2023 von Asia Food Journal

Mit freundlicher Genehmigung von Frank Reinhold und Jan Schwerdtfeger

Dortmund, 30. März 2023 – Während in der Vergangenheit meist nur eine Produktkategorie auf aseptischen Linien verarbeitet wurde, stehen Abfüller sensibler Getränke heute vor einem immer größer werdenden Bedarf an Flexibilität. Getränkehersteller, die sowohl aseptisch abgefüllte Getränke als auch Säfte und kohlensäurehaltige Erfrischungsgetränke verarbeiten, müssen für erstere Flaschenhälse von 38 Millimetern und für letztere Behälter mit 28-Millimeter-Öffnungen verwenden. Soll an einer PET-Linie jedoch der Flaschenhals gewechselt werden, ist bislang insbesondere für den Umbau der Streckblasmaschine ein vergleichsweise großer Aufwand erforderlich. Maschinen standen oft bis zu vier Stunden still, was die oft sehr wenigen Bediener über einen unverhältnismäßig langen Zeitraum beschäftigte. Mit dem neuen, vereinfachten Halswechsel verkürzt KHS jetzt die Umrüstzeit der Streckblasmaschine InnoPET Blomax – inklusive der Preform-Zuführung.

Üblicherweise werden auf einer Linie nur Flaschen mit identischem Hals hergestellt und abgefüllt. Möchte ein Wasserabfüller abwechselnd ein stilles und ein karbonisiertes Produkt herstellen, muss er bisher entscheiden, ob er den nur für karbonisiertes Wasser notwendigen höheren und schwereren Hals für beide Produkte verwendet oder nicht. Der Abfüller würde Zeit sparen, aber beim Befüllen des stillen Wassers Material und Geld verschwenden.

Die Alternative wäre, mit den langen zeitweiligen Ausfallzeiten durch einen Halswechsel zu leben. Neben diesen Überlegungen spielt bei dieser Entscheidung oft auch das Marketing eine Rolle, das eine auf die verschiedenen Produkte abgestimmte Flasche fordert. Kombinierte Linien wie diese, die Halsveränderungen erfordern, kommen in Japan sehr häufig vor.

Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie aufwändig der Austausch von Teilen für den oben genannten Prozess allein an der Streckblasmaschine ist, lohnt es sich, die einzelnen Schritte genauer zu betrachten.

Zunächst müssen die Preform-Zuführung angepasst und die sogenannten Mandrel-Köpfe ausgetauscht werden, die in den Preform-Hälsen verkeilt sind, um diese sicher durch das Heizmodul zu führen. Anschließend werden die Greifer, die die Vorformlinge am Hals zum Blasrad transportieren, am Sternrad ausgetauscht.

Schließlich müssen die Formen in den Blasstationen, die Blasdüsen und oft auch die Reckstangen und weitere nachgeschaltete Greifer umgerüstet werden, die die fertigen Behälter dem nachfolgenden Füller zuführen. Dabei hängt die Anzahl der auszutauschenden Teile von der Größe der Maschine ab.

Besonders wichtig sind die Dorne und Schilde: Je höher die Maschinenleistung, desto länger die Heizung, da sich die Behälter zwar schneller bewegen, aber immer die gleiche Zeit zum Aufheizen benötigen. Bei einer Streckblasmaschine vom Typ InnoPET Blomax 16 mit einer Leistung von bis zu 48.000 Flaschen pro Stunde müssen beispielsweise rund 170 Dornköpfe und Schilde von Hand gewechselt werden. Dies bedeutet, dass dieser Teil des Halswechsels besonders zeitrelevant ist – im Gegensatz zum vergleichsweise schnellen Austausch von nur 20 Greifern.

Um den Umstellungsprozess deutlich zu beschleunigen, hat KHS die einzelnen Arbeitsschritte und das Gesamtkonzept vereinfacht.

„Wir begannen damit, die Arbeitsweise der Bediener zu analysieren“, sagt Arne Andersen, Produktmanager für Streckblasformen.

„Auf dieser Basis haben wir dann überlegt, wie wir alle Arbeiten einfacher gestalten und möglichst perfekt organisieren können – mit besonderem Augenmerk auf die Ergonomie. So wurden Magazine eingebaut, die verhindern, dass der Bediener die Maschine immer wieder verlassen muss, um Wechselteile zu holen und zu tragen.“ Zum Beispiel haben wir auch die Greifer ausgetauscht, um die Anzahl der zu lösenden Schrauben zu reduzieren. Gleichzeitig kommen jetzt neu entwickelte Dornköpfe zum Einsatz, die einfach durch Drücken einer Entriegelungsfeder entfernt werden können. Früher war dieser Vorgang viel mehr Komplex."

KHS habe sich in diesem Fall bewusst für einen Ansatz entschieden, der alle spezifischen Prozesse anhand der tatsächlichen Kundenanforderungen zu Ende gedacht habe, betont Andersen. „Unser Ziel war es, innerhalb kürzester Zeit die bestmögliche Verbesserung zu erreichen.“

KHS hat beides geschafft: Dank des einfachen Halswechsels konnte beispielsweise der Zeitaufwand für den Umbau der KHS-Streckblasmaschine InnoPET Blomax16 durch zwei Bediener um gut zwei Drittel auf nur noch rund 86 Minuten verkürzt werden – inklusive Preform-Zuführung .

Da die PET-Flaschen in einem Block wie dem KHS InnoPET BloFill am Hals gehalten und durch die gesamte Maschine transportiert werden, wurden die Streckblasmaschine und der Füller weiterentwickelt, um die Umrüstzeiten zu verkürzen. Ein Schwerpunkt war der Verschließer, bei dem der Kegel, der für das Heben und Verschließen der Flaschen verantwortlich ist, manuell ausgetauscht werden musste. Beim Schraubverschluss ist jedoch keine Umstellung erforderlich, da es zwei Verschlusszuführungen gibt – eine für jeden Halsdurchmesser im jeweiligen Format.

Andersen ist davon überzeugt, dass die neue Möglichkeit des Flaschenhalswechsels den Getränkeherstellern deutlich mehr Flexibilität verschaffen wird. Sie können jetzt auch deutlich kürzere Produktionszyklen für Flaschen mit unterschiedlichen Hälsen durchführen und entsprechend ihren Lageraufwand reduzieren.

„Einige unserer Kunden produzieren Just-in-Time, das bedeutet, dass die fertigen Behälter ohne Zwischenlagerung direkt auf den LKW verladen werden. Durch die drastisch verkürzte Umrüstzeit können Abfüllbetriebe wie diese nun häufiger den Hals wechseln und profitieren dadurch voll und ganz.“ neue Möglichkeiten in ihrer Produktionsplanung.“

Das Gleiche gilt für Verarbeiter, die nun auf einer einzigen Linie deutlich effizienter kleinere Chargen für ihre Kunden produzieren können – oft in sehr unterschiedlichen Flaschen. Die ersten Kunden in Asien, die bereits den von KHS entwickelten Halsschnellwechsel nutzen, sind mit der Zeit- und Arbeitsersparnis äußerst zufrieden. Diese nachrüstbare Möglichkeit erntet daher viel Lob von den KHS-Kunden in dieser Region.

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