Automatisierte Integration von Vakuumverpackungslinien

Industrielle Lebensmittelverarbeiter stehen bei der manuellen Dimensionierung, Beutelbefüllung und Vakuumversiegelung von frischen Lebensmitteln mit variablen Abmessungen vor kontinuierlichen Durchsatzengpässen und hohen Personalkosten. ULMA Packaging begegnet diesen Ineffizienzen durch die Kopplung der FLOW-VAC-Maschine FV 35 und der Line-Controller-Architektur mit Vakuumkammeranlagen von SUPERVAC und bietet damit eine automatisierte Verpackungslösung für Primärverpackungsumgebungen.

Ingenieurtechnische Herausforderung und automatisierte Beutelformungsmechanik
Standardmäßige Vakuumverpackungsprozesse für Produkte mit variablen Längen wie Fleischzuschnitte, Käseblöcke oder Geflügel basieren traditionell auf vorgefertigten Schrumpfbeuteln. Dieser Ansatz führt zu zwei wesentlichen betrieblichen Verlustquellen: häufige manuelle Eingriffe durch das Bedienpersonal, das spezifische Beutelgrößen auswählen und handhaben muss, sowie Siegelnahtkontaminationen, die entstehen, wenn Produktflüssigkeit beim manuellen Einlegen mit der Beutelöffnung in Kontakt kommt.

Das FV-35-System automatisiert diese Prozessstufe, indem es aus einer einzigen Barrierefolienrolle direkt um jedes einzelne Produkt einen maßgeschneiderten Schrumpfbeutel formt. Da der kontinuierliche Folienvorschub exakt der Länge des jeweiligen Produkts entspricht, minimiert der Mechanismus den gesamten Folienverbrauch und macht die Bevorratung vorkonfektionierter Beutelgrößen überflüssig. Gleichzeitig schützt die Folienzuführung von unten die Längs- und Quersiegelbereiche vor dem Kontakt mit austretenden Produktflüssigkeiten. Dies verhindert mikroskopische Nahtdefekte und senkt die Leckagerate der fertigen Packungen vor dem Eintritt in die Evakuierungsstufe.

Zentralisierte Linienarchitektur und Betriebssteuerung
Nach der automatisierten Beutelformung und -beschickung werden die Packungen zur Vakuumerzeugung und Endversiegelung an die integrierten SUPERVAC-Kammeranlagen übergeben. Der Betrieb komplexer Verpackungslinien mit Komponenten unterschiedlicher Hersteller beeinträchtigt häufig die Gesamtanlageneffektivität (OEE) infolge getrennter Steuerungen und dezentraler Umrüstprozesse.

Um diese Integrationshürde zu überwinden, wird das Linienmanagement über den ULMA Line Controller über eine zentrale Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) gesteuert. Das Bedienpersonal verwaltet die Produktionsabläufe über zentrale Rezepturdatensätze, die direkt mit den internen Artikelnummern (SKU) verknüpft sind. Die Auswahl einer Artikelnummer überträgt die Betriebsparameter simultan auf die Unterrezepturen der ULMA-Beutelformungseinheiten sowie der SUPERVAC-Vakuumkammern, was die Stillstandszeiten bei Produktwechseln deutlich verkürzt.

Die visuelle Ferndiagnose entlang der gesamten Linie erfolgt über im Controller integrierte VNC-Protokolle (Virtual Network Computing). Bediener können von der Hauptschnittstelle aus direkt auf die Bildschirme der einzelnen Maschinen zugreifen, den Betriebsstatus prüfen, lokale Alarme quittieren und Übergabepunkte innerhalb der gesamten Verpackungszelle überwachen.

Datenerfassung, Diagnose und OEE-Optimierung
Die Prozessanalytik innerhalb der Liniensteuerung wird über das Modul OEE Booster organisiert. Die Software protokolliert Maschinenzustandsänderungen, Stopp-Codes, Taktraten und Ausschussmengen direkt aus den Steuerungen der angebundenen Maschinen, um systematische Leistungsverluste zu isolieren.

Durch die Trennung übergeordneter Linienverfügbarkeitsdaten von maschinenspezifischen Stoppursachen können Instandhaltungsingenieure nachvollziehen, ob Durchsatzeinbußen auf vorgelagerte Stillstände bei der Beutelformung, Synchronisationsfehler bei der Übergabe oder Pumpzyklen der Vakuumkammern zurückzuführen sind. Rückverfolgbarkeitsprotokolle und Liniendiagnosen werden automatisch in zusammenfassenden PDF-Berichten aufbereitet, um Ursachenanalysen und die Planung vorbeugender Wartungsmaßnahmen zu unterstützen.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbs-Benchmarkings, die nicht in der ursprünglichen Produktankündigung enthalten waren.

In der industriellen Vakuumverpackung frischer Proteine wählen Verarbeiter üblicherweise zwischen drei primären Systemarchitekturen: der manuellen Beschickung vorgefertigter Schrumpfbeutel, dem Tiefziehen in Mulden sowie dem automatisierten Schlauchbeutelverfahren mit nachgeschalteten Vakuumkammern.

Klassische Linien mit vorgefertigten Beuteln verursachen hohe Packmittelkosten pro Einheit und hängen stark von der manuellen Arbeitsgeschwindigkeit ab, wodurch sie je nach Personalbesetzung meist auf 15 bis 30 Packungen pro Minute begrenzt sind. Tiefziehmaschinen bieten zwar hohe Durchsatzraten, verfügen jedoch über eine geringe Flexibilität bei Produkten mit stark variierenden Längen oder Profilen und erfordern kostenintensive Werkzeugwechsel.

FLOW-VAC-Konfigurationen stellen eine intermediäre ingenieurtechnische Lösung dar. Durch die dynamische Formung von Schlauchbeuteln aus kontinuierlicher Rollenware um unregelmäßig geformte Produkte senken Verarbeiter die Materialkosten gegenüber vorgefertigten Beuteln und wahren zugleich die Zyklusflexibilität bei wechselnden Produktgeometrien ohne mechanische Umrüstungen. Industrielle Referenzinstallationen für automatisierte Flow-Vakuum-Systeme koppeln diese Einheiten typischerweise an kontinuierliche Hochleistungs-Taktbandkammern, bei denen synchronisierte Zuführbänder die befüllten Beutel direkt in Evakuierungskammern mit einem Arbeitsvakuum von unter 5 mbar überführen. Die Maschinenkommunikation über industrielle Ethernet-Protokolle sowie Fernsteuerungsarchitekturen erfüllt dabei die Vorgaben von PackML (Packaging Machine Language) und ISA-88-Chargensteuerungsmodellen, was die Linienverfügbarkeit in Hochdurchsatzbetrieben der Lebensmittelverarbeitung maximiert.


Redaktion: Evgeny Churilov, Induportals Media – Adaptiert durch KI.

www.ulmapackaging.de