Wie eine automatische Makkaroni-Kartonline die Effizienz der Pastaverpackung verbessert
Für industrielle Teigwarenhersteller ist die Verpackung nicht mehr nur der letzte Schritt nach der Produktion. Dies wirkt sich direkt auf die Produktqualität, den Arbeitsaufwand, die Rückverfolgbarkeit, die Lagereffizienz und die Fähigkeit aus, auf sich ändernde Einzelhandelsformate zu reagieren.
Makkaroni, Penne, Fusilli und andere Kurznudelprodukte können in Innenbeuteln, Schalen, Bündeln oder direkt in geeignete Kartons verpackt werden. Jedes Format stellt unterschiedliche Anforderungen an die Zuführung, Portionskontrolle, Produktausrichtung, Kartonbeladung und End-of-Line-Handhabung.
Eine automatische Makkaroni-Kartonierlinie verbindet diese einzelnen Vorgänge zu einem koordinierten System. Von der Nudelzuführung und Robotergruppierung bis hin zur Kartoninspektion, Kartonverpackung und Palettierung ist die komplette Linie darauf ausgelegt, wiederholte manuelle Handhabung zu reduzieren und gleichzeitig eine gleichbleibende Verpackungsqualität aufrechtzuerhalten.
Das SieracTech Packaging-Linienkonzept integriert visionsgesteuerte Roboterhandhabung, automatische Kartonierung, Codierung, Kontrollwägung, Kartonverpackung und Palettenhandling in einer modularen Produktionsarchitektur. Die technische Referenzlösung umfasst eine Kartonierplattform mit einer Leistung von bis zu 75 Kartons pro Minute sowie Roboterbeladung, Inspektion und automatisierte End-of-Line-Ausrüstung. Die tatsächliche Leistung hängt vom Nudelformat, der Kartongröße, dem Beladungsmuster und der vorgelagerten Produktversorgung ab
Kurz geschnittene Nudeln scheinen einfach zu handhaben zu sein, ihre physikalischen Eigenschaften können jedoch zu mehreren Herausforderungen bei der Verpackung führen.
Unterschiedliche Nudelformen haben unterschiedliche Schüttdichten und Fließverhalten. Ellbogenmakkaroni können sich problemlos durch ein Zuführsystem bewegen, während Fusilli ineinandergreifen und Penne enge Kanäle überbrücken können. Trockene Nudeln können auch brechen, wenn Übergabehöhen, Förderbandgeschwindigkeiten oder mechanische Einwirkungen nicht richtig kontrolliert werden.
Hersteller müssen daher mehr als die Nennleistung der Kartoniermaschine berücksichtigen. Eine stabile Linie muss außerdem Folgendes bewältigen:
- Kontinuierliche Produktversorgung aus dem vorgelagerten Prozess
- Genaues Zählen oder Wiegen
- Kontrollierte Produktansammlung
- Korrekte Packungsausrichtung
- Zuverlässiges Öffnen des Kartons
- Schonende Produkteinführung
- Codierung und Qualitätsprüfung
- Kartonverpackung und Palettenlogistik
Wenn ein Abschnitt die erforderliche Kapazität nicht erreichen kann, kann es zu häufigen Stopps der gesamten Linie kommen, auch wenn der Hauptkartonierer schneller arbeiten kann.
Eine komplette Makkaroni-Verpackungslinie folgt normalerweise einem koordinierten Ablauf.
Nudelprodukte oder versiegelte Nudelbeutel gelangen über ein lebensmittelverträgliches Förderband in die Linie. Abhängig vom Produktformat kann der Zuführbereich einen Elevator, einen Vibrationsverteiler, ein Stauband, einen mehrspurigen Förderer oder eine Verbindung zu einer vorhandenen Verpackungsmaschine umfassen.
Das Ausrichtungssystem sorgt für einen kontrollierten Abstand, bevor die Produkte in den Zähl- oder Gruppierungsbereich gelangen. Photoelektrische Sensoren überwachen die Produktpräsenz und die Beladung des Förderbands.
Wo fertige Nudelbeutel an zufälligen Positionen ankommen, kann eine Overhead-Kamera ihre Koordinaten und Ausrichtung identifizieren. Anschließend nimmt ein Parallelroboter die Beutel vom laufenden Förderband auf und platziert sie im erforderlichen Lademuster.
Dieser visionäre Ansatz ist nützlich, wenn das Produkt vor dem Kartonieren gedreht, abgewechselt oder in mehreren Schichten organisiert werden muss.
Die Zählweise hängt vom Verpackungsformat ab.
Lose Makkaroni können nach Gewicht, volumetrischer Dosierung oder einem speziellen Zählsystem portioniert werden. Fertige Beutel, Schalen oder Bündel können mittels fotoelektrischer Sensoren und servogesteuerter Indexierung gezählt werden.
Sobald die erforderliche Menge bestätigt ist, ordnet die Sortiereinheit die Produkte gemäß dem Rezept für die Kartonbeladung. Produkte können platziert werden:
- Nebeneinander
- In mehreren Schichten
- In wechselnder Ausrichtung
- Im gestapelten Beutelmuster
- In einem Tablett oder Träger
Die Freigabe der fertigen Gruppe erfolgt erst nach Überprüfung der programmierten Menge und Position.
Flache, vorgeklebte Kartons werden in ein Magazin geladen. Ein Sensor für einen niedrigen Kartonstand überwacht den verbleibenden Vorrat und warnt den Bediener, wenn Nachschub erforderlich ist.
Ein servoangetriebener Kartonvorschubmechanismus schiebt einen Zuschnitt nach dem anderen vor. Vakuumsaugnäpfe nehmen den Karton aus dem Magazin und ziehen ihn durch die Formführungen, sodass er sich in die richtige Form öffnet.
Sensoren überprüfen, ob der Karton erfolgreich geöffnet wurde, bevor er zur Beladestation übergeben wird. Falsch geformte Kartons können vor dem Einlegen des Produkts gestoppt oder aussortiert werden.
An der Beladestation bestätigt das Kontrollsystem, dass sowohl die Produktgruppe als auch der Karton bereit sind.
Das Einlegen der Produkte erfolgt über einen Servoschieber, einen Roboterlademechanismus oder eine Topload-Transfereinheit. Positionierungsführungen stabilisieren den Karton beim Beladen und verhindern Schäden an den Kartonklappen.
Eine koordinierte No-Product-/No-Carton-Kontrollstrategie trägt dazu bei, die Verschwendung von Verpackungsmaterial zu reduzieren:
- Kein Produkt verfügbar: Die Maschine öffnet nicht unnötig einen Karton.
- Kein Karton vorhanden: Die Produktgruppe wird nicht in die Ladefläche geschoben.
- Falsche Gruppenmenge: Die betroffene Gruppe wird zurückgehalten oder abgelehnt.
Durch die Servobewegung können Ladegeschwindigkeit, Beschleunigung und Verfahrweg entsprechend der Produktrezeptur angepasst werden.
Bei Bedarf kann ein Beipackzettel Kochanweisungen, Rezepte, Werbeblätter oder Compliance-Informationen in den Karton legen.
Nach dem Beladen durchläuft der Karton den Schließbereich. Staubklappen und Hauptklappen werden in der richtigen Reihenfolge gefaltet. Zu den Abschlussoptionen können gehören:
- Verschluss durch Einsteckklappe
- Heißkleber-Versiegelung
- Kundenspezifische Schließstrukturen
- Manipulationssichere Kartondesigns
Die gewählte Methode hängt von der Kartonkonstruktion, den Anforderungen des Einzelhändlers, den Klebstoffpräferenzen und den Anforderungen an den Produktschutz ab.
Ein Drucker wendet variable Produktionsinformationen an, wie zum Beispiel:
- Produktionsdatum
- Haltbar bis
- Losnummer
- Schichtcode
- Werkscode
- Barcode oder Datenmatrix
Je nach Kartonmaterial und Anforderungen an die Druckqualität können Continuous Inkjet, Thermal Inkjet, Lasercodierung und Print-and-Apply-Etikettierung integriert werden.
Eine visuelle Inspektionsstation kann dann die gedruckten Informationen, die Ausrichtung des Kartons, die Lesbarkeit des Barcodes, die Position des Etiketts und den Zustand der Klappe überprüfen. Fehlgeschlagene Kartons werden einer automatischen Ausschussstation zugeführt.
Das dynamische Kontrollwägen bietet eine zusätzliche Möglichkeit, fehlende oder falsche Produktmengen zu erkennen.
Der Referenzvorschlag umfasst eine Kartonkontrollwaage mit einer Kapazität von über 75 Kartons pro Minute und MODBUS TCP-Kommunikation. Gewichtstoleranzen, Bandgeschwindigkeit und Ausschussgrenzen können als Produktrezepte hinterlegt werden.
Die Leistung des Kontrollwägens wird beeinflusst durch:
- Produktgewicht
- Kartonabmessungen
- Stabilität des Förderers
- Produktabstand
- Luftbewegung
- Werksvibration
- Erforderliche Wägegenauigkeit
Daher sollte die Kontrollwaage nach dem tatsächlich verpackten Produkt und nicht nur nach der maximalen Maschinengeschwindigkeit ausgewählt werden.
Akzeptierte Einzelhandelskartons werden gesammelt und für die Sekundärverpackung bereitgestellt.
Ein automatischer Kartonaufrichter formt Versandkartons aus Wellpappe. Anschließend lädt der Sammelpacker entsprechend dem gewählten Reihen- und Lagenmuster die erforderliche Anzahl Kartons. Nach dem Beladen wird der Koffer mit Klebeband oder Schmelzkleber verschlossen.
Auf dem fertigen Karton kann ein Logistiketikett ausgedruckt und angebracht werden. Das optionale Kontrollwägen der Kartons bietet einen weiteren Überprüfungsschritt vor der Palettierung.
An der Palettierstation stapelt ein kollaborativer oder industrieller Roboter die Kartons entsprechend einem hinterlegten Palettenmuster. Ein automatischer Palettenspender und ein Palettenförderer können hinzugefügt werden, um die manuelle Palettenhandhabung zu reduzieren.
Manuelles Zählen, Gruppieren, Kartonbeladen und Palettenstapeln erfordern mehrere Bediener und können bei langen Produktionsschichten zu inkonsistenten Ergebnissen führen.
Durch die Automatisierung dieser Aufgaben können sich die Bediener auf die Materialauffüllung, die Qualitätsüberwachung und das Produktionsmanagement konzentrieren und müssen sich nicht mehr mit der wiederholten Handhabung befassen.
Eine abgestimmte Verpackungslinie passt sich der Arbeitsgeschwindigkeit jeder Station an. Stauförderer, Linienverriegelungen und Produktsensoren tragen dazu bei, einen kontinuierlichen Fluss zwischen den vorgelagerten Geräten, dem Kartonierer und den Endmaschinen aufrechtzuerhalten.
Das Ergebnis ist nicht nur eine höhere Nenngeschwindigkeit, sondern auch weniger kurze Stopps aufgrund von Produktmangel oder Staus in der Weiterverarbeitung.
Servogesteuerte Beladung, rezeptbasierte Anpassungen und automatische Inspektion sorgen für einen wiederholbareren Prozess als manuelles Verpacken.
Kartonöffnung, Produktplatzierung, Klappenverschluss und Codierung erfolgen nach definierten Parametern. Dies trägt dazu bei, das Erscheinungsbild von Einzelhandelskartons zu verbessern und Verpackungsfehler zu reduzieren.
Zählung, visuelle Inspektion, Barcode-Verifizierung, Metallerkennung und Kontrollwägung können entsprechend der Lebensmittelsicherheits- und Qualitätskontrollstrategie des Kunden kombiniert werden.
Jede Inspektionstechnologie dient einem anderen Zweck. Eine Kontrollwaage ersetzt kein Bildverarbeitungssystem und die Bildprüfung ersetzt nicht die Metallerkennung. Die richtige Kombination sollte auf einer Analyse der tatsächlichen Verpackungsrisiken basieren.
Eine modulare Makkaroni-Verpackungslinie kann für mehrere Produkte und Kartongrößen konfiguriert werden.
Häufig verwendete Einstellungen können als Rezepte gespeichert werden, darunter:
- Fördergeschwindigkeit
- Zählmenge
- Robotermuster
- Servoposition
- Prüfkriterien
- Gewichtstoleranz
- Verzögerung ablehnen
- Palettenmuster
Wenn sich die Kartonabmessungen erheblich unterscheiden, sind möglicherweise immer noch mechanische Formatteile erforderlich, aber werkzeuglose Anpassungen und skalierte Handräder können die Umrüstzeit verkürzen.
Moderne Verpackungslinien können Daten mit MES-, ERP-, SCADA- und Lagersystemen austauschen.
Zu den verfügbaren Informationen können gehören:
- Aktiver Produktionsauftrag
- Produktrezept
- Chargennummer
- Gesamtleistung
- Ausschussmenge
- Alarmverlauf
- Ergebnisse der Kontrollwaage
- Inspektionsergebnisse
- Ausfallzeitaufzeichnungen
Diese Informationen helfen Herstellern, die Rückverfolgbarkeit zu verbessern, Produktionsverluste zu analysieren und vorbeugende Wartung zu planen.
Für einen zuverlässigen Vorschlag sind mehr Informationen erforderlich als die angestrebte Produktionsgeschwindigkeit.
Vor der Auswahl einer automatischen Makkaroni-Kartonierungslinie sollte der Hersteller Folgendes bereitstellen:
- Nudeltyp und physische Proben
- Primäres Verpackungsformat
- Produkt- oder Beutelabmessungen
- Produktgewicht
- Kartonzeichnungen und physische Muster
- Anzahl der Produkte pro Karton
- Benötigte Kartons pro Minute
- Kartonverschlussmethode
- Kodierungs- und Inspektionsanforderungen
- Kartonverpackungsmuster
- Palettengröße und Palettiermuster
- Vorhandene Upstream-Geräteinformationen
- Fabriklayout und Deckenhöhe
- Verfügbare Spannung und Druckluft
- Bevorzugte Marken für Elektrokomponenten
Bei Nudelprodukten ist die physische Probenprüfung besonders wichtig. Es ermöglicht dem Ingenieurteam, den Produktfluss, die Brückenbildung, den Bruch, das Greifen, die Kartonbeladung und die endgültige Verpackungsqualität zu bewerten, bevor das Maschinendesign fertiggestellt wird.
Die Hauptkartoniermaschine ist nur ein Teil eines erfolgreichen Makkaroni-Verpackungsprojekts.
Zuführstabilität, Produkthandhabung, Inspektion, Kartonverpackung, Kommunikation und Palettenlogistik beeinflussen alle die Gesamtleistung. Die separate Auswahl jeder Maschine ohne Berücksichtigung der Linienbalance kann zu Engpässen, übermäßiger Ansammlung und unnötigen Ausfallzeiten führen.
SieracTech Packaging entwickelt modulare Nudelverpackungslösungen basierend auf dem tatsächlichen Produkt, dem Karton, der Produktionskapazität und den Fabrikbedingungen des Kunden. Die Linie kann von einem eigenständigen Kartoniersystem bis hin zu einer kompletten schlüsselfertigen Lösung konfiguriert werden, die Produktzuführung, Robotergruppierung, Inspektion, Kartonverpackung und Palettierung umfasst.
Der effektivste Weg, eine automatische Makkaroni-Verpackungslinie zu entwickeln, besteht darin, mit repräsentativen Produktionsmaterialien zu beginnen.
Senden Sie SieracTech Packaging Ihre Nudelproben, fertigen Beutel, Kartonzeichnungen, Kartonabmessungen, Zielgeschwindigkeit und Fabriklayout. Das Engineering-Team kann dann ein maßgeschneidertes Prozesskonzept, eine Ausrüstungsliste, ein vorläufiges Layout und einen technischen Vorschlag für Ihre Produktionsanforderungen erstellen.
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