Die Herstellung und der Vertrieb von Getränken unterliegt strengen qualitativen und hygienischen Anforderungen. Zu diesen gehören unter anderem die Rückverfolgung der Inhaltsstoffe sowie die kontaminationsfreie Produktion. Aber auch die Haltbarkeit der Produkte stellt die Getränkehersteller vor logistische Herausforderungen. Sehr oft werden daher die verschiedenen Getränke lokal aufbereitet und in Flaschen oder Dosen abgefüllt. Dazu muss – nebst Wasser und Kohlensäure – das entsprechende Konzentrat in Pulverform oder als Sirup bereitgestellt werden. Solche Konzentrate können aufgrund ihrer längeren Haltbarkeit zentral sehr kostengünstig produziert und zum Versand in die entsprechenden Abfüllanlagen in der ganzen Welt vorbereitet werden.
Die Grundlage der Konzentrate bilden verschiedene pulverförmige Rohstoffe, die je nach Anforderung in verschiedenen Rezepturverhältnissen gemischt und verpackt werden. Dabei sind relativ große Rohstoffmengen (25 bis 1000 kg) zu handhaben und viel kleinere Mengen (20 g bis 32 kg) in die Verpackung zu füllen. Das Projekt, auf dem dieses Anwendungsbeispiel basiert, hatte zum Ziel, die manuelle Verwiegung und Abfüllung durch eine vollautomatische Linie zu ersetzen. Eine nicht unbeträchtliche Rolle spielten dabei die vorhandenen räumlichen Bedingungen.
Bild 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Abfüllstation. Die Rohmaterialien werden entweder in Säcken zu 25 kg oder FIBC zu 1000 kg aus dem Lager in den Produktionsbereich gebracht. Die Dosiergeräte arbeiten im volumetrischen Modus. Sie verwiegen somit nicht, sondern dosieren einen konstanten Volumenstrom. Diese Tatsache ermöglicht es, dass direkt auf die Trichter eine Sackschütte platziert werden konnte. Dadurch wird eine einfache und sehr zuverlässige Produktversorgung durch 25 kg-Säcke gewährleistet.
Unter den Dosiereinheiten transportiert ein Förderband die zu befüllenden Schachteln in die entsprechende Position. Sobald sich die Behältnisse in der korrekten Position befinden, wird das Band abgesenkt und die Schachteln liegen auf der Messwaage auf. Der nun beginnende Dosiervorgang arbeitet nach dem Gain-In-Weight Prinzip, wobei die Chargen entsprechend der gewünschten Rezeptur dosiert werden. Nach Abschluss der Befüllung werden die Schachteln zur nächsten Dosierstation gebracht und der Zyklus beginnt von vorne. Die einzelnen Dosiergeräte weisen ein sehr großes Leistungsspektrum auf. Dadurch wird die gesamte Anlage sehr flexibel, da kleinere sowie größere Mengen nacheinander dosiert werden können. Die vorgegebene Zykluszeit für eine Befüllung inkl. Transport zur nächsten Station liegt bei 20 s.
Zur Befüllung der einzelnen Schachteln werden Dosiergeräte aus der K2-Serie von K-Tron verwendet. Die kleineren Chargen, von 20 bis 500 g, werden mit Doppelschneckendosiergeräten vom Typ K-MV-KT20 dosiert. Der mittlere Chargenbereich (500 g bis 15 kg) wird durch eine Maschine vom Typ K2-MV-S60 bereitgestellt. Um eine genaue und schnelle Dosierung im obersten Leistungsbereich von 15 bis 32 kg zu erreichen, was bei 20 s Chargenzeit einer maximalen Dosierleistung von 5760 kg/h entspricht, mussten zwei Dosiergeräte kombiniert werden. Eine K2-MV-S60 und eine K2-MV-S100 (Bild 2) dosieren gemeinsam in die gleiche Schachtel. Die K2-MV-S100 leistet bis zu 15800 l/h und ist, durch die Größe der Schnecke, ungeeignet für eine möglichst genaue Dosierung. Eine Chargendosierung besteht im Wesentlichen aus zwei Zyklen. In der Grobstromphase wird 90 % der Charge möglichst schnell gefahren (hoher Stellbefehl). Die letzten 10 % werden im Feinstrommodus gefahren, der mit deutlich weniger Stellbefehl die Charge relativ genau komplettiert. Üblicherweise wird der Stellbefehl des Dosierorgans einfach zwischen Grob- und Feinstrom umgestellt. In diesem Fallbeispiel konnten mit einer Maschine jedoch die erforderlichen Genauigkeiten nicht erreicht werden. Daher kombinierte man zwei verschiedene Dosiergeräte. In der Grobstromphase dosieren beide Geräte gleichzeitig. Am Umschaltpunkt wird die K2-MV-S100 abgestellt und die kleinere K2-MV-S60 dosiert die letzten 10 % der Charge im Alleingang. Durch diese Kombination konnten die gewünschten 32 kg-Batches mit einer sehr hohen Genauigkeit gefahren werden.
