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Operational Excellence
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Von Versiegelung bis Verschluss: Sieben Automatisierungstipps für eine grünere F&C-Branche

Veröffentlicht am 2021-04-29 14:25:10 UTC in Operational Excellence

Nachhaltig und trotzdem hygienisch verpackt: So finden Unternehmen einen Ausweg aus dem Kunststoff-Dilemma
Hygiene oder Umweltschutz? Am liebsten beides! Unternehmen der Komsumgüterindustrie, die diesen Spagat zu meistern haben, fragen sich immer häufiger, welche Alternativen zur Kunststoffverpackung sie haben und wie sie grüner, effizienter und dennoch sicher handeln können. Unterstützung bieten ihnen hierbei innovative Verpackungslinien, Robotik und künstliche Intelligenz.
Zwar bezweifelt niemand, dass die Menge der international produzierten und genutzten Plastikverpackungen dringend eingedämmt werden muss, um Flora und Fauna zu entlasten sowie das ökologische Gleichgewicht nicht noch weiter zu beeinträchtigen. Dennoch dürfen die Vorteile von Kunststoffen gegenüber Alternativen im Hinblick auf eine ausgewogene Nachhaltigkeit nicht völlig außer Acht gelassen werden. Ein effizienterer und ressourcenschonender Einsatz ist daher essentiell. Der Pew Charitbale Trust erklärt in diesem Zusammenhang, dass die Verschmutzung mit Plastik bis 2040 um nahezu 80 Prozent gesenkt werden könne. Damit dies gelingt, seien aber globale Bestrebungen notwendig, um sowohl die Nutzung von Plastik als auch Verarbeitung und Recycling zu transformieren.

Kunststoffverpackungen punkten bei Hygiene und Kosten

Geht es um den Schutz verpackter Waren der verschiedenen F&C- und anderer Bereiche, fällt es nach wie vor schwer, Alternativen zu nennen, die Polymeren das Wasser reichen können. Weitere Argumente sind ihre flexible und problemlose Formbarkeit, ihr geringes Gewicht, ihre Hygiene-Vorteile sowie Pluspunkte in Sachen einfacher Transport und Regalpräsenz. Hinsichtlich der Kundenansprache sind Aspekte wie Bequemlichkeit, Produktintegrität und Wertigkeit zu nennen. Verbraucher wiederum achten vermehrt auf Umweltschutz, und das ist das große Manko der Plastikverpackung. Gleichzeitig können sie im Vergleich zu Alternativen wie Metallen oder Glas oftmals punkten, denn sie benötigen weniger Energie bei Herstellung, Transport und Recycling. Zwar liegen unverpackte Lebensmittel im Trend. Dennoch gibt es vielerorts aus Kosten-, Hygiene- oder Sicherheitsgründen keine praktikable Alternative zu Kunststoffverpackungen.

Minimieren und frisches Design: Warum der 4-R-Ansatz so wichtig ist

Kunststoff einsparen, Verpackung neu denken: So lautet die Devise. F&C-Unternehmen setzen hierbei vermehrt auf die vier „R“ Reduzieren, Recyclen, Reuse und Redesign. Im Fokus der Lebensmittel- und Konsumgüterindustrie stehen Gewichtsminimierung, um so die Menge an genutztem Kunstoff einzudämmen (reduce). Neue Kunststoffzusammensetzungen sorgen dafür, dass sie leichter recycelt werden können. Hinzukommen innovative Designs wie wiederverwertbare Beutel, Deckel oder wiederverschließbare Tüten  (Redesign und Reuse) –weniger Plastik und weniger Abfall bei den Endprodukten. Außerden werden neue Verpackungs-und Behälterkonzepte erdacht. Die vier „Rreduzieren, recyceln, wiederverwenden (reuse) und neu gestalten (redesign) helfen, nachhaltiger zu werden, rechtlichen Vorgaben und den Anforderungen der Kunden besser zu entsprechen.

Kunststoffverbrauch global eindämmen

Denn es gibt immer stiktere Vorgaben, die es einzuhalten gilt, darunter die UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung mit ihren Bestimmungen für mehr Klimaschutz, verantwortungsvollen Konsum und grünere Produktion. Hinzukommen zahlreiche Regelungen, die auf eine Reduzierung des Plastikverbrauchs abzielen. Einige Beispiele sind die Verbote von Einwegplastik oder Strategien zur Reduzierung von Plastiktüten in der EU, die mit der Directive 2019/904 verknüpft sind und bis Juli 2021 offiziell in Kraft treten werden. F&C-Hersteller sind darüber hinaus eigene Verpflichtungen eingegangen. Einige setzen sich für eine Erhöhung des Anteils von recyceltem PET in Produkten ein. Andere bemühen sich, Verpackungen besser recycelbar zu machen oder das Design von Verpackungen und Gebinden zu überarbeiten, um weniger Kunststoff zu verwenden.

Praxisbeispiele und Tipps für nachhaltigere Verpackungsabläufe

Wo können Sie nun ansetzen und aktiv werden? Automatisierte und rationalisierte Abläufe sind die Basis aller Vorhaben, effizienter und nachhaltiger zu agieren. Wie dies konkret aussehen kann, zeigen die folgenden sieben Handlungsempfehlungen: 

1. Einwickeln: Folien-Abläufe genau überwachen

Bei Änderungen der Materialzusammensetzung müssen Unternehmen unbedingt analysieren, ob Maschinen wie Schlauchbeutelmaschinen den Durchsatz und die Spannungskontrolle noch aufrechterhalten, ohne die Leistung oder Qualität des Endprodukts zu beeinträchtigen. Nur durch eine genaue Überwachung und Steuerung der Folie lässt sich ein Produkt realisieren, das die Spezifikation erfüllt, Falten und Dehnungen umgeht und so nachgelagerte Prozesse nicht negativ beeinflusst.

2. Versiegeln: Daten auf Maschinenebene und in Echtzeit sammeln

Bei Materialänderungen müssen Hersteller sicherstellen, dass die Verpackung ihren Zweck erfüllt. So gilt es etwa bei vertikalen Form-Füll-Siegel-Maschinen (VFFS) viele Variablen wie Geschwindigkeit, Druck, Synchronisation, Temperatur und mehr genau zu kontrollieren und in Echtzeit zu testen. Um mehrere Variablen wie Materialdicke, Kontaktzeit oder Temperaturen überwachen zu können, benötigt der Hersteller eine Automatisierungslösung, die alle anwendbaren Daten über gängige Kommunikationsmethoden „at the edge“ (auf Maschinenebene) sammeln kann. Zudem ist eine Einrichtung zur gemeinsamen Nutzung und Visualisierung erforderlich. Künftig wird immer mehr KI in eine Steuerung eingebettet sein, so dass die Entwicklung zunehmend in Richtung selbstoptimierender Maschinen geht.

3. Formen: Mit innovativen Vision-Systemen präziser werden

Produzenten von Trays, Flaschen oder Verpackungen sollten stets hinterfragen, welche Auswirkungen Materialänderungen auf die Integrität, Farbe oder Form des Artikels haben könnten. Automatisierungslösungen helfen ihnen, Eigenschaften zu überprüfen. Bei der Herstellung eines Behälters sind enge Temperaturkontrollen im Zusammenspiel mit physikalischen Einwirkungen wie Druck erforderlich. Um fehlerhafte Artikel zu vermeiden, sind leistungsstarke Bildverarbeitungssysteme ratsam, die über die notwendigen Werkzeuge verfügen, um Probleme wie Mikrolöcher in Kunststoffen zu erkennen.

4. Verpacken: Temperatur und Bewegung verlässlich steuern

Materialänderungen können auch die Verpackungsleistung beeinträchtigen: Sind etwa beim Umwickeln die Integrität und Stabilität noch gewährleistet? Es wird eine Anwendung benötigt, die eine enge Kontrolle von Temperatur und Bewegung garantiert, die Spannung aufrechterhält und sicherstellt, dass eine Sekundär- oder Tertiärverpackung korrekt eingewickelt wird.

5. Handling: Perfekte Kommunikation zwischen Systemen gewährleisten

Werden Verpackungen kleiner, müssen Hersteller herausfinden, ob Handling-Abläufe, die durch Sortier- oder Pick-and-Place-Lösungen unterstützt werden, genau und problemlos wiederholbar sind. Ein Beispiel ist die Platzierung von Trays in einzelhandelsgerechte Tertiärbehälter. Ein Schlüsselaspekt des Handlings ist die Möglichkeit, die Produkte „sehen” zu können, die in den Verpackungsbereich gelangen, sowie eine schnelle Kommunikation zwischen dem Bildverarbeitungssystem, dem Förderband und dem Roboter – und das alles bei Beachtung des erforderlichen Durchsatzes. Darüber hinaus muss die Konfiguration des Roboters aufgrund neuer Folienmaterialien möglicherweise geändert werden.

6. Verschließen: Eine verlässliche Servosteuerung muss sein

Gewichtsreduzierungen können sowohl die Größe als auch die Form von Behältern verändern, was den Verschließprozess und andere hiermit verbundene Arbeitsabläufe beeinflussen kann. Zudem können Kräfte und Drehmomente zu mehr Ausschuss oder Produktionsausfällen führen, was weitere Probleme mit sich bringen kann. Viele Verschließtechniken wie das Abdecken mit Kappe benötigen Servosteuerung. Hochauflösende Servos, die über ein Maschinennetzwerk wie EtherCAT verbunden sind, sind daher wichtig.

7. Auf einen erfahrenen Partner setzen

Statt den Kampf um mehr Nachhaltigkeit alleine anzugehen, ist es ratsam, starke Partner mit ins Boot zu holen. Mit seiner integrativen Technologieplattform i-automation sowie weltweit verfügbaren Services unterstützt OMRON F&C-Unternehmen bei allen genannten Herausforderungen. Internationale Präsenz, ein großes Netz an Integrations- und Kooperationspartnern und der Fokus auf die Nachhaltigkeitsziele der WHO machen OMRON zu einem erfahrenen und kompetenten Wegbegleiter auf dieser wichtigen Reise.

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  • Patricia Torres

    Patricia Torres

    Patricia is Industry Marketing Manager Food and Commodities Solutions at Omron Industrial Automation Europe.