Regler von GMC-I Gossen-Metrawatt in der Lebensmittelindustrie

Temperaturen sicher verpackt

21.07.2008 | Autor / Redakteur: Michael Roick / Ines Stotz

In der Tiefziehmaschine Multipower von Variovac werden die Mehrkanalregler R355 von GMC-I Gossen-Metrawatt eingesetzt.
In der Tiefziehmaschine Multipower von Variovac werden die Mehrkanalregler R355 von GMC-I Gossen-Metrawatt eingesetzt.

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Abgepackter Käse, versiegelte Wurst, portionierte Fertiggerichte — aus der Lebensmittelindustrie sind Kunststoff-Verpackungen nicht mehr wegzudenken. Dabei spielt die Sicherheit des Verbrauchers eine wichtige Rolle. Sämtliche Teile im Herstellungsprozess müssen den hohen gesetzlichen Anforderungen gerecht werden — auch die Maschinen und Folien, die bei der Produktion der Verpackungen zum Einsatz kommen.

In der Lebensmittelindustrie müssen wegen der vielen verschiedenen (Um-)Verpackungen unterschiedliche Maschinen eingesetzt werden — wie etwa Tiefziehmaschinen von Variovac, die aus verschiedenen Stationen besteht. In der Formstation wird aus einer Hartfolie der Boden geformt, in den das Produkt — wie Wurst oder Käse — manuell oder vollautomatisch gelegt wird. In der Siegelstation wird dann eine zweite (Ober-)Folie unter Hitze und Druck mit der geformten Unterfolie versiegelt.

In der Formstation wird aus einer Hartfolie der Boden geformt, in den das Produkt manuell oder vollautomatisch gelegt wird.
In der Formstation wird aus einer Hartfolie der Boden geformt, in den das Produkt manuell oder vollautomatisch gelegt wird.

Zuvor entzieht man der Packung den Sauerstoff und bläst je nach Bedarf Schutzgas oder Stützgas ein. Schutzgase bewahren das Produkt vor dem natürlichen Zersetzungsprozess. So verhindern nicht-wasserlösliche Stickstoffverbindungen das Austreten von Flüssigkeiten in der Packung. Bei Fleisch wird Kohlenstoffdioxid eingesetzt, um die Farbe des Produktes über längere Zeit zu erhalten. In der Schneidestation werden die Packungen dann zugeschnitten.

Von der Idee bis zur Verpackungslinie

Variovac, Hersteller von Verpackungsmaschinen vor allem für die Lebensmittelindustrie, betreut seine Kunden von der ersten Idee für eine neue Verpackung bis zur Konzeption einer passenden Verpackungsmaschine oder einer kompletten Verpackungslinie. Dabei konzentriert sich das Unternehmen auf die Produktion von Tiefziehmaschinen sowie auf sogen. Schalensiegler.

Die Maschinen dienen zum Herstellen von Kunststoff-Verpackungen aus einer Hart- bzw. Weichfolie. Die Folie wird von großen Rollen in die Maschine gezogen und dann mit Heizplatten erwärmt, um die Folie weich und elastisch zu machen. Danach wird das Material mit Luftdruck von oben in eine tiefe Form gezogen. Aus einer geraden Folie entsteht so eine Schale. Andere Verfahren verwenden auch Vakuum zum Tiefziehen oder setzen Luftdruck von oben und Vakuum von unten ein.

„Für unsere Tiefziehmaschinen Primus und Multipower haben wir Temperaturregler gesucht, die den sehr hohen Anforderungen unserer Kunden gerecht werden. Denn die Temperatur spielt im Zusammenhang mit Lebensmitteln eine ganz wichtige Rolle“, erklärt Produktionsleiter Thomas Charwat. Dazu gehört vor allem, dass die Regler bei der Erwärmung der Tiefziehfolie eine Genauigkeit von plus/minus ein bis zwei Grad Celsius einhalten.

Zwei bis 16 Temperaturzonen genau regeln

Das Regelmodul R355 von GMC-I Gossen-Metrawatt.
Das Regelmodul R355 von GMC-I Gossen-Metrawatt.

Diesen hohen Anforderungen werden nun die systemkompatiblen Mehrkanalregler R355 des Nürnberger Herstellers von Temperaturreglern GMC-I Gossen-Metrawatt gerecht. Je nach Anforderungen lassen sich zwei bis 16 Temperaturzonen genau regeln. Die Module erfüllen aber nicht nur diese Anforderung, sondern überzeugen auch durch eine kleine Bauform (4-Kanalregler), überschwingungsfreies Verhalten, eine hohe Genauigkeit und Zusatzfunktionen wie Selbstoptimierung, Heizstromüberwachung und vor allem die direkte Anbindung über den Rückwandbus an die CPU der S7-300 von Siemens. „Variovac hat ein umfassendes Know-how in der Verpackungstechnologie — das wir mit unserem Wissen und unseren Erfahrungen optimal unterstützen können“, sagt Carsten Pilz, Vertriebsingenieur von GMC-I Gossen Metrawatt.

Zwei kritische Momente im Produktionsprozess meistern

Denn zwei kritische Momente gilt es vor allem im Produktionsprozess zu meistern, nämlich das Hochfahren der Anlage sowie den ständigen Lastwechsel. Das bedeutet: „Den Heizplatten wird durch den getakteten Produktionsablauf der Anlage sowie durch das zyklische Öffnen und Schließen der Platten prozessnah Energie entzogen. Das muss durch die Temperaturregler ausgeglichen werden. Gleichzeitig muss man beim Anfahren aus dem Maschinenstillstand ein Temperaturüberschwingen vermeiden, da die physikalischen Eigenschaften der Folie nur einen geringen Temperaturbereich zum Verformen aufweisen“, erläutert der Fachmann.

Die Mehrkanalregler R355 mit zahlreichen Funktionen

355Remote — Inbetriebnahme, Ferndiagnose und Fernwartungs-Tool
355Remote — Inbetriebnahme, Ferndiagnose und Fernwartungs-Tool

Die Standardversion der systemkompatiblen Regelmodule R355 zeichnen sich durch eine hohe Funktionalität aus. So unter anderem der integrierte Datenlogger, die Alarm-Historie mit Zeitstempel, die Leistungsbegrenzung und die Verrechnung mehrerer Messeingänge zur Ermittlung einer Regelgröße. Eine Adaption der Regelparameter ist für jeden Kanal zu jedem Zeitpunkt startbar. Eine Verwendung als Grenzsignalgeber sowie eine Kaskaden-, Differenz-, Verhältnis-, pH- und Umschaltregelung gehören ebenfalls zu den Leistungsmerkmalen. Die Regeleingänge sowie die Zuordnung der Ausgänge sind frei konfigurierbar.

Der Regler verfügt außerdem über eine Heißkanalregelung mit Anfahr- und Boost-Schaltung sowie Gruppenbildung für Regelzonen zum synchronen Heizen. Auch zahlreiche Überwachungsfunktionen, wie kanal- und gerätespezifische Alarme oder rücklesbare Ausgänge, sind Bestandteil. Eine einfache und schnelle Inbetriebnahme sind durch Daten-, Funktions- und Organisations-Bausteine garantiert. Das Fernwartung-, Service- und Inbetriebnahme-Tool 355Remote ermöglicht eine einfache, vollständige Konfiguration und Parametrierung über die Simatic Step7-Schnittstelle per Ethernet, MPI oder Profibus-DP).

Variovac

Das Unternehmen wurde 1970 als Handelsunternehmen gegründet. Nach dem Umzug 1995 nach Zarrentin östlich von Hamburg startete man 1996 mit der Produktion von Vakuum-Verpackungsmaschinen. Inzwischen entwickeln, konstruieren, produzieren und verkaufen 106 Mitarbeiter technisch hochwertige Maschinen, auf denen heute in 46 Ländern hauptsächlich Fleisch, Wurst und Käse verpackt werden. Tochtergesellschaften in Polen, England und Skandinavien sowie Partnerunternehmen in verschiedenen Ländern organisieren dort den Verkauf und den Service. 80 Prozent der Anlagen werden ins Ausland geliefert. Die Verpackungsmaschinen zeichnen sich durch teilweise patentierte technische Raffinessen aus, die das Handling und die Bedienung vereinfachen. Auch bei der Packungsentwicklung für neue Produkte unterstützt Variovac seine Kunden.

Strenge Richtlinien für die Verpackung

Lebensmittelverpackungen haben unterschiedliche Funktionen. Sie schützen die Ware vor mechanischer Belastung, Wasser, atmosphärischen Einflüssen wie Temperatur, Luftdruck, Wasserdampf oder Sauerstoff, vor Insekten und Mikroorganismen. Sie erleichtern dem Konsumenten und dem Verkäufer die Handhabung der Waren. Die Verpackung hat überdies eine Informationsfunktion, denn sie gibt u.a. über die Inhaltsstoffe Auskunft. Zudem trägt sie maßgeblich zur Markenbildung, Identifikation und Differenzierung vom Wettbewerb bei. Verpackungen müssen ansprechend gestaltet sein und sollen beim Verbraucher positive Emotionen wecken.

An die Verpackungen werden entsprechend unterschiedliche Anforderungen gestellt: Sie müssen druckfest, formstabil, reißfest, stapelbar, stoßdämpfend, markiert, unterfahrbar, temperaturbeständig, korrosionsschützend, dicht und konservierend sein. Vor allem aber müssen sie den Gesundheitsschutz des Verbrauchers garantieren. Auf EU-Ebene sind daher für Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen, verschiedene Rahmenverordnungen und Richtlinien erlassen worden. Wichtig ist, dass aus der Verpackung keine schädlichen Substanzen in die Lebensmittel wandern. Verpackungen unterliegen daher gesetzlichen Grenzwerten. Das neue EU-Hygienerecht nimmt auch die Lebensmittelunternehmer verstärkt in die Pflicht, da es von den Betrieben die Einführung von Kontrollsystemen fordert und die Einhaltung von Temperaturen und mikrobiologischen Kriterien vorschreibt. Die einwandfreie Qualität der produzierten Speisen ist im gesamten Produktionsprozess zu gewährleisten. Auch die Rückverfolgbarkeit der Lebensmittel muss sichergestellt werden.

Michael Roick, Produktmanager Regler inkl. Software, GMC-I Gossen-Metrawatt

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