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Flexible Verpackung von Kaffeebohnen in Doypack-Beutel – 150 % mehr Produktivität durch Automatisierung
Von manueller Beutelabfüllung zur smarten Automatisierung:
Wie ein deutscher Lebensmittelhersteller seine Kaffeeverpackung um 150 % steigerte – mit exakter Verwiegung, flexiblen Doypack-Formaten und minimalem Personalaufwand.
Verpackungslösung zur flexiblen Verpackung von Kaffeebohnen in vorgefertigte Doypack-Beutel
Kundenprofil
- Branche: Lebensmittelindustrie
- Unternehmensart: Hersteller
- Unternehmensgröße: ca. 800 Mitarbeiter
- Produktionsland: Deutschland
- Marktsegmente: Kerne, Nüsse, Kaffee
Ausgangssituation
Der Lebensmittelbetrieb bietet traditionell ein breites Sortiment an Kernen, Nüssen, Trockenfrüchten und Nuss-Frucht-Mischungen an. Das Zusatzsegment Kaffee befand sich seit zirka zwei Jahren im Aufbau. Es wurden kleine Chargen von einigen 100 kg verschiedener Kaffeesorten von exklusiven Lieferanten bezogen, im eigenen Werk geröstet und veredelt. Die Packungen wurden hausintern in 250-g-, 500-g- und 1000-g-Beutel verpackt und exklusiv im Werksverkauf angeboten.
Die von der verantwortlichen Marketing-Abteilung dafür ausgewählten, vorgefertigten Doypack-Beutel bestehen aus einem heißsiegelfähigen Kraftpapier-Kunststoff-Verbund und sind mit einem Aroma-Schutzventil ausgestattet. Sie sind universell mit dem Firmenlogo und einer Grafik bedruckt. Die relevanten Produktinformationen werden mit einem Etikett auf der Vorderseite und einem Inkjet-Drucker auf der Rückseite aufgebracht.
Das erweiterte Angebot von ausgewählten Kaffeesorten wurde von der Kundschaft gut angenommen, so dass die Abteilung mit der manuellen Beutelabfüllung bald überlastet war. Insbesondere die exakte manuelle Verwiegung der hochwertigen Kaffeesorten kostete viel Zeit, sollte das Packungsgewicht keinesfalls zu wenig als angegeben, aber auch nicht wesentlich darüber liegen. Auch die Codierung der Packungen mit Mindesthaltbarkeit und Chargennummer sowie eine zuverlässige, gleichmäßige, optisch ansprechende Versiegelung der Beutel waren mit den manuellen Siegelgeräten nicht immer optimal.
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Zielsetzung des Projekts
Das Produktsegment, obwohl von den Stückzahlen bei Weitem nicht so hoch wie die Hauptprodukte, hatte nun die Reife für eine Automatisierung erreicht. Aufgrund der Vielzahl an Sorten und Packungsgrößen kam eine Auslagerung der Verpackung, zum Beispiel zu einem Lohnfertiger, nicht in Frage. Es wurde also nach Lösungen gesucht, um sowohl die Verwiegung, als auch die Verpackung zu automatisieren. Ziel dabei war eine deutliche Entlastung des Personals, exaktere Packungsgewichte, sichere und saubere Versiegelung der Beutel, eine sauberere und Etikettierung und Codierung der Beutel. Zudem sollte die Kaffeeverpackung, ebenso wie es bereits im Nuss-Segment Gang und Gebe war, zertifiziert werden.
Eine wichtige Anforderung an die Verpackungstechnik bestand darin, täglich häufig wechselnde Kaffeesorten sowie häufig wechselnde Beutelformate schnell und effektiv abzudecken. Dabei sollte die Umstellung möglichst einfach und vom Bedienpersonal selbst vorgenommen werden können, ohne jedes Mal die Haustechniker bemühen zu müssen.
Ein weiterer wichtiger Punkt war eine Auswahl der richtigen Beutelformate in möglichst universellen Größen für die im Volumengewicht relativ unterschiedlichen Kaffeesorten. Damit sollte der in der Verpackung unübersichtlich gewordenen Anzahl an Beutelformaten ein Ende gesetzt werden und Fehler bei der Verpackung vermieden werden. Die optimierten, universelleren Formate konnten zudem zu besseren Preisen bezogen werden.
Nicht zuletzt wurde selbstverständlich eine Erhöhung der Produktivität angestrebt, wobei diese bei den erforderlichen Stückzahlen nicht all zu hoch sein musste. Eine Hochleistungs-Anlage kam schon deshalb nicht in Frage.
Eingesetzte Maschinen & Anlagen
Nach Kontaktaufnahme mit Exaktapack wurde eine kompakte, smarte, vollautomatische Verpackungslösung vorgestellt, die alle gestellten Anforderungen des Herstellers, aber auch der Lebensmittelbranche, erfüllt.
Eine 3-bahnige Linearwaage mit je einer separaten Grob- und Feindosierrinne sorgt für eine zuverlässige, exakte Produktverwiegung. Während die Grobdosierrinne 90 bis 95 % des Zielgewichtes in die Waagschale dosiert, vollendet die Feindosierrinne beinahe Bohne für Bohne das Zielgewicht. Die Produktzuführung in die Vorratsbehälter der Waage erfolgt ohne extra Technik, ganz einfach über ein Rohr aus dem oberen Stockwerk.
Die kompakte Verpackungsmaschine lässt in der Ausstattung keine Wünsche übrig. Eine einseitige Beuteletikettierung ist im Bereich der Beutelzuführung integriert. Nachdem der Beutel aus dem Magazin aufgenommen wurde, wird dieser über einen Inkjet-Kartuschen-Drucker mit vier übereinander stehenden Druckern auf der Rückseite bedruckt. Der zum Teil geschlossene Zipp-Verschluss wird an einer Zipp-Öffner-Station so geöffnet, dass das Material nicht beschädigt wird. An der nächsten Station wird der Beutel aufgeblasen, so dass der Boden des Doypack-Beutels vollständig auseinandergefaltet ist. An der Füllstation werden die Bohnen abgefüllt, während der Boden und zum Teil die Seitenfläche des Beutels gerüttelt werden. Das optimiert den Füllstand und verhindert Produkt im Siegelbereich. Eine Schutzbegasung sorgt für die maßgenaue Zugabe eines Gasgemischs, um das Produkt gegen Oxidation zu schützen. Ein Sensor prüft nochmals die Füllhöhe, bevor dieser an der Zipp-Schließstation geschlossen und an der Siegelstation versiegelt wird.
Die ausgegebenen Beutel werden über eine Abführband auf Arbeitshöhe gebracht und an eine Kontrollwaage übergeben. Diese führt eine nachträgliche, geeichte Kontrollverwiegung und Protokollierung der Produktion durch.
Produktdetails
Kaffeebohnen sind zwar ölhaltige, aber trockene, rieselfähige Produkte. Sie lassen sich mit einer Linearwaage sehr zuverlässig und exakt verwiegen. Bei der Verpackung beziehungsweise bei der Abfüllung in vorgefertigte Beutel kann es jedoch einige Herausforderungen geben. So haben die verschiedenen Kaffeesorten nach dem Rösten und der Veredelung zum Teil sehr unterschiedliche Volumengewichte. Eine Produktkomprimierung im Beutel während des Befüllvorgangs ist deshalb wichtig. Die entsprechende Beutelgröße der Packungseinheit ist sowohl auf das leichteste, als auch auf das schwerste Volumengewichte der Kaffeesorten auszulegen.
Technische Spezifikationen
Die installierte, vollautomatische Verpackungsanlage hat eine Leistung von 18 bis 20 Beutel/min bei 250 g, 17 bis 19 Beutel bei 500 g und 15 bis 17 bei 1000 g Beutelinhalt. Die eingesetzte 3-bahnige Linearwaage erzielt mit einer Wiegegeschwindigkeit von mindestens 20 Wiegungen/min eine Wiegegenauigkeit von +/- 3 g bei 250 g, +/- 5 g bei 500 g und +/- 7 g bei 1000 g Zielgewicht. Die Wiegebehälter wurden mit einem Volumen von 3 Litern ausgelegt, um auch sehr leichte Kaffeesorten mit 1000 g Zielgewichten problemlos zu wiegen.
Alle Maschinen- und Anlagenteile sind, soweit möglich, aus Edelstahl V2A gefertigt. Das Design wurde optimiert für eine schnelle und gründliche Reinigung der Anlage. Anschlüsse für Strom, Signalanbindung und Druckluft sind spritzwassergeschützt. Zwar ist keine tägliche Nassreinigung und Verwendung von aggressiven Reinigungschemikalien vorgesehen, jedoch sollte die Anlage auch für einen möglichen Einsatz für Produkte mit höheren hygienischen Anforderungen gerüstet sein.
Die Bedienung der Anlage erfolgt über zwei moderne Farb-Touch-HMI-Displays. Eine intuitive Bediensoftware in vielen verfügbaren Sprachen soll die Bedienung erleichtern und Fehler ausschließen. Verschiedene Bedienebenen, die Passwort geschützt sind, verhindern ungewollte Änderungen an den Maschinenparametern und Einstellungen. Mit einem dafür präparierten Notebook können bei Bedarf eine Fernwartung und der Zugriff auf die Maschinen erfolgen.
Umsetzung & Projektverlauf
Der erste Kontakt des Kunden erfolgte über eine Suchanfrage im Internet, bei der er auf die Exaktapack Deutschland GmbH aufmerksam wurde. Ein Klick genügte, um eine Rückmeldung zu einem Beratungsgespräch anzufordern.
In einem ersten Telefongespräch wurden die Anforderungen der Verpackungsaufgabe aufgenommen. Mit Evaluierung einer passenden Verpackungslösung und der Abgabe eines Budgetpreises, kam Exaktapack in die engere Auswahl. Es folgte ein Termin beim Kunden, bei dem sich die Beteiligten des Projektes persönlich kennen lernten, die Anforderungen des Projektes im Detail besprochen wurden, bereits bestehende Verpackungsprozesse begutachtet und die Betriebsumgebungen des Aufstellortes der geplanten Verpackungsanlage geprüft und protokolliert wurden. Eine Sammlung von Verpackungen wurde, zusammen mit Musterprodukt zur Prüfung übergeben. Die Beutelgrößen konnten somit für die neue, vollautomatische Verpackungsanlage optimiert werden. So konnte ein Angebot mit verbindlichen Leistungsangabe im Detail ausgearbeitet werden. Eine detailgetreue Anlagenzeichnung, virtuell aufgestellt in den geplanten Räumlichkeiten des Kunden waren für die Entscheidung ebenso wertvoll, wie die angebotenen Full-Service Leistungen und der attraktive Preis. Alles passte und so wurde die Verpackungsanlage vom Kunden bestellt.
Während der Planungsphase, der Konstruktion und Fertigung gab es für den Kunden einen festen Ansprechpartner. Auch für die parallel zur Anlagenfertigung vorgenommene Beschaffung der neuen Beutelformate stand Exaktapack Deutschland zur Verfügung. Eine vorausgeplante Projektierung und Kommunikation ermöglichte gute Vorbereitungszeit für den Kunden auf die bevorstehende Installation. Vor der Auslieferung fand eine Anlagenabnahme im Werk Leipzig der Exaktapack Deutschland GmbH statt.
Die Lieferung, Installation, Inbetriebnahme und Schulung erfolgten nahtlos, so dass die Produktionsabläufe beim Kunden nicht unmöglich lange gestört wurden. Die vorab zur Verfügung gestellten Anschlusspläne für die Strom- und Druckluftversorgung halfen, den Betriebsort gut vorzubereiten. Auch die zukünftigen Bediener der Anlage konnten sich mit den vorab zugesandten Maschinendokumentationen bestens vorbereiten. Während der Inbetriebnahme wurde genügend Zeit für die Einweisung mit dem Bedienpersonal zur Anlagenbedienung sowie mit Technikern für die Wartung der Anlage eingeplant. Wartungsarbeiten zum Tausch der wichtigsten Verschleißteile wurden mit den Technikern besprochen. Nach der erfolgten Anlagenabnahme anhand eines vorher festgelegten Protokolls mit einer definierten Produktionszeit, konnte die Anlage in die erste Produktion gehen. Ein Techniker von Exaktapack Deutschland stand den Anlagenbedienern dabei zur Verfügung, um aufkommende Fragen zu klären.
Ergebnis & Mehrwert für den Kunden
Schnell machten sich die Bediener mit der Anlage vertraut und erzielten die angestrebte Produktivität und Leistung der Verpackungsanlage. Wo es noch Optimierungspotenzial gab, wurde dieser zusammen mit einem Techniker von Exaktapack perfektioniert.
So konnte die Verpackung im Segment Kaffeebohnen um über 150 % gesteigert werden. Wo früher drei Mitarbeiter einen Arbeitstag benötigten, um ca. 5000 Kaffeebeutel zu verpacken, werden diese nun in unter 4 Stunden von 2 Mitarbeitern unter erleichterten Arbeitsbedingungen umgesetzt. Hinzu kommt die Reduzierung des Ausschusses von 2 auf unter 0,5 Prozent. Ebenso können die Anlagen in der Rösterei und Veredelung besser ausgelastet werden. Auch der Flächenbedarf der Verpackung ging um 30 % zurück und kann nun anderweitig genutzt werden. Die Verpackungsprozesse sind planbarer, leichter und wesentlich effizienter. Für die durch ein weiteres Wachstum des Kaffeesegments, zukünftig notwendig werdende Kapazität der Verpackung ist ebenfalls vorgesorgt, da die Anlage derzeit nur zu 60 % im Einschicht-Betrieb ausgelastet ist
Die geplante Amortisation von 2 Jahren konnte rückblickend bereits wesentlich früher erreicht werden.
Fazit
Diese Verpackungslösung war für die Anforderungen des Kunden optimal. Kürzeste Rüstzeiten, einfache Anlagenbedienung auch ohne ständig verfügbares Technikerpersonal und schnelle Reinigung waren zudem ein großer Vorteil für das Team des Produktsegmentes.
Die Verpackungslösung ist bestens geeignet für Betriebe mit vielen Produkten, die in viele Packungsgrößen, in kleinen Chargen von 100 bis 5000 Beuteln und möglichst flexibel verpackt werden sollen. Durch die, im Gegensatz zu den üblicherweise sehr komplexen Verpackungsmaschinen für vorgefertigte Beutel, sehr einfache Bedienung der Anlage können auch kleine Unternehmen ohne technisches Fachpersonal problemlos produzieren.
So ist diese Verpackungslösung perfekt für alle, die den notwendigen Schritt von der manuellen Beutelverpackung zur halbautomatischen oder vollautomatischen Beutelverpackung vollziehen möchten, bei einem jährlichen Verpackungsvolumen von weniger als 2 Millionen Packungen im Einschicht-Betrieb.
Service-Mail: info@exaktapack.de
Service-Telefon: +49 341 3500 2640