Bosch Packaging Technologie

Schnell und gezielt präzise verpacken – das ist bei großen Sortimenten wie Keksmischungen eine technische Herausforderung. Bosch Packaging Technology hat dafür Lösungen.

In den Entwicklungsländern ist jedes sechste Kind unterernährt, also insgesamt etwa 100 Millionen. Die Vereinten Nationen (UNO) schätzen, dass Unterernährung jährlich zum Tod von 2,6 Millionen Kindern unter fünf Jahren führt. Damit zählt Hunger immer noch zu den größten Problemen der Menschheit.

Flächengreifer

Anschlussfertiger Flächengreifer FXP mit integrierter Vakuum-Erzeugung von Schmalz.

Dabei müsste es gar keinen Hunger geben. Jedes Jahr landen weltweit rund 1,3 Milliarden Tonnen Lebensmittel auf dem Müll, so das Ergebnis des aktuellen Reports ‚Food Wastage Footprint: Impacts on Natural Resources‘ der UNO-Organisation für Ernährung und Landwirtschaft (FAO). Würden Verluste durch einen sorgsameren Umgang mit Nahrungsmitteln reduziert, könnten Hungersnöte eingedämmt werden. Forderungen zum sofortigen Umdenken kommen daher von höchster Stelle.

In der Industrie ist die Botschaft angekommen. Nach einer aktuellen Studie des Royal Melbourne Institute of Technology in Australien können geeignete Verpackungen Lebensmittelverluste erheblich mindern. Entwickler arbeiten daher mit hohem Einsatz an neuen Konzepten für Verpackungsmaschinen, der verwandten Prozesstechnik sowie smarten Verpackungen.

Insgesamt 100 Unternehmen der gesamten Food-Wertschöpfungskette von der Herstellung, über den Handel und die Verpackung bis hin zur Logistik beteiligen sich mittlerweile an der Initiative Safe Food, einem gemeinsamen Projekt der FAO, des Umweltprogramms der Vereinten Nationen und der Messe Düsseldorf. Ziel ist es, den Dialog zwischen Wirtschaft, Forschung, Politik und Zivilgesellschaft zum Thema Lebensmittelverluste zu fördern.

Die Reduzierung des Verderbs wird auch das zentrale Thema im ‚Innovationparc Packaging‘ der kommenden Interpack 2014 in Düsseldorf sein. Aussteller dieser Sonderschau werden hier vom 7. bis 14. Mai 2014 Ideen vorstellen, wie sich Lebensmittel besser schützen lassen.

Vor der Branche liegt viel Arbeit. Bauern in Afrika müssen erst einmal überzeugt werden, dass sie ihre Rohstoffe besser am Ursprungsort verpacken als sie ungeschützt auf die Reise zu schicken. Hier hilft kein Hightech, sondern nur Aufklärungsarbeit vor Ort. Konzernvertreter von Firmen wie beispielsweise Bosch zogen deshalb schon vor einigen Jahren mit mobilen Verpackungsmaschinen durch Schwellen- und Entwicklungsländer und zeigten Bauern die Vorteile verpackter Lebensmittel.

Die westliche Wegwerf-Mentalität ist noch schwerer zu bekämpfen. Nach einer Erhebung der Unternehmensberatung Berndt + Partner landen in Europa 20 bis 25 Prozent der Lebensmittel auf dem Müll, obwohl sie noch genießbar sind. Schuld daran trägt auch das Mindesthaltbarkeitsdatum, das auf allen Fertigverpackungen stehen muss. Ist es erreicht, werden Lebensmittel oft weggeworfen. Doch ‚mindestens haltbar bis‘ bedeutet nicht, dass Lebensmittel nach diesem Datum nicht mehr essbar sind, sondern lediglich, dass sich ihre Farbe oder Konsistenz ändern könnte. Die derzeit noch weit verbreiteten Großpackungen verstärken das Problem. Die Mindesthaltbarkeit ist oft vorüber, bevor Verbraucher die Packungen geleert haben.

Portionspackungen für jeden Haushalt

Bei der Lösung des Problems sollen kundengerechte, kleinere Packungen mithelfen. „Aus unserer Sicht können zum Beispiel Portionspackungen für Single-Haushalte dazu beitragen, die Lebensmittelverschwendung einzudämmen“, sagt Christian Traumann, Geschäftsführer des bayerischen Verpackungsspezialisten Multivac.

Zeit-Temperatur-Indikatoren sind ein weiterer Ansatz gegen Verderb und Verschwendung. Sie sollen jederzeit über den Frischezustand des Produkts informieren. Ihr Nutzen liegt darin, dass damit zum Beispiel Unterbrechungen der Kühlkette sichtbar gemacht werden können. BASF sowie die Schweizer Firma Freshpoint bieten bereits mit einer speziellen Pigmentfarbe versehene Etiketten an. Sie werden auf die Verpackung gedruckt. Wird der Inhalt ungenießbar, schlägt die Farbe um.

Geforscht wird auch an aktiven Verpackungen, die in Wechselwirkung mit dem Füllgut treten. PET-Flaschen werden mit Sauerstoffabsorbern wie Eisen präpariert, damit sauerstoffempfindliche Getränke wie Bier oder Fruchtsäfte länger haltbar bleiben. Oder Folien werden mit Konservierungsstoffen wie Sorbinsäure angereichert, um das Keimwachstum auf Lebensmitteln zu bekämpfen. Kritiker bemängeln, dass bei aktiven Verpackungen zusätzliche Chemikalien die Natürlichkeit der Produkte beeinträchtigten.

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) im bayerischen Freising wollen Abhilfe schaffen: Sie entwickeln antimikrobielle Materialien auf Basis von Pflanzenextrakten, etwa von Rosmarin. „Auf diese Weise können Lebensmittelhersteller dem Wunsch der Verbraucher nach natürlichen, gesundheitsfördernden Produkten weiter nachkommen“, sagt IVV-Materialentwickler Sven Sängerlaub.

Der Nachteil vieler Save-Food-Verpackungen ist allerdings, dass ihre Herstellung relativ aufwendig ist. Wird beispielsweise für eine stärkere Verpackung mehr Material eingesetzt, werden zusätzliche Ressourcen verbraucht. Die Branche versucht daher, den höheren Aufwand für smarte Verpackungen durch Einsparungen an anderer Stelle der Food-Wertschöpfungskette zu kompensieren. So sind die Hersteller von Verpackungsmaschinen darauf bedacht, die Effizienz ihrer Linien durch stärkere Automation und optimierte Prozesse zu erhöhen.

Innovative Technologien für weniger Abfall

Slicer

Der Slicer 906 zählt zu den modernsten Schneidemaschinen im Programm von Weber Maschinenbau. Er produziert wirtschaftlicher und damit nachhaltiger als seine Vorgänger.

Multivac beispielsweise biete seinen Kunden innovative Technologien, die unter anderem gewährleisteten, dass bei deren Herstellung ein geringstmöglicher Folienabfall entstehe, erklärt Marketingchefin Valeska Haux. Dies werde etwa durch modernste Werkzeugtechnologien, wie zum Beispiel im Bereich der Schneidwerkzeuge, erreicht. Die Integration von Handhabungsmodulen in die Verpackungslinie stelle zudem eine packungsgenaue Qualitätskontrolle sicher, wodurch ein maximaler Verbraucherschutz gewährleistet werde, führt Haux weiter aus.

„Wir steigern Effizienz und Hygiene unserer Anlagen und vermeiden Abfall schon in der Produktion“, erklärt Mathias Dülfer, Geschäftsführer von Weber Maschinenbau. Der Spezialist für Hochleistungsschneidemaschinen optimiere sein Anlagenportfolio stetig. In den neuesten Maschinen sorgen innovative Messertechniken, intuitive Bedienkonzepte und eine offene Bauweise für leichte Bedienung, gute Zugänglichkeit und Inspizierbarkeit sowie eine einfache Reinigung. „Dies trägt dazu bei, dass noch wirtschaftlicher, sicherer und damit auch nachhaltiger produziert werden kann“, sagt Dülfer.

Lebensmittel sicherer und mit höherem Durchsatz verpacken, ist auch der Antrieb des spanischen Maschinenbauers Ulma Packaging. Die Firma bietet sämtliche Verpackungstechniken von Schlauchbeutelverpackungen bis hin zu Tiefziehmaschinen an. Auf der Interpack 2014 werden die Spanier unter anderem neue Tiefziehsysteme für Skin-Verpackungen zeigen. Die wichtigste Funktion dieser Art der Verpackung ist es, die Produkthaltbarkeit zu verlängern, aber auch den Flüssigkeitsverlust durch Schwitzen zu verhindern. Das verzögert das Keimwachstum. Außerdem hat Ulma eine neue Steuerung für alle Maschinenmodelle mit einer bedienerfreundlichen Software entwickelt. Die Neuentwicklung verspricht nach Firmenangaben „enorme Produktivitätssteigerungen bei allen Systemen“.

Effizienzfortschritte bei der Produktionstechnik

Die Innovationen der Firmen zeigen: Es gibt bereits eine Reihe von Verpackungskonzepten gegen Lebensmittelverluste, die sich dank stetiger Effizienzfortschritte bei der Produktionstechnik mit vertretbaren Aufwand industriell umsetzen lassen. Auf der Interpack vom 8. bis 14. Mai 2014 können sich Lebensmittelhersteller davon live ein Bild machen.

Produktion

Hohe Geschwindigkeiten sind für eine effiziente Produktion entscheidend. Multivac hat verschiedene Automationslösungen für Lebensmittelverpackungen im Portfolio. Bild: Interpack Messe Düsseldorf

Sie können sich aber vor Ort erleben, welchen Stellenwert die Pneumatik heute im Verpackungsmaschinenbau einnimmt. Welche Rolle die Nahrungsmittelindustrie als Abnehmerbranche für Aventics (früher Rexroth Pneumatics) heute spielt, skizziert der Food & Packaging Industrial Sector Manager Gerson Henning so: „Für uns ist die Nahrungsmittelindustrie eine sehr wichtige Branche. In der Lebensmittelindustrie ist das Marktvolumen groß, das Wachstum kontinuierlich und auch die langfristigen Aussichten sind gut. Wir sind sicher, dass unsere Produkte auch in den nächsten zehn bis zwanzig und mehr Jahren gebraucht werden.

Hinzu kommt, dass wir uns mittlerweile einige Alleinstellungsmerkmale erarbeitet haben. Beispielsweise sind wir der einzige Hersteller am Markt, der EHEDG-zertifizierte Pneumatikventile in IP69K anbietet, die direkt im Nassbereich von Anlagen eingesetzt werden.“

Überhaupt hat Aventics in den vergangenen Jahren den Einsatz von Hochleistungskunstoffen weiter vorangetrieben. Die neueste Generation von Kunststoffventilen, die AV-Serie, ist so leicht und kompakt wie nie zuvor. Die Ventile wiegen nur halb so viel wie Metallventile und sind bloß noch so groß wie eine Visitenkarte.

Dr. Alexander Lawrence, Geschäftsführer Vertrieb, betont: „Aus der Druckindustrie kommen die Forderungen nach Toluol-beständigen Kunststoffen, in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie steht die Säurefestigkeit im Lastenheft.“ Aktuelle Ventilgenerationen, wie die Clean-Line von Aventics, erfüllen diese Anforderungen. Ihr Material ist von der amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) zertifiziert, und sie sind mit lebensmitteltauglichen NSF-H1-Fetten befüllt.

MPA C

Die Clean Design-
Ventilinsel MPA-C erfüllt die Schutzart IP69K und KBK4, die höchste Korrosionsbeständigkeitsklasse
bei Festo

Alexander Wagner, Leiter Key Account Management Food & Beverage bei Festo, sagt: „Für viele Maschinen- und Anlagenbauer ist es mehr als praktisch, wenn der Lieferant der Automatisierungstechnik sowohl die Prozess- als auch die Fabrikautomatisierung beherrscht. Pneumatische Schwenk- und Linearantriebe öffnen und schließen Kugelhähne und Klappen, CPX-Ventiltechnologie in Edelstahl-Schaltschränken steuert diese Prozessantriebe.

Im Spritz- und Nahrungsmittelbereich einer Anlage sorgen korrosionsfreie und reinigungsfreundliche Ventile und Antriebe im Clean Design für Lebensmittelsicherheit. Einbaufertige kundenindividuell erstellte Handhabungssysteme – elektrisch beziehungsweise pneumatisch oder im Mix beider Technologien – helfen beim Verpacken.“

Dass Vakuumtechnik im Verpackungsmaschinenbau einen hohen Stellenwert hat, versteht sich fast von selbst. So präsentiert der Vakuumtechnik-Spezialist Schmalz auf der Interpack in Düsseldorf seine Produktneuheiten. Beispielsweise den neuen Flächengreifer FXP, der die Baureihe FMP/FXP komplettiert. Der FXP ist ein universelles Vakuum-Flächengreifsystem, geeignet für die Handhabung von unterschiedlichsten Produkten. Mit nur einem Greifer lassen sich Verpackungen wie Kartonagen, Beutel, Dosen oder Trays in Kartons packen, palettieren oder depalettieren, kommissionieren und sortieren.

Das Flächengreifsystem FXP verfügt als anschlussfertige Einheit über einen integrierten, pneumatischen Vakuum-Erzeuger. Wie bereits die Schwester-Baureihe FMP mit Anschlussstutzen für externe Vakuumerzeuger, ist auch der FXP in zwei Ausführungen verfügbar: Mit Schaumdichtplatte zur Handhabung von eigenstabilen Produkten oder mit Sauggreifern zur Handhabung von flexiblen Verpackungen wie zum Beispiel dünnwandige Kartons, Beutel oder folienummantelte Produktchargen.

Prädestiniert ist der FXP für Prozesse, in denen die Position des zu greifenden Produkts nicht genau definiert ist und mehrere Produkte gleichzeitig in einem Zyklus gehandhabt werden sollen. Durch das geringe Eigengewicht des Greifers kann der FXP auch in schnell laufende Case-Packer-Maschinen integriert werden.

Autor: Franz Graf, Chefredakteur