Mehrkopfwaagen für den industriellen Einsatz

Beim industriellen Verpackungsprozess von Lebensmitteln, Tierfutter und anderen schüttbaren Produkten muss das zu verpackende Gewicht vollautomatisch, in sehr kurzer Zeit und mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Anschließend soll das dosierte Produkt schnell und schonend in die Verpackungsmaschine hineingefüllt werden. So könnte man im Wesentlichen die Aufgabe einer Mehrkopfkombinationswaage (oft auch einfacher als Mehrkopfwaage bezeichnet) beschreiben. Diese finden heute massenhaft Anwendung in der industriellen Verpackung. Die Leistung einer Mehrkopfwaage kann mit einer Genauigkeit von bis zu +/- 0,1 g bis zu 400 Verwiegungen/min erreichen. Gefertigt in Edelstahl und in wasserdichter Ausführung ist ihr Einsatzbereich überall möglich, auch in sehr feuchten und nassem Produktionsräumen wie zum Beispiel in Milch verarbeitenden Betrieben.

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Prinzipieller Aufbau einer Mehrkopfwaage

Die Bezeichnung Mehrkopfkombinationswaage oder auch Teilmengenkombinationswaage verrät das einfache Funktionsprinzip. Eine bestimmte Anzahl Wiegeköpfe sind kreisförmig zu einander angeordnet, in der Regel zwischen 8 und 40 Köpfe. Zentrisch auf die Waage, den sogenannten Konus, wird das zu verwiegende Produkt mittels Zuführtechnik, z. B. ein Förderband, aufgeschüttet. Eine darunter sitzende Wiegezelle oder Sensoren überwachen dabei, dass der Konus nicht mit Produkt überfüllt wird. Darüber kann auch eine Synchronisation der Zuführtechnik mit der Waage erfolgen. Das so auf die Waage aufgebrachte Produkt wird dann über Rinnen in die einzelnen Wiegeköpfe verteilt. Meistens sorgen der Anzahl entsprechende Vibrationsrinnen für die fein abgestimmte Produktzuführung. Für Fleischwaren oder extrem klebrige Produkte gibt es auch Schneckensysteme. Meistens wird das Produkt vor dem Wiegebehälter in einem sogenannten Vorbehälter zwischengespeichert. Damit lässt sich eine genauere und schnellere Verwiegung realisieren. In die Wiegebehälter wird somit eine Teilmenge des Zielgewichtes hineingegeben. Nun kombiniert die Waage diese Teilmengen miteinander, um ein dem vorgegebenen Zielgewicht möglichst annäherndes Gewichtsergebnis zu erzielen. In der Praxis ist das bereits mit nur zehn Köpfen in einer sehr hohen Genauigkeit möglich. Mathematisch kann man das beschreiben mit der Exponentialfunktion Anzahl der Kombinationsmöglichkeiten sind gleich zwei, potenziert mit der Anzahl der Wiegeköpfe. Das so ermittelte Zielgewicht liegt in den zur Ermittlung verwendeten Wiegebehältern bereit und kann auf Anforderung ausgegeben werden. In den meisten Fällen wird es aus den betreffenden Wiegebehältern über Produktrutschen zusammengeführt und über einen Trichter in eine Verpackungsmaschine eingefüllt.

Modifizierte Mehrkopfwaagen zur Verwiegung von frischen Produkten

Die spezielle Mehrkopfwaage von Exaktapack dient zur genauen Verwiegung von frischen Produkten, wie zum Beispiel gehobeltem Kürbis. Mit dieser Wiegetechnik ist Exaktapack der Marktführer in Ungarn. Im Referenzbetrieb wird diese Wiegetechnik zum genauen Wiegen von frisch gehobelten Kürbisstreifen verwendet, die vollautomatisch in Schlauchbeutel abgefüllt werden. Innenliegend im Beutel wird zudem ein kleiner 2-g-Beutel mit Dill verpackt. Die Verpackung des Kürbis sowie des 2-g-Beutels erfolgt vollautomatisch mit bis zu 40 Beutel/min. An die Verpackungslinie werden hygienische Anforderungen gestellt, da sie täglich, auch mit Chemikalien, gereinigt wird. Ein zweites Beispiel ist eine Mehrkopfwaage für Túró, wie das beliebte Produkt in Ungarn genannt wird. Dieses kommt gekühlt aus der Prozesskette und wird über eine Verpackungslinie in Schlauchbeutel zu 500 g verpackt. Ein Förderband fördert das Produkt auf eine Mehrkopfwaage. Diese ist mit speziellen Zuführrinnen und Wiegebehältern ausgerüstet und verwiegt das feuchte, fetthaltige und klebrige Produkt Grammgenau, bevor es in Schlauchbeutel verpackt wird. Es werden hohe hygienische Ansprüche an die Förder-, Wiege- und Verpackungstechnik gestellt. Die Mehrkopfwaage mit dieser speziellen Wiegetechnik kann für eine Vielzahl von frischen Produkten verwendet werden und ist ein Gewinn für jeden Produzenten von frischen Produkten wie Käse, Gemüse, etc. Die Maschine kommt in der IP65 Schutzklasse oder auch wahlweise in V2A oder V4A Edelstahl daher.

Effizienzsteigerung durch intelligente Software-Funktionen

Aber nicht nur die Produktspezifische Hardware einer Mehrkopfwaage, wie zum Beispiel die Neigung der Rinnen und Rutschen sowie Form der Behälter, hat entscheidenden Einfluss auf eine gute Performance, sondern auch die Steuerung und die Software-Funktionen. Denn diese machen die Waage erst wirklich intelligent. So können mittels der Software verschiedenste Einstellungen vorgenommen werden, um die Produktivität, Effizienz und Prozesssicherheit zu optimieren.

Zum Beispiel:

Versetzter Produktabwurf – Dabei wird das Zielgewicht nicht in einem Haufen, sondern als langgezogenen Produktstrang abgeworfen.
Limitierte Prozesszeit auf der Waage – Diese Funktion ist für Produkte wichtig, die ihren Zustand innerhalb kurzer Zeit ändern und somit zügig auf der Waage verarbeitet werden müssen (z. B. gefrorene Produkte, oder Milchprodukte).
Programmierung der Behälteröffnung – Die Funktion kann in vielen Fällen hilfreich sein, den Produktfluss zu verbessern, so zum Beispiel bei Chia Samen.
Automatische Lernfunktion – Diese Funktion hilft der Waage, den Produktfluss selbstständig zu erfassen und zu optimieren.
Zählfunktion – Mit der Zählfunktion lassen sich Produkte mit einem relativ gleichen Eigengewicht über das Gewicht zählen. Der Vorteil dabei ist ein deutlicher Geschwindigkeitsgewinn bei gleicher Genauigkeit.
Mixfunktion für unterschiedliche Produkte – Mit der Mixfunktion können zwei, drei oder mehr Produkte unterschiedlichen Typs grammgenau miteinander gemixt werden. Dazu wird die Waage in verschiedene Bereiche geteilt und es ist eine saubere Produktaufschüttung erforderlich.
Anlegen von bis zu 999 Programmen
Software verfügbar in allen Sprachen

Mit Windowsbasierter Wifi Steuerung lässt sich die Wiegetechnik einfach konfigurieren und mit intelligenter Software hat man die volle Leistungskontrolle. Die Menüführung ist allen Sprachen möglich und auf einem 15 Zoll Touchscreen mit Web-Cam Unterstützung lassen sich Vorgänge einfach überwachen und steuern. Mit insgesamt 999 Produktspeicherplätzen und einer statischen Produktaufzeichnung ist es der Mehrkopfwage mit spezieller Software sogar möglich bis zu vier unterschiedliche Produkte zugleich zu bearbeiten.

Mit Industrie 4.0, Webremote und Fernwartung auf der sicheren Seite

Moderne Wiegesysteme in der Verpackungsindustrie sollen möglichst wartungsfrei im Dreischichtbetrieb arbeiten. Liegt ein Fehler oder eine Störungen vor, so soll die Anlage dem Bediener möglichst im Detail melden, welches Bauteil defekt ist oder welche Einstellung nicht optimal eingestellt ist. Weiß der Bediener mit dieser Fehlermeldung nichts anzufangen, um die Produktionsstörung zu beseitigen, so hat er die Möglichkeit über die Webremote-Funktion eine Fernwartung mit einem Techniker von Exaktapack durchzuführen. Somit kann sofort festgestellt werden, welches Bauteil defekt oder welche Einstellung zu überprüfen ist. Egal auf welchem Teil des Planeten das Wiegesystem steht, die Voraussetzung für eine Fernwartung ist lediglich ein Internetzugang mit einer minimalen Datenübertragungsgeschwindigkeit.

Das Bedienpanel ist ein Touch-PC für industrielle Anwendungen, ausgestattet mit einem Windows Betriebssystem. Derzeit werden die Bedienpanels entweder mit Windows 7 oder mit Windows 10 ausgeliefert. Zusammen mit der Bediensoftware für die Mehrkopfwaage wird eine Webremote-Software installiert, zum Beispiel Teamviewer. Damit eine Verbindung aufgebaut werden kann, muss das PC-Panel einen Internetzugang haben. Entweder über eine WiFi- oder WLAN-Verbindung oder mittels LAN-Kabel im firmeneigenen Netztwerk. Über Teamviewer melden sich die Teilnehmer an und der Kunde gibt einen Zutrittscode an den Exaktapack-Techniker. Nach Anmeldung hat der Exaktapack-Techniker Zugriff auf das PC-Panel des Kunden und kann eine Fernwartung durchführen. Er kann Funktionen der

testen, kann sie ein- und ausschalten, Einstellungen in der Bediensoftware anschauen, kann Fehlerprotokolle auslesen, das Betriebssystem konfigurieren und auf eine gegebenenfalls angeschlossene Webcam Einblick erhalten, z B. mit Blick auf die Produktverteilung auf der Mehrkopfwaage. Zusammen mit dem Bediener vor Ort kann der Techniker über Telefon weitere Prüfungen vornehmen.

Wenn eine Produktionsstörung oder eine Fehlermeldung vorliegt, so wird der Techniker dieser Störung erst einmal auf den Grund gehen. Über eine angeschlossene Webcam kann der Techniker die Produktverteilung auf der Mehrkopfwaage beobachten. Wenn beim Starten der Waage zum Beispiel zu viel Produkt in die Behälter gefördert wird, oder das Produkt den Wiegeprozess stört, so kann das über die Fernwartung festgestellt werden. Des Weiteren können die Einstellungen in der Bediensoftware geprüft werden. Sind falsche Werte als Parameter hinterlegt, kann das zu Produktionsstörungen und Fehlermeldungen führen. Auch die Steuerung des Produktabwurfes von der Waage in die Verpackungsmaschine kann Störungen verursachen. Das kann alles mittels Prüfung der Software-Einstellungen festgestellt werden. Gibt es Kommunikations- oder Verbindungsprobleme von Mehrkopfwaage zum PC-Panel, so kann eine Konfiguration des Betriebssystems oder ein Software-Upgrade hilfreich sein. Das kann ebenfalls über die Fernwartung durchgeführt werden. Der Techniker kann sich Produktionsprotokolle der letzten Produktionen anschauen, um Gewichtsabweichungen zu analysieren. Für eine defekte Wiegezelle dienen dann gewisse Anhaltspunkte in der Produktionsstatistik. Fehlerprotokolle lassen sich ebenfalls auswerten und sind hilfreich. Liegen mechanische Störungen des Wiegesystems vor, so kann er mittels der Testfunktion in der Software alle Funktionen an der Waage testen. Der Bediener vor Ort kann dem Techniker assistieren und die richtige Funktionalität der Maschine optisch nach Rücksprache mit dem Techniker prüfen. Wenn neue Produkte auf der Mehrkopfwaage eingerichtet werden sollen, so kann der Techniker die Produktion live begleiten und beobachten. Er kann dem Bediener Tipps für die Optimierung der Software-Einstellungen geben, um die Wiegegenauigkeit zu erhöhen oder die Produktionsgeschwindigkeit zu steigern.

Integrierte Kontrollwaagen – Qualitätskontrolle von Verpackungen

Bei der industriellen Herstellung von Lebensmitteln kommen viele Maschinen und Anlagen zum Einsatz. Mit immer zunehmender Automatisierung der Herstellungs- und anschließender Verpackungsprozesse wird die Anlagentechnik ausgeweitet und immer komplexer. Für die Qualität des fertig verpackten Produktes bedeutet das, dass diese bei der Herstellung ausschließlich von intelligent vernetzten Maschinen und Anlagen beeinflusst wurde, sofern die Produktionsparameter nicht während der Herstellung vom Bedienpersonal geändert wurden ist. Deshalb ist es gerade bei vollautomatischen Herstellungsprozessen wichtig, die Produktqualität stetig zu prüfen. Die eigentliche Produktqualität, insbesondere die hygienische, geschmackliche, physische und chemische Qualität des Produktes, kann nicht von Maschinen, sondern nur durch qualifiziertes Fachpersonal geprüft werden. Daneben gibt es jedoch zwei wichtige Qualitätskriterien für Fertigpackungen, welche beim Vertrieb im Groß- und Einzelhandel eine wichtige Rolle spielen: Die Einhaltung des auf der Fertigpackung aufgedruckten Nettogewichts nach europäischen Richtlinien für Fertigpackungen und die Prüfung der Fertigpackungen auf Kontaminierung mit Metallpartikeln (Späne, Messerteile, Schrauben, etc.). Eine erweiterte Prüfung von Fertigpackungen mit einem Röntgensystem kann auch nichtmetallische Verunreinigungen feststellen.
Für den Groß- und Einzelhandel ist die Einhaltung des auf der Fertigpackung aufgedruckten Nettogewichts von großer Bedeutung. Schließlich werden die Produkte zu einem festen Preis für eine genannte Produktmenge an den Verbraucher verkauft. Dieser prüft es auch nicht selten und reklamiert das Produkt im Falle einer größeren Abweichung beim Händler. Da es bei vollautomatischen Verpackungsprozessen zu technisch bedingten Gewichtstoleranzen beim Verwiegen oder Dosieren kommen kann, gibt es schon seit Langem Vorordnungen für Fertigpackungen, u. a. auch eine Regelung für die zulässigen Gewichtsabweichungen. Aktuell gültig ist eine Verordnung der Europäischen Union. Um sicher zu stellen, dass sich die in den Handel gelangenden Fertigpackungen im Rahmen der gesetzlichen Gewichtsabweichungen bewegen, wird vom Produzenten eine Kontrollwaage eingesetzt. Diese kann unmittelbar nach der Verpackung integriert werden. In der Kontrollwaage werden die gesetzlichen Abweichungen, oftmals vom Großhandel auch geringere Vorgaben zur Abweichung, in Programmen hinterlegt. Somit werden alle Über- und Untergewichtigen Verpackungen sofort aussortiert und gelangen nicht in den Handel. Es gibt geeichte und nicht geeichte Kontrollwaagen. Beide können mit gleicher Genauigkeit wiegen und können ein Protokoll der Produktion ausgeben. Vom Großhandel wird dieses oftmals auch zur angelieferten Produktcharge gefordert.

Einfache Bedienung und vielfältige Modifikationsmöglichkeiten

EXAKTAPACK – Individuelle Beratung, persönlich, umfassend und Lösungsorientiert

Die Exaktapack Deutschland GmbH ist ein eigenständiges Unternehmen und gehört zur Exaktapack Firmengruppe mit Werken in Spanien, Deutschland, Italien und Vertretungen in Frankreich, Portugal, Ungarn und den Niederlanden. Die deutsche Exaktapack Deutschland GmbH hat ihren Firmensitz in Leipzig und bietet seit 2007 industrielle Wiegetechnik, Verpackungstechnik, Fördertechnik und komplette Verpackungslinien, insbesondere für die Verpackung von Lebensmittel und Tierfutter. Das erfahrene Team um den Geschäftsführer Thomas Bosler berät Sie gerne – kompetent und umfassend. Im Werk Leipzig können sich Interessenten im Showroom über die modernen und intelligenten Verpackungslösungen informieren und auch mit eigenen Produkten eine Testproduktion und Verpackung durchführen. Der hervorragende Service von Exaktapack, die Zuverlässigkeit der Anlagen und Maschinen und das gute Preis- Leistungsverhältnis überzeugen nicht nur kleine und mittlere Unternehmen, sondern auch branchenerfahrene große Betrieb in ganz Europa. Besuchen Sie die Internetseite www.exaktapack.de um sich einen ersten Eindruck von den modernen und intelligenten Verpackungslösungen zu verschaffen und einen Beratungstermin zu vereinbaren.