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Kom­ple­xe Behälterformen

18. September 2022
in Fokus, Verpacken & Kennzeichnen
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Die gro­ße Her­aus­for­de­rung, Oval geform­te PET-Fla­schen mit hoher Prä­zi­si­on her­zu­stel­len, lag dar­in, das Mate­ri­al der ungleich­mä­ßig geform­ten Kunst­stoff­be­häl­ter homo­gen zu ver­tei­len. Mit der durch­dach­ten Heiz­tech­no­lo­gie Pre­fe­ren­ti­al Hea­ting gelang schließ­lich der Durch­bruch. Fort­an war es mit­hil­fe von PET-Streck­blas­ma­schi­nen mög­lich, kom­ple­xe Behäl­ter­for­men gewichts­op­ti­miert zu pro­du­zie­ren. Der Dort­mun­der Maschi­nen- und Anla­gen­bau­er KHS setzt das ener­gie­ef­fi­zi­en­te Ver­fah­ren seit 1997 in sei­nen Lösun­gen ein. Nun hat der Kom­plett­an­bie­ter das Sys­tem in sei­ne aktu­ells­te Genera­ti­on, die Inn­o­PET Blo­max Serie V, integriert.
In den frü­hen 1970er-Jah­ren ent­wi­ckelt, trat die PET-Fla­sche schon bald einen Sie­ges­zug rund um den Glo­bus an. Ihr leich­tes Gewicht sowie ihre Bar­rie­re­ei­gen­schaf­ten machen den Kunst­stoff­be­häl­ter zum Ver­pa­ckungs­mit­tel für Pro­duk­te des all­täg­li­chen Lebens. Es ist daher kaum ver­wun­der­lich, dass die PET-Fla­sche in der Geträn­ke- und Lebens­mit­tel­in­dus­trie sowie in der Home- und Per­so­nal-Care-Bran­che eine belieb­te Ver­pa­ckungs­op­ti­on ist. Zudem bie­ten Kunst­stoff­be­häl­ter kla­re Mehr­wer­te am Point-of-Sale: Dank ihrer guten Form­bar­keit im erhitz­ten Zustand las­sen sich die Behäl­ter mitt­ler­wei­le in fast jede belie­bi­ge Form brin­gen – egal ob rund, oval oder rechteckig.
 

Aller­dings stel­len kom­ple­xe­re Kör­per beson­ders hohe Anfor­de­run­gen an den Pro­duk­ti­ons­pro­zess. Vor allem die gleich­mä­ßi­ge Ver­tei­lung des Kunst­stoff­ma­te­ri­als ist eine her­aus­for­dern­de Auf­ga­be. Kon­ven­tio­nel­le Streck­blas­ma­schi­nen kom­men hier an ihre Gren­zen. Sie erhit­zen den Pre­form gleich­mä­ßig, sodass bei nicht run­den For­men die­je­ni­gen Berei­che des Behäl­ters, die zuerst Kon­takt mit der Blas­form haben, frü­her abküh­len als ande­re. Die Fol­ge: An die­sen Punk­ten erhär­tet das PET schnel­ler und es ent­steht eine unglei­che Mate­ri­al­ver­tei­lung. Erst der Ein­satz eines spe­zi­ell ent­wi­ckel­ten Heiz­sys­tems, des soge­nann­ten Pre­fe­ren­ti­al Hea­ting, ermög­licht es, die Wand­stär­ken der PET-Fla­schen auch in kom­ple­xe­ren For­men radi­al prä­zi­se zu ver­tei­len und damit gewichts­op­ti­mier­te Fla­schen herzustellen.
 
 
Prä­zi­si­on in höchs­ter Ausprägung
 
KHS setzt das ener­gie­ef­fi­zi­en­te Pre­fe­ren­ti­al-Hea­ting-Ver­fah­ren seit 1997 in sei­nen Streck­blas­ma­schi­nen der Modell­rei­he Inn­o­PET Blo­max ein. Der Pre­form wird dabei zunächst im Stan­dard­ofen erhitzt. Um eine gleich­mä­ßi­ge Erwär­mung des Behäl­ters zu sichern, rotiert er dabei ständig.
 
Die­se Rota­ti­on wird im anschlie­ßen­den Pre­fe­ren­ti­al-Hea­ting-Modul gezielt unter­bro­chen, sodass nur bestimm­te Berei­che des PET-Roh­lings aktiv von zwei Sei­ten wei­ter beheizt wer­den. Der Abstand der Pre­forms zuein­an­der wur­de dabei so gering wie mög­lich gehal­ten. Dadurch sinkt der Ener­gie­ver­brauch der Maschi­ne signi­fi­kant. Hier­zu trägt eben­so das hoch­ef­fi­zi­en­te NIR-Heiz­sys­tem von KHS bei. Für eine höhe­re Qua­li­tät sorgt zudem die prä­zi­se Aus­rich­tung des Heizprofils.
Dank Pre­fe­ren­ti­al Hea­ting ver­teilt sich das PET-Mate­ri­al gleich­mä­ßig in der Behäl­ter­wand über den ova­len Quer­schnitt. Die­ser Pro­zess sorgt für iden­ti­sche Wand­stär­ken und trägt damit ent­schei­dend zur Sta­bi­li­tät und Qua­li­tät des Behäl­ters bei. Gleich­zei­tig spa­ren Anwen­der signi­fi­kan­te Men­gen an Kunst­stoff ein, denn ohne Pre­fe­ren­ti­al Hea­ting muss die unglei­che Mate­ri­al­ver­tei­lung durch höhe­re Wand­stär­ken aus­ge­gli­chen wer­den. Im letz­ten Pro­zess­schritt wird der Behäl­ter optio­nal sei­ner Form nach aus­ge­rich­tet und an das Trans­port­sys­tem übergeben.
Das Pre­fe­ren­ti­al-Hea­ting-Ver­fah­ren kam bei KHS erst­mals bei der Inn­o­PET Blo­max Serie II zur Anwen­dung und ist eben­falls für die Nach­fol­ge­mo­del­le Serie III und Serie IV erhält­lich. Rund 60 Maschi­nen befin­den sich der­zeit im Markt, der Groß­teil davon in Euro­pa und Nord­ame­ri­ka. Zu den Kun­den zäh­len ins­be­son­de­re Unter­neh­men aus den Berei­chen Home Care und Per­so­nal Care, die Pro­duk­te wie Wasch­mit­tel, Sei­fen, Spül­mit­tel, Dusch­ge­le oder Sham­poos pro­du­zie­ren. Zudem wird das spe­zi­el­le Heiz­ver­fah­ren bei der Her­stel­lung von Behäl­tern für flüs­si­ge Lebens­mit­tel, dar­un­ter Ketch­up, Honig, Senf und Öl, ein­ge­setzt. Zugleich ver­trau­en Con­ver­ter auf die KHS-Technologie.
 
Hen­kel setzt auf Pre­fe­ren­ti­al Hea­ting aus dem Hau­se KHS
Zuletzt inves­tier­te der deut­sche Kon­sum­gü­ter­pro­du­zent Hen­kel für sei­ne Kör­per­pfle­ge­mar­ke Fa in eine Streck­blas­ma­schi­ne von KHS mit Pre­fe­ren­ti­al Hea­ting. Wei­te­re Maschi­nen sind welt­weit bei der Ver­ar­bei­tung von Weich­spü­lern und Haus­halts­rei­ni­gern für das Unter­neh­men im Ein­satz. Dank der Inves­ti­ti­on konn­te Hen­kel sei­ne Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se opti­mie­ren. Der Kon­zern stellt nun in kos­ten­güns­ti­ger Eigen­pro­duk­ti­on PET-Behäl­ter her. Dadurch las­sen sich Pro­duk­ti­ons­plä­ne fle­xi­bler gestal­ten. Gleich­zei­tig sinkt der Res­sour­cen­ver­brauch durch den Weg­fall län­ge­rer Trans­port­stre­cken mit dem Lkw.
Die gemein­sa­me Zusam­men­ar­beit ist vor allem in Hin­blick auf Nach­hal­tig­keit und Res­sour­cen­ver­brauch ein Vor­zei­ge­pro­jekt. Für die Grö­ße 250 Mil­li­li­ter gelang es bei­spiels­wei­se, eine Mate­ri­al­ein­spa­rung von bis zu 14 Pro­zent gegen­über den bis­he­ri­gen Behäl­tern zu erzie­len – unter Bei­be­hal­tung der gefor­der­ten Fla­schen­qua­li­tät. Zudem bestehen die Fla­schen aus 100 Pro­zent [r]PET.
 
Inte­gra­ti­on in neu­es­te Streckblastechnologie
Aktu­ell ent­wi­ckelt das KHS-Exper­ten­team das Pre­fe­ren­ti­al-Hea­ting-Modul dahin­ge­hend wei­ter, dass es mit der neu­es­ten Streck­blas­ma­schi­nen­ge­nera­ti­on, der Inn­o­PET Blo­max Serie V, kom­pa­ti­bel ist. Dabei ist das Modul seri­en­mä­ßig in den Stan­dard­ofen inte­griert. Ziel ist es, dass der Heiz­kas­ten iden­tisch bleibt und sich nur die Län­ge des Gesamto­fens in Rela­ti­on zur Leis­tung ändert. Mit der Stan­dar­di­sie­rung ergibt sich eine deut­li­che Redu­zie­rung der Tei­le­viel­falt; War­tung und Inspek­ti­on wer­den spür­bar erleich­tert. Zudem ver­kür­zen sich durch die Opti­mie­run­gen die Lie­fer­zei­ten der Maschi­ne und ihrer Bau­tei­le. Wei­te­re Fle­xi­bi­li­tät gewinnt die Lösung dadurch, dass sie als optio­na­le Funk­ti­on sowohl ova­le und run­de Behäl­ter­for­men ver­ar­bei­ten kann.
 
Höhe­re Leis­tung, ver­bes­ser­te Energiebilanz
Dar­über hin­aus hat das KHS-Team eine höhe­re Aus­stoß­leis­tung mit bis zu 2.000 Fla­schen pro Sta­ti­on und Stun­de rea­li­siert. Der Ran­ge liegt bei 6 bis 16 Sta­tio­nen. Das ent­spricht einer Gesamt­leis­tung von 12.000 bis zu 32.000 Fla­schen pro Stunde.
Eine zusätz­li­che Opti­mie­rung betrifft die Fla­schen­aus­ga­be, bei der die PET-Behäl­ter am Neck mit einer spe­zi­el­len Zan­ge geführt wer­den. Die ori­en­tier­te Fla­schen­füh­rung ver­hin­dert nicht nur das Ver­ha­ken der Gebin­de, son­dern stei­gert zugleich die Pro­duk­ti­ons­ef­fi­zi­enz. Die KHS-Exper­ten ver­zich­te­ten bei der Pla­nung bewusst auf den Ein­satz von For­mat­tei­len, die je nach Behäl­ter­form aus­ge­tauscht wer­den müssten.
Schließ­lich haben die Pro­jekt­ver­ant­wort­li­chen die Ener­gie­ef­fi­zi­enz der neu­en Lösung wei­ter ver­bes­sert. Sie erzielt ähn­li­che Ein­spar­ergeb­nis­se wie bei der Stan­dard­ver­si­on der Inn­o­PET Blo­max Serie V im Ver­gleich zu ihrem Vor­gän­ger­mo­dell. Dank opti­mier­ter Heiz­tech­no­lo­gie fiel der Ener­gie­ver­brauch um bis zu 40 Pro­zent nied­ri­ger aus.

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      Die Medienmarke PROZESSTECHNIK ist die unverzichtbare Informationsquelle für Experten und Entscheider in der chemischen, pharmazeutischen und lebensmitteltechnischen Industrie. Wir setzen Zeichen, auch in Sachen digitaler Transformation.

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