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Nov 10, 2023

Bild mit freundlicher Genehmigung von Krones

In der Welt des Angebots und der Nachfrage steigen die Preise, wenn das Angebot abnimmt und die Nachfrage steigt. Während des Höhepunkts der winterlichen Schneestürme in diesem Jahr lagen die durchschnittlichen Kosten für eine Schneefräse beispielsweise bei rund 650 US-Dollar für eine 21-Zoll-Schneefräse mit einstufiger 56-V-Batterie und etwa 2.000 US-Dollar für eine 24-Zoll-Akku-Schneefräse Selbstfahrendes Bühnen-Schneefräsen-Set mit zwei 7,5-Ah-Batterien oder eine zweistufige 30-Zoll-Gas-Schneefräse mit 306 cm³ und Elektrostart.

Experten gehen davon aus, dass in Getränkefabriken die Nachfrage nach Geräten und Teilen für die Verarbeitungsautomatisierung gestiegen ist, da die Nachfrage der Verbraucher nach gesünderen funktionellen Getränken so hoch ist wie nie zuvor. Und angesichts eines schwindenden Arbeitskräftepools ermöglicht die Automatisierung den Betrieben, ein hohes Maß an Produktivität und Rentabilität sicherzustellen.

Arnold Bros, leitender Ingenieur für Steuerungssysteme bei der Krones Process Group North America in Franklin, Wisconsin, weist darauf hin, dass einige Aspekte eine effizientere Getränkeanlage erfordern. Er verweist auf Condition Based Monitoring, das Datenanalysen nutzt, um den Zustand von Geräten zu analysieren und dabei zu helfen, vorherzusagen, wann Wartungsarbeiten durchgeführt werden sollten.

„Dies reduziert Ausfallzeiten und Wartungskosten und erhöht gleichzeitig die Lebensdauer der Ausrüstung und die Produktionskapazität“, erklärt Bros. „Die Prozessautomatisierung bewältigt nicht nur die steigende Anzahl von SKUs, indem sie den Rezepterstellungsprozess für den Endbenutzer rationalisiert, sondern ein intuitives, benutzerfreundliches Batch-System beschleunigt auch den Onboarding-Prozess neuer Mitarbeiter aufgrund des schnellen Unternehmenswachstums oder anderer Umstände.“ Ein Beispiel hierfür ist die Dosiertechnik Botech F1 von Krones.“

Nathan Fernando, Senior Control Systems Engineer bei Krones, stimmt dem zu und erklärt, dass die zunehmende Automatisierung zuverlässigere und sicherere Fertigungsprozesse fördert. „Fortschrittliche Technologie, insbesondere ausgefeilte Datenerfassung und Berichterstattung, bietet Herstellern die Möglichkeit, die Produktausbeute zu maximieren, Ausfallzeiten zu minimieren und menschliches Versagen in einem Ausmaß zu reduzieren, das in der Vergangenheit unmöglich war“, sagt er.

Andres Abreu, Business Development Manager für Verpackungen bei Branson Welding and Assembly bei Emerson Automation Solutions, weist darauf hin, dass die heutigen Kunden einen stärker automatisierten Prozess und umfassende Daten zu jeder Schweißnaht zur Rückverfolgbarkeit wünschen, anstatt eine starke Schweißnaht zu erstellen, die eine ständige Überwachung und mechanische Geräte erfordert die Kontrolle verbessern. Die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) sorgt für Kommunikation, optimale Prozesssteuerung und Wiederholbarkeit.

Die steigende Anzahl von SKUs und die Nachfrage nach funktionelleren Getränken erfordern neue Anlagen zur Verarbeitungsautomatisierung, die einfach zu programmieren und zu überwachen sind und ein höheres Qualitätsniveau liefern, was im Fall des Kunststoffschweißens die einfache Entwicklung eines perfekten Getränks bedeutet Hermetische Abdichtung und minimaler Grat oder andere Schweißfehler, sagt Abreu.

„Im Hinblick auf funktionelle Getränke stellen wir uns den Fall eines Herstellers vor, der ein ‚Mix-to-Drink‘-Getränk in einer einzigen, einfach zu verwendenden Verpackung herstellt“, erklärt Abreu. „Um die höchste Wirksamkeit ohne Kühlung aufrechtzuerhalten, mussten die trockenen Nährstoffe von der Flüssigkeit in der Flasche getrennt bleiben.“

Da Verbraucher nach gesünderen Clean-Label-Getränken mit mehr Nährstoffen und weniger Konservierungsstoffen suchen, hat die Verwendung frischer, natürlicher Zutaten Auswirkungen auf die Art und Weise, wie Getränke verarbeitet werden. Innovationen in der Schraubverschlusstechnologie verändern auch die Art und Weise, wie diese Nährstoffe verteilt werden.

Das in Brookfield, Connecticut, ansässige Unternehmen hat ein automatisiertes System entwickelt, das servoangetriebene Branson SW300-Schleuderschweißgeräte verwendet, um die Nährstoffe mithilfe einer kreisförmigen thermoplastischen Dichtung festzuhalten, die geschmolzen und mit dem Schraubverschluss der Flasche verschmolzen wird, ohne die Nährstoffe selbst zu beeinträchtigen, sagt Abreu.

„Der Verbraucher muss nur das Siegel durchstechen, die Nährstoffe in die Flüssigkeit fließen lassen, mischen und trinken“, erklärt Abreu. „Die Verbrauchernachfrage nach dieser Art von Produkten für unterwegs steigt sprunghaft an und setzt die Verpacker unter Druck, die Produktion stärker zu automatisieren. Mit dem von Emerson entwickelten System konnte der Kunde in diesem Fall sein Ziel von 20 Zyklen pro Minute erreichen.“ Schweißer."

Obwohl die Eigenschaften, die die Verarbeitungsautomatisierung Getränkeformulierern bieten kann, den Markt antreiben, weisen Experten darauf hin, dass die Größe dieser Ausrüstung ein entscheidender Faktor für Entscheidungsträger sein kann.

Hygienische Schläuche, Ventile und kompakte Komponenten zum Bau kleinerer Verarbeitungsmaschinen sind bei Originalgeräteherstellern (OEMs) auf der Suche. Durch die Reduzierung der Größe wird die Komponentendichte erhöht und gleichzeitig die Maschinenproduktionsfähigkeit erweitert. Obwohl die Komponenten kleiner sind, müssen sie im Vergleich zu größeren Einheiten in der Leistung gleich oder sogar besser sein, merken Experten.

Als es an der Zeit war, seine Braukapazität zu erweitern, nutzte Avery Brewing Co., Boulder, Colorado, einen IP69K-zugelassenen MPA-C-Ventilverteiler von Festo aus Islandia, NY, wodurch die Brauerei Platz sparen und Kosten senken konnte, weil a Der Steuerschrank, der normalerweise zur Unterbringung von Pneumatikventilen verwendet wird, wurde nicht benötigt. Stattdessen wurde der MPA-C einfach auf der linken Seite der Wand montiert.

Steve Bain, Industry Segment Manager bei Festo, weist darauf hin, dass OEMs Geld sparen, wenn die Verteiler näher an der Anwendung installiert werden und dadurch die Schlauchlängen reduziert werden. Kürzere Schlauchlängen reduzieren den Druckluftverbrauch und verbessern die Zykluszeiten, was bei manchen Anwendungen wichtig sein kann, stellt er fest.

Ein weiterer Tipp, den Bain für Getränkeanwendungen empfiehlt, ist die Verwendung von Schrägsitzventilen für nichthygienische Anwendungen, da diese bei einem ähnlichen Anschaffungspreis eine zehnmal längere Lebensdauer als ein Kugelventil bieten.

In seinem Forschungsbericht „Markt für Lebensmittel- und Getränkeverarbeitungsgeräte nach Typ, Anwendung [einschließlich Milch-, alkoholische und alkoholfreie Getränke]“ berichtet MarketsandMarkets, dass der globale Markt für Lebensmittel- und Getränkeverarbeitungsgeräte im Jahr 2021 auf 58,3 Milliarden US-Dollar geschätzt wurde und prognostiziert wird bis 2026 76 Milliarden US-Dollar erreichen, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,5 %.

Dieses prognostizierte Wachstum wird nach Angaben des Forschungsunternehmens durch die beschleunigte Nachfrage nach Milchprodukten und funktionellen Getränken vorangetrieben.

„Es wird erwartet, dass auch die schnell wachsende Backwaren-, Milchprodukt- und Getränkeindustrie die Nachfrage nach Geräten für eine schnellere und effizientere Verarbeitung beschleunigen wird, um der Nachfrage der Verbraucher gerecht zu werden“, heißt es in dem Bericht. „Dieses Wachstum ist in aufstrebenden Regionen wie dem asiatisch-pazifischen Raum zu beobachten, wo die Menschen aufgrund des fortschreitenden Wirtschaftswachstums und verbesserten Einkommensniveaus mehr verpackte Lebensmittel und Fertiggerichte verlangen; dies hat zu einem Wachstum der gesamten Lebensmittel- und Getränkeausrüstung geführt.“ Markt."

Angesichts der wachsenden Vorliebe der Verbraucher für gesunde, funktionelle Getränke setzen Getränkehersteller auf neue Verarbeitungsanlagen, die darauf ausgelegt sind, natürlichere und gesündere Getränke herzustellen, einschließlich solcher, die einer Hochdruckverarbeitung (HPP) unterzogen wurden, einem nicht-thermischen Verfahren, bei dem unter hohem Druck stehendes Wasser zum Einsatz kommt zu inaktiven lebensmittelbedingten Bakterien, sagt Roberto Peregrina, Direktor bei Hiperbaric USA mit Sitz in Miami.

HPP ist seit Anfang der 1990er Jahre im Handel erhältlich und bietet Vorteile wie Lebensmittelsicherheit, saubere Kennzeichnung, verbessertes Aroma, Geschmack und Nährwert sowie eine Verlängerung der Haltbarkeitsdauer. „HPP verlängert die Haltbarkeit von Saft von drei bis fünf Tagen auf 60 bis 120 Tage“, sagt Peregrina.

Die HPP-Konservierungstechnologie für Obst- und Gemüsesäfte, Energiegetränke, Tees und Kaffees ist von Lebensmittelsicherheitsbehörden, einschließlich der Food and Drug Administration, zugelassen und erfüllt die hohen Standardanforderungen von Verbrauchern und Herstellern. In den letzten 10 Jahren ist die HPP-Technologie exponentiell gewachsen und Maschinenhersteller bringen größere Maschinen auf den Markt, wodurch die Gesamtbetriebskosten sinken. Derzeit seien weltweit etwa 500 industrielle HPP-Maschinen im Einsatz, die von mehr als 300 Unternehmen in 50 Ländern genutzt würden, sagt Peregrina.

Juste Pressé mit Sitz in Paris wurde 2017 von Alexia Chassagne und Sophie Legros gegründet und nutzt die Hiperbaric HPP-In-Bulk-Technologie, um 100 % Frucht- und Gemüsesäfte herzustellen. Ziel des Unternehmens sei es, natürlichen und minimal verarbeiteten, umweltfreundlichen HPP-Saft in PurePak Classic 900-ml- und ab 2021 auch 250-ml-Kartonverpackungen von ELOPAK anzubieten, heißt es in seinem Whitepaper. „Es gibt keine andere Technologie, die frische Safteigenschaften ermöglicht – echten Geschmack, Vitamine und Antioxidantien für mehrere Wochen“, erklären die Gründer.

Peregrina von Hiperbaric weist auf die beiden Methoden hin, um im HPP-Bereich erfolgreich zu sein: die Anwendung der Industrie 4.0-Automatisierung in herkömmlichen HPP-In-Pack-Maschinen und der Einsatz von Bulk-Technologie zur Reduzierung von Arbeits-, Energie- und Zeitaufwand.

„Hiperbare Automatisierungssysteme bieten kosteneffiziente und maßgeschneiderte Lösungen, um Arbeitsprobleme, Produktvariationen und Inkonsistenzen zu lösen und gleichzeitig die Geschwindigkeit und Sicherheit der Produktionslinie zu erhöhen“, sagt er.

Um die Kosten zu kontrollieren und die Verfügbarkeit natürlicher und pflanzlicher Produkte sicherzustellen, wollen Getränkehersteller automatisieren, sagt Mark Maglio, CEO und Gründer von Safety Fresh Foods HPP Toller, einem Teil des globalen Mautnetzwerks von JBTAvure.

Das in Plymouth, Wisconsin, ansässige Unternehmen erklärt, dass die Automatisierung den Stress seiner Teammitglieder reduziert und es ihm ermöglicht, die Produktion zu maximieren und gleichzeitig ein sicheres, köstliches Produkt für seine Kunden herzustellen.

Maglio würdigt auch die positiven Auswirkungen der Verbraucheraufklärung auf die Getränkeindustrie.

„Hersteller stehen ständig vor der Aufgabe, Wege zu finden, neue Zutaten zu verarbeiten, um der ständig wachsenden Nachfrage gerecht zu werden“, erklärt Maglio. „Als Reaktion darauf wird die Automatisierungsausrüstung viel flexibler. Von Abfülllinien bis hin zu Saftpressen ermöglicht uns diese neue Anpassungsfähigkeit, verschiedene Produkte unterschiedlicher Form und Größe mit viel schnelleren Umrüstzeiten zu verarbeiten.“

Die Ingenieure von Krones betonen den Bedarf an schnelleren und effizienteren Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs), die vollständige Clean-in-Place (CIP)-Informationen über integrierte Schnittstellen darstellen, die auf Tischen und Handheld-Geräten sichtbar sind.

Gefragt sind auch Rezepturen für Mischsysteme, die zu innovativen neuen Getränken führen.

„Wir haben ein erhöhtes Interesse bei Getränkeunternehmen festgestellt, die nach anspruchsvollen rezeptbasierten Mischsystemen suchen, die Rezepterstellung, Skalierbarkeit, Versionskontrollverfolgung und benutzerdefinierte Produktdatenbanken ermöglichen“, erklärt Kurt Wagner, technischer Leiter bei Krones. „… Da die Nachfrage nach Energiegetränken steigt, ist es viel schwieriger, einige der zusätzlichen trockenen Zutaten in den Mengen aufzulösen, die zur Herstellung der Sirupgrundlagen für die Produktionsanforderungen erforderlich sind. Diese Herausforderung kann durch die Entwicklung des richtigen Pulverzugabesystems unter Verwendung hoher Scherung gemeistert werden Einarbeitungsausrüstung gepaart mit strategischen Instrumentierungs- und Kontrollstrategien.

Systeme zur Handhabung von Massenzutaten können automatisiert und in das Schersystem integriert werden, um die ergonomischen Probleme zu reduzieren, die sich aus den großen Mengen der typischen kleineren Beutel für Energiezutaten ergeben, fügt Wagner hinzu.

Peregrina von Hiperbaric stellt fest, dass die Zukunft für Prozessautomatisierungsgeräte vielversprechend ist, da sie in der Lage sind, den Wunsch der Verbraucher nach gesünderen, weniger verarbeiteten Getränken zu erfüllen.

„Der Schlüssel zu Automatisierungsgeräten besteht darin, dass mehr Getränke schneller und mit weniger menschlichem Eingriff hergestellt werden können“, schließt Peregrina. „… Die durch HPP ermöglichte Verlängerung der Haltbarkeitsdauer von Getränken ist von unschätzbarem Wert. Sie ermöglicht es Herstellern, in die Automatisierung zu investieren, kosteneffizientere Chargen gesunder Getränke herzustellen und die Vertriebsmöglichkeiten für die Belieferung von mehr Verbrauchern erheblich zu erweitern.“

Barbara Harfmann, Chefredakteurin von Beverage Industry, besucht Getränkeunternehmen für Titelgeschichten und Werksbesichtigungen und schreibt und redigiert für die Print- und Online-Komponenten des Magazins. Darüber hinaus vertritt sie das Magazin auf Messen und Veranstaltungen. Sie erwarb einen Bachelor of Science in Massenkommunikation und Öffentlichkeitsarbeit an der Illinois State University.