Höchsten hygienischen Ansprüchen Rechnung getragen
Wein-, Sekt- und Spirituosenbranche profitiert von neuer KHS-Plattform-Lösung Innofill Glass
Ludwig Clüsserath* Mit der neuen KHS-Füllmaschinen-Generation Innofill Glass entwickelte KHS eine technische Basis, auf der sich unterschiedliche rechnergesteuert arbeitende KHS-Füllsysteme aufbauen lassen. Erstes KHS-Füllsystem für diese innovative Plattform-Lösung war das für die Bierabfüllung prädestinierte rechnergesteuerte Druckfüllsystem Innofill Glass DRS-ZMS. Hier bestätigten sich die mit dem optimierten Hygienic Design verbundenen zahlreichen Vorteile der Plattform-Lösung, die unterschiedliche Anwendungen zulässt. So steht Innofill Glass nach der Erfrischungsgetränkebranche nun auch für die Wein-, Sekt- und Spirituosenabfüller zur Verfügung. Orientiert an den Produkten, lässt sich bei einer gleichen Basismaschine wahlweise zwischen drei verschiedenen Füllsystem-Varianten wählen: • Innofill Glass DNRT (Druck Normaldruck Rechnergesteuert Trinox)• Innofill Glass NDRT (Normaldruck Druck Rechnergesteuert Trinox)
• Innofill Glass NRT (Normaldruck Rechnergesteuert Trinox) Während das Füllsystem Innofill Glass DNRT das komplette Wein-, Sekt- und Spirituosenspektrum inklusive alkoholfreiem Wein und Sekt, leicht kohlensäurehaltigem Wein und Weinmischgetränken abfüllt, ist Innofill Glass NDRT für alle genannten Produkte exklusive Sekt sowie für Produkte mit niedrigem Kohlensäuregehalt prädestiniert. Innofill Glass NRT dagegen füllt ausschließlich stille Produkte. Viele Vorteile durch Hygienic Design Die KHS-Plattform-Lösung Innofill Glass ist konsequent gemäß den Regeln des Hygienic Design konstruiert. Hygienic Design setzt eine ganz gezielte Einfachheit in der Konstruktion voraus, verhilft in erster Linie zu erhöhter Produktqualität und -sicherheit und bietet damit verbunden einen hervorragenden Verbraucherschutz. Deutlich reduzierte oder geneigte Oberflächen stehen für besonders geringe Kontaminationspotenziale und sorgen für einen freien Fall von Scherben zum Boden. Der ungehinderte Ablauf von Flüssigkeiten und die Eliminierung von Spalten und Ecken verhindert eine unerwünschte Biofilmbildung. Die aus Glas bzw. Plexiglas hergestellte Außenverkleidung ermöglicht allseitige Zugänglichkeit und Einsehbarkeit in den gesamten Füllerbereich. Dies schafft Transparenz und lässt eine permanente Kontrolle der Hygienesituation zu. Aus diesen dargestellten Vorteilen resultieren weitere Pluspunkte wie erhöhte Anlagenverfügbarkeit aufgrund von minimierten Reinigungs- und Wartungszeiten, Reduzierung von Medien- und Energieverbrauch sowie verringerte Wartungs- und Instandhaltungskosten. Damit trägt ganzheitlich praktiziertes Hygienic Design wesentlich zur Steigerung der Kosteneffizienz und der Ressourcenschonung bei. Einfache Gestaltung bedingt einfache Reinigung Die Füllmaschinen-Generation Innofill Glass ist vortischlos gehalten. Ein Transfer der Glasflaschen zur Einlaufschnecke erfolgt hier über einen allseitig offenen Transporteur aus VA-Rohrelementen. Innerhalb des Transporteurs ist ein automatisches Reinigungssystem integrierbar, bei dem Spritzdüsen auf sämtliche kritische Stellen hin ausgerichtet sind. Der geregelte Bandantrieb befindet sich in einem Edelstahlgehäuse. Zudem ist der Antrieb der Einlaufschnecke über einen edelstahlgekapselten Servomotor realisiert. Sternsäulen und Verschließergehäuse sind bei der Plattform-Lösung generell über flanschlos ausgeführte Querrohre miteinander verbunden, nach außen über hygienisch gestaltete Dichtungssysteme abgesichert und mit Servo- oder Direktantrieben ausgestattet. Diese sind außerhalb des Hygienebereiches geschützt in Sternsäulen untergebracht. Direktantriebe übertragen das Drehmoment unmittelbar auf die Sternräder und den Verschließer. Getriebe und Kupplungen entfallen ganz – ein besonderer Pluspunkt mit Blick auf niedrige Wartungskosten und geringen Energieverbrauch. Offene Zahnräder, Verschraubungen im Hygienebereich sowie die Schmierung gehören der Vergangenheit an. Kabel und Leitungen sind innerhalb der Verbindungsrohre verlegt. Für Transfersterne, Geländer, Führungsprofile und Befestigungsbauteile lassen die genannten Aspekte eine besonders leichte Reinigung zu. Rohrringkessel in Leichtbauweise Höchsten hygienischen Maßstäben wird auch der rohrförmig gestaltete Ringkessel gerecht. Hier gibt es keine Ecken und Kanten – für den CIP- und SIP-Prozess ist das der Idealzustand, der zu einer Reduzierung von Reinigungsmedien- und Wasserverbrauch führt. Weitere Vorteile des Rohrringkessels ergeben sich durch dessen Leichtbauweise. Gegenüber dem klassischen Produktkessel mit Rechteck-Querschnitt mit erheblich mehr Masse verkürzen sich Aufheiz- und Abkühlzeiten, was ebenso mit einem verringerten Energieeinsatz für die Reinigung und Sterilisation verbunden ist. Außerdem vermindert die Leichtbauweise des Rohrringkessels die notwendigen Antriebskräfte. Dadurch wird eine nochmalige Minderung von Energieverbrauch und Wartungskosten erreicht. Trägerkonstruktion des Füllerkarussells optional in Edelstahl Durch die Ausführung der Trägerkonstruktion des Füllerkarussells in Edelstahl sind sämtliche eingesetzte Materialien beständig gegenüber branchenüblichen Schaumreinigungsmitteln. Die sicher in Edelstahlgehäusen untergebrachten Pilotventile und das im Karussellzentrum positionierte Elektronik-Gehäuse sind geschützt innerhalb des Füllerkarussells angeordnet und vom eigentlichen Hygiene- und Nassbereich ganz bewusst getrennt. Im Bereich der Vorspannzone sorgen leicht abnehmbare Scherbenschutzbleche mit integrierbaren Reinigungsdüsen für den Schutz der offenen Flaschen vor Glasbruch. Medienzuführung über hygienische Scherengelenke Die Medienzuführung zum Füllerkarussell geschieht über hygienische Scherengelenke, die höhenverstellbar und mit aseptischen Dichtungssystemen versehen sind. Hygienisch kritische Schiebedichtungen in Getränke- und Gaswegen sowie zwischen Drehdurchführung und Rohrringkessel kommen nicht mehr vor. Der Aufwand zur Verstellung aller äußeren Steuerkurven und Haltesegmente ist durch Einsatz von Linearantriebstechnik reduziert. Ein vollständig um das Karussell herumgeführter Steuerring mit zusätzlichem Höhenverstellungsmotor, Umlenkgetrieben, Gelenkwellen und Hubsäulen ist nicht erforderlich. Leicht anzubringen und leicht abzunehmen – die Füllventile Höchst vorteilhaft ist die Tatsache, dass sich jedes Füllventil durch ein Montieren bzw. Lösen von nur zwei Hutmuttern am Rohrringkessel befestigen bzw. vom Rohrringkessel abnehmen lässt. Dabei wird die Getränkezufuhr ebenso wie sämtliche Medien- und Pneumatikverbindungen automatisch hergestellt bzw. gelöst. Das bedeutet gleichzeitig, dass es keine frei verlegten Pneumatikverbindungen, Kabel oder Elektroelemente an der Frontseite des Füllsystems gibt. Offen liegende Tulpenstangen und mit Schrägen versehene Zylinder bilden zudem die ideale Voraussetzung für eine automatische Außenreinigung. Werkzeugloser besonders zügiger Formatteilwechsel Ebenfalls von hoher Bedeutung: Sämtliche Formatteile lassen sich durch eine gezielte Gewichtsreduktion besonders leicht und aufgrund von Schnellentriegelungen werkzeuglos wechseln. Die Sterne sind aus Gewichtsgründen grundsätzlich geteilt gestaltet. Das Wechselteil-Gewicht liegt bei maximal 10 Kilogramm. Auf Wunsch können verstellbare Formatteile in das Konzept mit integriert werden. Vorteil hier: Erfolgt ein Flaschenwechsel, müssen Führungssterne nicht mehr ausgetauscht werden, sondern lassen sich sekundenschnell auf neue Gegebenheiten umrüsten. Platz sparender Kompaktventilknoten Von großem Vorteil ist der Einsatz eines Kompaktventilknotens. Er benötigt im Vergleich zu bislang verwendeten Ventilknoten nur noch 50 Prozent an Aufstellfläche, da die Armaturen hier ganz gezielt in die Höhe gebaut sind. Dieses Aufbauprinzip sorgt dafür, dass sich sämtliche Armaturen für Wartungs- und Kontrollzwecke deutlich besser erreichen lassen. Um Wege vom Ventilknoten zum Füllerkarussell besonders kurz zu halten, ist der neue Kompaktventilknoten direkt an der Füllerverkleidung positioniert. Wesentliche Vereinfachung durch das Vakuumpumpen-Modulkonzept Bisher war eine an das Füllsystem und die Abfüll-Leistung exakt angepasste und individuell ausgelegte Vakuumpumpe üblich. Für die neue Baureihe ist dies nicht mehr nötig. Zur Verfügung stehen hier Vakuumpumpen-Module, die für sämtliche Anwendungen perfekt geeignet sind. Am Füllsystem und der Abfüll-Leistung orientiert ist ausschließlich folgende Entscheidung zu treffen: Ist der Einbau von ein, zwei oder drei baugleichen Vakuumpumpen erforderlich? Während für kleinere Füller-Leistungen eine Standard-Vakuumpumpe genügt, können für hohe Füller-Leistungen bis zu drei Standard-Vakuumpumpen nötig werden. Neben einer gezielten Vereinfachung beinhaltet das neue Konzept einer Modularisierung von Vakuumpumpen jede Menge weitere positive Aspekte. Je nach Betriebszustand und abverlangter Füller-Leistung können Pumpen hinzu oder abgeschaltet werden. Sind mehrere Pumpen vorhanden, lässt sich auch bei Ausfall einer Pumpe weiter produzieren. Der Hauptvorteil des Vakuumpumpen-Modulkonzepts ist die automatische Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen. Diese reduziert den Strom- und Wasserverbrauch erheblich. Die standardisierte Pumpenausführung verkürzt die Lieferzeiten für Ersatzteile und vereinfacht die Wartung. Erhältlich ist die neue Pumpengeneration auf Wunsch auch mit dem ECO-Kühlverfahren. Gegenüber dem konventionellen Wasserringprinzip ergibt sich hier eine Wassereinsparung von bis zu 98 Prozent. Leistung von 10.000 bis 72.000 Glasflaschen/h Bei allen Füllsystem-Varianten erfolgt die Produkt-, Gas- und CIP-Medienzuführung innerhalb hygienisch gestalteter Rohrverbindungen unter Verwendung von spaltfreien, aseptischen Dichtungssystemen, die keine Möglichkeiten für Ablagerungen eröffnen. Dies ist eine Voraussetzung für schnelle Zwischenspül- und Reinigungsprozesse bei einem Produktwechsel. Mit Gefälle verlegte Leitungen sorgen für die zügige Entleerung der Produktwege. Bei häufigem Produktwechsel ergibt sich hieraus ein stattlicher Zeitgewinn. Das bekannte Füllsystem Innofill Glass DNRT wurde mit Blick auf die Warmfüllung von Sekt mit hohen Kohlensäuregehalten nochmals verbessert. Bei den Füllsystemen Innofill Glass NDRT und Innofill Glass NRT handelt es sich um zwei vom Innofill Glass DNRT abgeleitete, neu entwickelte Verfahren. Sie sind speziell für Wein- und Spirituosenunternehmen gedacht, für die eine klassische Druckfüllung nicht zwingend erforderlich ist. Die Füllsysteme verarbeiten Flaschengrößen von 0,1 bis 3 Liter und realisieren Leistungen von 10.000 bis hin zu 72.000 Flaschen/h. Innofill Glass DNRT und Innofill Glass NDRT sind auch für die PET-Flaschen-Befüllung geeignet, da beide Verfahren ohne Vakuum auskommen. Trinox-Technologie für exakteste Füllhöhen Bei dem sowohl für die klassische Druckfüllung als auch für die drucklose Füllung prädestinierten Füllsystem Innofill Glass DNRT sind die Steuerventile für die Gasprozesse in die kompakten Füllventilkörper integriert. Ein zusätzlicher separater Gaszylinder schaltet die Trinox-Funktion.
Eine Neuerung, die für alle genannten Wein- und Spirituosen-Füllsysteme greift, ist in das Trinox-System integriert. Im Innenbereich jeder Füllstelle befindet sich nun ein spezieller Hygieneschutzraum, über den der Verstellbereich des Trinox-Rohres automatisch mit gespült und sterilisiert wird. Generell lassen sich mit Hilfe des Trinox-Verfahrens präziseste Füllhöhen erreichen. Die Vorgehensweise hier: Vom Trinox-Kanal aus wird ein Druck in der zuvor überfüllten Flasche aufgebaut, der bei praktiziertem Gleichdruckbetrieb ebenso wie bei der Druckabfüllung jeweils 0,3 bis 0,5 bar über dem eingestellten Fülldruck liegt. Dieser Überdruck bewirkt, dass überschüssiges Füllgut über das im Zentrum von Flasche und Füllventil angeordnete Trinox-Rohr schonend in den Ringkessel zurückgedrückt wird. Exakt in dem Augenblick, in dem ein minimaler definierter Spalt zwischen Füllgutspiegel und dem Ende des Trinox-Rohres entsteht, endet dieser Prozess. Auf diese Art und Weise bietet die Trinox-Technologie äußerst exakte Füllhöhen bei Standardabweichungen von einem Millimeter und weniger. Ein wichtiger Vorteil für die Produkteinsparung, insbesondere für so wertvolle Produkte wie Wein, Sekt und Spirituosen. Weiteres Plus: Da das Trinox-System die Einhaltung eines genau definierten Gasraums zwischen Flaschenmündung und Füllspiegel sichert, ist bei Verwendung des Naturkorken-Verschlusses der ideale Abstand von Getränk zu Naturkorken jederzeit sichergestellt. Innofill Glass DNRT – das Füller-Multitalent Ob Gleichdruckbetrieb oder Druckfüllung – der Innofill Glass DNRT bietet stets die Möglichkeit, vor dem Füllvorgang ein- oder mehrfach mit CO2 bzw. Stickstoff vorzuspülen. Ebenso machbar: die ein- oder mehrfache Vorevakuierung – ganz gemäß den individuellen Ansprüchen der jeweils zur Abfüllung anstehenden Produkte. Das aus der Bierfüllung bekannte und von KHS patentierte ZMS-Verfahren ist ebenfalls anwählbar. Mit diesem Prinzip erreicht man in den Flaschen vor Füllbeginn höchste CO2-Konzentrationen bei niedrigem CO2-Verbrauch. Ist die Druckfüllung vorgesehen, folgt auf den Prozess des Vorspannens die Schnellfüllphase im zylindrischen Bereich der Flasche und im Anschluss daran eine Langsamfüllphase. Bei Gleichdruckbetrieb sind ebenfalls Schnell- und Langsamfüllphase verfügbar. Bislang war für den Innofill DNRT auch bei der Druckfüllung nur die Schnellfüllphase vorgesehen. Vorteil der zusätzlichen Langsamfüllphase: die verbesserte Füllhöhenqualität unter anderem durch ein verringertes Aufschäumen von Produkt. Neue Fächergassperre für den besonders schonenden hygienischen Füllprozess Eine weitere Innovation beim Innofill Glass DNRT sowie bei den anderen beiden genannten Wein- und Spirituosen-Füllsystemen ist die neu konzipierte Drall-Fächergassperre, die für ein Einfließen des Produkts entlang der Flascheninnenwand sorgt – ein schonender, schaumarmer und hygienischer Füllprozess. Innerhalb der Flasche sind keine verschleißanfälligen Abstrahlelemente vorhanden. Auch eine Anpassung an wechselnde Flaschenhalsgeometrien ist nicht notwendig. Somit entfällt ein sonst üblicher Rückgasrohrwechsel bei Verarbeitung mehrerer Flaschensorten. Der Füllprozess ist beim Innofill Glass DNRT beendet, sobald der Füllgutspiegel über das Trinoxrohrende steigt und die Fächergassperre den Füllprozess sauber abbricht. Die Gassperre sorgt dafür, dass nur eine geringe Menge überfüllt wird. Das spart Zeit und verringert die zu transferierende Produktmenge. Im Anschluss an den Füllvorgang kommt geschilderter Trinox-Prozess zum Tragen, der überfülltes Produkt, bis zum Erreichen der gewünschten Füllhöhe in den Ringkessel zurückführt. Die Trinox-Rohre lassen sich stufenlos und zentral in der Höhe verstellen. Hierfür sind sie mit einer von Linearmotoren angetriebenen Verstelleinheit verbunden. Die Linearantriebseinheiten sind edelstahlgekapselt und können mit in die Außenreinigung eingebunden werden. Am Bedienmonitor lässt sich jede gewünschte Füllhöhe präzise einstellen und automatisch anfahren. Füllsysteme ganz gemäß individuellem Produktspektrum auswählbar Bei Innofill Glass NDRT und Innofill Glass NRT handelt es sich im Vergleich zum Innofill DNRT um Füller-Versionen für die Wein- und Spirituosenbranche, die für ein nicht allzu breites Produktspektrum entwickelt wurden. So füllt der Innofill NDRT neben stillen Produkten auch leicht kohlensäurehaltige Getränke wie beispielsweise leicht karbonisierte Weine bis zu einem Fülldruck von 1,5 bar – ein ideales Füllsystem zum Erhalt der natürlichen Kohlensäure im Wein. Die Flasche lässt sich vor Füllbeginn wahlweise auch mit Inertgas spülen. Eine Kopfraumspülung ist ebenfalls möglich. Der Innofill Glass NRT füllt ausschließlich stille Produkte und praktiziert demzufolge generell die Gleichdruckfüllung. Die bei Vakuum-Füllsystemen gegebenen Aroma- und Alkoholverluste kommen nicht vor. Und: Es wird keine Außenluft über die Füllventile ins System eingesaugt. Bis zu drei Verschließ-Systeme Die Füller können wunschgemäß mit bis zu drei unterschiedlichen Verschließsystemen wie beispielsweise Naturkork-Verschließer, Aluminium-Schraubverschluss-Verschließer und Polystopfen-Verschließer geblockt werden. Soll zunächst nur ein Verschließsystem zum Einsatz gelangen, sind, dank des modularen Aufbaus des Flaschentransfer-Gestells zu einem späteren Zeitpunkt weitere Verschließ-Systeme einfach nachzurüsten. Optional die automatische Spülkappen-Lösung In alle drei Füllsysteme mit integrierbar ist eine automatische Spülkappen-Lösung. Die Spülkappen sind während des Füllprozesses hinter Mantelblechen positioniert und somit gut vor Scherben und Produktresten geschützt. Erst zur Aufnahme des Reinigungsprozesses werden sie freigelegt und unter die Füllventile gefahren. Die Abdichtung der Spülkappen geschieht über den Spüldruck. Mit in den CIP-Prozess integriert sind unter anderem auch die inneren Kontaktflächen der Zentriertulpe sowie der Verstellbereich für das Trinoxrohr. Abfüllung bei Ultra-Clean-Bedingungen Wesentlich ist die automatische Spülkappen-Lösung vor allem dann, wenn unter Ultra-Clean-Bedingungen abgefüllt werden soll. Insbesondere bei einer geplanten Abfüllung von so empfindlichen Produkten wie alkoholfreiem Wein mit Kaltentkeimungsmittel, alkoholfreien kohlensäurehaltigen Wein-Mischgetränken oder alkoholfreiem Sekt ist Ultra-Clean-Abfüllung angesagt. Hierfür ist es möglich, Innofill Glass DNRT, Innofill Glass NDRT und Innofill Glass NRT mit einem an die jeweiligen Anforderungen exakt angepassten Einkanal- oder Zweikanal-Rinssystem zu blocken. Rinser-Füller-Verschließerblock sind bei praktizierter Ultra-Clean-Abfüllung in einem KHS-Hygieneraum untergebracht, bei dem ein Teil der Decke mit Filtereinheiten ausgestattet ist. Diese Einheiten versorgen das Innere permanent mit sterilfiltrierter Luft. Der Hygieneraum ist derart gestaltet, dass lediglich die Bereiche des Flaschentransfers mit Sterilluft versorgt werden müssen. Das Innere von Füller- und Rinserkarussell liegt außerhalb des Hygienebereichs und ist, ohne dass ein Kontakt mit dem eigentlichen Hygieneraum entsteht, von Außen her zugänglich. Die gefilterte Luft strömt über das Rinser- und Füllerkarussell in den Hallenbereich zurück. Stets wird der Hygieneraum unter leichtem Überdruck gehalten. Eine definierte Strömung vom Decken- zum Bodenbereich ist jederzeit gewährleistet. Für die Sterilisation der Verschlüsse ist sowohl die Rinsung im Nassverfahren als auch die Trockensterilisation mit H2O2 (Wasserstoffperoxid) möglich. Bestimmte Verschlüsse lassen sich auch mit UV-Licht behandeln. Besonders benutzerfreundliches und mehrfach preisgekröntes KHS-Bedienpanel Gesteuert wird die Plattform-Lösung Innofill Glass über das vielfach preisgekrönte KHS-Interface (red dot award & iF award) mit integriertem RFID-System, das die äußerst benutzerfreundliche Bedienerführung gewährleistet. Einfache Buttons, farbige Abbildungen, Icons und interaktive Handlungsweisen sprechen eine deutliche Sprache der Einfachheit. Komplexe Prozesse werden verständlich abgebildet. Eine klare Menüstruktur erlaubt den Zugriff auf unterschiedlich detaillierte Ansichten und Bedienebenen. Die nutzerabhängige Anmeldung via ID-Card, die lediglich den Zugriff auf für den Anwender jeweils relevante Daten zulässt, ist realisiert. Ergonomie, Navigation und Design sind innerhalb des Systems perfekt miteinander kombiniert. Fazit: Neuentwicklung mit zahlreichen Pluspunkten für die Wein-, Sekt- und Spirituosenbranche Fazit: Auch die Wein-, Sekt- und Spirituosenbranche profitiert nun von einem umfassenden Vorteilspaket der konsequent gemäß Hygienic Design gestalteten KHS-Füllmaschinen-Generation Innofill Glass. Dieses Vorteilspaket umfasst die Gewährleistung höchster Produktqualität ebenso wie eine besonders hohe Anlagenverfügbarkeit und Flexibilität, minimierten Medien- und Energieverbrauch sowie niedrige Wartungs- und Instandhaltungskosten. Dazu kommt die deutlich verringerte Zeitspanne für Montage- und Inbetriebnahme durch den modularen und offenen Maschinenaufbau und die Etablierung besonders einfacher Funktionseinheiten. * Leiter Entwicklung Füll- und Prozesstechnik, KHS GmbH, Bad Kreuznach,
Tel.: 06 71/8 52 25 01