Förderstrecke für die Kaffeefahrt

Förderstrecke für die Kaffeefahrt Effizienz und Laufruhe in Perfektion 03. September 2024

MiniTec bietet nicht nur Förderkomponenten und -strecken an, sondern realisiert auch anspruchsvolle Materialflusslösungen, wie das Beispiel einer industriellen Kaffeerösterei zeigt. Hier waren viele Richtlinien der Lebensmittelproduktion zu erfüllen und es sind Waren unterschiedlichster Art und Verpackung zu transportieren. Auf 1,2 Kilometer Länge, über verschiedene Ebenen, bei hohem Tempo und großer Laufruhe werden die Kaffeeprodukte schnell und sicher transportiert.

Kaffee ist mit großem Abstand das beliebteste Getränk in Deutschland. Laut Statistiken trinken Kaffeegenießer 146 Liter pro Kopf und Jahr. Bevor die exotische Bohne in der Tasse als dampfendes Getränk landet, sind viele Transport- und Produktionsschritte notwendig. Eine wichtige Rolle kommt hierbei der Rösterei zu. Vom komplexen Röstprozess bis zum Ladenregal ist es ein langer Weg.

Technische Probleme sind zu lösen und viele Vorschriften zu beachten, die das deutsche Lebensmittelrecht beziehungsweise das IFS Food (International Featured Standards Food) vorschreiben. Auch der Transport der Kaffeeprodukte innerhalb der Röstereien will gut geplant und professionell realisiert sein. Kaffeesorten in unterschiedlichen Verpackungen müssen von der Abfüllanlage bis zur Verpackungsstation transportiert werden.

Umfangreiche Anforderungen
Auf Anfrage einer großen deutschen Kaffeerösterei entwickelte MiniTec eine umfassende Materialflusslösung, welche die vielfältigen Anforderungen perfekt erfüllte. Hier war von Vorteil, dass MiniTec bereits seit vielen Jahren auf Lösungen für Materialfluss und Automatisierung spezialisiert und mit seinem Gliederkettenfördersystem GKF, dem Profilsystembaukasten und Komponenten wie Wendelförderer bestens für diese Themen gerüstet ist. Gefragt war eine individuelle Intralogistiklösung, welche den Transport von Kaffeedosen und Verpackungsbeutel zwischen der Abfüllanlage und Kartonverpackung ermöglichen sollte. Rund 1,2 Kilometer über verschiedene Ebenen und hohes Tempo bei großer Laufruhe – dies waren nur einige der Wünsche.

Förderstrecke für den Materialfluss.

Für eine große Rösterei plante, entwickelte und installierte MiniTec eine individuelle Materialflusslösung.

Gut gerüstet mit Gliederkettenfördersystem
Mit dem flexiblen und energieeffizienten Gliederkettenfördersystem GKF hat MiniTec für solche Anforderungen ein System geschaffen, das vielfältige Lösungen ermöglicht. Förderlängen von mehr als 1.000 Meter mit Weichen, Pufferstrecken und Vereinzelern sind realisierbar. Einschließlich der Antriebe ist das gesamte System modular aufgebaut und bietet für jede Konfiguration Standardlösungen an. Und wie alle Produkte basiert auch diese Technik auf dem bewährten MiniTec-Baukastensystem: Alle Komponenten passen für Erweiterungen, Anbauten oder eventuell notwendige Schutzeinrichtungen perfekt zusammen.

Es können beispielsweise Unterkonstruktion, Seitenführungen, Sensoren, Auffangwannen und Anbauten an jeder Stelle leicht eingebaut und flexibel an die Gegebenheiten vor Ort angepasst werden. Die speziellen Anforderungen der Nahrungsmitteloder Getränkeindustrie sowie Vorgaben für Verpackungslinien. Kosmetikproduktion, pharmazeutische Industrie oder des Maschinenbaus sind umsetzbar.

Komplexe Förderaufgaben
Für die Kaffeerösterei entwickelten und fertigten die MiniTec-Techniker innerhalb eines kurzen Zeitraums von zwei Monaten eine komplette Förderanlage, die für den Transport von Kaffee in Dosen (PAD Dosen) sowie im Kaffeebeutel (ganze Bohnen bis 1000 Gramm) ausgelegt ist. Die Förderleistung musste entsprechend den Produktionsgegebenheiten sehr hoch sein und bis zu 180 Dosen pro Minute auf den Werkstückträgern betragen. Auch für die Zuführung (20 Meter pro Minute) und die Abführung (40 Meter pro Minute) waren die Anforderungen hoch gesteckt.

Sicherer Lauf über 1,2 Kilometer
Sobald die Kaffeeverpackungen von der Abfüllstation in der Rösterei auf den 1,2 Kilometer langen Weg gehen, sind Höhendifferenzen zu überwinden, Weichen und Verteilstationen zu passieren, meistens auf sehr engem Bauraum. Gerade hier zeigen sich die konstruktiven Vorteile des GKF-Systems, das mit Modulbandketten in den Spurbreiten 152 und 229 Millimeter für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie ausgerüstet ist.

Von Vorteil sind hier die vielen Standardkomponenten des Baukastensystems, die das Realisieren von horizontalen und vertikalen Kurven ermöglichen. Aber auch Kurvenräder für enge Radien, Flachketten aus Kunststoff oder Stahl, Röllchen-, Mitnehmer- und Staurollenketten sowie verschiedene Motoren. Und für stufenlos regelbare Fördergeschwindigkeiten stehen Antriebe mit Frequenzumrichtern zur Verfügung.

Über Berg und Tal mit Wendelförderer
Die örtlichen Gegebenheiten stellten eine Herausforderung für den Materialfluss dar, denn ein großer Teil der Förderanlage musste unter der Hallendecke in drei bis fünf Meter Höhe montiert werden. Zudem waren Brandschutzvorschriften zu berücksichtigen. Diese verlangten die Führung der Förderstrecken durch Brandschutzwände mit Brandschutztor und Quellkörpern bei beengten Platzverhältnissen. Hierfür wurden neun Speichertürme mit je 50 Meter Förderstrecke integriert, die auch bei Volllast einen konstanten Materialfluss sichern. Die Produktionshallen der Rösterei sind durchzogen von Förderstrecken, über mehrere Ebenen.

Die Anforderungen waren sehr speziell: Rund 1,2 Kilometer über verschiedene Ebenen und hohes Tempo bei großer Laufruhe.

Neben langen Strecken sind auch Höhenunterschiede zu überbrücken. Eine elegante wie sinnvolle Komponente für solche Anwendungen ist der Wendelförderer WF 3000 von MiniTec. Mit dieser Anlage lassen sich Förderhöhendifferenzen von bis zu drei Metern überbrücken. Der Wendelförderer bietet aber auch gleichzeitig einen zweiten großen Vorteil: Er dient als Speicher beziehungsweise Puffer für Fördergüter auf einer sehr geringen Grundfläche. Auf der Förderstrecke von bis zu 50 Metern, bei einem Raumbedarf von nur rund drei Quadratmetern, erlauben solche Anlagen auch bei voller Auslastung einen konstanten Materialfluss. Für den Betrieb der Anlage sind zwei Elektromotoren ausreichend, was sich in der Energiebilanz positiv bemerkbar macht.

Für die Synchronisierung beziehungsweise Abstimmung der Motoren kommt modernste Regelungstechnik zum Einsatz, die geschwindigkeitsdynamische Anwendungen ermöglicht. Die gesamte Anlage ist zudem durch konstruktive Merkmale und optimierte Gleitleisten auf einen äußerst geräuscharmen Betrieb getrimmt. Durch den Einsatz hochwertiger Komponenten ist ein nahezu wartungsfreier Einsatz möglich, der Wendelförderer ist außerdem äußerst unempfindlich gegen Verschmutzungen. In Kombination mit der energiesparenden Motorisierung wird dadurch eine hohe Wirtschaftlichkeit in der Fertigung erzielt.

Ein großer Teil der Förderanlage wurde unter der Hallendecke in drei bis fünf Meter Höhe montiert.

Energieverbrauch reduziert
Auch eine hohe Energieeffizienz war vom Auftraggeber für die Anlage gefordert. Die MiniTec-Techniker konnten dies mit sparsamen Elektromotoren, einer bedarfsgesteuerten Geschwindigkeitsregelung sowie Streckenabschaltungen bei Leerlauf realisieren. Um eine hohe Ausfallsicherheit zu erreichen wurden neben den MiniTec-Qualitätskomponenten auch hochwertige Antriebe und Steuerungen verbaut. Für den Antrieb kommen 74 SEW-Antriebsmotoren mit Feldverteiler 7 und Profibusansteuerung zum Einsatz, die Steuerungsaufgaben übernimmt eine Siemens S7 Safety SPS mit 180 Ein- und Ausgängen.

Immer in der richtigen Lage
Eine weitere Besonderheit ergab sich während des Betriebs der Anlage: Die Kaffeepäckchen sollten in eine definierte Lage gebracht werden. Besonderheit: Die Pakete mussten mit dem Boden nach vorne umgelegt werden, wofür anfangs eine Abweis-Schiene zum Einsatz kam. Weil die Taktzeit von 40 auf 60 Einheiten pro Minute erhöht werden sollte, war dieses Verfahren jedoch nicht mehr tauglich. Die MiniTec-Techniker entwickelten hierfür einen „Wendestern“. Dabei handelt es sich um eine kreisförmige Konstruktion, bei der die Kaffeepäckchen beim Drehen von Schaufeln nach vorne umgelegt werden. Vor der Realisierung galt es jedoch zu prüfen, ob dies auch in der Praxis funktioniert. Gerade wegen der hohen Takt-Geschwindigkeit wollteman sicherstellen, dass es später keine Probleme gibt, dass die Pakete beispielsweise nicht hängen bleiben oder aufplatzen.

Hierfür kam eine Simulationslösung zum Einsatz, die einen digitalen Probelauf ermöglichte. Aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse wurden verschiedene Änderungen für die Modellanlage umgesetzt, bis diese reibungslos arbeitete. So wurden beispielsweise Führungsschienen eingebaut, damit die Kaffeepäckchen in der Spur bleiben und nicht vom Band fallen. Der Aufwand zahlte sich aus: In der fertigen Anlage funktionierte der Ablauf von Beginn an völlig problemlos. Ganz nebenbei reduzierte diese Vorgehensweise auch die Gesamtdurchlaufzeit für das Projekt.

Erfahrung in Materialfluss und Automatisierung
Eine Förderanlage dieser Größenordnung bedarf nicht nur genauer Planung, auch die Installation sowie die Feinjustierung für die Produktionsabläufe muss genauestens ausgeführt werden. Hier profitieren die MiniTec-Kunden von der langjährigen Erfahrung des Ingenieurteams in der Automatisierung und Anlagentechnik in vielen Branchen. Bei dem Kaffeeröster konnte der Aufbau und die Inbetriebnahme in nur zwei Monaten realisiert werden. Seit diesem Zeitpunkt ziehen die Kaffeeprodukte ihre Bahnen: Mit der geforderten Laufruhe bei hoher Geschwindigkeit und absolut zuverlässig.

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