Sensorlösungen für die Getränkeabfüllung
Getränkeabfüllanlagen befüllen Glasflaschen, Dosen und PET-Behälter hochautomatisiert und mit beeindruckender Geschwindigkeit. Neben einem hohen Durchsatz sind insbesondere Zuverlässigkeit und maximale Anlagenverfügbarkeit entscheidende Faktoren für einen effizienten Produktionsprozess. Als Marktführer für Sensorik in der Getränkeabfüllung bieten wir maßgeschneiderte Lösungen für sämtliche Anwendungen entlang der Prozesskette – von der Abfüllung über Etikettierung und Verpackung bis hin zur Palettierung und zum Versand.
Die Getränkeabfüllung stellt höchste Anforderungen an die eingesetzte Sensorik. Unterschiedlichste Behältertypen müssen zuverlässig erkannt und verarbeitet werden. Hierfür sind speziell optimierte Sensorlösungen erforderlich, die über sehr kurze Ansprechzeiten verfügen, transparente Objekte sicher detektieren und zuverlässig zwischen gefüllten und leeren Behältern unterscheiden können.
Sensoren entlang des Abfüllprozesses
Für die vielfältigen Anforderungen in der Getränkeabfüllung stehen unterschiedliche, optimal abgestimmte Sensorlösungen zur Verfügung. Bei der zuverlässigen Erkennung transparenter Medien kommt es insbesondere auf eine hohe Detektionssicherheit an. Eine integrierte Trackingfunktion kompensiert mögliche Verschmutzungen der Optik und trägt dadurch zu einer höheren Anlagenverfügbarkeit bei.
Unsere Sensorlösungen kommen entlang des gesamten Abfüllprozesses zum Einsatz – vom Abfüllprozess über den Flaschentransport und die Qualitätssicherung bis hin zu Safety-Anwendungen. Die nachfolgende Grafik zeigt die einzelnen Prozessschritte im Überblick.
Klicken Sie auf die nummerierten Applikationen, um mehr über die jeweiligen Sensorlösungen zu erfahren.
Anwendungsbereiche in der Getränkeabfüllung
Der gesamte Abfüllprozess umfasst eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoranwendungen, die sich in die Bereiche Abfüllung, Flaschentransport, Qualitätssicherung und Sicherheit gliedern lassen.
Praxisberichte aus der Getränkeindustrie
Applikationen beim Abfüllen von Getränken
Erkennen von PET-Preform Rohlingen
Anforderung:
In Abfüllanlagen für Kunststoffflaschen werden aus Preforms PET-Flaschen geblasen. Dazu muss die transparente Preform auf der Zuführung zur Streckblasmaschine erkannt werden.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranken der Serien 25C, 55C und 18B mit Autokollimation erkennen transparente Objekte zuverlässig. Sie eignen sich optimal für Detektionsaufgaben an Streckblasmaschinen und kompensieren dabei Temperaturschwankungen und Verschmutzungen.
Detektion von PET-Flaschen
Anforderung:
Nachdem der Rohling (Preform) erhitzt und in die Form geblasen wurde, muss die nun sehr dünne und hochtransparente PET-Flasche mit extrem hoher Zuverlässigkeit vom Sensor erkannt werden. Nur so kann ein störungsfreier Betrieb der Streckblasmaschine gewährleistet werden.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranken der Serien 55C und 18B mit Polarisationsfilter sind speziell für die Erkennung von hochtransparenten Flaschen entwickelt. Eine Temperatur- und Verschmutzungskompensation gleicht Umgebungseinflüsse aus. So ermöglichen sie einen langfristigen Betrieb der Maschine ohne ungeplante Wartungen.
Flaschenerkennung am Übergabestern
Anforderung:
Die Flaschenabfüllung zeichnet sich durch sehr hohe Geschwindigkeiten aus. Für einen reibungslosen Prozess muss vor der Befüllung sichergestellt werden, dass alle Positionen des Übergabesterns mit Flaschen besetzt sind.
Lösung:
Der Lichttaster HT 55C.V mit Hintergrundausblendung erkennt Flaschen in der Abfüllung zuverlässig und ohne Reflektor. Eine ECOLAB-Zertifizierung und der erweiterte Leuze Reinigungsmittel-Langzeittest CleanProof+ stellen die Funktionalität des Sensors in Nassbereichen und bei intensiven Reinigungsprozessen sicher.
Füllstandserkennung bei der Abfüllung
Anforderung:
In einer Füllmaschine wird Wasser in Behälter abgefüllt. Der Füllstand muss bei allen Behältern exakt gleich hoch sein – eine Unterfüllung soll verhindert werden.
Lösung:
Die Einweg-Lichtschranken LS / LE55CI.H2O sind für die Erkennung wässriger Flüssigkeiten und zur Füllhöhenkontrolle entwickelt. Das Sender- und Empfängersystem der Edelstahl-Serie 55C im Wash-Down-Design hat eine hohe Durchstrahlleistung und kommt auch bei nicht transparenten Behältern und Behältern mit Kunststoffetiketten zum Einsatz.
Applikationen beim Flaschentransport
Erkennen von Überstand an Flaschen-Waschmaschine
Anforderung:
Mehrwegflaschen werden über einen Massentransport zur Flaschenreinigungsmaschine transportiert und dort in Gassen vereinzelt. Über ein Greifersystem werden sie danach automatisch in die Reinigungszellen eingelegt. Sensoren werden eingesetzt, um mögliche Kollisionen oder „hüpfende“ Flaschen zu erkennen.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranken der Serie 46C im Kunststoffgehäuse mit Schutzart IP 69K sind für diese Applikation mit hoher Funktionsreserve ausgestattet. Die besondere Lichtfleckgeometrie reagiert nur auf Flaschen, nicht auf Spritzer, und stellt so eine hohe Verfügbarkeit sicher.
Unterscheidung von gefüllten Flaschen
Anforderung:
Nach dem Füllprozess müssen leere Flaschen detektiert werden, um Leckagen an PET- oder Glasflaschen zu erkennen. Besonders anspruchsvoll wird dies, wenn sich eine klare Flüssigkeit in einem nicht transparenten Behälter befindet.
Lösung:
Die Einweg-Lichtschranke LS / LE 55CI.H2O ist mit einer dafür optimalen Wellenlänge für die Erkennung von wässrigen Flüssigkeiten in transparenten oder undurchsichtigen Behältern entwickelt. Die Reinigungs- und Umgebungsanforderungen sind in der Abfüllung hoch, deshalb sind die Sensoren in Edelstahlgehäusen mit Schutzart IP 69K ausgeführt.
Flaschenerkennung im Transport
Anforderung:
Für den weiteren Abfüllprozess müssen die Flaschen in Abständen positioniert werden, um einen Zusammenprall von Flaschen und damit Geräuschbelästigung zu vermeiden. In der Transportstrecke befinden sich kurze Förderabschnitte, in denen Sensoren die Position der transparenten Flaschen erkennen.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranken der Serien 18B und 55C sorgen mit einem fokussierten Lichtfleck und Autokollimation (zur Erkennung von kleinen Signalunterschieden) für einen langfristigen störungsfreien Betrieb.
Füllgraderkennung im Massenstrom
Anforderung:
Behälter werden im Massenstrom auf Transportbändern zur nächsten Station transportiert. Für einen kontinuierlichen Fluss muss der Füllgrad überwacht werden. Um unterschiedliche Behältergrößen und -formen zuverlässig zu erkennen, ist ein Sensor mit großem Erfassungsbereich erforderlich.
Lösung:
Die robusten und unempfindlichen Ultraschalltaster HTU 318 bzw. HTU 418 in Metall- oder Kunststoffgehäusen mit großer Erfassungskeule, sowie mit ein oder zwei unabhängig per IO-Link einstellbaren Schaltpunkten eignen sich optimal für wechselnde Behälterformate oder -farben.
Positionserkennung im Massenstrom
Anforderung:
Um Störungen im Massenstrom zu erkennen, kann von oben ein gleichförmiges Profil der Oberflächen erstellt werden. Lücken, z. B. durch umgefallene Dosen, müssen zuverlässig erkannt werden.
Lösung:
Der Lichtvorhang CML 700 in V-Anordnung ist für die Vermessung bewegter Objekte im Durchlauf entwickelt und erkennt Störungen über die ganze Messbreite hinweg. Da Fehlstellen kein Licht vom Sender in den Empfänger reflektieren, erkennt der Sensor diese sofort. Verschiedene Schnittstellen stehen zur Verfügung.
Gassenkontrolle bei Gebindebildung
Anforderung:
Für die Gassenkontrolle in der Zuführung zur Gebindebildung sollen Lücken vermieden werden. Dazu werden die Behälter in Gassen aufgereiht und an geeigneten Stellen aufgestaut. Eine auftretende Lücke muss erkannt und über die Transportbandsteuerung behoben werden.
Lösung:
Eine einfache Lösung stellen mechanische Bügel in Verbindung mit Sensoren zur Endlagenerkennung dar. Über Metallwinkel an den Kunststoffbügeln kann die Endlage mit einem induktiven Sensor IS D18 oder IS 218 in Metall- oder Edelstahlgehäusen erkannt werden.
Positionskontrolle in explosionsgefährdeten Umgebungen
Anforderung:
Bei der Abfüllung von explosionsfähigen Materialien, wie leicht flüchtige Stoffe oder Stäube, müssen besonders geschützte Sensoren zum Einsatz kommen. Optische Sensoren benötigen in gefährdeten Bereichen eine ATEX-Zertifizierung.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranke der Serie 55 Ex in Kombination mit einem Reflektor ist eine zuverlässige Lösung für die Positionserkennung in explosionsgefährdeten Zonen. Sensoren der Serie 55 Ex sind für Umgebungen der Ex-Zone 2 (Gas) bzw. 22 (Staub) geeignet.
Applikationen bei der Qualitätskontrolle
Anwesenheitskontrolle von Verschlüssen
Anforderung:
Nach dem Füllvorgang werden die Flaschen automatisch mit Drehverschlüssen oder Kronkorken verschlossen. Für einen kontinuierlichen Produktionsprozess muss die Präsenz der Verschlüsse in der Zuführung geprüft werden. Dabei kann nicht immer ein Reflektor angebaut werden.
Lösung:
Die Anwesenheitskontrolle kann mit den 3C Reflexions-Lichtschranken gelöst werden. Kann kein Reflektor angebaut werden, eignet sich ein Lichttaster mit langem Lichtfleck HT 3C.HL für unterbrochene und unregelmäßige Objekte. Für die Detektion von Kronkorken kann alternativ ein Induktivsensor der Serie IS 200 eingesetzt werden.
Deckelzuführung
Anforderung:
In Abfüll- und Verschließmaschinen müssen in der Deckelzuführung einzelne Verschlüsse auf dem Weg zur Verschlussmaschine zuverlässig erkannt werden.
Lösung:
Die Gabellichtschranken GS 04B und GS 08B eignen sich ideal zur Detektion kleiner Teile. Da sich Sender und Empfänger in einem Gerät befinden, lässt sich die kompakte Lösung einfach und ohne Justageaufwand integrieren. Die Sensoren werden quer zur Zuführung positioniert, so unterbricht jeder Verschluss den Lichtstrahl.
Verschlusskontrolle
Anforderung:
Nach dem Verschließen der Flaschen wird an einer Prüfstation der Sitz des Deckels geprüft. Nur korrekt sitzende Deckel stellen den einwandfreien Verschluss der Flasche sicher.
Lösung:
Der Simple Vision Sensor IVS 1000i kann mit seinem umfangreichen Toolset feststellen, ob der Flaschendeckel korrekt verschlossen ist. Eine benutzerfreundliche, grafische Oberfläche sorgt für eine schnelle Einrichtung und einen reibungslosen Betrieb des Sensors.
Erkennen von Positionen
Anforderung:
In den schnellen Prozessen der Getränkeabfüllung ist eine möglichst präzise Erkennung von Behältern wichtig. Bei Inspektionsmaschinen muss die Kamera positionsgenau getriggert werden. Dazu sind Sensoren mit kurzen Ansprechzeiten und fokussiertem, ausgerichtetem Lichtfleck erforderlich.
Lösung:
Reflexions-Lichtschranken mit Laserlicht der Serie 3CL im Kunststoffgehäuse oder der Serien 55CL und 18B in Metallgehäusen ermöglichen eine präzise Triggerung mit sehr kleinem Gitter.
Applikationen im Bereich Arbeitssicherheit
Sicherung von Gefahrstellen bei der Flaschenreinigung
Anforderung:
Maschinenöffnungen sorgen für eine gute Zugänglichkeit der Anlage. Die Gefahrstellen müssen im Betrieb mit optischen Schutzeinrichtungen gesichert werden. Auch in rauen Umgebungen, beispielsweise bei Flaschenreinigungsmaschinen.
Lösung:
Die Sicherheits-Lichtvorhänge MLC 500 sind eine flexible Lösung zur Absicherung von Maschinenöffnungen. Sie sind mit einer Auflösung ab 14 mm und in Schutzfeldlängen bis 3.000 mm erhältlich. Für anspruchsvolle Umgebungen eignen sich die Varianten mit der Schutzart IP 69K in einer gekapselten Schutzröhre.
Überwachen von Türen und Klappen
Anforderung:
An Maschinen sind oft Türen oder Klappen erforderlich, beispielsweise zum Wechsel von Verbrauchsmaterialien oder zur Reinigung der Maschine. Diese müssen während des Betriebs geschlossen sein. Um Gefährdungen zu vermeiden, muss der Schließzustand sicherheitstechnisch überwacht werden.
Lösung:
Die magnetcodierten Sicherheits-Näherungssensoren MC 300 überwachen Türen und Klappen. Durch ihre geschlossene Bauart und die kontaktlose Funktionsweise eignen sie sich besonders für den Einsatz in rauen und feuchten Umgebungen. Mit ihren kubischen und zylindrischen Bauformen lassen sich die Geräte zudem einfach integrieren.
Sicherung von Gefahrstellen
Anforderung:
In einer Reinigungsanlage für Fässer und KEGS gibt es Zugänge für einen manuellen Eingriff. Zur Absicherung der Gefahrenstelle sind Sicherheitssensoren mit hoher IP-Schutzart erforderlich.
Lösung:
Die Sicherheits-Lichtvorhänge MLC 500-IP sichern Gefahrstellen in hygienesensiblen Bereichen und verfügen über die höchste Schutzart IP 69K. Dazu sind die Lichtvorhänge in einer transparenten und gekapselten Röhre montiert. Verschiedene Auflösungen und Schutzfeldlängen bieten die optimale Anpassung an die Anwendung.
Besondere Herausforderungen in der Getränkeabfüllung
Die Getränkeabfüllung stellt höchste Anforderungen an die eingesetzte Sensorik. Unterschiedlichste Behältertypen müssen zuverlässig erkannt und verarbeitet werden: Weichverpackungen aus Papier-Folienverbundmaterial, halbtransparente und farbige PET-Flaschen, die teilweise direkt vor der Fülllinie hergestellt werden, sowie Mehrwegflaschen aus transparentem oder farbigem Glas, Fässer und Kanister. Insbesondere Mehrweg-Glasflaschen und Fässer durchlaufen zusätzliche Reinigungsprozesse, bei denen Etiketten und Rückstände entfernt werden, bevor sie erneut eingesetzt werden.
Nach der Reinigung folgen weitere Prozessschritte wie die Sortierung nach Größe und Format sowie die optische Zustandsprüfung der Behälter.
Die hohen Fördergeschwindigkeiten, auftretende Vibrationen sowie wechselnde Temperaturen während Produktion und Reinigung dürfen die Detektionssicherheit nicht beeinflussen. Gleichzeitig erfordern moderne Produktionskonzepte schnelle Rezeptur- und Formatwechsel. Daher kommen zunehmend Sensorvarianten mit IO-Link zum Einsatz, die eine flexible Parametrierung, einfache Diagnose und schnelle Umrüstung ermöglichen.
Anwendungen mit häufigen Reinigungsprozessen und wechselnden Temperaturen erfordern eine hohe Beständigkeit gegenüber Reinigungsmitteln und ein robustes, hygienegerechtes Design. Diese Sensorlösungen erfüllen die genannten Anforderungen und sind optimal für Anwendungen geeignet, bei denen zuverlässige Detektion und hohe Widerstandsfähigkeit gleichermaßen gefordert sind.
Die Erkennung wässriger Flüssigkeiten in unterschiedlichsten Behältern erfordert auch unter anspruchsvollen Produktions- und Reinigungsbedingungen eine zuverlässige Detektion. Spezielle Einweglichtschranken ermöglichen hierfür eine zuverlässige Erkennung wässriger Flüssigkeiten. Die kompakten Edelstahlsensoren erfüllen die hohe Schutzart IP69K und verfügen über eine ECOLAB-Zertifizierung, wodurch sie auch anspruchsvollen Reinigungs- und Produktionsbedingungen dauerhaft standhalten.
