Neue Linien- und Energiekonzepte dank revolutionärer Füll- und Verschließtechnologie
Anders denken – und die Bierabfüllung revolutionieren
Eine revolutionäre Abfülltechnik als Teil einer ressourcenschonenden Brauerei der Zukunft. Freiwerdende Kühlenergie, die an anderer Stelle klug eingesetzt werden kann. Ein verringertes mikrobiologisches Risiko beim Abfüllen. Und nicht zuletzt: Füllen und Verschließen in einer Einheit, und zwar in weniger als fünf Sekunden und noch dazu bei Umgebungstemperaturen. Wenn es um den Dynafill geht, ist die Liste an echten USPs lang – und schnell wird deutlich: Die Maschine ermöglicht völlig neue Energie- und Linienkonzepte.
Auf einen Blick
- Kombinierter Füll- und Verschließprozess auf einer Maschine
- Maximalleistung: 80.000 Behälter pro Stunde
- Der Dynafill ermöglicht
- Abfülltemperaturen bis zu 30 °C
- reduzierten Energiebedarf in der gesamten Brauerei
- neuartige Linienkonzepte
Füll- und Verschließelement
Füllen und Verschließen in einer Funktionseinheit: Was vor rund zehn Jahren mit einer Vision begann, wurde 2017 Realität mit der Vorstellung der ersten Maschine auf der drinktec. Mittlerweile hat Krones den Dynafill zur Serienreife gebracht, erprobt unter verschiedensten Bedingungen im Feld und weiterentwickelt auf Basis des wertvollen Feedbacks erfahrener Abfüllbetriebe.
Außerdem: Demontage-Vorrichtung für eine bedienerfreundliche Wartung
Manuell eingesetzte CIP-Kappe
Flaschenhals-Dichtung zur Verarbeitung verschiedener Formate
Dezentral angeordnete Vorsteuerventile
Servo-Verschließer für Standard-und Twist-off-Kronenkorken
Diagonal verfahrbares Füllventil
Dynafill AI
Produkttemperatur, CO2 -Gehalt: Ändern sich beispielsweise derartige Produktparameter, so muss auch der Druck im Produkttank des Dynafill nachjustiert werden, um die korrekte Füllhöhe zu erreichen. Doch statt wie bisher manuell durch das Bedienpersonal, übernimmt diese Aufgabe jetzt das intelligente Regelsystem Dynafill AI – und zwar dank künstlicher Intelligenz präzise, schnell und vollautomatisch.
Auf einen Blick
- Kombination aus Soft- und Hardware: intelligente Prozesssteuerung auf der Grundlage von künstlicher Intelligenz (KI)
- Im täglichen Betrieb: Dynafill AI misst die wichtigsten Produktparameter und justiert bei Bedarf den Fülldruck nach.
- Bei geplanten größeren Änderungen oder beim Umstellen auf neue Produktsorten: Das System wird über die Krones IIoT-Plattform neu trainiert und lernt somit, auch unter den neuen Gegebenheiten den Fülldruck präzise auf die richtige Füllhöhe einzustellen.
Ändert sich beispielsweise die Temperatur des Produkts aufgrund eines geplanten Stopps – zum Beispiel bei einem Produktwechsel – oder aufgrund eines ungeplanten Stopps bei hoher Umgebungstemperatur, wären Anpassungen am HMI des Füllers erforderlich, um die richtige Füllhöhe zu erreichen. Diese Aufgabe übernimmt Dynafill AI jetzt vollkommen automatisch.
Ausgangssituation
- Die Füllhöhe kann nicht mechanisch oder per Sensor geregelt werden, sondern nur durch Anpassung des Kesseldrucks.
- Manuelles Regeln des Kesseldrucks führt zu hohen Ausschussraten und hohem Bedieneraufwand.
- Herkömmliche Ansätze zum Regeln des Drucks während der Anlaufphase sind zu langsam und führen zu hohen Ausschussraten.
Herausforderungen
- Hohe Latenzzeit bei der Messung (20 s bis zum Erreichen der gemessenen Füllhöhen)
- Sehr empfindliche Steuerung (Änderung des Kesseldrucks um 0,01 bar → Veränderung der Füllhöhe von 1 mm)
- Sehr großer Temperaturbereich (3-21 °C) während des Hochlaufs → entspricht 1,35 bar gegenüber 2,3 bar
Regelmodell
- Die KI-basierte Steuerung des Krones Dynafill errechnet mit Hilfe eines Machine-Learning-Modells aus den gemessenen Sensordaten automatisch den optimalen Kesseldruck. Die gewünschte Füllhöhe wird so mit hoher Effizienz und Genauigkeit erreicht.
- Das Regelmodell reagiert sofort auch auf Abweichungen des CO2 -Gehalts oder der Temperatur während der Produktion.
- Jede Sorte hat einen eigenen Satz vorgegebener Parameter für verschiedene Temperaturen, d.h. eine Sorte kann ohne Eingreifen von 5-30°C betrieben werden (siehe Grafik).
- Das Steuersystem wird auf einem separaten Gerät betrieben und gleicht Produktionsschwankungen vollautomatisch aus.
- Die Mess- und Steuerdaten werden zur weiteren Optimierung genutzt.
Geschwindigkeit und Footprint
Im Vergleich zu konventionellen Systemen reduziert sich beim Dynafill
- die Zeit des Füll- und Verschließvorgangs um 50 Prozent auf rund fünf Sekunden.
- die Dauer des Füllprozesses auf nur rund 0,5 Sekunden.
- die Anzahl an Füllventilen von 100 auf 66, und das bei einer gleichbleibenden Leistung von 36.000 Behältern pro Stunde.
- die Aufstellfläche um 50 Prozent, da weder Verschließer noch die entsprechenden Transfersterne benötigt werden.
Neuartige Linienkonzepte denkbar
Der Dynafill wirkt sich nicht nur positiv auf die Abfüll- und somit die Produktqualität aus, sondern ermöglicht auch völlig neue Ansätze eines Liniendesigns:
- Da beim Dynafill selbst während eines Stillstands der Maschine alle gefüllten Flaschen ja auch schon verschlossen sind, wird keine Leerfahrstrecke an Transporteuren nach dem Füller benötigt (wie bei konventionellen Füllsystemen).
- Dank seines deutlich geringeren Footprints lassen sich nun selbst bei Brownfield-Projekten mit einem limitierten Platzbedarf bisher nicht denkbare Leistungssteigerungen erzielen.
- Gänzlich neue Designmöglichkeiten ergeben sich für Greenfield-Projekte: Zum einen ist selbst bei unterschiedlichen Behältergrößen die Abfüllleistung relativ ähnlich (z. B. Großbehälter zu 0,5-Liter-Flasche), zum anderen ist auch der Maschinen-Footprint deutlich geringer. So können bereits in der Planungsphase komplett neue Linien- und Transporteurverläufe eingeplant werden.
Baugrößen-Vergleich
Für einen schnellen Wechsel: Klammersterne MultiGuide Base
Wie bei all seinen Glasfüllern setzt Krones auch beim Dynafill zukünftig die Multifunktions-Klammersterne MultiGuide Base für das Flaschen-Handling ein. Anders als die bisherigen Garniturenteile, die jeweils auf Behälterformat und -größe ausgelegt sind, können die Klammersterne das komplette Sortiment mit sämtlichen gängigen Flaschenformaten verarbeiten.
Vorteile:
- Reduzierung der Wechselzeiten auf ein Minimum
- Verringerter Platzbedarf, da auf die sonst benötigten Garniturensätze verzichtet werden kann
- Keine Kontaminationsgefahr, da keine Bedienereingriffe im Füll- und Verschließbereich mehr nötig sind
- Im Falle eines Austauschs einer Klammer: extrem einfache und reproduzierbare Montage in nur einer Minute; keine Feineinstellung erforderlich
Ihre Vorteile
Dezentrale Elektronik
Im Rahmen einer dezentralen Elektronik-Versorgung ist der Steuerblock nun direkt in das Füllventil integriert. Dadurch kann der E-Turm kleiner dimensioniert werden.
Ideal zu reinigen
Der Dynafill ist ein geschlossenes System. Das Füllventil sowie die Verschließeinheit sind in den CIP-Kreislauf integriert.
Reduzierter Platzbedarf
Dank des 2-in-1-Prinzips benötigt der Dynafill deutlich weniger Platz als eine vergleichbare Füller-Verschließer-Kombination. Da der Füller bei einer Störung in der Abfülllinie außerdem nicht leer gefahren werden muss, lässt sich die Pufferstrecke zur Etikettiermaschine reduzieren. Der Etikettierer kann auch direkt mit dem Füller geblockt werden.
Höhere Ausstoßleistungen
Zukünftig ist mit dem Dynafill ein höherer Gesamtlinienausstoß möglich als mit konventionellen Systemen: Es lassen sich 80.000 Behälter pro Stunde verarbeiten.
Stabilität im Füllprozess
Getränke lassen sich auf dem Dynafill nicht nur kalt, sondern auch warm abfüllen (Temperaturen bis 30 °C) – die Prozessdauer liegt ebenfalls bei unter fünf Sekunden. Der Füllprozess bleibt dabei immer stabil.
Geringerer CO2-Verbrauch
Der CO2-Verbrauch liegt 20 Prozent unter dem konventioneller Systeme.
Gesteigerte Abfüllqualität
Der geschlossene hygienische Füll- und Verschließbereich sorgt für optimale Produktreinheit, denn es muss kein Rückgas in den Produktkessel zurückgeführt werden. Außerdem ist keine Hochdruckeinspritzung erforderlich und beim Füllen geht kein Produkt verloren.