Zodat de vulling in de cleanroom niet de bottleneck wordt

Machine volledig © gustav-obermeyer.com

Voorgrond invoerstation © gustav-obermeyer.com

Hier findet die Abfüllung und Verschraubung statt © gustav-obermeyer.com

Productmonsters © gustav-obermeyer.com

Figuur 1 - Compacte volautomaat in de cleanroom - Goede flessen (IO) worden naar de secundaire verpakking getransporteerd. Slechte flessen (NIO) blijven ter inspectie in de vulruimte.

Demografische verandering, sterk schommelende ordervolumes, korte of vervroegde levertijden – wie kan, ontwikkelt zijn handmatige of halfautomatische vulling verder richting volautomaten. Maar hoe zit het bijvoorbeeld met de ruimtebehoefte?

Productieruimtes in hygiënische omgevingen en vooral in cleanrooms zijn duur en daardoor schaars. Ze moeten altijd optimaal worden benut. De uitdaging is om bestaande ruimtes zo goed mogelijk te gebruiken, en de machinefabrikant kan hier met slimme concepten een belangrijke bijdrage aan leveren. Tegelijkertijd zijn de eisen door de voortdurende productie divers. Aan de werkplek hangt de kwaliteit van het product in belangrijke mate af van de werkwijze, de grondigheid, de vaardigheid en de relevante ervaring van de uitvoerende persoon. Niet alleen eenzijdige belasting door steeds dezelfde handelingen bij grotere batchgroottes kunnen productiefouten veroorzaken met alle bekende gevolgen en bijkomende kosten. Automatisering is daarom vaak de moeite waard.

Hieronder worden twee verschillende benaderingen van het machineconcept gepresenteerd, die ook bij zeer complexe en individuele eisen van het product, de verpakking en de omstandigheden bij de klant tot het gewenste resultaat leiden:

Zelfstandige modules koppelen

Bij deze variant biedt de machinefabrikant praktijkervaring met modules voor de afzonderlijke sorteer-, vul- en verpakkingsstappen als een keten aan. Hoe complexer de taak, des te langer wordt de modulketen. De interfaces zijn duidelijk gedefinieerd en flexibel. Ze garanderen een veilige productieprocedure. Een module kan bijvoorbeeld een reeksvuller zijn, een andere een dopopzetter met schroefmachine, bijvoorbeeld in carrouselform. Extra voor- of achtergeschakelde modules voor het reinigen van de containers, inspectie van de primaire verpakking of serialisatie kunnen worden geïntegreerd. Voordelen van dit concept zijn doorgaans een geoptimaliseerde output en de door standaardisatie vereenvoudigde service van de standaardcomponenten. Daartegenover staan de relatief grote investeringskosten in de som van de afzonderlijk te plaatsen modules en het hogere ruimtegebruik in de cleanroom. Als de verkoopcijfers na de investering achterblijven bij de verwachtingen, kan dat een negatieve invloed hebben op de rendementscijfers van de investering.

Functiebouwstenen verenigen

De tweede benadering richt zich op het verenigen van afzonderlijke functiebouwstenen in een machineframe. Het resultaat zijn compacte vul- en sluitmachines die gemeenschappelijke elementen gebruiken. Elke machine wordt een uniek exemplaar, omdat de functiebouwstenen zo goed mogelijk op de wensen van de klant worden afgestemd. De machine kan in zijn uiterlijke vorm bovendien worden aangepast aan de ruimtelijke omstandigheden bij de klant. Bijvoorbeeld kan de positie van de bediener of de richting van de productstroom naar binnen of naar buiten worden gekozen. Klant en constructeur selecteren op basis van het gezamenlijk opgestelde eisenpakket uit verschillende concepten voor het containertransport het beste, om bij het voorbeeld te blijven. Voor compacte machines zijn de ronde takttafel of de revolveropstelling zeer gangbaar, maar ook lineaire oplossingen met een transportband of een schroefvoeder zijn mogelijk. Hoewel deze aanpak meestal gepaard gaat met een grotere adviesbehoefte en meer uitgebreide personalisaties, is een bijzonder voordeel dat er een machine ontstaat met een laag ruimtegebruik. Bovendien kunnen speciale functies gemakkelijk worden gepland of later worden ingebouwd, omdat er bij deze oplossingsrichting geen strakke oplossingsruimte is. Alles wat denkbaar is, kan worden gerealiseerd om aan de eisen te voldoen.

Voor een klant uit de farmaceutische industrie heeft Gustav Obermeyer GmbH & Co. KG in Plauen, Saksen, de tweede benadering toegepast om een bijzonder compacte installatie te ontwerpen. In de cleanroom was slechts ongeveer 12 m² totale ruimte beschikbaar. Het was de uitdaging om op deze beperkte oppervlakte een flessenvul- en sluitmachine voor poeder onder te brengen. Het beperken van de volautomaat tot de breedte van de ruimte was een grote uitdaging. Alle elementen die door de bediener moeten worden gecontroleerd en gevuld, werden aan één zijde uitgelijnd. De zijde van de machine die van de bediener af ligt, moest direct tegen een muur staan. Aan de muur mogen daarom alleen componenten worden geplaatst die zelden toegankelijk hoeven te zijn. Achter de muur bevindt zich de ruimte met de secundaire verpakking. IO-flessen of productflessen kunnen alleen door de machine heen in deze aangrenzende ruimte komen; slechte flessen of NIO-flessen worden via een transportband langs de cleanroomwand, om de machine heen, naar het bereik van de bediener getransporteerd.

De klant kon met deze op maat gemaakte installatie, afgestemd op de aanwezige ruimtelijke omstandigheden en de bijzonderheden van het verpakkingsproces, de output van maximaal 8 flessen per minuut bij een handmatige werkplek verhogen tot 35 flessen per minuut met de volautomaat. De bediener ervaart zo een noodzakelijke ontlasting en de machine bewaakt nu betrouwbaar en zonder vermoeidheid de kwaliteit van elke fles. De medewerker hoeft alleen nog in te grijpen bij storingen en voor reiniging.

Doordat nu de vierkante productiecapaciteit beschikbaar is, zijn aanzienlijk hogere verkoopcijfers mogelijk en kan een grotere batch veel sneller worden geproduceerd en op de markt gebracht. De goed opgeleide medewerkers van de voormalige handmatige vulling kunnen zich nu richten op waardevollere taken. Ze zijn voorbereid om de meer veeleisende taken van het in- en ombouwen van de machine op zich te nemen. Nieuwe medewerkers, die nog onvoldoende vertrouwd zijn met de bedrijfsspecifieke bijzonderheden, kunnen de bediening van de machine gemakkelijk leren via het grote touch-HMI met symbolen en afbeeldingen. Controleposten van verschillende aard bewaken voortdurend en betrouwbaar het vul- en verpakkingsproces. Een gebruikersbeheer met verschillende machtigingsniveaus en een geïntegreerde audittrail ondersteunen een veilige kwaliteitsproductie.