Abfüllanlagen – zentrale Maschinentechnik in der Getränkeindustrie

Rund 1.350 Milliarden Liter abgepackter Getränke wurden weltweit im Jahr 2021 konsumiert. [1] Ein Großteil davon wird in Flaschen auf den Markt gebracht. Die Verpackungstechnik für Getränke ist eines der wichtigsten Themen jedes Getränkeabfüllers, denn ohne leistungsstarke Abfüllanlagen könnte der Markt weltweit nicht versorgt werden. Passende Technik für kleine, mittlere und große Leistungen ist also gefragt: Auf der drinktec zeigen die Hersteller, welche Abfülltechnik für welches Getränk am besten geeignet ist.

Eine Komplettanlage eines Füllers
Messe München GmbH

Welche Abfüllmaschinen werden für Getränke eingesetzt?

Die Füllmaschinen sind entweder als Linearfüller oder als Rundlauffüller konzipiert.

Getränkequalität, Leistung, präzise Abfüllmengen und Flexibilität für unterschiedliche Flaschen- oder Dosenformate sind die wichtigsten Kriterien bei der Auswahl einer Füllmaschine.

Linearfüller und Rundlauf-Füller

Bei einem Linearfüller werden die Flaschen in Gruppen geradlinig auf einem Transportband durch die Maschine transportiert, unter den Füllventilen positioniert, gestoppt und befüllt. Die Maschinen arbeiten meist taktweise und sind üblicherweise für den unteren Leistungsbereich im Einsatz. Das Hauptanwendungsfeld dieser Fülltechnik liegt im Bereich flüssige Lebensmittel (Liquid Food) – wie Ketchup, Öl, Honig usw.

Übrigens: Die drinktec bietet mit der Spezialschau oils+fats einen umfassenden Überblick zur Herstellung und Weiterverarbeitung von pflanzlichen und tierischen Ölen und Fetten.

Bei einer Rundlauf-Füllmaschine werden Flaschen während einer Karussellbewegung befüllt. Die Füllmaschine mit den Flaschen unter dem Füllventil rotiert. Durch diesen kreisförmigen Aufbau lassen sich eine große Anzahl Flaschen in kontinuierlicher Arbeitsweise befüllen und hohe Leistungen erreichen.

Für Standboden-Beutel, Schlauchbeutel oder Tetrapaks (Kartonverpackung) – also nicht vorgeformte Verpackungen – gibt es andere Maschinenkonzepte. Diese Verpackungen werden innerhalb der Maschine aufgerichtet bzw. ausgeformt und befüllt sowie mit direkt in der Maschine angeordneten Siegelgeräten dicht verschlossen.

Füllprinzip

Je nach Produkteigenschaft arbeiten die Maschinen unter verschiedenen Druckbedingungen (Normaldruck, Niedervakuum-, Überdruck oder Hochvakuum). Für CO2-haltige Getränke ist beispielsweise stets eine Überdruck-Füllmaschine im Einsatz, da andernfalls das im Getränk gebundene CO2 während des Füllvorgangs entweichen würde.

Die Füllmenge, die in eine Dose oder Flasche abgefüllt wird, lässt sich nach dem Volumen bestimmen. Das geschieht mit Messgeräten, (Durchflussmengenmessung), Dosiereinheiten im Füller, über eine Zeitmessung oder mit dem Erreichen einer definierten Füllhöhe in der Flasche.

Andere Systeme integrieren jeweils eine Wägeeinheit in die Flaschenteller, um den korrekten Inhalt des Behälters über das Gewicht zu ermitteln.

Die Rundlauf-Abfüllmaschine besteht aus zwei Baugruppen: Grundgestell sowie Fülleroberteil. Das Grundgestell umfasst alle Elemente zum Transport der Flaschen im Füller, das Maschinengestell inklusive Antrieb sowie den Füller-Vortisch, durch den die Füllmaschine von unten von der Antriebstechnik getrennt wird. Maschinen ohne Vortisch nutzen Servoantriebstechnik, sie sind ohne mechanische Antriebskomponenten konzipiert.

Das Fülleroberteil besteht aus dem Mediendrehverteiler, der den Produkttank im Füller über Zuführrohre versorgt. Die wichtigsten Baugruppen des Fülleroberteils sind die unter dem Produkttakt angeordneten Füllventile mit Zusatzeinrichtungen sowie die Behälterführungen (Hubteller oder Neckhandlingklammern), die die Flasche präzise unter dem Füllventil platzieren.

Füllmaschinen für den Hochleistungsbetrieb
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Entscheidungskriterien bei der Auswahl der Abfüllanlage sind z.B. die geplante Abfüllleistung (z.B. von 2.500 Flaschen pro Stunde bis zu 80.000 Flaschen oder Dosen pro Stunde), die Art und Größe der Behälter, die Produkteigenschaften (z.B. CO2-haltig/still, mit Pulpe/Fasern) sowie die Leitfähigkeit und Viskosität des Produkts.

Für die Planung der Abfüllmaschine wird eine Referenzflasche definiert, die zur Definition der Leistung dient: Die geplante Leistung könnte z.B. auf 20.000 Flaschen pro Stunde lauten, basierend auf einer 0,5-Liter-Euroflasche. Werden zusätzlich noch andere Flaschenformate eingesetzt, etwa 0,33-Liter-Flaschen, lässt sich dann für diese Flaschensorte auch eine höhere Leistung errechnen.

Renommierte Hersteller von Flaschen, Dosen und anderen Behältern können Sie auf der drinktec kennenlernen. Einen Überblick der angemeldeten Aussteller finden Sie im Ausstellerverzeichnis.

Innerhalb der Füllmaschine ist üblicherweise die Verschließmaschine integriert. So werden die Flaschen nur kurz ohne Verschluss transportiert und die hohe Qualität des Produkts bleibt erhalten.

Direkt vor der Füllmaschine wird – bei Mehrweglinien – ein Leerflascheninspektor angeordnet. Im Anschluss an die Abfüllmaschine ordnen die Linienhersteller meist eine Pufferstrecke an, um bei Störungen einzelner Maschinen den Flaschenvorrat in der Linie zwischenzuspeichern. Auf diese Pufferstrecke folgt dann die Etikettiermaschine, die die Flaschen mit Etiketten ausstattet. Dafür kann Kaltleim- oder Heißleimtechnik oder Selbstklebeetikettiertechnik genutzt werden.

Hygienic Design ist eine Grundvoraussetzung für sichere Produkte. Nur wenn beim Abfüllen von Getränken hohe hygienische Standards eingehalten werden, ist das Getränk lange haltbar und in hoher Qualität für den Verbraucher verfügbar. Die Anlagen werden deshalb nach den Kriterien des Hygienic Design geplant. Das verhindert die Ablagerung von Mikroorganismen in der Abfüllanlage und eine Produktschädigung durch diese Ablagerungen. Zu diesen Kriterien gehört es u.a.

• die Flächen innerhalb der Maschinen so zu gestalten, dass sich keine Pfützen von Produkt oder Reinigungsmitteln bilden können (selbstablaufend),
• die Rohrleitungen so zu konzipieren, dass sich keine Produkt- oder Medienrückstände in Toträumen sammeln und ablagern können,
• Materialien wie z.B. Edelstahl zu nutzen, die hohen Beanspruchungen durch Temperatur und Wasser widerstehen und korrosionsresistent sind,
• Verbindungen von Bauelementen spaltfrei und deren Dichtflächen und -qualitäten für alle Betriebszustände und -temperaturen auszulegen.

Expertengremien weltweit – organisiert in der EHEDG Design Group – erarbeiten diese Kriterien und führen Schulungen sowie Prüfungen durch, um die hohe Produktsicherheit durch technische Maßnahmen zu garantieren.

Kompakte Füllmaschinen
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Kleinere Getränkehersteller – wie Gasthausbrauereien oder Craft Brewer – benötigen für ihre Produktionsmengen kleine und kompakte Füllmaschinen. Diese Anlagen liegen im Leistungsbereich von 1.000 – 5.000 Flaschen pro Stunde, je nach Flaschengröße. Sie unterscheiden sich von den großen Füllmaschinen insbesondere durch geringere Optionen bei der Füllersteuerung und – je nach Anbieter und Ausführung – durch geringere Flexibilität bei der verarbeitbaren Flaschenvielfalt.

Auf der drinktec können Sie zahlreiche Unternehmen treffen, die inovative und moderne Abfüllanlagen für Getränke und Liquid Food anbieten.

Informieren Sie sich über alle Aussteller – im Ausstellerverzeichnis der drinktec.

Wertvolle Einblicke und Informationen zu innovativen Lösungen und Neuentwicklungen in der Getränkeindustrie und rund um das Thema Abfüllanlagen bietet das Rahmenprogramm der drinktec. Das breite Themenspektrum bietet zahlreiche Impulse zu Nachhaltigkeit in der Getränkeherstellung, digitalen Lösungen, Wassermanagement und Getränkeinnovationen. Einige Beispiele:

Linien-Management-Systeme

Mit Software-Lösungen lässt sich die Effizienz von Abfülllinien stark verbessern: Auftragsplanung und tägliche Linienplanung, Linienversorgung, Track & Trace, Wartungsplanung, Personal- und Schichtplanung sind hier die Themen.

13.09.2022, 10:00 Uhr – inspiration hub C6
FT-System Davide Pellegrini
Digital Factory 4.0: from quality data to optimize bottling line efficiency

15.09.2022, 15:00 Uhr – inspiration hub C6
AGR Sudha Jebadurai
Manual vs. Automated Process Control – Prepared for the Future?

Tethered Caps – zur Vermeidung von Plastikabfällen in der Umgebung

Wer sich über Varianten zu den neuen Verschlüssen informieren möchte, findet im Artikel Tethered Caps: Flasche und Verschluss sind unzertrennlich eine informative Bildergalerie.

Ab 2024 müssen Verschlüsse an Einweg-Getränkeverpackungen fest fixiert sein. Das regelt die EU-Verordnung 2019/904 Single Use Plastics. So soll die Vermüllung der Umwelt eingedämmt werden (Littering) und das Recycling von Kunststoffen – hier den Verschlüssen – verstärkt werden.

Auf drinktec bieten die Hersteller von Maschinen und Zubehör bereits jetzt die notwendige Technik, um ab 2024 die passenden Verschlüsse zu nutzen.

Bottle-to-Bottle-Recycling – recyceltes PET für Getränkeflaschen

PET aus bereits benutzten Getränkeflaschen ist ein wertvoller Rohstoff, der sich gut für das Recycling und den erneuten Einsatz in der Getränkeindustrie eignet. Aussteller auf der drinktec bieten mit ihren Bottle-to-Bottle-Recyclinganlagen alle Prozessschritte an, um das PET der Einweg-PET-Flaschen zu reinigen, zu waschen und zu dekontaminieren. Das Ergebnis: PET-Flakes oder PET-Pellets in hoher Qualität für das Vermischen mit Virgin-PET.

• Knowhow für Bottle-to-Bottle-Recycling

Mehr dazu im inspiration.hub@drinktec
15.09.2022, 11:30 Uhr – inspiration hub A3
Starlinger Paul Niedl
The art of Bottle-to-Bottle recycling

Bleiben Sie auf dem Laufenden und besuchen Sie die Weltleitmesse für die Getränke- und Liquid-Food-Industrie. Sichern Sie sich jetzt Ihr Ticket für die drinktec 2022!

[1] Konsum von abgepackten Getränken weltweit nach Art 2021 | Statista