Prozessoptimierte Mischerbeschickung in der Health Care … · 2019. 9. 19. · setzungsnachweis zu...
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ProzessoptimierteMischerbeschickung in der Health Care-Produktion:Transparent und zukunftssicher
L Ö S U N G
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Prozessoptimierte Mischerbeschickung in der Health Care-Produktion: Transparent und zukunftssicher
Eingangshalle der Firma LMZLMZ CEO Assistent Tao Zhang
»Wir wollten ein technisch hoch entwickeltes,zukunftssicheres System zur Zahnpastaherstellungmit einem maximalen Automatisierungsgrad.Besonders wichtig war uns eine transparenteProduktion in allen Prozessstufen, die wir auch unseren Kunden gerne zeigen können.«LMZ CEO Assistent Tao Zhang
Der Kunde
Liuzhou LMZ Co., Ltd. wurde 1941in China gegründet und ist seit2004 an der Börse in Shanghainotiert. Das Unternehmen hat einesehr breite Produktpalette u. a. inden Bereichen Körperpflege, wiez. B. Shampoo, Flüssigseifen undZahnpasta, Reinigungs- und Pfle-gemittel für den Haushalt, pflanz-liche Arzneimittel, Sanitärartikelund Kosmetikprodukte für denHotelbedarf.
Der Hauptfirmensitz liegt in der süd-chinesischen Metropole Liuzhou.LMZ erwirtschaftet mit ca. 2.000Mitarbeitern Umsatzerlöse in einerHöhe von 150 Millionen Euro. EinerVerbraucherstudie zufolge ist LMZdie vertrauenswürdigste Marke inChina. Eines der Flagschiffe derProduktpalette ist die in China sehrbekannte "LMZ herbal toothpaste",eine Zahnpasta auf Basis pflanz-licher Inhaltsstoffe.
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3Einfahrt der Firma LMZ Mischerbereich mit Vakuummischern und Förderwaagen
Die Aufgabe
In der neuen Produktionsanlagewerden pro Jahr ca. 600 MillionenTuben Zahnpasta hergestellt. Esgalt drei Vakuummischlinien zu be-schicken, auf denen zwei Sortenvon Zahncremes produziert wer-den. Die Aufgabe bestand darin,alle Komponenten in den automa-tischen Prozessablauf zu integrie-ren, angefangen bei den Groß-mengen, wie Kreide und Silika,über Additive und Zuschlagstoffe
bis hin zu den Flüssigkomponen-ten, wie z. B Aromastoffe, Farbenund medizinische Wirkstoffe. Esging darum, die richtigen Kompo-nenten zum richtigen Zeitpunkt, inder richtigen Menge dem Mischerunter Flur zuzuführen. Die gesam-te Produktion sollte transparent,nachvollziehbar dokumentiert undäußerst flexibel sein. An Sauber-keit und Hygiene wurden aufgrundder hohen Priorität im Rahmen der
Die Aufgabe im Überblick:
1. Vorlage von Flüssigkeiten in Großmengen, wie Sorbitol und destilliertes Wasser
2. Zugabe der exakt gewogenen Additive, wie z. B. Saccharin, Fluoride etc.
3. Hinzufügen von CMC-Bindemitteln
4. Rühren dieser Komponenten im Vakuummischer
5. Beimischen der Großmengen wie Füller bzw. Putzkörper, entweder Silika oder Kreide
6. Zuführen flüssiger Aromen
7. Start des Rührprozesses
8. Zugabe von Seife. Wichtig hierbei: Die Entstehung vonSchaum muss vermieden werden. Dazu wird der Vaku-ummischprozess ständig entlüftet. Zudem darf es nicht zu einem Kochen der Flüssigkeit kommen
LMZ Firmenphilosophie ebenfallshöchste Anforderungen gestellt.Auch das Thema Qualitätssiche-rung hatte bei der Ausschreibungeinen sehr hohen Stellenwert. Daher stand bei dieser Anlagenicht zuletzt die prozessoptimierteMischerbeschickung in der richti-gen Reihenfolge im Vordergrund,die für eine hohe Qualität ent-scheidend ist.
Vom zentralen Leitstand aus die gesamte Produktion im Überblick
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Die AZO Lösung
Zwei Reihen mit Einfülltrichtern über dem AZO COMPONENTER®
Bereits im Projektstadium strebte das AZO Projektteameine optimale, auf die Mischprozesse perfekt zugeschnit-tene, automatische Zuführung aller Komponenten in trockener und flüssiger Form an.
Die Silos für die pulverförmigenGroßkomponenten werden überEinfülltrichter mit Kontrollsiebma-schine bei Bedarf beidseitig be-schickt. Im Bereich der Additiveund Zuschlagstoffe steht eine Rei-he von Einfülltrichtern zur Verfü-gung, die in eine fahrbare, lineareAZO COMPONENTER®-Waage
dosieren, in der die Additive auto-matisch grammgenau gewogenwerden. Die Flüssigkomponenten,wie Aromastoffe, Farben und me-dizinische Wirkstoffe, werden eben-falls exakt gewogen, um einenkompletten Rezeptur-Zusammen-setzungsnachweis zu erhalten undeine hohe, kontinuierliche Produkt-
qualität zu gewährleisten. Sowohldie pulverförmigen Großmengenals auch die mittleren Komponen-
ten und die Flüssigkeiten werdenden Vakuummischern unter Flurzugeführt.
AZO COMPONENTER® zum grammgenauen, vollautomatischen Dosieren und Wiegen vonAdditiven und Zuschlagstoffen
Materialflussdiagramm Zahnpasta-Anlage
Rohstoffe bereitstellen
Zuführen und Mischen
Produktabfüllen
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5Der Vakuummischer in der Mitte wird über die Waagen für Trockenstoffe und Flüssigkeiten unter Flur beschickt
Die in den Vakuummischern herge-stellte Zahnpasta wird in fahrbareContainer abgefüllt. Diese werdendann an die Abfüllanlagen ange-dockt, wo die Zahnpastatuben auto-matisch befüllt und verpackt werden.Besonders beeindruckend sind
die so genannten „Schaufenster“,durch die alle Anlagenbereiche je-derzeit im Blick der Produktions-mitarbeiter sind. Ein besonderesHighlight ist auch der Prozessleit-stand, an dem die Bediener dengesamten automatischen Prozess
permanent überwachen. Mit Beamern werden die Farbgrafiken,Rezepturlisten etc. an die Wandprojiziert und so kann, für jedeneinsehbar, die aktuelle Produktionbeobachtet werden.
Operatorin am Bedienterminal im Bereich derProduktaufgabe
Räumliche Anordnung
Im Prozessleitstand können die Bediener den gesamten Produktionsprozess steuern und überwachen
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Großmengen im vollautomatischen Zugriff
Gewogene Zuführung großer
Flüssigkomponenten
Bei den in großen Mengen amMischprozess beteiligten Flüssig-keiten handelt es sich z. B. umdestilliertes Wasser und Sorbitole.
Sie sind die ersten Komponenten,die in den Vakuummischer einge-saugt werden. In großen Tanks gelagert werden sie über Additiv-wiegesysteme in Form von Flüs-sigkeitswaagen dem Mischprozessunter Flur zugeführt.
»Bereits zu Projektstart war klar, dass auch die Flüssig-komponenten exakt gewogen in den Automatisie-rungsprozess integriert werden müssen, um einenkompletten Rezeptur-Zusammensetzungsnachweis zu erhalten und eine hohe, kontinuierliche Produkt-qualität zu gewährleisten.«LMZ CEO Assistent Tao Zhang
Tanks für Flüssigkeiten wie z. B. Sorbitol Waage für große Flüssigkomponenten
Saugwiegesystem für pulverförmige und flüssige Großmengen
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Innensilos für die Bereitstellung
von Kreide und Silika
Kreide, ein Hauptbestandteil vonZahnpasta, wird über Einfülltrich-terstationen, die beidseitig be-schickt werden können, nach
einer Kontrollsiebung durch Wir-belstrom-Siebmaschinen in Innen-silos eingefüllt. Danach stehendiese Großmengen dem Abhol-prozess durch AZO Saugwiege-systeme zur Verfügung. Da es umdie Beschickung mehrerer Linien
geht, erfolgt die Verteilung überDosierschnecken. Zur sicherenAustragung werden Vibrationsbo-densysteme eingesetzt. Die zwei-te Form der Großmengen sindSilika. Die Innensilos für diesenRezepturbestandteil werden eben-falls über beidseitig beschickbareEinfülltrichter befüllt. Hier tragenBelüftungsböden dazu bei, dassdas Prinzip „First In, First Out“eingehalten wird. Alle ausgetrage-nen Rohstoffe werden über Sieb-maschinen im Förderstrom geführtbevor sie zur Förderwaage gelangen.
»Sowohl beim Einfüllen als auch im Förderstrom istdurch das Kontrollsieben aller Rohstoffe gewährleis-tet, dass keinerlei Verunreinigungen in unsereZahnpasta gelangen. Dadurch können wir höchsteQualitätsanforderungen erfüllen.«LMZ CEO Assistent Tao Zhang
Doppelseitige Einfülltrichter mit Siebmaschine zum Beschicken der Innensilos
Innensilos für Bereitstellung von Kreide und Silika
Kontrollsieben durch Siebmaschinen im Förderstrom
Produkteintragung über Schleusen
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Kleine Mengen – große Wirkung
Vollautomatisches Wiegen und
Zuführen von Additiven
Die in Säcken angelieferten Addi-tive werden im linearen AZOCOMPONENTER® über Einfüll-trichter aufgegeben und vorgela-gert. Entsprechend der Rezeptursammelt eine fahrbare Waage die speziellen, an der Rezepturbeteiligten Additive grammgenaugewogen ein und übergibt diesean ein Auffanggefäß.
Von hier aus werden die einzelnenKomponenten pneumatisch aufZwischenbehälter gefördert, dieals Kontrollwaagen ausgebildetsind. Optimal auf den Mischpro-zess abgestimmt werden dieseAdditive dann den schon im Mi-scher befindlichen Flüssigkeitenunter Flur zugeführt.
»Uns war es besonders wichtig, auch die Additivegrammgenau dosieren und wiegen zu können, um sie dem Mischprozess automatisch zuzuführen.«LMZ CEO Assistent Tao Zhang
AZO COMPONENTER® mit fahrbarer Waage und nachfolgenden AuffangbehälternGrammgenaues Wiegen und Einsammeln der Kleinkomponenten mit dem linearen AZO COMPONENTER®
Einfülltrichter mit zentraler Besaugung zur Beschickung des AZO COMPONENTERS® mit Additiven
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9Beschickung der Flüssigkeitswaage mit flüssigen Aromen
Exaktes Wiegen und Zuführen
flüssiger Aromen für einmalige
Produkte
Im sensiblen Bereich der Aromenwurde auf eine volumetrische Zu-führung verzichtet, da dieses Ver-fahren für die speziellen Anforde-rungen des Kunden nicht genaugenug ist.
Alle Flüssigkeiten (Geschmacks-stoffe) werden mit Hilfe von Nega-tivwiegesystemen exakt gewogenund dem Mischprozess grammge-nau unter Flur zugeführt.
»Das hochgenaue Zuführen der flüssigen Aromen istentscheidend für die Beliebtheit unserer Produkte beiden Verbrauchern. Das exakte Wiegen und Zuführendieser Stoffe bestimmt den einmaligen Geschmackunserer Zahncremes und macht sie unverwechselbar.«LMZ CEO Assistent Tao Zhang
Bereitstellung der flüssigen Aromen in zum Teil isolierten Tanks
Tanks für flüssige Aromen
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Priorität auf allen Ebenen:Die Produktqualität
»Das Einziehen der Rohstoffe ohne Einbringen von Luftin den Vakuummischer begeisterte uns von Anfangan. Es macht den Mischprozess wesentlich schnellerund effektiver und vermeidet zudem ein Aufschäumenim Mischer.« LMZ CEO Assistent Tao Zhang
Die bessere Lösung:
Unter Flur-Beschickung
der Vakuummischer
Während die großen Flüssigkompo-nenten über Additivwiegesystemein Form von Flüssigkeitswaagen indie Vakuummischer gesaugt wer-den, werden die bereits durch denAZO COMPONENTER® gramm-genau gewogenen pulverförmigenKleinkomponenten pneumatisch
auf Zwischenbehälter gefördert,die als Kontrollwaagen ausgeführtsind. Optimal auf den Mischpro-zess abgestimmt werden sie dannden schon im Vakuummischerbefindlichen Flüssigkomponentenunter Flur zugeführt.
Ventilweiche über Flüssigkeitswaage für flüssige Großkomponenten
Saugförderwaagen zur Beschickung der Vakuummischer mit Kreide und Silika
Flüssigkeitswaage für AromastoffeFlüssigkeitswaage für flüssige Großkomponenten
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Die pulverförmigen Großkompo-nenten werden entsprechend derRezeptur durch kompakte AZOSaugwiegesysteme von den In-nensilos in Förderwaagen gesaugt.Dort werden sie exakt gewogenund dann ebenfalls unter Flur denVakuummischern zugeführt. Da es
sich hier um große Mengen han-delt, erfolgt die Zuführung zum Vakuummischprozess jeweils inTeilmengen, um eine optimaleUntermischung mit den anderenKomponenten sicherzustellen.
Bedienterminal am Vakuummischer
Vakuummischer, daneben Förderwaage für Kreide und SilikaVakuumpumpen erzeugen den Unterdruck für die Saugwiegesysteme
Ventilweiche an den Förderwaagen
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»Die Ausführung aller AZO Anlagenteile begeisterteuns bereits bei der Anlieferung und entspricht höch-stem Pharmastandard. Unser Testlabor bestätigt unstäglich die optimale Qualität unserer Zahnpasta.« LMZ CEO Assistent Tao Zhang
Flexibles Containersystem zur
Aufnahme der produzierten
Zahnpasta
Mit diesem ausgereiften Konzeptist LMZ äußerst flexibel und kannnach einer gewissen Reifezeit derfertigen Zahnpasta jeweils mit einem Höchstmaß an Flexibilität andie Tubenabfüllanlagen andocken.
Höchster Automatisierungsgrad
bei der Tubenabfüllung
Bei der Tubenabfüllung spielen Bedienungssicherheit und eine un-terbrechungsfreie Zuführung einewesentliche Rolle. Die Zahnpastasteht in den Containern in konstanthoher Qualität zur Verfügung undmuss nur noch den jeweiligenAbfüllanlagen zugeführt werden.
Container mit fertiger Zahnpasta zum Beschicken der Tubenabfüllung
Automaten für die Zahnpasta-Abfüllung in Tuben
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Prozessleit- und Visualisierungssystem bieten einen Überblick über die gesamte Anlage in Echtzeit
»Schon im Projektstadium waren wir von der engenVerzahnung von Zuführ- und Mischprozess und Pro-zessleitsystem begeistert. Uns war klar, dass darin der Schlüssel für eine erfolgreiche Projektrealisierungliegt.« LMZ CEO Assistent Tao Zhang
Zuführprozess, Mischprozess
und Prozess-IT:
Eine beispielhafte Synthese
Das LMZ Bedienpersonal wurdebereits sehr früh in die Planungs-phase eingebunden und kamschon nach kurzer Einarbeitungs-zeit sehr gut mit der Anlage zu-recht. Zwischen dem zentralenProzessleit- und Visualisierungs-system und den Bedienterminals
vor Ort funktioniert die Kommu-nikation optimal. Dadurch ist auchgewährleistet, dass es nicht zuBedienfehlern kommt und einesichere und protokollierte Produk-tion problemlos nachvollzogenwerden kann.
Bedienterminals für die Bedienung der jeweiligen Anlagenbereiche Beamerprojektionen machen den Prozess für alle transparent
Transparent und zukunftssicher:Das Steuerungskonzept
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AZO GmbH + Co. KGD-74706 Osterburken Tel. +49 6291 92-0Fax +49 6291 [email protected], www.azo.de
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Fazit:»Die enge Abstimmung zwischen Mischerhersteller unddem Zuführspezialisten AZO führte zu einem optimalenKonzept. Wir können Rohstoffe von der Anlieferung biszum hochwertigen Endprodukt exakt dokumentieren undsind so sicher, nur einwandfreie, hervorragende Qualitätzu produzieren. Besonders wichtig war für uns die direk-te Kommunikation mit einem chinesischen Fachmann imHause AZO und die kompetente Beratung durch diesenAnsprechpartner vor Ort.«
LMZ CEO Assistent Tao Zhang
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