Wie erreicht Tianjin ENAK eine Füllgenauigkeit von ±0,5 %?

Leiter von Abfülllinien wissen: Eine Genauigkeit von ±0,5 % macht den Unterschied zwischen profitablen Produktionsläufen und kostspieligen Ausschussmengen aus. Wenn automatische Track-and-Fill-Abfüllmaschinen untergefüllte Shampoo-Flaschen oder übergefüllte Saftbehälter liefern, steigen die Ausschussraten in der Qualitätskontrolle um 15–25 %, während sogenannte „Giveaway-Verluste“ die Gewinnmargen schmälern. Die Produktionsteams führen manuelle Nachjustierungen durch, während vorgelagerte Spülmaschinen und nachgelagerte Verschließmaschinen im Leerlauf laufen. Tianjin ENAK Automatische Track-and-Fill-Abfüllmaschine ENKGZ-01 gewährleistet eine Präzision von ±0,5 % bei wässrigen Getränken, viskosen Reinigungsmitteln und zähflüssigen Sirupen durch eine Echtzeit-Sensorsynchronisation und Servoventilsteuerung, die Produktionsingenieure innerhalb weniger Minuten statt Stunden kalibrieren.

Bediener erreichen diese Leistung mithilfe hochpräziser Positions- und Verfolgungssensoren, die die Füllköpfe mit einer Genauigkeit von ±2 mm gegenüber den Flaschenmündungen positionieren – bei Geschwindigkeiten von mehreren Dutzend bis zu mehreren Hundert Flaschen pro Minute. Lebensmittelgerechte Kontaktteile aus Edelstahl 304/316 widerstehen täglichen chemischen und pharmazeutischen Reinigungszyklen, während CIP-/SIP-Systeme Produktwechsel ohne Anlagenstillstand ermöglichen. Die intuitive HMI-Oberfläche des 1000-kg-Systems speichert validierte Rezepte für 12 gängige Flüssigkeitsprofile, sodass Aufsichtspersonal Parameter für Ketchup, Erdnussbutter oder Speiseöl per einzelner Touchscreen-Auswahl abrufen kann.

Drei Ventilfehler, die die Füllgenauigkeit von ±0,5 % zerstören

Fehler 1: Nachfüll-Tropfen  

verschwendet 2–5 ml pro Flasche, da die Düsen nicht sauber abschneiden. Tägliche Chemieanlagen verlieren monatlich 800–2000 Liter, während Lebensmittelabfülllinien aufgrund von Pfützen auf dem Boden Hygieneverstöße riskieren. Die Ursache liegt meist in einer falschen Düsenhöhe oder unzureichendem Rücksaugvakuum.

Ausfall 2: Schaumüberlauf  

trifft kohlensäurehaltige Getränke und Proteinshakes, wenn das Hochgeschwindigkeitsabfüllen Turbulenzen erzeugt. Der überschüssige Kopfraum füllt sich mit Schaum, wodurch bei der nachgeschalteten Inspektion 12–18 % der Produktion aussortiert werden. Untergetauchtes Abfüllen mit angepassten Kurven sowie langsamere Füllphasen am Behälterboden beheben den Großteil der Fälle.

Ausfall 3: Chronische Unterfüllung  

tritt auf, wenn die Durchflussmesser-Kalibrierung driftet oder der Tankdruck schwankt. Saftabfüller sehen sich Klagen wegen Nettogehtaltverstößen gegenüber, während pharmazeutische Hersteller Chargenrückrufe riskieren. Eine systematische Gewichtskontrolle an drei Prüfpunkten stellt die Konformität bereits innerhalb einer Schicht wieder her.

ENKGZ-01 beseitigt diese Ausfälle durch servogesteuerte Ventile, die die Durchflussraten 100-mal pro Sekunde basierend auf Echtzeit-Daten zur Flaschenposition anpassen. Produktionsdaten bestätigen eine Erstlauf-Ausbeute von 98,7 % nach ordnungsgemäßer Inbetriebnahme; die 3-Jahres-Garantie umfasst Pumpen-, SPS-, Getriebe-, Lager- und Druckbehälter-Komponenten.

Echtzeit-Verfolgungsdiagnose: Sensor → SPS → Ventil-Synchronisation

Automatische verfolgende Abfüllung erfordert die Synchronisation dreier Systeme innerhalb von 50-ms-Zyklen. Hochpräzise Sensoren erfassen die Flaschenposition 500-mal pro Sekunde und übertragen die X-Y-Koordinaten über robuste Ethernet-Verbindungen an die SPS. SPS-Algorithmen berechnen die Bewegungsbahn des Füllkopfs, während Servoverstärker die Ventilpositionierung mit einer Toleranz von ±1 mm steuern.

Tabelle 1: Parameter des Verfolgungssystems

 E02-Sensor-Latenz : Reinigen Sie die Encoderlinse mit Isopropylalkohol. Überprüfen Sie die Integrität des Ethernet-Kabels. Stellen Sie die Sensorverstärkung auf den werkseitigen Bereich von 0,8–1,2 V zurück. Die Produktion wird wieder aufgenommen, nachdem ein Selbsttest über 10 Zyklen eine Antwortzeit von weniger als 45 ms bestätigt hat.

E03 SPS-Antwort : Prüfen Sie die CPU-Auslastung über den Diagnosebildschirm. Leeren Sie den Rezept-Cache und laden Sie die validierten Parameter erneut. Starten Sie das Ethernet-Modul mithilfe der HMI-Sequenz F3-R-S neu. Stellen Sie sicher, dass der Handshake mit dem vorgelagerten Spüler eine Latenz von 28–32 ms bestätigt.

E04 Ventilsynchronisation : Passen Sie den Servo-Referenzierungsversatz in Schritten von ±0,5 mm an. Führen Sie einen Leerflaschen-Verfolgungstest durch und beobachten Sie die Nachlaufbewegung des Füllkopfs in der Bildschirmüberlagerung. Feinjustieren Sie die PID-Reglerparameter (P = 12, I = 0,8, D = 2,1) für keine Überschwingung.

Die tägliche Verifizierung verhindert Abweichungen. Die Bediener führen einen 10-Flaschen-Testzyklus durch, bei dem Proben auf kalibrierten Waagen gewogen werden. Ergebnisse außerhalb von ±0,4 % lösen automatisch eine vollständige Kalibrierung aus, die zur Compliance-Dokumentation im MES-System protokolliert wird.

Abstimmung der Füllkurve: 12 Flüssigkeitsprofile mit exakten Parametern

ENKGZ-01 speichert validierte Füllkurven für 12 gängige Profile, die Wasser, Öl, Saft, Paste, Ketchup, Erdnussbutter, Marmelade und Haushaltschemikalien abdecken. Jedes Rezept optimiert die Schnellfüllphase, die Langsamfüllphase und den Aufstieg von unten, um Tropfenbildung, Schaumbildung und Unterfüllung zu vermeiden.

Tabelle 2: 12 Flüssigkeitsfüllprofile

 Anpassung für hochviskose Medien : Für Sirupe und Erdnussbutter werden verlängerte Langsamphasen eingesetzt, um Kavitation zu vermeiden; dabei beträgt der Aufstieg von unten 18–20 mm, um viskose Stränge zu entfernen. Servoventile halten einen Gegendruck von 0,2–0,8 bar auf, wodurch Luftpockets vermieden werden.

Schaumende Flüssigkeiten kohlensäurehaltige Getränke werden mittels Tauchfüllung gefüllt, beginnend 25 mm unter dem Flaschenhalsabschluss mit einer Aufstiegsgeschwindigkeit von 50 mm/s. Die letzten 5 ml werden mit 30 % der normalen Geschwindigkeit zugeführt, um eine laminare Strömung zu erzeugen und die Einschließung von Blasen zu minimieren.

Wechselprozedur wählen Sie das gewünschte Rezept über das HMI-F2-Menü aus. Die Maschine führt einen 30-sekündigen Selbstpriming-Zyklus durch, bei dem das vorherige Produkt über die CIP-Anlage gespült wird. Die neuen Parameter werden automatisch geladen; eine Servo-Referenzfahrt bestätigt den Null-Offset.

CIP/SIP-5-Minuten-Zyklus ermöglicht echten Mehrproduktbetrieb

Die schnell lösbaren Füllköpfe lassen sich in 90 Sekunden demontieren, wodurch alle produktberührenden Oberflächen zugänglich werden. Die Bediener tauschen Düsen aus Edelstahl (Qualität 304/316) mit Durchmessern von 3–12 mm aus, die an die jeweilige Viskositätsklasse angepasst sind; die O-Ringe erhalten frisches Silikonfett. Neben einem 14-mm-Sechskantschlüssel, der maschinenseitig verstaut ist, sind keine speziellen Werkzeuge erforderlich.

Der CIP-Zyklus wird über das dedizierte Reinigungsmenü gestartet:

• Vorspülung (1 min): 20 l/min Wasser bei 40 °C spült grobe Rückstände ab
• Reinigungsmittelzyklus (2 min): 2 %ige NaOH-Lösung bei 60 °C mit 15 l/min reinigt die Oberflächen
• Spüle (1 min): Entionisiertes Wasser mit 25 l/min und einer Leitfähigkeit von < 10 μS/cm
• Sterilisieren (1 Min.): Endgültige Desinfektion mit Peressigsäure 0,2 % bei 50 °C
• Trocknen auf (30 Sek.): Geblasene gefilterte Luft verhindert die Ansiedlung von Bakterien

SIP-Dampfzyklus optional für pharmazeutische Chargen mit einem Kerntemperaturziel von 121 °C über 15 Minuten (Validierung nach F₀ > 8). Eine Leitfähigkeitssonde bestätigt den Abschluss der Reinigung und unterbricht den Zyklus, falls der Rückstand den Schwellenwert von 15 µS/cm überschreitet.

Die Kreuzkontamination sinkt nach der CIP-Reinigung auf unter 0,02 %, was durch Abstrichtests bestätigt wird. Mehrkopfsysteme reinigen unabhängig voneinander, sodass während Produktwechsel Teile der Anlage weiterbetrieben werden können. Tägliche chemische Anlagen wechseln von Shampoo zu Conditioner in insgesamt 7 Minuten, einschließlich CIP und Rezeptur-Loading.

Tägliche Düsenverifikation: Dreipunkt-Fülltestprotokoll

Für konsistente Produktion sind tägliche Präzisionsprüfungen vor dem ersten Produktlauf erforderlich. Die Bediener führen die standardisierte Dreipunkt-Verifikation mit kalibrierten Waagen durch, die eine Genauigkeit von 0,1 g aufweisen:

Tabelle 3: Tägliche Dreipunkt-Füllverifikation

 Verfahren :

• Saubere PET-Flaschen auswählen, die den Abmessungen der aktuellen Rezeptur entsprechen
• Drei aufeinanderfolgende Füllvorgänge durchführen und bei jedem Prüfpunkt die Einzelgewichte aufzeichnen
• Standardabweichung über insgesamt neun Messwerte berechnen
• Ergebnisse mit einer Standardabweichung über 0,3 g lösen die Wartungsprozedur aus

Die wöchentliche Durchflussmesser-Verifizierung erfolgt mithilfe einer Referenz-Messschleife mit Master-Durchflussmesser zum Vergleich der ENKGZ-01-Lesungen mit einem zertifizierten Referenzwert. Der Tankdruck-Stabilisierungstest umfasst einen 30-minütigen Leerlaufzyklus unter Überwachung der Manometer-Schwankung mit einer Spitze-zu-Spitze-Amplitude unter 0,1 bar.

edelstahl 304/316: Grenzwerte für Säure-/Alkalibeständigkeit

Produktberührende Komponenten überstehen den gesamten pH-Bereich von 2 bis 13 im Dauerbetrieb. 304 widersteht Zitronensäfte mit pH 2,8 und phosphorhaltigen Reinigungsmitteln mit pH 12,1; 316 hingegen bewältigt CIP-Zyklen mit Natriumhydroxid bei pH 13,2 ohne Lochkorrosion.

Korrosionsbeständigkeitsbewertungen :

• Zitronensäure 5 % : 304 > 5000 h, 316 > 10000 h
• NaOH 2 %, 60 °C : 304 > 3000 h, 316 > 6000 h
• Peressigsäure 0,2 % : Beide > 2000 h bei passivierter Oberfläche

für den kontinuierlichen Einsatz von Alkohol- oder Peroxid-Desinfektionsmitteln wird die Verwendung von 316 empfohlen. Eine jährliche Passivierung stellt die Chromoxid-Schicht wieder her – hierzu erfolgt eine 30-minütige Tauchbehandlung in 20 %iger Salpetersäure, wodurch über 95 % der ursprünglichen Beständigkeit wiederhergestellt werden.

Die pneumatisch betriebene Ausführung eliminiert elektrische Gefahren in der Nähe entzündbarer Lösungsmittel. Die Stromversorgung mit 380 V, 50/60 Hz ermöglicht weltweite Installationen, während der geräuscharme Servobetrieb die Anforderungen pharmazeutischer Reinräume (< 65 dB(A)) erfüllt.

ENKGZ-01 Inbetriebnahmeprotokoll mit Vor-Ort-Unterstützung

Tianjin ENAK die Inbetriebnahme erfolgt nach einem 7-tägigen Protokoll, das Video-Technikunterstützung und die Vor-Ort-Installation kombiniert:

Tag 1–2: Mechanische Ausrichtung

• Füllköpfe auf ±0,5 mm zur Flaschenmittellinie justiert
• Ventilsteuerzeiten anhand von 100 Leerzyklen verifiziert
• CIP-Rohrleitungen auf 6 bar Druck geprüft

Tag 3–4: Elektrische Inbetriebnahme

• PLC-E/A-Mapping für 256 Punkte bestätigt
• Servo-Referenzfahrten: Nullpunkte aller 12 Ventile eingestellt
• HMI-Rezepte validiert für 6 Flüssigkeitstypen

Tag 5–6: Produktionsversuche

• 5.000 Flaschen je Testflüssigkeit
• Gewichtsverifikation ±0,4 % über drei Schichten
• CIP-Validierungs-Leitfähigkeitsprotokolle archiviert

Tag 7: Übergabeschulung

• Bediener zertifiziert für dreipunktige Verifikation
• Wartungspläne programmiert
• Fernüberwachung aktiviert, MES-Integration

Inbetriebnahme vor Ort umfasst Maschinen-Testberichte und Video-Ausgangsprüfungen zur Dokumentation einer Leistungsgenauigkeit von ±0,5 % vor Freigabe zur Serienproduktion. Die 3-jährige Gewährleistung tritt mit Unterzeichnung des Abnahmeprotokolls in Kraft und deckt Ausfälle von Motor, Druckbehälter, Pumpe, SPS, Getriebe, Lager und Getriebe ab.

Tianjin-ENAK-Automatische Füllmaschine mit Nachführfunktion bietet Produktionstechnikern die Präzisionssteuerung, die von modernen Mehrproduktlinien gefordert wird. Die Genauigkeit von ±0,5 % bleibt auch im Hochgeschwindigkeitsbetrieb erhalten, während die CIP-/SIP-Reinigung echte Flexibilität ermöglicht. Die Robustheit aus Edelstahl 304/316 bewährt sich täglich unter chemischen und pharmazeutischen Anforderungen. Führungskräfte erzielen konsistente Erst-Durchlauf-Ausbeuten, was stabile Preise und zuverlässige Lieferungen in den Bereichen Lebensmittel, Getränke, Konsumgüter und Maschinen gewährleistet.