Pasteurisierung völlig neu gedacht

Sehr grob gesagt sieht eine klassische Dosenlinie so aus: Die einzelnen Maschinen – Füller, Pasteur, Packer und weitere – sind über breite Massentransport-Bänder verbunden, auf denen sich die Dosen hinter- und nebeneinander anordnen. Der Massentransport bildet die Grundlage für den Betrieb der gesamten Linie; denn meist ist das Band locker gefüllt, ab und zu sind Pufferflächen integriert. So gleicht man über den Behältertransport aus, wenn es in der Linie stockt. Jede Maschine wird über eine eigene Steuerung betrieben. Stauschalter am Transporteur signalisieren der Steuerung, ob das Band zur Nachbarmaschine vollläuft und die Maschine gestoppt werden muss.  

Das Prinzip funktioniert – doch es hat einen Haken, und das ist der hohe Platzbedarf. Denn die breiten, relativ langsam laufenden Massentransport-Bänder samt Pufferflächen benötigen an sich schon viel Raum. Zudem führen sie über eine relativ lange Strecke zum Single- oder Doppelstock-Tunnelpasteur, wodurch das Risiko eines Umfallens steigt. 

Ganz anders dagegen sieht das Layout der Gesamtlinie mit dem neuen LinaFlex eSync aus: Dicht aneinandergereiht sausen die Dosen auf einem schmalen, einbahnigen Transporteur in hoher Geschwindigkeit und in einem vergleichsweise kurzen Bogen vom Füller zum Pasteur und danach weiter zum Verpacker. Pufferstrecken gibt es keine entlang des Transports – im Gegenteil: Die Bänder sind immer vollständig gefüllt und die Anzahl der Dosen zwischen den Maschinen bleibt konstant. 

Der Pasteur hält Puffer für die ganze Linie 

Der Puffer für den Nassteil versteckt sich stattdessen in einem komplett neu gedachten Tunnelpasteur. Ein neu entwickeltes Einlaufsystem verteilt auf beiden Ebenen die im Einbahnmodus heranflitzenden Dosen ausgeklügelt auf das breite, sehr langsam laufende Pasteurband. Am Ende der Maschine bringt ein Auslaufsystem die Dosen wieder auf schnelle Einbahntransporteure. Der Clou an diesem System befindet sich direkt davor: Noch innerhalb des LinaFlex eSync schließt ein separater Transporteur mit regelbarer Geschwindigkeit direkt an das Pasteurband an. Dieses Pufferband läuft schneller als der Pasteur selbst und schafft so eine freie Fläche, die bei Bedarf gefüllt werden kann. So werden auf sehr kleiner Fläche im Doppelstock-Pasteur zwei übereinander liegende Pufferflächen realisiert, im Singledeck ist es analog eine.  

Das Verhältnis der Geschwindigkeit beider Bänder stellt den Füllgrad des Puffers ein, erklärt Niels Clausen, der als einer der Produktmanager die Entwicklung des LinaFlex eSync von Anfang an begleitet hat: „Normalerweise lassen wir das Pufferband etwa zehnmal schneller laufen als den Transporteur im Pasteur und belegen damit im Nennbetrieb die Pufferfläche zu etwa zehn Prozent. Läuft es langsamer, wird der Puffer voller.“  

Anders gesagt: Dank dieses dynamischen Linienpuffers passt sich die Geschwindigkeit der Pasteur-Puffer-Einheit an die der anderen Maschinen an – ganz egal, wo es in der Linie hakt. „Bei einer Leistungsreduktion des Füllers reagieren Pasteur und Puffer dynamisch auf die veränderten Bedingungen und stabilisieren das System auf dem neuen Leistungsniveau. Das integrierte ‚Speed Control‘-System sorgt dabei für eine energieeffiziente Anpassung der Liniengeschwindigkeit“, sagt Clausen. „Umgekehrt lassen sich Störungen im Downstream-Bereich – etwa beim Verpacker – durch eine deutlich erhöhte Pufferkapazität auf kompakter Fläche wirkungsvoll abfedern.“ 

Einbahntransport macht die Linie insgesamt luftiger 

Eine zentrale Innovation ist der einbahnige Behältertransport durchgehend in der gesamten Linie – und die damit verbundenen hohen Geschwindigkeiten. Völlig neu entwickelt wurde für den Doppelstockpasteur der Divider, der den schnellen, einbahnigen Behälterstrom auf die zwei Zuführungen für Ober- und Unterdeck des Pasteurs aufteilt. Ausgeklügelt sind auch Ein- und Auslauf des Pasteurs, die den Übergang zwischen dem breiten, sehr langsam laufenden Pasteurband und der hohen Geschwindigkeit des Einbahn-Transporteurs bewerkstelligen. Insgesamt benötigen die schmalen Bänder viel weniger Platz als Massentransporteure. Die einzelnen Komponenten der Linie sind deutlich leichter zugänglich, die Wege zwischen Füller und Pasteur merklich kürzer.  

Ein weiterer Vorteil des Einbahntransports ist der niedrigere Staudruck auf die Dosen-Seitenflächen: Im konventionellen Massentransport können bis etwa 16,5 Kilogramm auf die Dose einwirken, im Einbahnmodus sinkt diese Belastung auf etwa 6 Kilogramm. Zugleich wird das Risiko mechanischer Beschädigungen – etwa Beulen oder Kratzer – an Dosen mit geringem oder fehlendem Innendruck deutlich reduziert. Das wiederum eröffnet die Möglichkeit, leichtere und dünnwandigere Dosen einzusetzen, was Material spart und die Nachhaltigkeit der Verpackung verbessert.  

Energieeffizienz neu gedacht: thermische und elektrische Optimierungen  

„Nachhaltigkeit war bei der Entwicklung des LinaFlex eSync definitiv einer unserer größten Innovationstreiber“, erklärt Niels Clausen.
So sind zahlreiche Energiespar-Funktionen, die sich bereits in der Vergangenheit bewährt haben, optional erhältlich. Ein zentrales Element ist die Wärmerückgewinnung: Durch den gezielten Wasseraustausch zwischen Aufheiz- und Kühlzonen wird ein Großteil der eingesetzten Energie zurückgewonnen. Je größer die Rückgewinnungsfläche, desto höher die Effizienz – allerdings wächst damit auch der Platzbedarf. Alternativ lässt sich die Rückgewinnung durch den Einsatz mehrerer kleinerer Zonen optimieren, ohne die Maschinenlänge zu erhöhen.  

Mit der Funktion Recu-Switch können zudem äußere Pasteurisierzonen bei Bedarf als zusätzliche Rückgewinnungszonen genutzt werden – besonders effektiv bei stark variierenden Pasteurisierungseinheiten (PU) zwischen verschiedenen Produkten. 

Ein weiteres Highlight ist die dynamische Geschwindigkeitsregelung (Speed Control), die einen energieeffizienten Betrieb auch bei Teillast ermöglicht. Ergänzend reduziert die serienmäßige Isolierung der Pasteurisierzonen Wärmeverluste, während optional auch die Rückgewinnungszonen isoliert werden können – ideal für maximale Energieeinsparung. Die niederdruckoptimierten Sprühdüsen benötigen nur kleine Pumpen mit geringem Stromverbrauch. 

Auch das Wassermanagement ist auf Effizienz ausgelegt: Kleine Tankvolumina senken den Energiebedarf für Heizung und Kühlung und reduzieren gleichzeitig den Wasserverbrauch bei der Reinigung.  

Ein optionales separates Kühlmodul ermöglicht es, Produkte auf ein niedrigeres Temperaturniveau – etwa nahe dem Taupunkt – abzukühlen. Die dabei freiwerdende Restwärme kann über eine integrierte Wärmepumpe entweder direkt zur Beheizung der Pasteurisierzonen genutzt oder in ein werksweites Wärmenetz eingespeist werden. Mit einem COP-Wert (COP: Coefficent of Performance) von rund 2,7 bei einem Wirkungsgrad von 85 Prozent bietet dieses System eine besonders nachhaltige Lösung. Die Platzierung der Wärmetauscher ist flexibel – ob neben dem Pasteur, auf einer Plattform, im Keller oder auf dem Hallendach. 
 
„Wir haben bei all diesen Möglichkeiten natürlich auch auf die Amortisationszeit geachtet“, so Clausen: „Da die Kosten für Wasser sowie Primär- und Sekundärenergie in den jeweiligen Regionen und Ländern unterschiedlich sind, haben wir uns flexibel aufgestellt, um weltweit allen Kunden die bestmögliche Lösung zu bieten.“ 

Referenzprojekt – LinaFlex eSync bei DICO Drinks 

Der erste Prototyp des Pasteurs läuft seit Juli 2023 im nordrhein-westfälischen Hückelhoven bei dem Dosenabfüller DICO Drinks. Die Anlage hat eine Kapazität von 95.000 Behältern pro Stunde und steht direkt neben ihrem konventionellen Pendant mit gleicher Leistung. „Der Unterschied im Platzbedarf ist frappierend“, sagt Sven Breitfeld, Produktionsleiter bei DICO Drinks. „Das verdeutlicht eindrucksvoll die Effizienz des neuen Systems.“ Dank des dynamischen Puffers im Pasteur wird auf sechs Quadratmetern drei Minuten dynamische Pufferkapazität realisiert.  

Der LinaFlex eSync ist eine echte Gemeinschaftsarbeit von Fachleuten aller beteiligten Sparten im Krones Konzern. Experten für Füll-, Pasteur-, Pack- und Transporttechnik sowie Simulation – sie alle waren Teil dieses umfassenden Entwicklungs-, teilweise auch Forschungsprojekts. Genau wie diese Menschen in enger Zusammenarbeit eine optimale Lösung ausklügelten, so eröffnet ihre Entwicklung nun den Weg, um in der Linie ein optimales Zusammenspiel aller Maschinen aufrechtzuerhalten.