Moderne Prozessautomation: Tetra PlantMaster™

Hochleistungsgetränkeproduktion mit dem Tetra WebCenter

erschienen in GTM 5/2007, S. 48–49, PDF

Die von Tetra Pak Processing entwickelte modulare Automationsplattform Tetra PlantMaster™ hat sich als ein sehr zukunftsweisendes System erfolgreich im Markt etabliert. Tetra PlantMaster™ nutzt modernste Technologien, um für den Anwender Bedienkomfort und größtmögliche Prozess-Sicherheit sowie für das Unternehmen mehr Anlagenverfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Mit dem Tetra WebCenter ist jetzt ein modular aufgebautes Datenmanagement-system mit Anbindung an ein übergeordnetes ERP-System entwickelt worden, mit dem Rezepturverwaltung, Lagerbestandsführung sowie Auftrags- und Batchverwaltung bedienerfreundlich über eine webbasierende Oberfläche nutzbar sind.

Einer der größten deutschen Getränkehersteller trat im September letzten Jahres mit der Aufgabenstellung an die Tetra Pak Processing GmbH heran, neben drei Produktionslinien für die Herstellung von CSD-Getränken auch eine Prozessautomation anzubieten, die die Anlagensteuerung mit einem Bediener pro Schicht ermöglicht. Das System sollte ferner eine zentrale Rezepturverwaltung für alle Anlagenteile sowie eine Auftrags- und Batchverwaltung mit integrierter Lagerbestandsführung umfassen. Tetra Pak Processing in Reinbek erweiterte daraufhin speziell für die Anforderungen von Getränkeherstellern die Plattform „Tetra WebCenter“ – ein modular aufgebautes Datenmanagementsystem auf Basis einer leistungsfähigen Microsoft SQL Server Datenbank. Der Zugriff auf die Daten erfolgt über den Internet Explorer, die Prozesskopplung über OPC. Die Module für Rezeptur- und Auftragsverwaltung hatten sich bereits branchenübergreifend in früheren Projekten bewährt. Die Auftragsverwaltung war jedoch um eine automatische Berechnung von Batchen zu erweitern. Zusätzlich musste für die Lagerbestandsführung ein komplett neues Modul entwickelt werden.

Rezepturverwaltung

Die Rezepturverwaltung enthält Rezepte für die verschiedenen Anlagenteile in der Prozesskette. Die Rezeptur für die Sirupherstellung besteht im Wesentlichen aus einem flexiblen Schrittablauf für die Dosierung der einzelnen Komponenten (Wasser, Konzentrate, Aromen) und den Rührwerkseinstellungen. Die Rezepte für die Ausmischanlage mit dem Inlinesystem Tetra Alblend® und das Karbonisiersystem Tetra Alcarb® enthalten alle relevanten Prozess-parameter wie Ausmischverhältnis und Sollwerte für Brix und CO2-Gehalt. Für das Fertiggetränk werden dann die Teilrezepte individuell zu einem Gesamtrezept kombiniert. Um eine optimale Dosiergenauigkeit zu erreichen, werden in den Materialstammdaten spezifische Nachlaufzeiten und Pumpenleistungen für die Dosierung hinterlegt und an die Anlagensteuerung übertragen.

Lagerbestandsführung

Das Modul für die Lagerbestandsführung verwaltet die in Tanks und Containern vorhandenen Grundstoffe in einem „chaotischen“ Lagersystem. Das bedeutet, dass die Grundstoffe beliebig eingelagert werden können und die Anlagensteuerung bei der Anfrage für ein bestimmtes Material automatisch den richtigen Lagerort übermittelt bekommt und die entsprechenden Dosierwege schaltet. Für die Erfassung der Bestände kommen mobile Barcodescanner nach Logistikstandard EAN-128 mit WLAN-Anbindung zum Einsatz. Zusätzliche Informationen wie Chargennummer und MHD werden für die spätere Produktrückverfolgbarkeit gespeichert. Weiterhin können Bestände gezielt einzelnen Produktionslinien zugeordnet, bei Qualitätsproblemen gesperrt oder mit einer vom MHD abweichenden höheren Priorität zur Verarbeitung versehen werden.

Auftrags- und Batchverwaltung

Die Auftrags- und Batchverwaltung ermöglicht eine flexible Produktionsplanung mit Anbindung an ein übergeordnetes ERP-System. Die vorgesehene Produktionsmenge eines Auftrages wird automatisch in einzelne Batche aufgeteilt, wobei die im Rezept hinterlegte minimale und maximale Batchgröße berücksichtigt wird. Es erfolgt für jeden Batch eine Prüfung, ob in der Lagerverwaltung genügend Rohstoffe zur Verfügung stehen. Die benötigten Mengen werden reserviert. Ist nur ein Teil der benötigten Komponenten verfügbar, so wird in der Betriebsart „Restmengenverarbeitung“ diese Dosierung vorgezogen. Anschließend wird anhand der real dosierten Menge der ganze Batch neu berechnet und mit der neuen Größe weitergefahren. So können besonders die hochwertigen Konzentrate optimal ausgenutzt und Rohstoffverluste minimiert werden.

Komplexer Auftragsumfang – schnelle Inbetriebnahme

Im Rahmen dieses Projektes lieferte Tetra Pak drei komplette Hochleistungsproduktionslinien für CSD-Getränke, bestehend aus Annahmesystemen für Konzentrate und Grundstoffe, Dosierstationen für Kleinstmengen und Containerwaren, Lösestationen für Vitamine, Konservierungsstoffe etc., Tanklager, Ventilknoten, Siruptanks,Tetra Alblend®-Ausmischanlagen inkl. Tetra Alrox®-Entgasungsanlage, Tetra Alcarb®-Karbonisierungssysteme, Getränkedruckpasteurisa-tionsanlagen sowie einer diskontinuierlichen Kristallzuckerlösestation mit Zuckerpasteur. Zwischen Auftragserteilung und Betriebs-bereitschaft der Anlagen lagen lediglich sechs Monate. Nach Aussage des Kunden beeindruckt die hohe Dosiergenauigkeit der Tetra Alblend®-Ausmischanlage und die sehr geringen Produktverluste. Die Inlineausmischanlage Tetra Alblend® ermöglicht das genaue Zumischen von bis zu sechs verschiedenen flüssigen Ingredienzien in das Endprodukt. Die Massenströme werden hochgenau geregelt, wodurch eine sehr hohe gleich bleibende Qualität und Reproduzierbarkeit des Endproduktes erreicht wird. Durch den Einsatz eines N2- oder CO2- Überdrucksystems werden Produktverluste beim Anfahren, bei Produktionsstopp und beim Produktwechsel minimiert. Diese Leistungsmerkmale, kombiniert mit einem hoch entwickelten Steuerungssystem, ergeben ein Endprodukt mit hervorragender °Brix-Genauigkeit. Die Ausmisch-genauigkeit beträgt 0,05 °Brix, bei einer Standardabweichung von gleich oder kleiner 0,0125 °Brix. Vor allem beim Stopp der Anlage wird sichergestellt, dass sofort mit dem Wiederanfahren die exakten Mengenverhältnisse erreicht werden. Vergleichbare Systeme mit Pumpen haben hier eine unterschiedlich lange Anfahrzeit mit daraus sich ergebenden Konzentrationsschwankungen. Weiterhin verfügt die Tetra Alblend® über die AMC-Funktion (automatic mass compensation), wodurch sicher gestellt wird, dass direkt nach dem Anfahren der Anlage auftretende Fehlmengen sofort korrigiert werden. Die Startmenge und die Korrekturmenge werden in einem kleinen Pufferbehälter gesammelt und erst nach Eintreffen der Korrekturmenge wird der Inhalt des Pufferbehälters automatisch frei gegeben.
Weitere Informationen: http://www.tetrapak-processing.de/