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.

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

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

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

AZO GmbH + Co. KGD-74706 Osterburken Tel. +49 6291 92-0Fax +49 6291 92-9500info@azo.de, 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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