Automatisierung hinter einem Sprung in der nachhaltigen Flaschenproduktion

Wer sagt, dass eine Flasche aus Glas sein muss?
Frugalpac, ein mit dem King's Award ausgezeichnetes Cleantech-Unternehmen mit Sitz in Suffolk, Großbritannien, dekarbonisiert die Verpackungsindustrie mit Flaschen, die hauptsächlich aus recyceltem Karton bestehen und in der Nähe von Abfüllanlagen hergestellt werden. Ob für Wein, Spirituosen oder Speiseöle, diese leichten, vollständig recycelbaren Behälter bieten klare Nachhaltigkeitsvorteile gegenüber Glas: Sie verbrauchen mindestens viermal weniger Wasser bei der Herstellung, wiegen fünfmal weniger beim Transport und haben einen bis zu 84% geringeren CO2-Fußabdruck. Die Flaschen sind auch vollständig recycelbar: nicht nur die äußere Papierschicht selbst, sondern auch der darin enthaltene, aus einem Material bestehende, lebensmitteltaugliche Beutel auf Polyethylenbasis, der leicht getrennt werden kann.

Diese nachhaltigere Verpackungslösung hat sich durchgesetzt — so sehr, dass Frugalpac eine neue Generation von Maschinen zur Herstellung seiner Frugalflaschen entwickelt hat: Frugal Bottle Assembly Machine 2 oder FBAM 2. Es erhöht die jährliche Produktion pro Linie von rund 2,5 Millionen auf über 14 Millionen. Hinter diesem Sprung stehen mehrere Innovationen — von Verbesserungen des Prozess- und Maschinendesigns bis hin zu einer vollständig integrierten Automatisierungsarchitektur.

Ein kooperativer Ansatz
Die Reise zu FBAM 2 begann mit einer strategischen Partnerschaft, in der wir mit Frugalpac und Underwoods, einem zertifizierten Siemens Industry Distribution Partner, zusammenkamen. Über einen Zeitraum von zehn Monaten arbeitete das Team an der Neugestaltung der Maschinensteuerung, um die Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Effizienz zu verbessern und gleichzeitig eine konsistente Verarbeitung von zu 100% recyceltem Material sicherzustellen. Auf kommerzieller Seite arbeitet Frugalpac mit Siemens Financial Services — unserer B2B-Finanzierungsabteilung — zusammen, um ihren Kunden maßgeschneiderte Zahlungslösungen anzubieten.

„Durch eine enge Zusammenarbeit mit Frugalpac und Underwoods haben wir ein innovatives Konzept in eine skalierbare, leistungsstarke Industrielösung umgewandelt, die über das Produktionsniveau der konventionellen Glasflaschenherstellung hinausgeht und gleichzeitig die Getränkeindustrie deutlich dekarbonisiert“, kommentiert Olly Gibbs, OEM Account Manager bei Siemens.

Die Lösung besteht aus einem kompletten Steuerungspaket, das auf unserem basiert Effiziente Bewegungssteuerung Technologie, einschließlich einer Simatic S7‐1500 CPU für erweiterte Bewegungssteuerung und Sinamics S120 Servoantriebssysteme mit mehr als 20 koordinierten Achsenbewegungen. Das Ergebnis ist eine präzise Abstimmung der vielen beweglichen Teile der Maschine, was höhere Geschwindigkeiten und gleichbleibende Leistung ermöglicht. Simatic HMI Unified Comfort Panels bieten eine intuitive Bedienerinteraktion und volle Transparenz über den Maschinenstatus.

Alle Komponenten sind vollständig in die Engineering-Plattform integriert. TIA Portal, was die Software- und Hardwarekonfiguration — über SPS, Antriebe, HMIs, Kommunikationsnetzwerke und Sicherheit — in einem einzigen Projekt zusammenführt. Diese Integration wird durch vorab verifizierte Funktionsmodule unterstützt, was die Entwicklung beschleunigt, da die Inbetriebnahme und der technische Aufwand reduziert werden. Das bedeutet eine schnellere Einführung und Skalierung. Darüber hinaus reduziert die netzwerkbasierte Steuerungsarchitektur den Verkabelungsaufwand erheblich, sodass Frugalpac Einsparungen von bis zu 65% bei den Verkabelungskosten erzielen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Flexibilität des Systems verbessern kann. Damit sich die Mitarbeiter von Frugalpac daran gewöhnen können, mit der in FBAM 2 installierten Technologie zu arbeiten — wie TIA Portal und Cybersicherheitslösungen — Sitrain Kurse sind ebenfalls Teil des Projekts.

Auf Wachstum vorbereitet
Durch all diese Technologien ist FBAM 2 deutlich schneller als sein Vorgänger — die Herstellung einer einzelnen Flasche dauert nur drei Sekunden. Diese höheren Geschwindigkeiten bedeuten bis zu 30% niedrigere Gesamtkosten für Flaschen und schnellere Rücksendungen. Gleichzeitig wurde die Maschine maßstabsgetreu entwickelt, um die Vision einer globalen Flotte zu unterstützen. Integrierte Cybersicherheitsstandards gewährleisten eine sichere Konnektivität für Ferninstallationssupport und Lebenszyklusmanagement, während vernetzte Daten eine kontinuierliche Überwachung und Energieoptimierung ermöglichen. Darüber hinaus werden die mit der FBAM 2-Flotte gesammelten Erfahrungen als Grundlage für zukünftige Maschinengenerationen dienen.

"Das FBAM‐2 bietet der Branche eine praktische Möglichkeit, schneller voranzukommen — den CO2-Ausstoß zu reduzieren, die Kosten zu senken und Flaschen näher an den Orten herzustellen, an denen Getränke hergestellt und verkauft werden." - Malcolm Waugh, CEO, Frugalpac

Beyond the Bottle: Neue Verpackungshorizonte
Mit seiner Frugal Bottle — vollständig recycelbar, leicht und in der Nähe von Abfüllanlagen hergestellt — treibt Frugalpac sein Ziel der Dekarbonisierung der Verpackungsindustrie voran. Abgesehen von Flaschen erwägt Frugalpac derzeit, sein Portfolio um den Frugal Carton für alles, von Saft und Milch bis hin zu Müsli, und den Frugal Pot für die Aufbewahrung von Farbe zu erweitern. Bei all seinen Aktivitäten engagiert sich das Unternehmen für ein hohes Maß an Wiederverwertbarkeit und dafür, seinen Kunden mehr Kontrolle über die Außenseite ihrer Verpackungen für Branding, Werbung und andere individuelle Designelemente zu geben.