Trinkbeutel aus recyclebarem Mono-Material

Von Babynahrung über Haushaltsreiniger bis hin zu Chemikalien und Pharmazeutika – Standbodenbeutel werden immer häufiger als umweltfreundliche Alternative zu Dosen, Flaschen oder Kartons angesehen. Für Beutel wird weniger Material benötigt und bei ihrem Transport wird aufgrund ihres geringeren Gewichts weniger Kraftstoff verbraucht. Ein kleinerer CO₂-Fußabdruck im Vergleich zu starren Verpackungen aus Glas oder Metall ist die Folge.

Doch flexible Verpackungen wie Standbodenbeutel, auch Doypacks genannt, haben einen Nachteil: Sie bestehen typischerweise aus mehreren Schichten verschiedener Kunststoffarten, darunter oft Lagen aus Aluminium. Dies erschwert das Recycling und erhöht die Menge nicht recycelbarer Kunststoffabfälle.

Etliche Industrieunternehmen haben sich dieses Themas angenommen und sind bestrebt, verstärkt vollständig recycelbare Verpackungen aus Mono-Materialien einzusetzen. Mono-Materialien sind jedoch schwieriger zu formen und zu verschließen, was ein aufwendiges Umform-, Abfüll- und Versiegelungsverfahren erfordert, um eine hohe Verpackungsqualität und -leistung zu gewährleisten.

Der spanische Verpackungsmaschinen-Spezialist Bossar Packaging S.A. entwickelt seit Jahren Lösungen zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Beutel aus recyclebaren Mono-Materialien. Bei der Herstellung der Beutel kommt es vor allem auf die Temperatur, Dauer und Druck beim Verschließen des Beutels an, um den Beutel sicher abzudichten. Sämtliche Material- und Maschinenspezialisten von Bossar brachten ihr Know-how in die Entwicklung der neuen Lösung ein. 

Das Ergebnis ist ein neuartiges Maschinendesign, das aus einem Beutel-Macher und einem Beutel-Befüller besteht. Die Maschine i-Bossar Pouch Maker (i-BPM) versiegelt und kühlt den Beutel in einem einzigen, materialschonenden Schritt. Dies ist besonders wichtig für Mono-Materialien wie Polyethylenfolien, die sehr empfindlich auf Dehnung reagieren. Auch durch den ununterbrochenen Verpackungsprozess werden die Folien keiner unnötiger Spannung ausgesetzt.

Anschließend gelangen die Beutel in den neuen Linearbeutelfüller Bossar Clean Filler (BCF). Durch die Trennung der Beutelherstellung von der Füllung und Versiegelung kann Bossar eine hervorragende Dichtigkeit und Qualität gewährleisten. Gleichzeitig bietet die Maschine ein hohes Maß an Flexibilität: Mit minimalen Umrüstzeiten können verschiedene Beutelformate nacheinander hergestellt und befüllt werden.

Bei der Entwicklung dieses neuen Maschinendesigns griff Bossar auf ein bestehendes Maschinendesign zurück, das die gewünschte Flexibilität und Leistung für den neuen Prozess bieten konnte: die vollständig servo-gesteuerte horizontale Form-Füll-Dichtungsmaschine (HFFS) des Unternehmens.

Die BMS-Linie des Unternehmens verfügt über ein von Bossar patentiertes Übertragungssystem zur Antriebssteuerung. Dadurch werden mechanische Teile im Antriebssystem eliminiert, was zu einer energieeffizienten und wartungsarmen Maschine führt, die in der Lage ist, schnelle Formatwechsel bei geringem Materialverlust zu erreichen.

Die integrierte Automatisierungs- und Antriebslösung der BMS-Maschinen stammt von Siemens. Die Komplettlösung erfüllt sämtliche Anforderungen an den Antrieb, die Maschinensicherheit und die Kommunikation. Das Aufsetzen auf eine bestehende Architektur ermöglichte es Bossar, bei niedrigen Engineering-Kosten das Design zu optimieren und sich auf die spezifischen mechanischen und technologischen Herausforderungen zu konzentrieren.

Bossar konnte das neue Maschinendesign verhältnismäßig schnell entwickeln, da das Team auf eine bereits vorhandene Technologie aufsetzen konnte. Zudem trug das schnelle Engineering von Automatisierung, Antriebssteuerung und die Erfüllung von Sicherheitsanforderungen mithilfe vertrauter Tools zu der kurzen Markteinführungszeit bei.

Das Unternehmen hat sich zum Ziel gesetzt, den CO₂-Fußabdruck seiner Produkte, wo immer möglich, zu reduzieren, und dazu gehört auch der Energieverbrauch der Maschinen. Bossar nutzt Simatic ET 200SP AI Energy Meter, um den Energieverbrauch zu analysieren und die Leitungseinzugsfunktionen der Sinamics-Antriebe, um Energie aus dem Antriebssystem zurück zu gewinnen.

Das Engagement von Bossar für möglichst umweltfreundliche Verpackungslösungen umfasst auch die Reduzierung des Materialverbrauchs und des Gewichts von Ausguss-Tüllen, Verschlüssen, und Steckverbindungen sowie den geringstmöglichen Verbrauch an Verpackungsmaterial. Das Ziel ist ein möglichst effizientes Produkt-Verpackungs-Verhältnis.

Zusammen mit der neuen Lösung für recycelbare Kunststoffverpackungen auf Polyolefin-Basis sollen die Maschinen von Bossar auf der ganzen Welt dazu beitragen, Verpackungen umweltfreundlicher zu gestalten und gleichzeitig den Inhalt bestmöglich zu schützen.

Erstveröffentlichung in Packaging Europe (Ausgabe 15.2-2020, ab Seite 6):

"Evolving Monomaterials through Digitalization" von Joffrey Schubert

Mai 2020