Ein Teil des Master Production-Teams stolz vor seiner horizontalen Kartoniermaschine
Master Production, ein innovatives Maschinenbauunternehmen aus Slowenien, setzt auf die Lösungen und die Expertise von SMC, um die Energieeffizienz für Kunden in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie auf das nächste Level zu heben. Mit dem Know-how von SMC wurde eine Kartoniermaschine für einen Nutrikosmetik-Hersteller optimiert, wodurch der Betrieb bei einem niedrigeren Druck möglich wird und die jährlichen Betriebskosten um beeindruckende 27 % gesenkt werden. Doch das ist nicht alles: Als Teil einer umfassenden Lösung für die Primär-, Sekundär- und Tertiärverpackung vertraute Master Production ebenso auf SMC, um eine neue Stickstoff-Blaslösung zu entwickeln. Hier sorgt eine ausgeklügelte Durchflussregelung dafür, dass die Kosten minimiert und die Effizienz maximiert werden.
Angesichts hoher Strompreise und dem immer dringlicheren Bedarf, Betriebskosten im Prozesssektor zu senken, war der Ruf nach Energieeffizienz noch nie lauter. Für Master Production, das sich als Trendsetter in der Maschinenbau-Branche sieht, geht es darum, ständig neue Maßstäbe zu setzen und über den Horizont hinaus zu denken. Aus dem slowenischen Ajdovščina heraus vereint der zukunftsorientierte Betrieb Effizienz, Raffinesse und Innovationskraft in seinen Lösungen. Das familiengeführte Unternehmen hat sich auf die Planung und den Bau von hochmodernen automatischen Palettieranlagen, Depalettieranlagen, Verpackungsmaschinen sowie horizontalen und vertikalen Kartoniermaschinen spezialisiert – um nur einige seiner vielfältigen, wegweisenden Lösungen zu nennen.
Horizontale Kartoniermaschine von Master Production
Auf der Suche nach weiteren Energieeffizienzgewinnen wandte sich Master Production an den langjährigen Automatisierungspartner SMC.
„Ein Projekt mit einer horizontalen Kartoniermaschine für einen Nutrikosmetik-Hersteller bot uns die perfekte Gelegenheit, Einsparpotenziale auszuloten“, sagt Matej Puc, Chief Technology Officer bei Master Production. „Ganz oben auf unserer Agenda stand die Reduzierung des Betriebsdrucks der sekundären Verpackungsphase der Maschine.“
Die Messlatte höher legen
Der Prozess umfasst das Verpacken von mit Flüssigkeit gefüllten Flaschen in Kartons bei einer Rate von 10.000 pro Stunde – das entspricht 700 Kartons pro Stunde. Obwohl die Senkung des Betriebsdrucks das Hauptziel war, musste dies ohne Einbußen bei Produktivität oder Sicherheit erreicht werden.
Im Sommer 2024 besuchten SMC-Experten für die Energieeffizienz von Druckluft Master Production, um den besten Ansatz zu erarbeiten.
„Wir haben die Maschine und ihre Funktionalität gründlich untersucht und jeden Schritt des Prozesses im Detail geprüft, um zu berechnen, wie weit wir den Betriebsdruck senken könnten“, erklärt Jan Matko, Spezialist für Energieeffizienz bei SMC Slowenien.
Der Kartonierprozess stützt sich stark auf pneumatische Komponenten, wobei jede Maschine etwa 30 Aktuatoren umfasst, darunter eine Mischung aus geführten Zylindern, die vor seitlichen Kräften schützen, und Kolbenstangenzylindern für leichtere Aufgaben wie das Falten der Kartons.
„Aus ihrem intensiven Prüfprozess und den erprobten Berechnungsmodellen ergab sich, dass wir in vielen Fällen kleinere Zylinder einsetzen können. Selbst mit einem Sicherheitsfaktor haben wir die Zylindergröße um etwa 20 % reduziert“, erläutert Matej Puc.
Kompakte Zylinder von SMC benötigen weniger Luft und erfüllen dieselbe Funktion effektiv, jedoch bei niedrigerem Betriebsdruck. Endanwender können anschließend den Systemdruck ihres Kompressors senken – und das Resultat sind deutlich geringere Betriebskosten.
SMC Kompaktzylinder mit Führung der Serie MGP
Darüber hinaus empfahl SMC neue Drehantriebe für Sekundärverpackungsprozesse, wie etwa die Ausrichtung von Flaschen. Auch hier konnte das SMC-Team durch seine Expertise und Erfahrung in vielen Fällen kleinere Drehantriebe vorschlagen.
Zu den Schlüsselprodukten von SMC, die den Übergang zu einem niedrigeren Betriebsdruck unterstützten, gehörte die CQ2-Serie. Dieser platzsparende Zylinder mit kompakter Bauweise ermöglicht die Montage von Auto-Switches auf allen vier Oberflächen. SMC lieferte zudem kompakte Führungszylinder der MGP-Serie sowie Schwenkantriebe mit Drehflügel der CRB2-Serie. Weitere Komponenten wie doppeltwirkende ISO-Kolbenzylinder, Miniaturzylinder, Luftaufbereitungseinheiten, Vakuumgreifer und Fittings ergänzten die Lösung.
Abriebfeste Vakuumsauger für den Transfer von Wellpappe – SMC Serie ZP3C
Auf die Probe gestellt
Um die Ergebnisse zu validieren, führten das SMC-Team und Master Production umfassende Tests an der modifizierten horizontalen Kartoniermaschine im Werk des Endkunden durch. Zunächst wurde die Maschine mit dem Standarddruck von 6 bar und anschließend mit 4,5 bar betrieben. Die Ergebnisse waren mehr als beeindruckend.
Das Expertenteam von SMC konnte die erfassten Daten extrapolieren, um den Betrieb der Maschine rund um die Uhr über 286 Arbeitstage pro Jahr abzubilden. Mit einem Druck von 6 bar verbrauchte die Maschine 13,2 m³ komprimierte Luft pro Stunde, was auf den Jahresverbrauch von 90.605 m³ hinauslief. Im Vergleich dazu benötigte die Maschine bei einem Betrieb mit 4,5 bar nur 9,6 m³ komprimierte Luft pro Stunde – das entspricht einem Jahresverbrauch von 65.894 m³. Das bedeutet: Der reduzierte Betriebsdruck senkt den Luftverbrauch bei Kunden von Master Production um bemerkenswerte 24.711 m³ pro Jahr.
Setzen wir das in einen finanziellen Kontext (basierend auf aktuellen Tarifen in Slowenien): Der Verbrauch von 90.605 m³ komprimierter Luft bei einem Betrieb mit 6 bar würde jährliche Kosten von 3.624 € verursachen. Reduziert man den Druck auf 4,5 bar und verringert den Jahresverbrauch auf 65.894 m³, sinken die Kosten auf 2.636 €. Das ergibt eine beachtliche Einsparung von 27 %. Und das gilt nur für eine Maschine. Stellen Sie sich vor, wie viel eine ganze Produktionshalle an Einsparungen bringen kann, wenn alle Maschinen mit niedrigerem Betriebsdruck arbeiten.
Die Tests bei den Kunden von Master Production zeigten ebenfalls eine beeindruckende Reduzierung der CO2-Bilanz um 27 %. Indem der Betriebsdruck der Maschine von 6 bar auf 4,5 bar reduziert wird, verringert der Endkunde die CO2-Emissionen von 5.309 kg-CO₂e auf 3.861 kg-CO₂e – ein bedeutender Schritt in Richtung der neuen europäischen Nachhaltigkeitsberichterstattung (ESRS).
Ineffizienzen einfach davonblasen
Als Beweis für die Fähigkeiten von SMC als Anbieter einer Komplettlösung für Automatisierung erfüllte das Unternehmen auch die Anforderungen von Master Production an eine neue Blasanwendung – diesmal für einen Primärverpackungsprozess, bei dem das Pulverprodukt in Flaschen abgefüllt wird.
Da Nutrikosmetika orale Nahrungsergänzungsmittel sind, muss dieser Prozess in einer inerten Atmosphäre unter Verwendung von Stickstoff als Umgebungsatmosphäre stattfinden. Die Verwendung von Inertgas verhindert, dass Sauerstoff und CO2 die Produkte beeinträchtigen. Das ist besonders wichtig, um verderbliche Produkte wie Lebensmittel und Pharmazeutika zu konservieren.
„Wir wussten, dass SMC eine Lösung bietet, mit der wir unseren Stickstoffverbrauch reduzieren und gleichzeitig Kosten sparen können“, erklärt Matej Puc. Diese Lösung kam in Form eines SMC-Durchflussreglers, der den Stickstofffluss exakt steuert. Damit kann der Endkunde den Fluss ganz nach Bedarf starten, anpassen und stoppen. „SMC hat eine maßgeschneiderte Komplettlösung entwickelt – mit einem 2/2-Absperrventil, Düsen und Schläuchen, die perfekt auf unsere Primärverpackungsanwendung abgestimmt sind.“
Stickstoffblaskompatibles 2-Wege-Ventil von SMC – Serie HF1B-JSX
David Matoh, Sales Expert SMC Slowenien, ergänzt: „Die Möglichkeit, den Durchfluss gezielt zu steuern, ist vorteilhaft, weil sie die übliche Praxis vermeidet, Stickstoff ständig zu blasen. Eine Methode, die sowohl verschwenderisch als auch teuer ist. Besonders in Bereichen wie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie, wo hochreiner Stickstoff benötigt wird, entstehen durch diese ineffiziente Nutzung hohe Kosten.“
Im Vergleich zu einer kontinuierlichen Blasanwendung schätzt SMC, dass die Lösung mit geregeltem Durchfluss den Stickstoffverbrauch um mindestens 50 % senken wird – wahrscheinlich noch mehr.
Durchflussregler – SMC Serie PFCA
Ein Wettbewerbsvorteil? Gleich mehrere!
Weniger Druckluft und Stickstoff zu verbrauchen, schont nicht nur die Umwelt und senkt die Kosten für den Endkunden, sondern stärkt auch den Maschinenbauer. Master Production hebt sich mit diesen Vorteilen im Wettbewerb ab, überzeugt Kunden und treibt Wachstum sowie Marktanteile voran.
„SMC begleitet uns seit den ersten Schritten unseres Unternehmens“, so Matej Puc, Chief Technology Officer bei Master Production. „Das Team von SMC denkt lösungsorientiert, berät mit Fachkompetenz und liefert zuverlässig – pünktlich und präzise. Für uns war SMC nie nur ein Lieferant, sondern von Anfang an ein langfristiger Partner.“
Matej Puc, CTO Master Production, mit einer horizontalen Kartoniermaschine
Mit diesem Projekt setzt Master Production ein starkes Zeichen als Innovationsführer. Das Unternehmen bringt Technologien voran, die Maschinen effizienter machen und den Betrieb auf ein neues Level heben. Nach dem Erfolg mit der Kartoniermaschine will Master Production diesen Ansatz konsequent weiterverfolgen und in kommende Maschinenentwicklungen einfließen lassen.
