Vergleichbar mit einem Musikstück ist auch ein Parfüm eine Komposition, ein Arrangement aus verschiedenen Zutaten, den Duftstoffen. Dort Noten und Takte bestimmt hier das Neben- und Miteinander von Basisriechstoffen das spätere Bukett, das von Parfümeuren komponiert wird. Aus wie vielen Einzelingredienzen und Mischungsanteilen so ein Duft besteht, bleibt das Geheimnis der Hersteller. Alles andere als ein Geheimnis ist, dass diese Unternehmen im internationalen Markt effizient und mit präziser Wiederholgenauigkeit arbeiten müssen – bei der Herstellung wie auch im kreativen Prozess. Fricke Abfülltechnik gehört in diesem speziellen Segment zu den Weltmarktführern: Die Mindener sind bei der Entwicklung ihrer Anlagen kompromisslos hinsichtlich Standardisierung und Weglassen von allem, was nicht wirklich notwendig ist.
Mit wenig Platz schneller dosieren
Diese asketische Herangehensweise bei der Konstruktion und der technischen Ausstattung von Dosieranlagen bringt gerade für die an die Kreation angegliederten Musterlabore zahlreiche Vorteile mit sich. Zum einen sind die Anlagen weniger komplex – damit kleiner und im Rahmen von Wartungen leichter durchschaubar. Zum anderen macht der Platzgewinn es möglich, eine größere Zahl an Komponenten in einem Modul unterzubringen. Dies erweitert letztlich die Einsatzmöglichkeiten und den Kreativspielraum ohne Produktivitätseinbußen. Hierbei ist zu wissen, dass Laboranlagen durchaus 1.000 Komponenten speichern und mit enger Terminplanung vollautomatisch zu einer Mischung dosieren müssen und dabei in einem ganz normalen Bürogebäude stehen. Mit der Laborabfüllanlage Dosing Star hat Fricke eine platzsparende Laboranlage entwickelt, die in maximaler Ausbaustufe mit acht Modulen bis zu 800 Komponenten in höchster Präzision automatisiert in Batches dosiert. Die Genauigkeit für Mischungen bis zu einem Volumen von 1.000ml liegt in einem Toleranzfenster von ±3mg. Die kleinste Dosiermenge gibt Fricke mit 5mg an – was dem Zehntel eines gewöhnlichen Regentropfens entspricht.
Portalsystem mit Mehrachsservoreglern
Ob großvolumig oder Kleinstmenge: Bei der Dosing Star kommt nicht das Produkt zum Behälter, sondern der sogenannte Batchbecher aus Edelstahl zum Dosierventil des Vorratsbehälters – und zwar wird dieser exakt darunter positioniert. In welcher Reihenfolge die Rezeptur abgearbeitet wird, legt eine Rechenlogik im Hintergrund fest. Auf diese Weise lassen sich z.B. eilige Aufträge besser dazwischenschieben und Dosierabläufe zeitlich optimieren. Beim Positionieren sind die Becher Teil eines kompletten Dosiermoduls, das sowohl eine hochgenaue Waage als auch einen Elektromagneten zum Öffnen und Schließen des Behälterventils enthält. Das Ganze ist mit einem dreidimensionalen Portalsystem verbunden – angetrieben von Mehrachsservoreglern der Reihe i700 von Lenze. Die Umsetzung der rotativen Motorbewegung in eine lineare Form realisiert Fricke mit Zahnriemenmodulen. \“Kugelumlauf-spindeln sind im Ex-Bereich nicht verwendbar\“, erklärt Mario Markmann, Leiter Elektrotechnik bei Fricke. \“Jede Komponente im Ex-Bereich kostet richtig Geld – vor allem, wenn wir noch einen Multiplikatoreffekt haben.\“ Etwa die Hälfte aller Anlagen müssen nach den Atex-Richtlinien gefertigt werden. Die Mindener haben sich deshalb intensiv Gedanken darüber gemacht, wie sich Aufgaben mit weniger Technik geschickter bewältigen lassen.
Standardisierung im Ex-Bereich
In einer Dosing Star sind bis zu acht Dosiermodule mit jeweils zwei servomotorischen Positioniereinheiten unterwegs. Dazu kommen noch drei Achsen, die für das Portalsystem arbeiten. Damit befinden sich bis zu 19 Achsen unter dem Dach eines zentralen Lenze-Controllers vom Typ 3200C. Die in den Sprachen der IEC61131-3 frei programmierbare Steuerung koordiniert den kompletten Achsverbund, wobei jede Achse für sich autark arbeitet. Mit diesem zentralen Aufbau aus Controller 3200C, Servoreglern i700 und einbaufertigen Linearachsen mit Servomotoren – oftmals für den Ex-Bereich – konnte Lenze im Rahmen eines gemeinsamen Engineering-Projektes eine standardisierte Antriebslösung bieten. Durch die konsequente Vernetzung der gesamten Anlage mit Ethernet und Ethercat für die Antriebstechnik kann Fricke sehr einfach eine zentrale Steuerungsarchitektur einsetzen. In jedem Modul steuern weitere Controller die Abläufe, die übergeordnete Ebene kümmert sich darum, welche Aufträge in welcher Reihenfolge zu mischen sind. Insgesamt sind in einer Dosing Star bis zu zehn Steuerungen verbaut. Angesichts der starken internationalen Ausrichtung der Abfüll- und Dosierexperten ermöglicht es die enge Verzahnung von Antriebscontroller und Servoregler, Komponenten auszutauschen, ohne dass speziell ausgebildete Techniker um den Globus jetten müssen. Besonders wichtig für die Endkunden von Fricke Abfülltechnik ist die Verfügbarkeit der Anlagen. Zum Teil sind diese rund um die Uhr im Einsatz. Mit den i700-Doppelachsen ließ sich die Anzahl der verbauten Komponenten zusätzlich reduzieren, wodurch die Zuverlässigkeit noch weiter gesteigert werden konnte. Weiterhin können die Schaltschränke sehr kompakt aufgebaut werden.
