Topthema von KHS auf der BrauBeviale und in der letzten Ausgabe der KHS competence war Total Cost of Ownership (TCO), die Gesamtbetriebskosten. Hier werden neben den Investitionskosten (CAPEX) für die Anschaffung einer Linie zusätzlich auch die operativen Kosten (OPEX) über die gesamte Lebensdauer der Maschinen betrachtet, um wirtschaftlich sinnvolle und nachhaltige Entscheidungen für die technische Ausstattung von Produktionsbetrieben abzusichern. Operative Kosten sind insbesondere Aufwendungen für Energie- und Medienverbräuche sowie für das Verpackungsmaterial. Hinzu kommen Personalkosten sowie die Wartungs- und Servicekosten für technische Systeme. Angesichts der langen Laufzeit einer Abfüllanlage von meist mehr als 15 Jahren ist es kein Wunder, dass der OPEX-Anteil an den Gesamtkosten in PET-Linien pro abgefülltem Behälter zwischen 92 und 97 Prozent beträgt, während der Anteil der Investitionskosten nur bei 3 bis 8 Prozent liegt. Wie groß das Einsparpotenzial bei den operativen Kosten durch Optionen mit innovativer KHS-Technik ist, zeigt sich am Beispiel der Produktion von PET-Abfüllanlagen für karbonisierte Erfrischungsgetränke.

Planung entscheidend

„Erst die Verbindung von nominalen Einsparungen mit einer hohen Anlagenverfügbarkeit ergibt ein gutes Gesamtkonzept für unsere Kunden“, sagt Mario Beck, Head of Department Sustainability/TCO bei KHS. „Deshalb müssen wir schon in der Planungsphase das Layout der Anlage durch passende Maschinenkombinationen entsprechend auslegen. Das reicht bis zur Gestaltung oder Wahl der Wartungsverträge, die ihrerseits bei der Leistungs- und Effizienzerhaltung von PET-Linien einen Unterschied machen können.“ Im Zwei-Block-Konzept für PET-Linien etwa umfasst der erste Block Steckblasmaschine und Füller sowie Transporttechnik zur Entkopplung und Pufferung. Etikettiermaschine, Packer mit Schrumpftunnel und Palettiermaschine bilden den zweiten Block. Im Vergleich zur klassischen PET-Linie kommt dieses Konzept zwischen Etikettiermaschine und Verpackungsmaschine ohne Puffer aus. Verbunden mit einer vorausschauenden, zählenden Steuerung ergibt sich ein nachhaltiges Linienkonzept.

Entwicklung von CAPEX und OPEX
Entwicklung von CAPEX und OPEX

Weniger Energie, mehr Nachhaltigkeit

Im ersten Block liegt der Fokus auf der Einsparung von Energie und Ressourcen. Das beginnt bereits bei der Streckblasmaschine.

Ein Beispiel ist der Aufheizprozess in der InnoPET Blomax 12 S: Der Wärmeeintrag bei der Aufheizung der Preforms erfolgt per Near Infra Red (NIR) – kurzwellige Infrarot-Strahlung mit einer besonders hohen Energiedichte – und sorgt gegenüber der marktüblichen IR-Technologie für einen bis zu 30 Prozent geringeren Energieverbrauch. In der Anlaufphase ist der Materialverlust niedriger, und der Ofen konnte um 20 Prozent verkürzt werden.

Bis zu 75 Prozent beträgt die Energieeinsparung am Hochdruckkompressor: Den größten Beitrag dazu leistet AirbackPlus, ein innovatives Blasluft-Recycling, bei dem die Druckluft nicht in die Umgebung entlüftet, sondern über eine spezielle Airback-Ringleitung in den Prozesskreislauf zurückgeführt wird – das spart bis zu 40 Prozent Blasluft. Technische Verbesserungen wie eine gesteigerte Prozess- und Kühlzeit, interne Flaschenkühlung und reduzierte Preform-Kontaktzeit erhöhen den Ausstoß auf bis zu 2.500 Flaschen pro Stunde und Blasform. Die Energiekosten lassen sich so um rund 36.000 Euro pro Jahr senken, die Investitionskosten durch kleinere Maschinengrößen um bis zu 20 Prozent und die benötigten Aufstellflächen um bis zu 15 Prozent.

Ökonomischen und ökologischen Gewinn verspricht das „Bottles & Shapes™“-Programm, das für geringeren PET-Verbrauch und eine Materialeinsparung von bis zu 30 Prozent sorgt. Leichtere Flaschen verbrauchen im Streckblasprozess auch weniger Aufheiz- und Aufblasenergie und können in dünnerer Folie verpackt werden. Zudem kann im Füllbereich mit Hilfe der fortschrittlichen Eco-Space-Ventile der CO2-Ausstoß von bisher rund 600 Gramm pro Hektoliter auf etwa 150 Gramm verringert werden. Durch Überarbeitung aller produktberührenden Teile wurden die Umstellzeiten beim Formatwechsel verkürzt und die Instandhaltungszeit um 20 Prozent reduziert. Dies entspricht einer Produktionsmenge von 5,6 Millionen Behältern pro Jahr.

Medien- und Energieverbrauch pro Jahr KHS-PET-Linie für karbonisierte Softdrinks

Schlank verpackt

Auch im Trockenteil geht es vorrangig um Material- und Energieeinsparungen: Das patentierte FullyEnclosed FilmPack der Innopack-Kisters-Verpackungsmaschine ist eine Folienverpackung, die einzelne Behälter zu einem stabilen Gebinde zusammenfasst und dabei ganz ohne Kartonagen auskommt. Das spart gegenüber der Verpackung mit Pad oder Tray und Folie rund 50 Prozent an Verpackungsmaterial und bis zu 42 Prozent an Materialkosten ein. Da das Druckbild der Folie weniger stark verzerrt wird, entsteht eine optisch hohe Verpackungsqualität, und es kann ein Griff angebracht werden. Weitere Optionen umfassen beispielsweise die Folienbahnregelung, mit der rund 10 Prozent an Folie eingespart werden kann, und die Folienspreizung auf Umlenkelementen aus mikroporösem Material, die rund 90 Prozent weniger Druckluft verbraucht als im herkömmlichen Verfahren mit perfo­riertem Stahlzylinder. Bei der Reduktion des Energieverbrauchs punkten sowohl die optimierte Schrumpftunnel-Kettenkühlung, deren Ersparnis von rund 10 Prozent durch den TÜV Süd zertifiziert wurde, als auch der Stand-by-Modus für den Schrumpftunnel, bei dem alle nicht benötigten Funktionen während einer Produktionspause beendet werden und der Tunnel durch Rollladen automatisch verschlossen wird – kleiner Aufwand, große Wirkung.

Intelligent gesteuert

„Ein echtes Highlight ist die so genannte zählende Steuerung“, freut sich Beck. Hier wird der Produktfluss in der Linie inklusive der Maschinenzustände durch Zählen der Behälter verfolgt. Im Vergleich zur konventionellen Steuerung mittels Sensorik ermittelt dieses Verfahren die Belegung einzelner Strecken exakt und erfasst beziehungsweise berücksichtigt die Ist-Mengen an Etiketten und Verpackungsfolie. Die einzelnen Betriebszustände werden dank einer intelligenten Schnittstelle zu den Maschinen früher als bisher erkannt und vorausschauend geregelt. Wird beispielsweise ein Wechsel von Etiketten- oder Folienrolle prognostiziert, fährt der vorgelagerte Bereich rechtzeitig leer, so dass für den Steckblasmaschinen-Füllblock genügend Pufferkapazität zur Verfügung steht, um während des Rollenwechsels weiter zu produzieren. „Insgesamt erreichen wir so eine sanftere und hochdynamische Regelung der Linie. Damit entsteht weniger Verschleiß und der Energieverbrauch wird gesenkt“, fasst Beck zusammen.

Leistungsfähigkeit dauerhaft sichern

Wie groß das wirtschaftliche Potenzial all dieser Maßnahmen ist, lässt sich allein am Materialverbrauch, dem größten Kostenfaktor bei der Getränkeabfüllung, ablesen. Wird bei einer Anlage mit einer Leistung von 28.000 1,5-Liter-Flaschen pro Stunde das Gewicht der Flaschen um 8 Gramm reduziert, lassen sich die jährlichen Materialkosten von 9,1 Millionen Euro um 23 Prozent auf 7 Millionen Euro senken – eine eindrucksvolle Zahl, die Beck errechnet hat.

Wie effizient und leistungsfähig sich die Maschinen über ihre gesamte Lebensdauer auf lange Sicht erweisen, ist schließlich abhängig von der Vorsorge, die der Kunde trifft. KHS hat für diesen Zweck und für jeden Bedarf verschiedene Service-Pakete geschnürt. Diese reichen vom Start-up-Paket anlässlich der Übergabe der Anlage über Basis- und Advanced-Pakete bis hin zum Comfort-Paket, zu dem sogar ein Embedded Engineer zählt, also ein von KHS eigens zur Wartung der Kundenlinie abgestellter Techniker. Mit diesen durchdachten Service-Paketen bietet KHS neben der Planung und Umsetzung ein geschlossenes Konzept zur Sicherung der Anlagenverfügbarkeit und Reduzierung der Betriebskosten.

Das sehen auch die Kunden von KHS so, die sich auf der BrauBeviale sehr interessiert zeigten angesichts der Vielzahl der Maßnahmen und Möglichkeiten, die Gesamtbetriebskosten zu reduzieren. „Wir können unsere Kunden damit wirklich sehr wirkungsvoll unterstützen“, sagt Beck nicht ohne Stolz – und denkt dabei nicht in erster Linie an die technischen Neuerungen und Details: „Mit unserer Beratungskompetenz und -leistung vollbringen wir hier eine echte Pioniertat. Wichtig ist am Ende nur, dass der Kunde zufrieden ist.“

Ihr Ansprechpartner zum Thema

Mario Beck
Head of Department Sustainability/TCO,
KHS GmbH, Bad Kreuznach

Telefon: +49 (0)671 852-2880
E-Mail: mario.beck@khs.com