Forschung Projektdatenbank Abfüll- und Verpackungsprozesse Adaptiver Ultraschallsiegelprozess

Adaptiver Ultraschallsiegelprozess

Forschungstitel:
Entwicklung einer prozessdatenbasierenden Inline-Qualitätskontrolle und Methodik zur automatischen Prozessparameterfindung beim Ultraschallsiegeln von recyclinggerechten Verpackungsfolien

Arbeitsgruppe: Abfüll- und Verpackungsprozesse

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  1. Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Dresden, Sebastian Rhein

IGF-Vorhaben: 21198 BR
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2021 – 2022

Aufgrund steigender sozialer und gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich ökologisch vorteilhafter Verpackungen, kommen Veränderungen auf den Verpackungsbereich zu, die unter anderem höhere Recyclingquoten und die Verwendung von Monomaterial-ähnlichen Folien vorsehen. Dies führt zur Abkehr von der herkömmlichen Trennung in Träger- und Siegelschicht bei Verpackungsfolien und geht Einher mit Effizienzeinbußen beim Verpackungsprozess im Wärmekontakt- oder Heißsiegelverfahren, dem meist verbreiteten Verfahren.

Dafür rücken andere Verfahren mehr in den Fokus, wie das Ultraschallsiegeln, deren Marktdurchdringung, aufgrund höherer Prozesskomplexität und im Allgemeinen erhöhter Empfindlichkeit gegenüber Prozessveränderungen, noch gering ist. Neben dem Vorteil der Verwendung von kalten Werkzeugen, profitiert dieses Verfahren durch die elektronische Steuerung des Prozesses, die eine Vielzahl von Prozessdaten zur Verfügung stellt. Diese werden derzeit noch nicht ausreichend genutzt, können mittels aktueller Verfahren, wie dem maschinellen Lernen, zur automatischen Auswertung herangezogen werden.

Daher werden in diesem Projekt folgende Schwerpunkt angegangen:

  1. Bestimmung optimaler Siegelparameter für recyclingfähige Verpackungsfolie
  2. Bestimmung des Siegelendes mittels interner/externer Sensordaten zur Minimierung des Risikos der Durchsiegelung bei gleichbleibender Nahtqualität
  3. Entlastung (ungeschulter) Bediener durch Selbstidentifikation optimaler Prozessparameter
  4. Adaptive Anpassung der Siegelparameter bei Störungen oder Umwelteinflüssen mit Takt-bezogener Auswertung und Anpassung der Prozessparameter zur Kompensation langfristiger Drifts
  5. Verbesserung der Prozessstabilität, Prozesseffizienz und Produktsicherheit

Das hier vorgestellte IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV e.V.) wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.