Forschungstitel:
Verhalten freier Oberflächen von bewegten fließfähigen Füllgütern in Verpackungsmaschinen
Arbeitsgruppe: Abfüll- und Verpackungsprozesse
IVLV Projektteamsprecher: Hr. W. Weber, Benhil Gasti
Auftragnehmer: Fraunhofer AVV, Dresden
Wissenschaftliche Projektbetreuung: Hr. T. Junge/Prof. Dr. H. Goldhahn
IGF-Vorhaben: 12338
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 1999 – 2001
Das Projekt betrifft das Verpacken von Flüssigkeiten (u. a. Getränke, Molkereierzeugnisse) und Schüttgütern (u. a. Kaffee, Mehl) auf Verpackungsmaschinen diskontinuierlicher Arbeitsweise. Nach dem Befüllen des Packmittels (Becher, Beutel, Flasche) treten durch den getakteten Transport Verwerfungen der Füllgutoberfläche oder Fluidschwingungen auf. Dies steht einer Taktzahlerhöhung entgegen, da kein Füllgut über den Packmittelrand übertreten darf. Durch eine gezielte Anpassung des Bewegungsverlaufes der Transporteinrichtung an die jeweilige Behälter-Füllgut-Kombination lässt sich die Maximalausbringung in nicht unerheblichem Maße steigern. Bisherige Arbeiten, die sich auf niedrigviskose Flüssigkeiten konzentrierten, zeigten den enormen Einfluss des Beschleunigungsverlaufes auf die erreichbare Maximalausbringung.
Arbeitsmittel zur Ermittlung verbesserter Transportbewegungen bilden aufeinander abgestimmte numerische Berechnungen mit CFD-Programmen (computing fluid dynamic) und Optimieralgorithmen auf Basis schwingungsdynamischer Ersatzsysteme. Die Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse erfolgt an einem Antriebsversuchsstand, der eine freie Bewegungs-definition ermöglicht. Durch eine mitfahrende Hochgeschwindigkeitskamera erfolgt die Aufzeichnung der Füllgutschwingung.
Die Arbeiten zielen darauf ab, die bisher an der Forschungseinrichtung gewonnenen Erkenntnisse auf alle betreffenden Füllgüter und Maschinentypen zu erweitern sowie Arbeitsmittel zu erstellen, die es den Firmen des projektbegleitenden Ausschusses mit geringem Aufwand gestatten, eine entsprechende Optimierungen für ihre eigenen Abfüllmaschinen durchzuführen. Die bisherigen abgeschlossenen Projektabschnitte widmeten sich der Charakterisierung des Verarbeitungsvorgangs und der Erstellung eines die Fluidschwingungen abbildenden Berechnungsprogramms. Bis zum Ende des Projektes werden folgende laufende Arbeiten abgeschlossen:
Das hier vorgestellte IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV e.V.) wird im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
