Již 19. drážďanské obalové zasedání ve dnech 3. a 4. 12. 2009 proběhlo již tradičně ve zrekonstruovaném konferenčním sále kostela Tří králů (Dreikönigskirche). Jestliže se dvě předešlá zasedání v letech 2007 a 2008 zabývala zvyšováním efektivnosti ve výrobních procesech prostřednictvím nových postupů ve způsobech balení a ve využívání nejnovějších poznatků v oblasti obalů – novými moderními materiály, automatizací balicích procesů, sesouhlasením mezi obalovým materiálem, obalovým prostředkem a následně balicími strojními zařízeními a celky, pak to letošní soustředilo pozornost na zvyšování efektivnosti obalů a balicích procesů především prostřednictvím sledování a vyhodnocování hospodárnosti balicích procesů a postupů.
Akce se konala pod patronací DVI e. V. (Německého obalového institutu) a WGFV (Vědecké společnosti pro obaly a obalovou techniku) a za účasti dvou hlavních sponzorů – skupiny Rexroth a společnosti SICK – inteligentní senzory.
Nosné téma Zvyšování efektivnosti v balicích procesech – výzvy a řešení bylo rozvedeno již v úvodním slovu Wilfrieda Batzkeho z DVI e. V., Berlin, i prof. Eugena Herzaua, předsedy WGFV a profesora na HWTK zur Leipzig. Úvodní přednáškou na ně navázal Dirk Müller z Frankfurtské burzy, který poukázal na enormní propad průmyslové výroby, u níž, pokud vezmeme rok 2000 za 100 %, se předpokládá v roce 2009 pokles až na 45 %. Uvedl, že exportní aktivity jsou ve vztahu k vyspělým zemím rovněž značně utlumené a dobré obchodní vztahy nejsou vybudovány ani směrem k zemím na východ od Německa. Do Indie jde nyní jen asi 1 % průmyslové produkce, do Číny, která navíc je stále solventnější, jen asi 4 – 5 %. I když se dá očekávat výrazný nárůst exportu do těchto oblastí v dalších letech, je třeba jej příslušně smluvně zajistit. Na tento cíl by se nyní měli němečtí exportéři patřičně soustředit, jinak se taková vize může lehce vytratit.
Zadlužení a inflační růst jsou v současné době tak vysoké, že především u mezinárodních dluhů je třeba počítat spíše s generálním pardonem pro tato zadlužení. Celosvětově je nutno vytvořit podmínky ke všeobecnému oddlužení, aby bylo možné nastoupit opět cestu postupného růstu výroby a produkci uplatnit na potřebných trzích.
Balení přehnané versus žádné
Podíváme-li se na problematiku obalů v celosvětovém měřítku, zjišťujeme na jedné straně převládající dokonalé až přehnané balení hotových produktů (tzv. Überpackung). USA, Německo, Japonsko a Velká Británie mají prakticky všechny výrobky perfektně až přehnaně zabalené a často zvyšují nežádoucím způsobem i tzv. uhlíkovou stopu vznikající obalovým odpadem (i když zčásti recyklovatelným nebo energeticky využitelným). Na druhé straně jsou pak země, kde je jen nepatrná část produktů balená a převážně je nabízeno vše nebalené a spotřebitelé si zvláště u potravin musí nějaký obal sami opatřit. Neuvěřitelná se zdá tato situace i v zemi jako Turecko, které by rádo postoupilo do společnosti Evropského hospodářského společenství – balené produkce je v této zemi jen asi čtvrtina až třetina. Důvodem je i dosud nedostatečně rozvinutá maloobchodní síť, vše se zatím odehrává na tradičních otevřených městských a venkovských tržištích. Zvláště zřejmá je tato skutečnost nejen u potravin, ale i u ostatního průmyslového zboží vč. textilu.
„Svět je plný zboží, které je možné a potřebné zabalit!“ uvádí Dirk Miller. Trestuhodně zanedbané trhy mohou být podstatně lépe „obsluhované“, což naznačuje dosti širokou cestu, kterou by se obalový průmysl měl vydat. V závěru upozornil na velká rizika půjček od států, jako je nyní např. Čína, která samozřejmě zároveň se splácením dluhů počítá také s příslušnými úroky z těchto půjček. „Dlouhodobě jsme všichni kvůli těmto dluhům již předem ,mrtví‘,“ uvedl a zároveň popřál obalářům: „Machen Sie’s gut!“ (Dělejte to, jak nejlépe umíte!) Podotkl, že v Africe pracuje čím dál více Číňanů či Indů, kteří místní obyvatele zaměstnávají. Ale němečtí podnikatelé tam zatím chybějí… Je tedy otázkou pro technicky vyspělý západní svět, jak do budoucna s takovýmito výzvami naloží.
Efektivita reálná i modelovaná
Reiner F. Sagurna, obchodní ředitel Kellog’s GmbH & Co KG přednesl příspěvek s názvem Požadavky efektivnosti a management efektivity u značkových výrobků. Uvedl v něm, že management efektivnosti výroby – balicích procesů – by měl vycházet především ze základní schopnosti naslouchat. Naslouchat tomu, co říká zákazník, co říkají vlastní zaměstnanci a jak tato fakta pozitivně promítnout do vlastního procesu balení, do konstrukce obalu, účelnosti strojního vybavení atd.
Tři hlavní zásady, které je vhodné při sestavování efektivně pracujících balicích linek dodržet, jsou:
Jako bonus k těmto třem zásadám je dobré přidat ještě jeden bod – máme-li v balicím oddělení více balicích linek než jednu a dovoluje-li to skladba baleného sortimentu, je třeba sestavit balicí linky pokud možno ze strojních celků od jednoho výrobce se stejnou logikou obsluhy těchto jednotek. To pak dovoluje plynulý přechod obsluhy linek z jedné na druhou, tedy tzv. lehkou zaměnitelnost, a není třeba několik dalších specializovaných týmů.
Dr. Ing. Tobias Voigt z katedry balicích strojů z Technické univerzity v Mnichově seznámil auditorium s automatickou analýzou efektivnosti součinnosti a propojení plnicích a balicích strojních částí do efektivních linek. Využívá se zde modelování procesů plnění a balení prostřednictvím matematických modelací, diagnostikují se úzká místa včetně využití výpočetní techniky včleněné do samotných strojů a propojené do řídicího modelačního centra. V něm jsou jednotlivé procesy diagnostikovány, jsou analyzovány příčiny odstávek strojů a následně je syntetizováno rozhodnutí, jak a jakými metodami a opatřeními celý chod linky posunout na vyšší úroveň. Tedy jak všechny procesy celkově zefektivnit a vedle kvalitního zvládnutí plnicích a balicích procesů ve prospěch samotných hotových produktů dosáhnout i příznivého ekonomického efektu v podobě úspory energií, materiálů, nezbytné lidské kontroly a obsluhy, eventuálně dalších pozitivních efektů.
Balicí linky bez úprav ve všech negativních částech plnicích a balicích procesů vykazovaly o 12 – 20 % horší účinnost než tytéž linky po příslušných úpravách doporučených na základě důkladné předchozí analýzy neefektivních postupů.
Úspory energií…
Procesy v plnicích a balicích strojích zabýval i další příspěvek Dr. Klause Erlacha z Fruenhofer Institutu z oborové skupiny plánování továrních provozů a optimalizace výrob s názvem Zhodnocení elektrického proudu – cesta k energeticky efektivní výrobě.
Jednalo se o velmi důkladnou analýzu a zhodnocení spotřeby zejména elektrické energie v procesu výroby, ale nejen v něm, nýbrž i před zahájením výroby a po jejím ukončení, respektive v časech zastavení výroby, pracovních přestávek atd.
Zpravidla největší energetické ztráty vznikají při procesech plnění a balení na automatizovaných linkách ze tří důvodů. Jde o:
K těmto důvodům lze navíc přiřadit ještě jeden značně významný zdroj energetických ztrát, a sice stand-by provoz (např. i přes víkendy zapnuté části strojů a zařízení, jež by nemusely být nezbytně zapojeny).
Je tedy třeba se orientovat na optimalizaci provozu balicí linky, hledat možné způsoby úspory spotřeby elektrické energie (výměny energeticky náročných strojních celků za energeticky a tím i ekologicky úsporné, šetrné), minimalizovat potřebu vypínání a zapínání elektrických zařízení (překlenování např. směnného provozu bez zbytečného zastavování velkých strojních celků), účinněji využívat pneumatická ovládání prvků ve strojích (zkracování vedení tlakového vzduchu k ovládacím prvkům – tím i zlepšení rychlosti reakce pneumatických částí).
V nemalé míře se v současné době výrobci orientují také na další možnosti úspor energií. V prvé řadě by k tomu měla přispívat synchronizace spotřeby energie s vlastní výrobou energie. Přebytek by měl být dán dalším uživatelům ihned k dispozici, pokud možno beze ztrát.
Velmi často se nyní jedná i o možnostech energii ukládat a skladovat pro budoucí využití.
K tomuto tématu přispěl svým příspěvkem i další řečník Steffen Winkler z BOSCH REXROTH AG ze sekce prodeje balicí a tiskové techniky. Soustředil se na efektivní regulaci a pohonnou techniku. Uvedl, že úroveň spotřeby elektrické energie od roku 1995 do roku 2009 vzrostla o 50 %. Představa o nekonečném nárůstu v dalších letech je nereálná a je třeba se soustředit na způsoby, jak efektivně energií využít pod heslem „Udělat z méně více!“. Řešení se zdá být reálné prostřednictvím metody tzv. 4EE z anglického:
Pokud se bude dařit zavádět stroje energeticky úsporné, s vysokým stupněm účinnosti (lepší stupeň využití elektrické energie), s efektivními komponenty, schopné obnovy energie a případně využití energetické dodávky jen na objednávku, pak by bylo lze efektivnost výroby podstatným způsobem pozitivně ovlivnit, a to samozřejmě nejen v obalovém průmyslu.
Největší úspory lze vidět ve stupni účinnosti především elektromotorů na střídavý proud. Stroje, které dosud používaly motory třídy IE1, by se měly každopádně při jakékoliv opravě nebo větším zásahu do strojů vyměnit za novější. IE3 např. dovede přinést úsporu téměř 7 % oproti starším typům.
V současnosti jsou vyvíjeny typy servomotorů typu EFF 3. Jedná se o synchronní motory, které již při rozběhu nepotřebují tak velké rozběhové proudy a již tím spoří energii.
Stále více se uplatňují stroje s decentralizovanými motorovými pohony – stroje, které mají tzv. virtuální hlavní hřídel, která není poháněna jednou energeticky nesmírně náročnou jednou centrální motorovou jednotkou. Tuto funkci nyní tvoří různé potřebné množství menších sekčních motorových jednotek, které lze každou samostatně ovládat anebo při plném chodu celého soustrojí linky nechat běžet najednou. Např. k doběhu i k dobalení produktu běží pak jen nezbytné servomotory kartonovačky a ne celá balicí linka, jak tomu dříve bývávalo.
Řízení, kontrola, synchronizace
Přímo navazující bylo téma Moderní senzorika a optimalizace strojů a výrobních procesů prezentované Ralfem Jägerem ze SICK AG. K tomu, aby bylo ještě lépe dosahováno efektivnosti výrobních procesů, je zapotřebí jednotlivé úkony strojů automaticky řídit, ale také velmi kvalitně a důsledně kontrolovat! To vše přispívá v konečném efektu nejen k vlastním energetickým a materiálovým úsporám, ale i k produkci konečných výrobků při dodržení jejich vysoké kvality, kterou finální spotřebitelé vyžadují.
Firma SICK je v tomto smyslu jeden z nejvyspělejších výrobců řídicích i kontrolních senzorů (čidel) pro osazení strojních celků a v podstatě dnes dokáže každému zájemci pomoci optimalizovat a efektivně osadit stroje svými produkty podle podmínek zadavatele.
Dr. Holger Oortmann z technologického oddělení firmy SIEMENS hovořil k tématu Efektivnost prostřednictvím plného ovládnutí souhry mezi člověkem a strojem. Konstatoval, že v současné době je zjevná stále větší potřeba, aby komunikační, ovládací prvky a systémy strojů byly co nejjednodušeji pochopitelné pro uživatele – pracovníka, který má se strojním zařízením pracovat. Aby konstruktéři a designéři navrhovali a stavěli stroje s ovládáním, které je uživatelsky přívětivé a zároveň splňuje nejpřísnější normy ochrany zdraví a bezpečnosti práce. Každý výrobce by měl mít své vlastní zkušenosti z provozních zkoušek a ty přenést do své práce a vyvinout OPL (Optimal Packaging Line) – optimální balicí linku s výborně vyřešenými komunikačními vlastnostmi pro obsluhující personál, tedy stroje s grafickým uspořádáním ovládacích prvků a zobrazováním pracovního procesu tak, aby se každému jevil pochopitelný. Efektivita práce s takto dobře postavenými stroji přinese bezchybné výsledky výroby bez všech vnitřních výrobních ztrát.
Dokonalejší povrch – lepší zpracování
O ošetření různých materiálů před jejich optimálním zpracováním v návazných procesech hovořil Hans-Peter Krukenberg z AFS Entwiklungs + Vertriebs GmbH, a to na téma Zvyšování efektivity při současné redukci nákladů zvýšením povrchového napětí materiálů pomocí ošetření korónovou plazmou v obalovém průmyslu.
Pomocí ní se dnes daří aktivovat jinak inertní povrchy materiálů, které by jinak bylo velmi obtížné zpracovávat. Například fólie používané k balení lze tímto postupem připravit tak, aby byly velmi lehce potisknutelné a na jejich povrchu tisk barvy pevně přilnul a neodíral se. Podobně tak na různých materiálech pevně drží jak transparentní, tak i barevné laky, které od podkladu nelze nenásilně oddělit. Ošetření se děje např. šestiprstou elektrodou s ožehovou okamžitou teplotou 1000 – 1300 oC. Na povrchu ošetřeného materiálu se vytvoří aktivní polarizovaná vrstva, která je schopna se navázat s dalšími na povrch aplikovanými materiály. Povrchy se pak dají lépe potiskovat, polepovat, zvýší se haptika povrchu. Na plastových fóliích a Al fóliích lze odstranit nežádoucí efekty vyvolané kluznými prostředky při jejich výrobě. Popisovaná technologie pronikla i do lepení nesnímatelných bezpečnostních etiket a do zabezpečení bankovek při aplikaci holografických kódovacích pásek na speciální bankovní speciální papíry.
Case study z balení masa
Studie Wernera Holla, vedoucího obchodního oddělení firmy ES-Plastic GmbH & Co. KG, seznámila přítomné s cestou k materiálovým úsporám při výrobě tzv. MAP – podložních misek na balení čerstvého masa (Modified Atmosphere Packaging – Tray) z PP, které má firma patentované co do konstrukce i způsobu výroby. Od roku 2002 zákazníci zvyšovali tlak na změny v provedení i ve vztahu k dosud používanému materiálu i samozřejmě ohledně ceny. Náročný zákazník žádal misky z hmotnostně redukovaného materiálu, lehčí, tenčí, vzhlednější, se zachovanými funkčními vlastnostmi. Došlo tedy k odstranění tenkých porazitelných rohů a zrovnoměrnění materiálu v bočnicích. Udržitelná stabilita baleného výrobku s trvanlivostí 7 – 10 dní byla zvýšena na 14 – 20 dní. Byla zlepšena i optická prezentace baleného zboží do těchto misek s dodavateli zatavitelné smrštitelné fólie s vysokou transparencí – to vše do roku 2005.
Došlo ke změně materiálu a tím i k materiálové úspoře téměř 30 %. Hmotnost misek klesla z 20 g/ks na 14,2 g/ks s celkovou roční úsporou materiálu 800 tun PP.
V letech 2005/2006 došlo k dalším úpravám a ze 14,2 g/ks klesla hmotnost 1 ks na 12,6 g. Při nárůstu výroby klesla spotřeba materiálu ještě o dalších 800 tun/rok.
V roce 2008 se podařilo ještě o 21 % redukovat hmotnost 1 misky z 12,6 g na 10,0 g, a to při udržení všech užitných i estetických vlastností výrobku. Úspora na materiálu v roce 2008 činila 1300 tun. Nyní lze používat PP fólii o tloušťce 0,24 mm pro 10g misku.
Veškeré funkční a ochranné vlastnosti nové misky jsou otestovány u velkých odběratelů s pozitivním výsledkem a trvanlivost u baleného čerstvého masa je požadovaných 7 – 10 dnů.
Pro transport jsme vybrali i vhodné přepravní kartony, které hladce snesou zatížení i ve čtyřech až pěti vrstvách na paletě, aniž by hrozilo jejich zborcení a poškození uvnitř uložených misek.
Všechna tato snížení hmotnosti bez porušení nebo dokonce zhoršení užitných vlastností se velmi pozitivně zároveň odrazila i ve výrazném snížení poplatků za likvidaci těchto misek prostřednictvím DSD (Deutsche Dual System – Grüne Punkt).
Závěr k zamyšlení
Již několik let za sebou se drážďanského obalového zasedání zúčastňují vybraní studenti z Technických univerzit v Berlíně a Drážďanech a z Vysoké školy pro hospodářství, techniku a kulturu z Lipska, kteří studují obalovou techniku. V 90. letech bylo možné tam vídat zástupce z Polska, Maďarska, Česka a Slovenska, jakož i z Ruska, Běloruska skoro pravidelně. Je tedy škoda, že dnes si naši odborníci na tato setkání neudělají čas. Nepřijedou si poslechnout, co právě jejich němečtí kolegové řeší, a informovat o svých přínosech k řešení obalových otázek, které se dotýkají globální obalové produkce.
Materiály z letošního zasedání jsou případným zájemcům k dispozici na CD. Příští, jubilejní, 20. zasedání proběhne v Drážďanech 2. a 3. prosince 2010.
Boris Růžička,
obaly – grafika
