Messen, Kennzeichnen und Prüfen in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion: Der Überblick für Qualitäts- und Produktionsverantwortliche

In der Lebensmittel- und Getränkeproduktion hängt jede gefüllte Einheit an mehreren Zusagen. Das Medium reicht und fließt in der richtigen Menge. Flasche, Deckel und Becher haben das Maß, mit dem die Anlage sie greift, befüllt und verschließt. Die Einheit ist die richtige Sorte, heil, lagerichtig, vollständig und genug gefüllt. Und auf ihr stehen Mindesthaltbarkeitsdatum und Chargennummer, die stimmen müssen. Ein falsches Datum oder eine falsche Charge ist kein Schönheitsfehler, sondern der Fall, aus dem eine Reklamation entsteht.

Die Randbedingungen sind für alle diese Aufgaben dieselben. Die Linie läuft nass, schnell und variantenreich, in dokumentierten Anwendungen zwischen 25.000 und 45.000 Flaschen pro Stunde und mit Bandgeschwindigkeiten von etwa 8 bis 200 m/min. Und der Kunde verlangt zunehmend den Nachweis, ausgelöst durch eine Reklamation, durch eine zusätzliche Qualitätsprüfung für Sendungen in andere EU-Länder oder durch Track and Trace, das mit einem neuen ERP-System eingeführt wird.

Diese Seite folgt dem Produkt vom Tank bis zum gelesenen Code und nennt je Aufgabe die Auslegungskriterien, an denen die Entscheidung tatsächlich hängt. Getrennt werden die Aufgaben durch die Frage an der Station, nicht durch den Behälter: Dieselbe Glasflasche wird vermessen, sortiert, auf Risse geprüft, ausgerichtet, gezählt, gekennzeichnet und gelesen.

Wichtige Punkte im Überblick

In der Lebensmittel- und Getränkeproduktion hängt jede gefüllte Einheit an mehreren Zusagen, vom Medium im Tank über Maß, Sorte und Vollständigkeit bis zu Mindesthaltbarkeitsdatum und Chargennummer, und ein falsches Datum oder eine falsche Charge ist der Fall, aus dem eine Reklamation entsteht.
Getrennt werden die Aufgaben durch die Frage an der Station und nicht durch den Behälter, denn dieselbe Glasflasche wird auf ihrem Weg durch die Linie vermessen, geprüft, gekennzeichnet und gelesen.
Durchsichtiges Glas, klares PET, glänzende Deckel und weiße Kunststoffe geben einer Kamera von oben wenig Kontrast: In der Maßprüfung erzeugt das Durchlicht die Kante unabhängig von der Oberfläche, oder ein Messprinzip wertet die Höhe statt des Kontrasts aus.
Ein Codierer, der nur auf Störung verdrahtet ist, belegt, dass gedruckt wurde, und nicht, dass der Inhalt stimmt: Bewährt haben sich drei Stufen bis zum Abgleich des Sollwerts der Linie mit dem Mastertext aus dem ERP.
Der wirkungsvollste Startpunkt liegt dort, wo heute messbar Zeit oder Sicherheit verloren geht, abgesichert an eigenen Musterbehältern im Realzustand über alle Formen, Farben und Varianten hinweg.

Füllstand, Durchfluss und Druck: das Medium vor dem Füller

Vor dem Füllen wird am Medium gemessen: Füllstand in Tank, Silo und Tagesbehälter, Durchfluss von Wasser, Bier, Saft und Rahm, Dosier- und Reinigungsmedien im CIP-Kreis. In den dokumentierten Aufgaben sitzt der Sensor meist außerhalb des Mediums. Der Radar-Füllstandssensor der Modellreihe FR misst von oben, ein Anklemmbarer Durchflusssensor der Modellreihe FD-H durch die Rohrwand, ohne die Leitung zu öffnen. Der Leitfaden „Füllstand, Durchfluss und Druck in Lebensmittel- und Getränkebetrieben: Prozesssensorik vom Tank bis zur Reinigung" folgt dem Medium bis zur Druckluft.

Maßprüfung von Behältern und Verschlüssen: vom Handmessmittel zum Protokoll

Der Prüfgegenstand ist meist der Behälter selbst oder sein Verschluss: Glasflaschen und Tiegel, PET-Flaschen, Ampullen und Fläschchen, dazu Deckel, Verschlüsse und Sprühköpfe. Geprüft wird das in vielen Betrieben noch mit Messschieber, Lehre oder Profilprojektor, bedienerabhängig, langsam und ohne Protokoll.

Den größten Hebel legt ein digitaler Messprojektor der Modellreihe IM-X an. Er erfasst den grob aufgelegten Behälter im Durchlicht und Auflicht und wertet Außenkontur, Durchmesser, Radien und Winkel in einer Aufnahme aus, auch an mehreren Verschlüssen gleichzeitig. Bei transparentem Glas und klarem PET ist das Durchlicht der eigentliche Punkt, weil reines Auflicht dort zu wenig Kontrast findet.

Im Prozess messen andere Verfahren. Wandstärken an PET-Flaschen und Siegelplatinen misst ein konfokaler Wegmesssensor der Modellreihe CL-3000 durch das transparente Material hindurch, Durchmesser und Kontur des vorbeilaufenden Behälters ein Inline Profilprojektor der Modellreihe TM-X5000, Füllhöhe, Verschlusshöhe und Volumen auf dem Band 2D/3D Laser-Profilsensoren der Modellreihe LJ-X8000.

Der Fachbeitrag „Maßprüfung von Flaschen, Verschlüssen und Behältern: vom Messschieber und Profilprojektor zum Bildmessgerät" führt durch Teilespektren, Höhen- und Gewindemaße, die Wareneingangsprüfung zugekaufter Komponenten und die Wirtschaftlichkeitsrechnung.

Typunterscheidung im Leergut: gehört diese Flasche zu uns

Mit dem Leergut kommen Flaschen anderer Betriebe und Sorten zurück. Eine Fremdflasche kann heil und sauber sein und trotzdem falsch; übersehen, muss sie von Hand heraus oder stoppt die Maschine. Unterscheiden sich die Sorten nur in der Höhe, genügt mitunter ein Sensor. Glasfarbe, Form und Prägung verlangen ein Bild, etwa die AI-Klassifizierung der All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS. Der Leitfaden „Fremdflaschen und falsche Sorten im Mehrwegrücklauf erkennen: Typunterscheidung beim Abfüller" setzt vor und nach der Wäsche an.

Defekt- und Fremdkörperprüfung: was nicht da sein darf

Am Leergut sucht die Prüfung Risse und Ausbrüche an Hals und Mündung und Schmutz nach der Waschmaschine, im Mehrwegkreislauf beschädigte Kästen und verformte Fässer, am Lebensmittel Löcher oder Lufteinschlüsse. Flächige Fehler prüft die All-in-One Kamera, Fehler mit einer Höhe der 2D/3D Laser-Profilsensor. Eine Kamera sieht die Oberfläche und durchsichtige Behälter, nicht das Innere eines undurchsichtigen Produkts. Der Leitfaden „Defektprüfung und Fremdkörpererkennung in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion: vom Leergut bis zum fertigen Produkt" benennt diese Grenze.

Lagekontrolle und Ausrichtung: lagerichtig für den nächsten Schritt

Eine runde Flasche hat keine Vorderseite, bis der nächste Schritt eine verlangt. Vor Etikettierer und Drucker wird sie nach Glasnaht, Prägung oder Bügel gedreht, im Einlauf auf ihre Lage geprüft, und vor dem Packer braucht die Dreheinheit einen Winkel. Je Flasche genügt oft ein AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4, Winkel und mehrere Flaschen übernimmt die All-in-One Kamera. Der Leitfaden „Ausrichten und Lagekontrolle in der Abfüll- und Lebensmittellinie: Flasche, Dose und Produkt lagerichtig für den nächsten Schritt" folgt dieser Reihenfolge.

Robotergeführtes Greifen: Lebensmittel ohne feste Kontur

Ein Fleischstück oder ein Teigling liegt jedes Mal anders. Bevor ein Roboter greift oder ein Messer schneidet, findet ein Bild den Greif- oder Schnittpunkt am einzelnen Stück; die dokumentierten Fälle sind Anfragen, Konzepte und Tests. Dazu gehören „Fleisch, Wurst und Geflügel robotergeführt greifen: Bildverarbeitung für Stücke, die jedes Mal anders liegen" und „Backwaren und Teiglinge robotergeführt greifen: vom Backblech, vom Band und aus dem Stapel".

Anwesenheit und Vollständigkeit: ist es da, ist alles da, ist genug drin

Eine Lücke fällt selten dort auf, wo sie entsteht. Geprüft wird ohne Messwert und Lagebezug: die Flasche im Einlauf, Süßwaren und Schalen vor der Verpackungsmaschine, Füllung, Ausgießer und Dichtung als i.O. oder n.i.O., jedes Fach im Mehrwegkasten vor dem Palettierer. Oft genügt ein Laser-, Lichtleiter- oder Höhenvergleichssensor; wechseln die Behälter, ist ein Bild einfacher. Der Leitfaden „Anwesenheits- und Vollständigkeitsprüfung in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion: Kasten, Behälter, Produkt und Füllung" folgt der Lücke bis zum Kasten.

Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit: MHD und Charge im Linientakt

Der Inhalt der Kennzeichnung ist überschaubar, in der Anwendungspraxis acht bis dreißig Zeichen in einer bis drei Zeilen, meist Datum und Charge. Schwieriger ist der Träger: Glas, PET, Aluminium, Etikett, Folie und Umkarton werden häufig in einem Werk parallel gekennzeichnet.

Ein Continuous-Inkjet der Modellreihe MK-G ist das Arbeitspferd auf Flaschen, Glasbehältern, Etiketten, Dosen und Folie. Für großformatige Schrift und Strichcodes auf Kartonage arbeitet der hochauflösende Case Coder CC-1000 bis 100 m/min. Ohne Verbrauchsmaterial arbeiten die Laserverfahren: der UV-Laser Coder FP-1000 auf Verpackungsfolie, der 3-Achsen-UV-Beschriftungslaser der Modellreihe MD-U auf Glas, weißem Kunststoff und hitzeempfindlichen Verschlüssen, der 3-Achsen-Hybrid-Beschriftungslaser der Modellreihe MD-X mit Anlassbeschriftung auf lackiertem Metall und Stahlkappen, der 3-Achsen-CO₂-Beschriftungslaser der Modellreihe ML-Z auf Papier und Karton. Ein Codierer, der nur auf Störung verdrahtet ist, belegt, dass gedruckt wurde, nicht, dass der Inhalt stimmt. Bewährt haben sich drei Stufen: Anwesenheit des Drucks, Abgleich der gelesenen Klarschrift mit dem Sollwert der Linie und Abgleich dieses Sollwerts mit dem Mastertext aus dem ERP. An einer festen Station genügen dafür häufig AI Vision-Sensoren der Modellreihe IV4 mit AI-OCR, auf transparentem Glas, glänzenden Deckeln oder bei weißem Druck auf schwarzen Flaschen ist die All-in-One Kamera der Modellreihe VS die robustere Wahl.

Der Leitfaden „MHD und Chargennummer in der Abfüllung kennzeichnen: Verfahren, Taktzeit und Verfügbarkeit" ordnet die Verfahren nach Substrat und rechnet die laufenden Kosten je Linie durch.

Codelesen als Freigabe: was die Linie tut, weil sie einen Code gelesen hat

Eine Lesung, die den Verbleib dokumentiert, gehört zur Rückverfolgung. Eine Lesung, die die Linie handeln lässt, vergleicht den Code mit einem Sollwert aus Handscan, Taster oder Linienrechner: Folie, Sleeve oder Dose vor dem Füllen gegen den Auftrag, das Produkt gegen die Packung. Der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X gleicht dafür jede Lesung mit registrierten Daten ab. Der Leitfaden „Codelesen als Freigabe in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion: richtiges Packmittel, richtiges Produkt, richtiger Auftrag" folgt dem Auftragswechsel bis zum Signal an die Anlage.

Transparent, nass und in Bewegung: die gemeinsame Hürde

Fast alle Aufgaben dieser Seite scheitern an denselben Oberflächen. Durchsichtiges Glas, klares PET, glänzende Deckel und weiße Kunststoffe geben einer Kamera von oben wenig Kontrast, und Kondensat oder Eisbeschlag an Flaschen aus dem Tiefkühlbereich erschweren die Prüfung zusätzlich. In der Maßprüfung ist die Antwort das Durchlicht, das die Kante unabhängig von der Oberfläche erzeugt, oder ein Messprinzip, das die Höhe statt des Kontrasts auswertet. In der Kennzeichnung sind es Beleuchtung, Blickwinkel und ein Verfahren, das am realen Werkstoff ausgewählt wurde.

Die Bewegung wirkt genauso. Ein Projekt blieb nicht am Markiergerät hängen, sondern an Flaschen, die auf dem Plattenband leicht wackelten. Bei Mehrwegbehältern gilt zusätzlich die umgekehrte Anforderung: Auf einem Fass, das durch die Laugenwäsche läuft und danach neu gekennzeichnet wird, muss der Druck wieder abgehen. Auf Anlagenoberflächen darf die Kennzeichnung die Oberfläche nicht aufreißen, weil sich in einer porösen Markierung Keime ablagern.

Nachweis und Wirtschaftlichkeit: was den Invest trägt

Der Nachweis ist hier häufig der Anlass und nicht das Nebenprodukt. Dokumentierte Messwerte belegen die Fähigkeit eines Abfüll- oder Verschlussprozesses gegenüber dem Kunden, und die maschinenlesbare Kennzeichnung verbindet diese Werte mit der Einheit, zu der sie gehören. Hat eine Linie noch keine SPS, ist eine CSV- oder Textdatei an das ERP ein in Projekten gefahrener Weg.

Wirtschaftlich tragen vier Posten. Die eingesparte Messzeit je Behälter über die Stückzahl ist der größte davon. Dazu kommen die höhere Prüfdichte bis zur 100%-Kontrolle ohne zusätzliches Personal, die laufenden Kosten aus Verbrauch, Reinigung und Stillstand sowie die vermiedenen Reklamationen.

Einstieg: am Originalbehälter statt am Datenblatt

Der wirkungsvollste Startpunkt liegt dort, wo heute messbar Zeit oder Sicherheit verloren geht: der Stau vor dem Messtisch, die alte Codierung mit langen Reinigungszeiten, die Fremdflasche, die von Hand aus dem Rücklauf sortiert wird, oder die Station, die einen Fehldruck erst auf der fertigen Palette sichtbar werden lässt.

Der Ablauf ist für alle Aufgaben derselbe. Merkmale, Toleranzen, Codeinhalt und Codegröße früh definieren, dann eigene Musterbehälter im Realzustand prüfen lassen, über alle Formen, Farben und Varianten hinweg. Die Haftung wird am Originalmaterial getestet und nicht am Datenblatt, und der Lesetest gehört an Einheiten, die den echten Prozess mit Kondensat, Reinigung und Transport durchlaufen haben. Eine Frage lohnt sich vor allen anderen: Genügt eine i.O./n.i.O.-Aussage, oder müssen Messwerte dokumentiert werden? Sie prägt die Auslegung stärker als die Wahl des Sensors.

Häufige Fragen

F Worin unterscheidet sich die Füllstandsmessung im Tank von der Füllhöhenkontrolle an der Flasche?

Die Füllstandsmessung gilt dem Prozessbehälter, also Tank, Silo oder Tagesbehälter, oft mit Überfüllsicherung, und der Sensor sitzt dabei meist außerhalb des Mediums. Die Füllhöhenkontrolle prüft jede gefüllte Einheit am Auslauf des Füllers, als i.O./n.i.O. oder als Messwert mit Toleranz. Es sind zwei getrennte Stationen mit eigener Sensorik.

F Wann lohnt sich ein Bildmessgerät gegenüber Messschieber und Profilprojektor?

Wenn viele Behälter oder Verschlüsse mit zahlreichen, optisch gut erfassbaren Maßen schnell und dokumentiert geprüft werden müssen. Ein digitaler Messprojektor der Modellreihe IM-X misst mehrere Merkmale und mehrere Teile in einer Aufnahme und erzeugt automatisch ein Protokoll. Messschieber und Profilprojektor bleiben dort sinnvoll, wo einzelne, seltene Maße ohne Dokumentationspflicht anfallen.

F Lassen sich transparentes Glas und klares PET zuverlässig vermessen?

Ja. Über die Kombination aus Durchlicht und Auflicht wird die Kante auch an durchsichtigen und glänzenden Behältern sauber erfasst. Wandstärken misst ein konfokaler Wegmesssensor der Modellreihe CL-3000 berührungslos durch das Material hindurch. Schwierige Oberflächen klären Sie am besten vorab an eigenen Mustern über alle Formen und Farben hinweg.

F Inkjet oder Laser: welches Verfahren passt zu welchem Substrat?

Ein Continuous-Inkjet der Modellreihe MK-G deckt Flaschen, Glas, Etiketten, Dosen und Folie ab und lässt sich nachrüsten. Verbrauchsmaterialfrei arbeiten die Laserverfahren, für Verpackungsfolie der UV-Laser Coder FP-1000, für Glas, weißen Kunststoff und hitzeempfindliche Verschlüsse der UV-Beschriftungslaser der Modellreihe MD-U, für lackiertes Metall und Stahlkappen der Hybrid-Beschriftungslaser der Modellreihe MD-X. Die Haftung entscheidet ein Test am Originalmaterial.

F Wie stellt man sicher, dass nicht nur gedruckt wurde, sondern auch das Richtige?

Über drei Stufen: Anwesenheit des Drucks, Abgleich der gelesenen Klarschrift mit dem Sollwert der Linie und Abgleich dieses Sollwerts mit dem Mastertext aus dem ERP. An einer festen Station eignen sich AI Vision-Sensoren der Modellreihe IV4 mit AI-OCR, auf transparenten oder dunklen Oberflächen die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS. Ohne SPS kann das Ergebnis als Datei an das ERP gehen.

F Wie unterscheiden sich Anwesenheitsprüfung, Typunterscheidung und Codelesen an einer Station?

Die Anwesenheitsprüfung fragt, ob etwas da ist, etwa jede Flasche im Mehrwegkasten. Die Typunterscheidung entscheidet am Erscheinungsbild, ob eine Flasche zum eigenen Pool gehört, und das Codelesen vergleicht einen gelesenen Code mit dem Sollwert des Auftrags. Eine fehlende Flasche ist deshalb eine Anwesenheitsfrage, eine fremde Flasche eine Typfrage.