Wie Weishu die Anlagenanordnung einer Lebensmittelverarbeitungsanlage vor der Gerätefertigung plant

Eine komplette Lebensmittelproduktionslinie kann nicht korrekt geplant werden, indem Maschinen nach ihrer Fertigung einfach in den verbleibenden Bodenraum eingestellt werden. Tankabmessungen, Rohrleitungswege, Zugangsmöglichkeiten für Bediener, Entwässerung, Versorgungsleitungen, Abfüllung, Reinigung und Montage beeinflussen alle die endgültige Anordnung.

Bei Weishu beginnt die Layoutplanung, bevor wir die Hauptausrüstungskonfiguration für die Fertigung freigeben. Zunächst prüfen wir das Produkt, die Kapazität, die Verpackung, das Gebäude und die lokalen Betriebsbedingungen des Kunden. Anschließend ordnen wir die entsprechende Ausrüstung aus unserem lebensmittel- und Getränkeanlagen-Sortiment in einen Prozess an, der als eine einzige Linie installiert, betrieben, gereinigt und gewartet werden kann.

Dieser Artikel erläutert die Informationen, die wir verwenden, und die wichtigsten Entscheidungen, die unser Ingenieurteam während der vorläufigen Layoutentwicklung trifft.

1. Wir beginnen mit dem Produktfluss

Die erste Layoutzeichnung ist kein Gerätekatalog. Sie ist eine Produktflusskarte.

Je nach Projekt kann der Fluss mit der Rohmilchaufnahme, der Obstentladung, der Pulverdosierung, der Wasseraufbereitung oder der Zutatenzubereitung beginnen. Anschließend durchläuft er möglicherweise Lagerung, Mischen, Separation, Homogenisierung, thermische Verarbeitung, Fermentation, Abfüllung, Sekundärverpackung und Lagerung des Fertigprodukts.

Wir ordnen diese Schritte in Prozessreihenfolge an, bevor wir festlegen, wo jeweils jede Maschine platziert wird. Dadurch verringern wir unnötige Transportwege und identifizieren Stellen, an denen sich Produktwege verzweigen oder wieder vereinigen.

Zum Beispiel:

• ein produktionslinie für pasteurisierte Milch benötigt eine klare Route von der Rohmilchaufnahme über Kühlung bis zur Abfüllung;
• ein joghurt-Verarbeitungslinie benötigt zudem Belegung der Fermentertanks, Kulturhandhabung, Kühlung und Transfer viskoser Produkte;
• eine Obstverarbeitungslinie erfordert vor dem Flüssigverarbeitungsgebiet Platz für die Vorbereitung des Rohstoffs und die Entfernung der Nebenprodukte;
• eine Umgebungsgetränkeleitung kann eine kontrollierte hygienische Verbindung zwischen der Endwärmebehandlung und dem Füllverfahren erfordern.

Durch die Erstkartierung des Prozesses vermeiden wir, Rohrleitungen und Übertragungen als Nachdenken zu behandeln.

2. Die Wir bestätigen die tatsächliche Produktionskapazität

Die Kapazität pro Stunde ist nur ein Layout-Eingang. Unser Team überprüft auch die Anzahl der Betriebsstunden, die Chargen, den täglichen Produktmix, die Verpackungsformate, den Reinigungsplan und die geplante Erweiterung.

Ein Chargenmischbereich kann viel mehr Bodenfläche einnehmen als der kontinuierliche Prozessschleiß, der ihm folgt. Ein Füllmittel kann Platz für die Zufuhr von Verpackungen, die Formatierung von Teilen, die Inspektion, das Befördern, die Verpackung von Behältern und die Bewegung des Bedieners benötigen. Für die Fermentation oder das Altern kann es mehrere Tanks erfordern, auch wenn nur ein Pasteurisierungsmittel installiert ist.

Wir erstellen daher einen einfachen Produktionsplan und einen Tanknutzungsplan. Das zeigt:

• anzahl der erforderlichen Chargen;
• wie lange jeder Tank belegt bleibt;
• ob die nächste Charge bereit ist, bevor der kontinuierliche Abschnitt sie benötigt;
• wann die CIP-Reinigung stattfindet;
• ob die Abfüllung die Linie begrenzt;
• wo Pufferkapazität erforderlich ist.

Die Anordnung basiert dann auf der Anzahl der betrieblichen Geräte und nicht nur auf einer Übersichts-Durchsatzrate.

3. Wir trennen den Transport von Rohstoffen, verarbeiteten Produkten und verpackten Produkten.

Lebensmittelfabriken benötigen eine logische Bewegung von Rohstoffen, Zutaten, Verpackungsmaterialien, Personal, Abfall und Fertigprodukten. Diese Flüsse sollten sich nicht unnötigerweise kreuzen.

Während der Layoutplanung identifizieren wir:

• empfangsstellen für Rohstoffe;
• zutaten- und Verpackungslagerung;
• zugänge zu den Produktionsbereichen;
• austräge für Abfälle und Nebenprodukte;
• wege für Fertigprodukte;
• umkleide- und Hygienestationen für Personal;
• wartungszugänge, die den Produktionsbetrieb nicht beeinträchtigen.

Die genauen Hygieneschutzzonen hängen vom Produkt und von den lokalen Anforderungen ab. Wir können die Anordnung der Anlagen und die Prozessschnittstellen entwickeln, während die örtlichen Bau- und Lebensmittelsicherheitsexperten des Kunden die endgültige Zoneneinteilung, Raumgestaltung, Lüftung, Brandschutz- und regulatorischen Bestimmungen bestätigen.

4. Wir reservieren Platz für Betrieb und Wartung

Eine Gerätegrundfläche zeigt nur die Grundmaße. Sie zeigt nicht alles, was rund um die Maschine benötigt wird.

Unsere Layoutprüfung berücksichtigt außerdem:

• die Öffnung eines Tankmannsweges;
• entfernen eines Rührmotors oder Getriebes;
• prüfung eines Wärmetauschers;
• zugangsventile und -instrumente;
• ersatz von Pumpendichtungen;
• bewegung von Reinigungswerkzeugen und Ersatzteilen;
• heben oder Entfernen von Hauptbauteilen;
• sicherer Zugang zu Bahnsteigen und Leitern;
• arbeitsraum um elektrische Platten.

Ein Tank kann zwischen zwei Wände passen und trotzdem unmöglich zu warten sein. Ein Prozessrutscher kann unter eine Decke passen und trotzdem keinen Platz für Rohrverbindungen oder Komponentenentfernung haben. Wir markieren diese Anforderungen, bevor wir die Position der Ausrüstung bestätigen.

5. Wir planen den Zugang für die Geräteinstallation

Die Route zur Installation der Geräte kann von der Route abweichen, die die Bediener nach dem Anlauf nutzen.

Wir prüfen:

• tür- und Torabmessungen;
• öffnungen in Dach oder Wand;
• hebepunkte;
• korridorbreite;
• wendekreis;
• bodenniveaus und Stufen;
• zugang für Kran oder Gabelstapler;
• reihenfolge, in der große Tanks und Skids eintreten müssen.

Falls ein Gefäß nicht in das fertiggestellte Gebäude eingefahren werden kann, ist möglicherweise eine Montageöffnung oder eine andere Lieferreihenfolge erforderlich. Die Klärung dieses Punktes in der Zeichnung ist einfacher, als ihn erst vor Ort festzustellen, wenn die Ausrüstung eintrifft.

6. Wir entwickeln das Konzept für die Versorgungsanschlüsse

Jede Produktionslinie ist von Versorgungsleitungen abhängig. Die Anordnung muss praktikable Wege für folgende Leitungen vorsehen:

• elektrische Energie;
• dampf oder ein anderes Heizmedium;
• kaltwasser und Kühlwasser;
• prozesswasser;
• druckluft;
• kälteversorgung;
• CIP-Zufuhr und -Rücklauf;
• produkt- und Versorgungsabfluss;
• daten- und Steuerkabel.

Zunächst identifizieren wir die Verbraucher der Versorgungsleitungen sowie deren Anschlussbedingungen. Anschließend gruppieren wir die Geräte sinnvoll und koordinieren die Leitungsführungen mit den Produktleitungen.

Auch die Versorgungserzeugungsanlagen benötigen Platz für Betrieb, Lüftung, chemische Handhabung, Wartung und zukünftigen Austausch. Falls der Kunde erwartet, dass Weishu die Versorgungserzeugungsanlagen in das Projekt einbezieht, klären wir ab, ob die ortseigene Verteilung Teil unseres Leistungsumfangs ist oder vor Ort realisiert wird.

7. Wir koordinieren die Entwässerung mit der Reinigung

Die Reinigung beeinflusst sowohl die Produktionsplanung als auch die Gebäudekonstruktion. Tanks, Rohrleitungen, Pasteurisierer, Füllmaschinen und Böden erzeugen unterschiedliche Entwässerungslasten.

Unser Prozessdesign identifiziert CIP-Kreisläufe, Rückführwege, Ablaufstellen und Geräte, die manuell gereinigt werden müssen. Das lokale Ingenieurteam des Kunden nutzt diese Informationen anschließend zur Auslegung der Bodenabschlüsse, der Dimensionierung der Abläufe, der Führung des Abwassers, der Handhabung von Chemikalien sowie der Abwasserbehandlung.

Wir vermeiden es, elektrische Geräte mit hoher Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit oder schwer zugängliche, schwierig zu reinigende Konstruktionselemente in Bereichen zu platzieren, die regelmäßig gespült werden. Außerdem prüfen wir, ob die Produktrohrleitungen gemäß der vereinbarten Auslegungsgrundlage verlegt und entleert werden können.

8. Wir passen den Abfüll- und Verpackungsbereich an die Prozesslinie an

Der Abfüllbereich ist keine kleine, am Ende des Grundrisses angefügte Box. Lagerung von Verpackungsmaterial, Vorbereitung der Verpackung, Zugang zur Abfüllmaschine, Förderer, Codierung, Inspektion, Sekundärverpackung sowie Transport des fertigen Produkts erfordern alle ausreichend Platz.

Wir bestätigen:

• verpackungsformat und -größe;
• nachhaltige Abfüllleistung;
• anzahl der Formate;
• materialzuführmethode;
• verschluss- oder Versiegelungsmethode;
• zugang für Reinigung und Umrüstung;
• downstream-Verpackung;
• kühlraum- oder Lagerweg.

Dies ermöglicht uns, den vorgelagerten Prozess mit dem eigentlichen Verpackungsabschnitt abzustimmen. Gleichzeitig wird verhindert, dass der Pasteurisierer oder das UHT-System platziert wird, bevor die Füller-Schnittstelle definiert wurde.

9. Wir planen Steuerungen und die Sichtbarkeit für Bediener

Bedienfelder, lokale Stationen, Sensoren und Bedienerwege müssen die Prozessabläufe unterstützen. Bediener müssen Alarme sehen können, manuelle Ventile bei Bedarf erreichen, Proben entnehmen und den Produkttransfer überwachen können, ohne durch ungeeignete Bereiche gehen zu müssen.

Bei automatisierten Anlagen ermitteln wir den Standort des zentralen Bedienfelds sowie die Verantwortlichkeit für Feldverkabelung, Netzwerkanschlüsse und Kabelkanäle. Wir berücksichtigen zudem, wo der Kunde Betriebsaufzeichnungen, Qualitätsdokumente und Wartungsinformationen aufbewahren wird.

Automatisierung kann eine ungünstige räumliche Anordnung nicht korrigieren. Maschinen, Rohrleitungen, Messgeräte und Steuerungen müssen gemeinsam geplant werden.

10. Wir lassen einen definierten Erweiterungsweg frei

Viele Kunden planen, später einen zweiten Abfüller, weitere Tanks, ein weiteres Produkt oder eine höhere Kapazität hinzuzufügen. Erweiterungsfläche ist nur dann sinnvoll, wenn bereits bei der Erstplanung die zukünftigen Anschlusspunkte berücksichtigt werden.

Wir besprechen:

• welche Ausrüstung am wahrscheinlichsten ergänzt wird;
• ob die vorhandenen Versorgungsleitungen dies unterstützen können;
• wo zusätzliche Tanks platziert werden können;
• ob Leitungen und Steuerungen erweitert werden können;
• wie neue Geräte in das Gebäude eingebracht werden können;
• ob die Produktion während der Erweiterung eingestellt werden muss.

Wir übergroßen nicht automatisch sämtliche Komponenten. Stattdessen identifizieren wir praktisch nutzbaren Reserveraum und Schnittstellen, wobei wir das Projekt der ersten Phase an den aktuellen Produktionsplan anpassen.

Was wir benötigen, um ein vorläufiges Layout zu erstellen

Die nützlichsten Ausgangsinformationen sind:

1. gebäudezeichnung mit inneren Abmessungen;
2. angaben zu Stützen, Türen, Abläufen und Decke;
3. produkt- und Rohstoffliste;
4. stunden- und Tagesausbeute;
5. partiegrößen und Betriebsplan;
6. verpackungsarten, -größen und Füllanforderungen;
7. verfügbare Versorgungsleitungen;
8. gewünschtes Automatisierungsniveau;
9. lokale Hygiene- und Bauvorschriften;
10. zukünftiger Expansionsplan;
11. geräte-, Installations- und Versorgungsumfang, den Weishu bereitstellen soll.

Falls das Gebäude noch nicht existiert, können wir mit den Prozess- und Raumanforderungen beginnen. Das lokale Architekten- und Ingenieurteam des Kunden kann dann die bestätigten Geräte- und Versorgungsinformationen in die Gebäudeplanung integrieren.

Häufig gestellte Fragen

Kann Weishu ein Layout erstellen, wenn mein Fabrikgebäude noch nicht fertiggestellt ist?

Ja. Wir können mit den Anforderungen an Produkt, Kapazität, Verpackung und Prozess beginnen und ein vorläufiges Konzept für Geräte- und Raumbedarf erstellen. Die endgültige Gebäude- und Tragwerksplanung muss von qualifizierten lokalen Fachleuten abgeschlossen und genehmigt werden.

Welches Dateiformat soll ich senden?

Eine dimensionierte CAD-Zeichnung ist nützlich, aber eine klare PDF-Zeichnung kann die erste Diskussion unterstützen. Dazu gehören Türen, Säulen, Deckenhöhe, Abflüsse, Bodenstände und Zugangswege.

Wird der kleinste Ausrüstungsausdruck die beste Anordnung schaffen?

Nicht immer. Eine kompakte Anordnung kann die Reinigung, Wartung, Installation und den sicheren Betrieb einschränken. Wir balancieren die Nutzung des Bodenraums mit den erforderlichen Arbeitsfreiheiten und dem Prozessfluss.

Wann sollte der Füllstoff ausgewählt werden?

Die Verpackungs- und Füllroute sollte frühzeitig festgelegt werden, da die Füllleistung, hygienische Schnittstellen, die Verpackungszufuhr, Förderer und die Sekundärverpackung die Prozesskapazität und das Layout beeinflussen.

Kann das Layout nach Beginn der Herstellung der Ausrüstung geändert werden?

Einige Änderungen sind möglich, aber Änderungen der Tankmaße, der Düsenorientierung, der Schiebeanordnung, der Rohrleitungen, der Steuerungen oder der Versorgungsanlagen können Kosten und Zeitplan beeinflussen. Wir bestätigen daher die Grundlagen für die Grundrissgestaltung, bevor wir die Ausrüstung für die Produktion freigeben.

Starten Sie Ihre Layoutbesprechung mit Weishu

Kontaktieren Sie unser Ingenieursteam mit Ihrem Produkt, der gewünschten Ausgangsleistung, dem Verpackungsplan, den verfügbaren Versorgungsleitungen und den Gebäudeplänen. Sie können auch unsere anwendungsszenarien überprüfen, um die Arten von Molkerei-, Saft- und Getränkeprojekten einzusehen, die unsere Anlagen unterstützen. Wir nutzen Ihre Angaben, um einen vorläufigen Prozessablauf, die Anordnung der Anlagen und die Projektgrenzen zu besprechen.