Projekt 38475/01

Industrieller Ersatz von Aluminium- durch Papierkapseln für Sektflaschen

Projektdurchführung

Kematec Kellereitechnik GmbH
Brühlstr. 11
79331 Teningen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Ausgangssituation lag in dem hohen Energie- und Wasserbedarf, die zu Herstellung von Aluminiumkapseln für Sektflaschen. Im Projekt wurde ein neuartiger Prozess für das automatisierte Verkapseln von Sektflaschen mit Papier ausgearbeitet, so dass die Verwendung von Papierkapseln anstelle von Aluminiumfolien flächendeckend etabliert werden kann.
Ziel des Projektes war es, einen neuartigen Prozess zum Verkapseln von Sektflaschen mit Papier auszuarbeiten. Aufgrund des unterschiedlichen Materialverhaltens unterscheiden sich die Anforderungen an den Anfaltprozess deutlich von dem für Aluminiumkapseln, sodass neue Lösungen erforderlich waren.
Das Papier unterliegt einer Rückstellkraft und neigt dazu, sich nach dem Lösen der Anfaltbacken zu entfalten. Somit war prinzipiell eine hohe Anfaltkraft erforderlich. Um die Flasche nicht zu beschädigen, musste die mechanische Krafteinwirkung im Anfaltprozess jedoch begrenzt werden. Außerdem kann ein Abrutschen des Papiers dazu führen, dass die Kapsel nicht korrekt aufgebracht wird.



Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAn der obig dargestellten Ausgangssituation und dem Stand der Technik setzte das Projekt an. Um das Verkapseln mit Papier in der erforderlichen Qualität zu ermöglichen, wurden neue Lösungen für die
Anfaltbacken der Maschine, für die Prozessführung und zusätzliche Prozessschritte, wie etwa eine Vorbehandlung, ein Beschichten oder ein Verkleben, sowie geeignetes Papier untersucht und entwickelt.
Arbeitsschritte und angewandte Methoden lagen in der Realisierung eines geeigneten Anfaltvorgangs durch neuartige Anfaltbacken, einer neuen Prozessführung, um ein ausreichendes Anfalten ohne Beschädigung der Flasche zu ermöglichen und die Anforderungen an Qualität und Zuverlässigkeit erfüllen zu können sowie der Entwicklung neuer Prozessschritte, wie der Bedampfung des Papiers beim Anfalten, um die Haftung zu verbessern und das Entfalten zu verhindern.



Ergebnisse und Diskussion

Das Wesentliche Projektergebnis des vorliegenden Projektes ist, dass erstmals Papier, statt Aluminium, für die Verkapselung von (Sekt-)Flaschen im industriellen Prozess eingesetzt werden kann. Die Qualität von perforiertem Papier ist zudem genauso hoch, wie die von Aluminiumkapseln. Ferner wurde das Verfahren vollständig automatisiert und sowohl für Kurz- als auch für Langkapseln erfolgreich demonstriert. Im Rahmen der Automatisierung der Verkapselung von (Sekt-)Flaschen können bis zu 36.000 Flaschen pro Stunde mit einem Ausschuss von weniger als 1 Flasche pro 1 Mio. verkapselter Flaschen hergestellt werden.
Besonders hervorzuheben sind die mit dem neuen Verfahren einhergehen Umweltaspekte. Pro Verkapselungsanlage der Fa. Kematec besteht zukünftig das Potenzial bis zu 19,4 kt CO2 pro Jahr einzusparen. Innerhalb von drei Jahren nach Projektende sollen fünf Anlagen verkauft werden, sodass hier ein Einsparungspotenzial von bis zu 97 kt CO2 gehoben werden kann.
Zukünftig soll das Verfahren auch für glattes Papier sowie weitere Papiersorten und -arten industrialisiert werden, um die Variantenvielfalt zu erhöhen und mehr Kunden hinsichtlich Ihrer individuellen Ansprüche und deren Marken Kern anzusprechen. Hierzu wird Kematec weiterhin eng mit verschiedenen Papierherstellern kooperieren.



Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Nach erfolgter Entwicklung der neuartigen Technologie bis zur Marktreife werden die Ergebnisse veröffentlicht. Bereits während dieser Phase werden die Ergebnisse der Bestandskundschaft sowie auch Fachmessen vorgestellt.
Ferner wird die Fa. Kematec über ihre vielfältigen Vertriebskanäle bestehende Kunden direkt ansprechen und so das Interesse auf die Neuentwicklung lenken, um die neue Technologie zur Verkapselung von (Sekt-)Flaschen mit Papier, statt Aluminium, als innovativen Bestandteil und Verkaufsargument für komplette Verkapselungs-Anlagen einer großen Anzahl von Anwendern vorzustellen. Des Weiteren soll die Technologie durch Präsentationen auf verschiedenen Fachmessen rasch am Markt eingeführt werden.
Neben der aktiven Vermarktung wird nach dem Projektende auch der Aufbau von mehreren Testanlagen bei interessierten Testkunden eine wichtige und bewährte Verkaufsstrategie sein. Mit diesen Testanlagen soll den Interessenten die Möglichkeit gegeben werden, die Anlage im praktischen Einsatz zu sehen sowie deren Leistungsfähigkeit unter realen Testbedingungen bewerten zu können.



Fazit

Im Rahmen des Projektes hat die Fa. Kematec ein neuartiges Verfahren zur Verkapselung von (Sekt)Flaschen mit Papierkapseln entwickelt. Dadurch hat sich das Unternehmen erfolgreich ein neues Alleinstellungsmerkmal erarbeitet, dass dem inhabergeführten Unternehmen einen erheblichen technologischen Vorsprung zu internationalen Marktbegleitern verschafft. Dadurch verspricht sich das Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil, der zukünftig zu neuen Umsätzen führen soll.
Technologische haben die im Projekt entwickelten schmalen Kunststoffbacken in Kombination mit den breiten Anfaltbacken mit Einsätzen zu den besten Prozessergebnissen geführt. Durch die Kombination beider Backen-Typen können die Papierfasern von glattem und perforiertem Papier leichter gebrochen werden. Da durch die härteren schmalen Backen eine schärfere Kante beim Vorfalten der Kapsel erzeugt wird, bleibt die Faltung beim Anfaltvorgang formstabiler, wodurch ein akkurates Ergebnis erreicht wird. Papier weist ist im Vergleich zu Aluminium eine deutlich höhere Rückstellkraft auf, wodurch die Falten sich nach dem Falten geringfügig wieder aufstellen. Dieses Verhalten wird durch vorheriges Bedampfen der Kapseln deutlich reduziert und hat eine enorme Verbesserung der Anfaltung ermöglicht. In den Tests wurden Kapseln mit unterschiedlichen Walzrichtungen, Perforierungen, Länge und Konizität getestet. Dabei hat sich herausgestellt, dass kurze Kapseln mit einer geringen Konizität und einer Perforierung am besten zum Anfalten geeignet sind.