Mit seinem innovativen Matrixheizsystem cera2heat verspricht watttron Packstoffeinsparung von bis zu 50 Prozent – und spart so Ressourcen. Es gab Produktionsvorführungen für Medien, Kunden und Investoren im watttron-Werk in Freital mit Vorführungen von Verpackungshersteller GEA.
Freital, Deutschland, 9. Dezember, 2024 – Das innovative Matrixheizsystem cera2heat für Thermoform-Verfahren, das von dem deutschen Unternehmen watttron entwickelt wurde, ist in der Lage, Verpackungsformen wie Joghurtbecher und Blister-Verpackungen zu produzieren und dabei den Materialverbrauch um bis zu 50 Prozent zu reduzieren. Durch Temperatursteuerung individueller „Heizpixel” können Monomaterialien zuverlässig verarbeitet und gängige Materialverteilungsprobleme, wie etwa ungleichmäßiges Ausformen vermeiden werden.
Die patentierte Technologie wurde im Werk bei watttron in Freital den Medien, Kunden und Investoren vorgestellt. watttron kooperierte dabei mit GEA, auf deren Maschine das Heizsystem integriert ist.
Cera2heat ermöglicht die Optimierung u. a. von Verpackungen für Lebensmittel wie Joghurt und Kaffeekapseln sowie für Fleisch- und Wurst. Das System reduziert den Materialeinsatz um bis zu 50 Prozent im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen.
„Die Materialreduzierung führt zu Kosteneinsparungen. Das hängt von Fall zu Fall ab, aber wir können sagen, dass es sich um Einsparungen im fünf- bis sechsstelligen Bereich ährlich handelt“, so Sascha Bach, Chief Technology Officer bei watttron.
Stabilere Verpackung trotz dünnerem Ausgangsmaterial
Die Thermoformung ist eine kosteneffiziente Verpackungsmethode sowohl für Lebensmittel als auch für langlebige Produkte: Eine Plastikfolie wird erwärmt und durch Druckluft in die gewünschte Form gepresst. Beim herkömmlichen Heizsystemen gibt es nur einen Heizkreis, so dass das Material mehr oder weniger gleichmäßig erhitzt wird, anstatt gezielt zu heizen: Boden und Wand eines Bechers sind häufig von Ausdünnung betroffen, was bei Verpackungen lokal zu geringeren Materialstärken führt. Damit der Becher die nötige Stabilität erhält, verwenden Hersteller ein dickeres Ausgangsmaterial.
Watttron bietet eine Alternative: Das cera2heat-System kann durch eine Vielzahl individuell steuerbarer kleiner Heizpixel definierte heterogene Heizfelder für Problem-Zonen erzeugen. So kann die Folie gezielt erwärmt und das Fließverhalten des Materials optimal an die gewünschte Form angepasst werden. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Wandstärke und damit eine stabile Verpackung mit einer wesentlich dünneren Kunststofffolie, die den Materialeinsatz deutlich reduziert.
Das Heizsystem von watttron besteht aus mehreren quadratischen 5-Millimeter-Heizpixeln, die nicht größer sind als ein Bleistift-Radiergummi. Die Temperatur jedes Pixels kann individuell programmiert und gesteuert werden, um den unterschiedlichen Wärmeanforderungen – bis zu 200 Grad Celsius – über die gesamte Verpackungsform gerecht zu werden. Die Pixel sind in 40 x 40 Millimeter großen Modulen in beliebiger Reihenfolge und Kombination angeordnet, was große Heizflächen ermöglicht – ein Vorteil zum Beispiel bei thermogeformten Blister-Verpackungen mit unterschiedlicher Geometrie.
Somit können thermogeformte Verpackungen ressourcen- und kostensparend produziert werden. Die Wandstärke des Formteils wird homogener und eine dünnere Kunststofffolie kann für das gleiche bzw. verbesserte Verpackungsprodukt verwendet werden. Der Verpackungshersteller spart Material und Kosten.
Optimale Formgebung auch für komplexe geometrische Formen
„Mit unserem cera2heat kann jede Kunststofffolie angepasst an die gewünschte Thermoform-Geometrie erwärmt werden. Stärker zu verformende Flächen werden mittels cera2heat stärker erwärmt als Flächen, die wenig oder gar nicht verformt werden. So verteilt sich das Material wie gewünscht“, sagt Bach.
Ein weiterer positiver Effekt sind die geringen Energiekosten des Systems gegenüber regulären Heizsystemen. Der Heizer erwärmt sich hochdynamisch, und kann in Taktpausen ausgeschaltet bleiben. Demnach können bis zu 30 Prozent Energie gespart werden, weil die heterogene Erwärmung der Heizoberfläche die Wärmeenergie gezielt nutzt.
Besondere Vorteile bei der Verarbeitung von Monomaterialien
„Cera2heat hat sich bereits in puncto Qualität und Materialeinsparung bewährt. Monomaterialien werden in den nächsten Jahren eine viel größere Rolle bei allen Verpackungen spielen, und damit wird cera2heat ein zuverlässiger Begleiter auf den Verpackungsmaschinen sein“, sagt Bach.
Monomaterialien bieten sowohl ein kosteneffizientes Recycling als auch eine praktikable Alternative zu Mischmaterialien, die bekanntermaßen schwer zu separieren sind. Allerdings stellen Materialien wie Polypropylen nach wie vor eine Herausforderung bei der Thermoformung dar, da sie innerhalb eines engen Temperaturfensters verarbeitet werden müssen. Dies erhöht die Herausforderungen für die Industrie für thermogeformte Verpackungen.
Der Einzelhandel stellt immer höhere Anforderungen an die Recycelbarkeit, die Leistung und die Kosten – und die Industrie hat darauf mit Verbesserungen bei Design und Herstellungstechnologien reagiert. Dazu gehören viele Fortschritte, darunter auch diese auf Heizpixeln basierende Technologie.
Cera2heat überzeugt im Einsatz
Zu den Kunden, die derzeit das cera2heat-Verfahren einsetzen, zählen u.a. GEA und Multivac.
Für das Matrixheizsystem cera2heat wurde watttron mit dem Deutschen Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU) und dem German Packaging Award ausgezeichnet.
Im eigenen Labor im Technologiezentrum Freital arbeitet ein Team an weiteren Anwendungssbereiche. So entwickelte watttron mit cera2seal ein Siegel-Heizsystem, mit dem auch komplexe geometrische Verpackungen zuverlässig verschweißt.
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Head of Marketing
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