Ziel der Entwicklung

Logo: UV-Codes auf Flaschen (li), Detailansicht (m) und Blick von oben in einen Kasten (re) © Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin (VLB) e.V.
UV-Codes auf Flaschen (li), Detailansicht (m) und Blick von oben in einen Kasten (re) © Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin (VLB) e.V.

In Deutschland wird Bier überwiegend in Glasmehrwegflaschen abgefüllt und verkauft (rund 70 Prozent des gesamten Bierverbrauchs von zirka 87 Millionen Hektoliter). Davon hat die 0,5 Liter Flasche mit rund 75 Prozent den größten Anteil. Rund 45 Millionen Hektoliter oder 9 Milliarden 0,5 Liter Flaschen werden pro Jahr konsumiert. Dabei wurde in der Regel auf drei verschiedene Flaschentypen zurückgegriffen: „NRW“, „Longneck braun“ und „Longneck grün“. Diese Flaschen werden als sogenannte Poolflaschen bezeichnet. Es handelt sich dabei um Flaschen, die von allen Brauereien wieder befüllt werden können, die diesen Flaschentyp einsetzen. Durch den „Quasi-Wegfall“ der Einweggebinde in Folge des Pflichtpfands auf Einweggetränkeverpackungen kommen heute immer mehr Individual-Mehrwegflaschen zum Einsatz, um sich von anderen Brauereien und Biermarken zu differenzieren. Unter Individualflaschen versteht man dabei Flaschen, die den Namenszug oder ein Logo einer Brauerei im Glas tragen (Embossing) oder eine individuelle Form besitzen. Problematisch ist dabei, dass die Vielfalt der individuellen Merkmale (Farben, Flaschen-Geometrie, Logo-Embossing an verschiedenen Positionen, Form-Features und Verschlussarten) sehr stark angewachsen ist und somit die zuverlässige „Erkennbarkeit“ und „Unterscheidbarkeit“ der individuellen Flaschen-Merkmale immer schwieriger wird und zum Teil mit den bisherigen Anlagen und Verfahren gar nicht mehr möglich ist. Eine Marktanalyse zeigt, dass immer weniger Brauereien die klassischen Poolflaschen nutzen. Insbesondere durch den Umstand, dass nicht nur kleinere lokale Brauereien auf individuelle Flaschen zurückgreifen, sondern mittlerweile auch nationale Marken mit einem Marktanteil von rund 15 bis 30 Prozent in Individualflaschen abgefüllt werden, ergibt sich ein gravierender Problembereich der Getränkeindustrie aus der zunehmenden Komplexität innerhalb der Leergutsortierung.
Die Sortiervorgänge der Flaschen finden bislang meist bei Brauereien und bei Sortierdienstleistern statt. Dabei muss generell festgestellt werden, dass das erforderliche Transportaufkommen nicht optimal für die Effizienz (sowohl ökologisch als auch ökonomisch) für das Mehrwegsystem ist.
Das Ziel des Projektes war die Erhöhung der Unterscheidbarkeit von Flaschentypen mittels verlässlicher maschinenlesbarer Kennzeichnung für die kamerabasierte Leerguterkennung und Flascheninspektion. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurden technische Komponenten und Verfahren, die für eine brancheneinheitliche Flaschenkennzeichnung mittels UV-Marker und Flaschenerkennung genutzt werden können, entwickelt und erprobt.

Vorteile und Lösungen

Auf Basis der Erkenntnisse aus der Vorlaufforschung zur Markierung von Mehrwegflaschen (VF150027) mit einem UV-Code sollten marktfähige Verfahren erarbeitet werden. Eine beständige UV-Markierung, die direkt auf die Flasche druckbar ist, sollte für drei unterschiedliche Szenarien entwickelt werden. Des Weiteren sollte ein Prototyp zur industriellen Erkennung mittels Scanner-Technik umgesetzt werden. Im Rahmen einer Praxiserprobung sollte die Eignung des Erkennungsverfahrens überprüft werden. Entwicklungsbereiche für das Verfahren/System sind: die standardisierte UV-Code-Markierung an den Flaschen, das Erkennungssystem, welches die Markierung an den Flaschen, insbesondere auch wenn die Flaschen im Kasten stehen, erkennen kann und die verschiedenen Methoden zur Anbringung der Markierung auf den unterschiedlichen Flaschen.
In dem Projekt erschien es wichtig, dass mit dem Verfahren auch zukünftig für neu in den Markt gebrachte Flaschentypen immer die Möglichkeit der skalierbaren Erweiterung gegeben ist. So wurde der Fokus darauf gelegt, die Flaschen im Schulterbereich mit einer Markierung zu versehen, um so eine sichere Identifikation durch die Erkennungsanlage, insbesondere im Kasten, zu ermöglichen.
Die Markierung sollte mit dem menschlichen Auge nicht erkennbar sein bzw. wenn, sollte sie nicht besonders auffällig sein. Zudem sollte die Markierung wetterfest (Leergut steht im Winter oft lange draußen) und auch gegen Einflüsse, die aufgrund der Flaschenwaschung (NaOH-Lauge) resultieren, weitestgehend stabil sein.
Für das Kennzeichnungsverfahren inklusive des Erkennungssystems wurde beim Deutschen Patent- und Markenamt (DPMA ) ein Antrag auf Patentschutz gestellt. Die Anmeldung beim DPMA wurde unter dem Aktenzeichen 10 2020 106 477.2 durchgeführt.
Wirtschaftliche Effekte werden vor allem in zwei Bereichen gesehen. Zum einen in der Kostenreduzierung bei den Anwendern, zum anderen durch Umsätze bei externen Zulieferfirmen innerhalb der Getränkebranche.

Zielgruppe und Zielmarkt

Bereits jetzt zeichnet sich ein großes Interesse in der Branche ab, sodass eine gute Verwertung der Ergebnisse prognostiziert wird. Insbesondere im Bereich des Leergutmanagements lässt sich mit Hilfe des Code-Systems die Leergutrückerfassung automatisieren und digitalisieren und so die Transparenz deutlich erhöhen. Somit können zukünftig die Kosten für die beteiligten Unternehmen der Mehrwegkette reduziert werden. Insgesamt erfährt das deutsche Mehrwegsystem für Getränke eine deutliche Stärkung gegenüber Einwegverpackungen.
Eine herkömmliche kamerabasierte Erkennungseinheit mit Bilderkennung kostet in der Investition zirka 100.000 Euro. Das System mit Codelesekameras kostet in der Investition zirka 50.000 Euro. Zirka 25.000 Euro für vier Scanner Kameras, plus 25.000 Euro für die Peripherie. Damit ergibt sich für die Erkennungseinheit ein Kostenvorteil von 50.000 Euro. Voraussetzung ist jedoch, dass die Flaschen über die entsprechende Markierung verfügen.
Der Transfer erfolgt über die wissenschaftlichen Ausschüsse der VLB Berlin, insbesondere über den Fachausschuss „Logistik“, dem 35 Logistikverantwortliche aus Brauereien, Mineralbrunnen und dem Getränkefachgroßhandel angehören, und dem Fachausschuss „Abfüllung, Verpackung und Betriebstechnik“. Hier werden die Ergebnisse des Projektes schnell und effektiv verbreitet und diskutiert. Schon während des laufenden Projektes wurden diese Gremien genutzt, um praktische Erfahrungen in die Entwicklung der Systematik einfließen zu lassen.
Die Vermarktung des Systems erfolgt in erster Linie durch Unternehmen aus dem Bereich der Erkennungstechnik. Dazu wird die VLB gegebenenfalls Lizenzgebühren für die Nutzung des Patents erheben. Es ist aber auch gewollt, dass das System schnell Verbreitung findet und somit zu den für die Getränkebranche wesentlich wichtiger zu wertenden, kostensenkenden Effekten beiträgt. Zudem würde die Komplexität des Mehrwegsystems erheblich besser beherrschbar gemacht. Für die überschneidungsfreie Verwaltung und Vergabe der Typ-Nummern wird die VLB sorgen.