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Where’s secondary packaging going?

The war on packaging waste is fought on many fronts in the beverage industry – from the manufacturers of packaging materials to the bottler. KHS is helping to develop new standards in this field, from which beverage producers and consumers alike are set to profit.

The way to produce ever more sustainable primary and secondary packaging involves two major lines of approach: recycle and reduce. The first requires that packaging materials are kept in constant circulation by them being reclaimed, processed and continuously reused. The second entails finding many different ways of using less and less packaging material in order to save on resources and avoid waste. “The greatest challenge for us is the processability of the packaging materials,” says Karl-Heinz Klumpe, packaging product manager for KHS in Kleve. He explains what he means in the following example. “Shrink film made of recycled plastic demonstrates very different shrinking properties versus film made of new material. As an engineering company we can’t provide all the answers ourselves but instead have to coordinate closely with the film manufacturers.”

To this end KHS is staging a number of workshops this year. These aim to find out how the percentage of recyclate in film – as stipulated by the new German Packaging Law, for example – can be increased. “You make a few changes to the chemicals or recipe of your film and we adjust the air fl ow or temperature accordingly,” is how Klumpe loosely summarizes the topics up for discussion. “Providing that there’s a standard of quality which is accepted by the big bottlers’ marketing departments, of course. With film made of 100% recyclate the shrink results aren’t yet satisfactory. Together we still have to work out how to close the gap here between recycling requirements on the one hand and the demand for packs of ever increasing quality on the other.”

Another avenue film manufacturers are exploring is to reduce the thickness of their film. “The material’s getting thinner and thinner,” states Klumpe. “To provide the same stability the materials have to be more and more complex. This has its limitations when used for beverage packaging: below a thickness of 35 microns it’s possible that the price per kilogram for film then again rises. When it comes down to it, neither bottlers nor their customers want to pay for this.”

Spotlight on economy

Klumpe well realizes that the striving for greater sustainability is often rooted in aspects of economy rather than ecology. “Everything we do to reduce the amount of material used primarily has a financial motive and aims to cut costs for bottlers. Or – if we’re talking about recycling – film manufacturers of course have to continue to develop and adapt so that their business model can be further maintained even in the face of stricter legal requirements.”

What applies to plastics also applies to cardboard – chiefl y when it comes to reducing the amount of material used. Paper factories are experimenting with thinner cover layers and lower ridges in the manufacture of corrugated cardboard. “The stability and durability are OK,” assures Klumpe. “However, we have to answer the question of how suitable these materials are for use with machinery. What happens when the cardboard absorbs moisture? If the cardboard is thicker on the outside than the inside, it bends rather like a bimetal and can only be processed on machines with certain restrictions or not at all. What can we do to counteract this?”

In terms of recycling less attention is paid to cardboard than to plastic. Yet here, too, the reuse of this material is an issue, for example in how far print can affect the recyclability of the paper.

KHS is itself also experimenting with new packaging materials. For instance, a manufacturer from Sweden recently approached the company with a newly developed, award-winning cardboard looking for partners for a market launch. “Our top requirement is that we can be sure that we can process the cardboard without any problems,” Klumpe stresses.

Constant process

The packaging experts in Kleve are also in constant dialog with the manufacturers of adhesives and adhesive application systems. “Here, we explore how we can avoid having to heat the glue so intensely or how we can reduce our consumption of adhesive,” says Klumpe. “We’re now applying smaller and smaller dots of adhesive as opposed to the diamond shapes we used to use.” All told, sustainable product innovation is a constant process which KHS is undergoing with both proven and new partners. The focus is always on the question of which approach can be adopted to save on materials, time and energy on the machines.

One example of how energy can be saved is the shrink tunnel with porous gas burners. To heat the air KHS has decided not to use electricity as the energy transfer medium but to work directly with gas to prevent energy being lost during transport from the producer to the consumer. This saves up to 50% in energy costs and CO2 emissions are cut by as much as 60%.

In the last few years KHS has also set standards in many other areas with its resource-saving packaging machines. Both Fully-Enclosed FilmPacks and nested and shifted packs have done away with the need for stabilizing cardboard pads or trays. “We don’t need any more cardboard at all here,” smiles Klumpe. “The taut film gives us a good shrink pattern and a sturdy pack.” In a countermove the DisplayPacker has also been developed where large packs are placed directly onto cardboard trays without the need for an extra wrapping of stabilizing film.

However, one of the most outstanding examples of how material can be reduced is the Nature MultiPack™. In 2018 it was launched to market as a six pack of cans by the Carlsberg Group under the name of Snap Pack. A few dots of adhesive developed specifically for this pack which hold the cans together and a stabilizing carrying handle make any further packaging material redundant. Once the new pack format has been fully rolled out, by completely eliminating the use of shrink film for cans Carlsberg is set to make a plastics saving of up to 76% – that’s more than 1,200 metric tons a year. Danone Waters first made successful use of the Nature MultiPack™ to launch its prestige PET bottle for Evian in 2016.

“In the development of sustainable packaging we see ourselves acting as an interface between all those involved and the beverage industry,” Klumpe sums up. “We’re helping to develop new standards which marry ecological demands and legal provisions with bottlers’ economic interests.” A challenge which is sometimes tantamount to the squaring of a circle.

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Quo Vadis Umverpackung?

Der Kampf gegen Verpackungsmüll wird in der Getränkeindustrie an vielen Fronten geführt – von den Herstellern von Verpackungsmaterialien bis hin zum Abfüller. KHS wirkt hier bei der Entwicklung neuer Standards mit, von denen Getränkehersteller und Konsumenten gleichermaßen profitieren.

Der Weg zu immer nachhaltigeren Primär- und Sekundärverpackungen folgt zwei großen Marschrichtungen: Recyceln und reduzieren. Zum einen geht es dabei darum, das Verpackungsmaterial ständig in Umlauf zu halten, indem man es zurückgewinnt, aufbereitet und immer wieder verwertet. Zum anderen wird auf vielfältige Weise daran gearbeitet, immer weniger Verpackungsmaterial einzusetzen, um Rohstoffe zu schonen und Müll zu vermeiden. „Die größte Herausforderung für uns ist die Verarbeitbarkeit der Verpackungsmaterialien“, betont Karl-Heinz Klumpe, Product Manager Packaging bei KHS in Kleve. Was er damit meint, erklärt er anhand eines Beispiels: „Schrumpffolie aus recyceltem Kunststoff zeigt ein ganz anderes Schrumpfverhalten als Folie aus Neumaterial. Darauf können wir als Maschinenbauer nicht alleine eine Antwort geben, sondern müssen uns eng mit den Folienherstellern abstimmen.“

Zu diesem Zweck veranstaltet KHS dieses Jahr Workshops. Dabei soll ausgelotet werden, wie der Recyclatanteil der Folien – wie beispielsweise in Deutschland durch das neue Verpackungsgesetz vorgeschrieben – erhöht werden kann. „Ihr verändert etwas an der Chemie oder Rezeptur eurer Folien, wir passen die Luftströmung oder die Temperatur entsprechend an“, fasst Klumpe etwas salopp zusammen, welche Themen dabei im Vordergrund stehen. „Grundbedingung ist natürlich ein qualitativer Standard, der von den Marketingverantwortlichen der großen Abfüller akzeptiert wird. Bei Folien aus 100 Prozent Rezyklat ist das Schrumpfergebnis noch nicht zufriedenstellend. Hier müssen wir gemeinsam noch etwas unternehmen, um den Spagat zwischen Recyclinganforderungen einerseits und dem Ruf nach einer immer höherwertigen Qualität der Gebinde andererseits zu bewältigen.“

Eine andere Richtung, in die sich die Folienhersteller bewegen, ist die Reduzierung der Folienstärke. „Das Material wird immer dünner“, weiß Klumpe. „Um die gleiche Stabilität bieten zu können, müssen die Werkstoffe immer komplexer werden. Für den Einsatz bei Getränkeverpackungen hat das Grenzen: Unter einer Stärke von 35 μm kann der Kilopreis für die Folie wieder ansteigen. Und das wollen weder der Abfüller noch dessen Kunde letztendlich bezahlen.“

Ökonomie im Fokus

Überhaupt stellt Klumpe fest, dass dem Streben nach Nachhaltigkeit häufig eher ökonomische als ökologische Aspekte zugrunde gelegt werden: „Alles, was wir hinsichtlich der Reduzierung des Materialeinsatzes unternehmen, ist in erster Linie wirtschaftlich motiviert und dient dazu, die Kosten des Abfüllers zu senken. Oder – wenn es um das Recycling geht – müssen die Folienhersteller sich natürlich weiterentwickeln und anpassen, damit ihr Geschäftsmodell auch angesichts strengerer gesetzlicher Vorgaben Bestand hat.“

Was für Kunststoff gilt, davon sind auch Kartonagen nicht ausgenommen – primär bei der Reduzierung des eingesetzten Materials. Bei der Herstellung von Wellpappen experimentieren Papierfabriken sowohl mit dünneren Decklagen als auch mit weniger hohen Wellen. „Deren Stabilität und Haltbarkeit sind zwar in Ordnung“, versichert Klumpe. „Wir müssen aber die Frage beantworten, inwieweit diese Materialien noch maschinengängig sind. Was passiert, wenn die Pappen Feuchtigkeit aufnehmen? Wenn die Kartonage außen dicker ist als innen, biegt sie sich ähnlich wie ein Bimetall und ist auf den Maschinen nur noch mit Einschränkungen oder gar nicht mehr zu verarbeiten. Wie können wir da gegensteuern?“

In puncto Recycling erfährt das Thema Pappe zwar weniger Aufmerksamkeit als Kunststoff. Aber auch hier dreht sich vieles um die Wiederverwendbarkeit der Rohstoffe, zum Beispiel bei der Frage, inwieweit die Bedruckung möglicherweise die Recyclingfähigkeit des Papiers beeinträchtigt.

Auch KHS selbst macht Versuche mit neuen Verpackungsmaterialien. Kürzlich etwa stellte sich ein Hersteller aus Schweden vor, dessen neu entwickelte Pappe mit einem Preis ausgezeichnet worden war und der nun auf der Suche nach Mitstreitern für den Markteintritt war. „Unser wichtigster Anspruch ist, dass wir sicher sein müssen, dass wir die Pappe problemlos verarbeiten können“, unterstreicht Klumpe.

Ständiger Prozess

Im permanenten Gespräch sei man in Kleve auch mit den Herstellern von Klebstoffen und Klebstoffauftragssystemen. „Dabei erörtern wir zum Beispiel, wie wir es schaffen, dass der Leim nicht mehr so stark erhitzt werden muss, oder wie wir den Leimverbrauch senken können“, zählt Klumpe auf. „Inzwischen bringen wir immer kleinere Klebepunkte auf statt der früher üblichen Rauten.“ Insgesamt sei nachhaltige Produktinnovation ein ständiger Prozess, den KHS sowohl mit seinen bewährten als auch mit neuen Partnern beschreite. Im Fokus stehe dabei immer die Fragestellung, welche Ansätze es gebe, um rund um die Maschinen Material, Zeit und Energie einzusparen.

Ein Beispiel etwa für Energieeinsparung ist der Schrumpftunnel mit gasbetriebenen Porenbrennern. Für die Erhitzung der Luft wählt KHS nicht den Umweg über den Energieträger Strom, sondern arbeitet direkt mit Gas, um den Energieverlust beim Transport vom Erzeuger zum Verbraucher zu vermeiden. Dadurch fallen bis zu 50 Prozent weniger Energiekosten an, und die CO2-Emissionen reduzieren sich sogar um bis zu 60 Prozent.

Auch an vielen anderen Stellen hat KHS in den letzten Jahren mit ressourcensparenden Verpackungsmaschinen Maßstäbe gesetzt: Sowohl FullyEnclosed Packs als auch Nested und Shifted Packs haben stabilisierende Kartonplatten oder Trays ganz überflüssig gemacht. „Hier brauchen wir gar keine Pappe mehr“, freut sich Klumpe. „Die stramme Wicklung sorgt für ein vernünftiges Schrumpfbild und für ein stabiles Gebinde.“ Umgekehrt wurde der DisplayPacker entwickelt, mit dem Großgebinde auf Karton-Trays gestellt werden und keinerlei Stabilisierung durch Folie benötigen.

Herausragendes Beispiel für die Materialreduktion aber ist das Nature MultiPack™. Es wurde 2018 durch die Carlsberg Gruppe unter dem Namen „Snap Pack“ als Sechserpack für Dosen in den Markt eingeführt. Dank weniger Klebepunkte aus einem eigens entwickelten Klebstoff, die die Behälter zusammenhalten, sowie einem stabilisierenden Tragegriff entfällt weiteres Verpackungsmaterial komplett. Wenn die neue Gebindeform vollständig ausgerollt ist, wird Carlsberg durch den völligen Verzicht auf Schrumpffolie bei Dosen eine Kunststoffeinsparung von bis zu 76 Prozent erzielen – jährlich über 1.200 Tonnen. Bereits 2016 nutzte Danone Waters das Nature MultiPack™ erfolgreich bei der Markteinführung seiner sogenannten „Prestige“-PET-Flasche für Evian.

„Wir verstehen uns bei der Entwicklung nachhaltiger Verpackungen als eine Schnittstelle zwischen allen Beteiligten und der Getränkeindustrie“, resümiert Klumpe. „Wir beteiligen uns an der Entwicklung neuer Standards, die ökologische Forderungen, gesetzliche Rahmenbedingungen und die wirtschaftlichen Interessen der Abfüller in Einklang bringen.“ Eine Herausforderung, die manchmal einer Quadratur des Kreises gleicht.

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Premiere at interpack: KHS presents a new can packaging system for the first time

Premiere at interpack: from May 7–13, 2020, the KHS Group will be presenting pioneering technologies for primary and secondary packaging at the trade show in Düsseldorf, Germany. A new can packaging system will form the centerpiece of the KHS booth. With its further developed palletizer infeed the turnkey supplier will also be consistently continuing to provide greater sustainability, efficiency and process reliability in production. In addition, smart, convincing service solutions for the long and reliable operation of plant machinery will be in the spotlight.

“As a specialist for packaging equipment we’re constantly further developing our systems and solutions with the aim of saving on materials and providing efficiency in operation. Here, we take all packaging materials into account – whether these be plastic, cardboard or paper,” says Dr. Johannes T. Grobe, CSO for the Dortmund engineering company. “In this way the KHS Group wants to continue to consolidate its position as a reliable partner for flexible and future-proof packaging systems.” At interpack the systems supplier will thus be presenting turnkey systems which satisfy customer demands for packaging alternatives that are both economical and environmentally friendly. The focus of interpack 2020 will be on a new development in secondary packaging that, according to Grobe, “usefully supplements the KHS packaging portfolio and thus further strengthens it.” This format can replace the shrink film used to package packs of 12 or 24 containers for transportation. The first stage in this new project has been successfully completed together with a big, international beverage producer.

With this further development KHS wants to help its customers to save more CO2 in the production process and the packaging itself and in this way reduce their overall ecological footprint. The tried-and-tested Nature MultiPack™ already constitutes an ecofriendly system with a carrying handle that completely does away with the need for shrink film by holding the containers firmly together with easy-to-remove dots of adhesive.

Further development of the intelligently controlled KHS palletizer boosts process reliability and line availability

An intelligently controlled KHS palletizer with a pressureless container infeed provides benefits not just regarding sustainability. It also optimizes time sequences and simplifies work steps in production, among other things. Besides especially gentle pack handling the elimination of railings facilitates and shortens format changeovers. This noticeably increases line availability. The palletizer is of particular interest to customers specialized in the palletizing of non-returnable packs and cartons with different formats and who often feed in packs alternately on one, two or three lanes. The machine can also be used for returnable containers.

KHS services extend machine service lives

KHS is also continuing to build on its consulting expertise in the service sector, for instance concerning ‘old’ machines with discontinued components with the aim of extending the machine’s service life. Unlike mechanical components, in the age of Industry 4.0 the lifetime of an electronic component is sometimes shortened to just two years according to the German Mechanical Engineering Industry Association VDMA. “Our various services enable our customers to operate their plant engineering reliably in the long term regardless,” explains Dr. Grobe. If a component is discontinued, this means that parts can be replaced accordingly or conversions carried out to ensure that the machine continues to function and operation runs smoothly at the respective beverage producer’s plant. For instance, older KHS palletizers containing discontinued KUKA KRC2 control units can be operated without any problems for many more years by converting them to new controllers. The supply of spare parts is therefore also ensured.

KHS will be at interpack from May 7 to 13, 2020, in Hall 13, Booth A31.

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Premiere auf der Interpack: KHS präsentiert erstmals neue Lösung zum Verpacken von Dosen

Premiere auf der interpack: Im Zuge der Düsseldorfer Messe vom 7. bis zum 13. Mai präsentiert die KHS Gruppe zukunftsweisende Technologien aus dem Bereich der Primär- und Sekundärverpackungen. Im Zentrum des Auftritts steht eine neue Lösung zum Einschlagen von Dosen. Mit einem weiterentwickelten Palettierzulauf setzt der Komplettanbieter zudem seinen Weg zu mehr Nachhaltigkeit, Effizienz und Prozesssicherheit in der Produktion konsequent fort. Im Bereich Service überzeugen smarte Lösungen zum langen und sicheren Betrieb von Anlagen.

„Als Spezialist für Verpackungsanlagen entwickeln wir stetig unsere Lösungen vor dem Hintergrund der Materialeinsparung und Effizienz im laufenden Betrieb weiter. Dabei betrachten wir alle Packmaterialien – ob Kunststoff, Pappe oder Papier“, sagt Dr. Johannes T. Grobe, Geschäftsführer Sales und Service beim Maschinenbauer. „Die KHS Gruppe will so ihre Position als zuverlässiger Partner für flexible und zukunftsweisende Verpackungslösungen weiter stärken.“ Auf der interpack präsentiert der Systemanbieter deshalb ganzheitliche Lösungen, die den Kundenanforderungen nach wirtschaftlichen und zugleich umweltverträglichen Verpackungsalternativen nachkommen. Im Fokus der interpack 2020 steht eine Neuentwicklung im Bereich der Sekundärverpackung, die laut Grobe „das KHS-Verpackungsportfolio sinnvoll ergänzt und somit weiter verstärkt.“ Diese Form des Packs kann die Schrumpffolie als Transportverpackung für 12er- oder 24er-Gebinde ersetzen. Erste Schritte des neuen Projekts wurden gemeinsam mit einem großen internationalen Getränkehersteller erfolgreich abgeschlossen.

KHS will mit dieser Weiterentwicklung seine Kunden dabei unterstützen, im Produktionsprozess sowie bei Verpackungen selbst weiter CO2 einzusparen und damit den ökologischen Gesamtfußabdruck zu senken. So bietet das bewährte Nature MultiPack™ bereits eine umweltschonende Lösung mit Tragegriff, die ganz auf Schrumpffolie verzichtet, indem die Behälter mit Klebepunkten stabil, aber leicht lösbar zusammengefügt werden.

Weiterentwicklung der intelligent gesteuerten KHS-Palettierer erhöht die Prozesssicherheit und Anlagenverfügbarkeit

Vorteile nicht nur im Bereich Nachhaltigkeit hat ein intelligent gesteuerter KHS-Palettierer mit druckloser Gebindezuführung. Er optimiert unter anderem die zeitlichen Abläufe und vereinfacht die Arbeitsschritte in der Produktion. Neben seiner besonders schonenden Verarbeitung von Packs erleichtert und verkürzt der Verzicht auf Geländer den Formatwechsel erheblich. Die Anlagenverfügbarkeit wird somit merklich erhöht. Der Palettierer ist vor allem für Kunden interessant, die sich auf die Einwegpalettierung von Packs und Kartons mit verschiedenen Formaten spezialisiert haben und häufig im Wechsel eine ein-, zwei- oder dreibahnige Gebindezuführung einsetzen. Darüber hinaus ist die Maschine auch für den Mehrwegbereich nutzbar.

 KHS-Services verlängern Maschinenlebenszyklen

Auch im Bereich Service baut die KHS ihre Beratungskompetenz weiter aus, zum Beispiel für „Alt-Maschinen“ mit abgekündigten Bauteilen, um den Maschinenlebenszyklus zu verlängern. Denn anders als bei mechanischen Bauteilen verkürzt sich die Lebensdauer elektronischer Komponenten im Zeitalter von Industrie 4.0 – nach Angaben des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) - teilweise auf inzwischen nur noch zwei Jahre. „Unsere Kunden können damit ihre Anlagen trotzdem langfristig und sicher betreiben“, erklärt Dr. Grobe. Im Fall von Abkündigungen bedeutet das, Teile entsprechend austauschen zu können oder Umbauten vorzunehmen, um die Funktion der Maschine und den reibungslosen Produktionsablauf beim jeweiligen Getränkehersteller sicherzustellen. Beispielsweise können ältere KHS-Palettierer mit abgekündigter KUKA KRC2 Steuerung durch Umbauten auf neue Steuerungen viele Jahre weiter problemlos betrieben werden – und die Ersatzteilversorgung ist damit ebenfalls gesichert.

KHS stellt auf der interpack vom 7. bis zum 13. Mai in Halle 13 an Stand A31 aus.

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