KAESER blowers for ‘Bayerische Milchindustrie eG’ - Image shows filling of milk product
Bayerische Milchindustrie eG Zapfendorf

S vrhnjem, molim…

…i s puhalima KAESER!

Kakve veze ima vrhnje s komprimiranim zrakom? Tu ćemo vezu objasniti kroz priču o uspjehu mljekare BMI (Bayerische Milchindustrie eG) iz Zapfendorfa. Radi se o čistoj vodi, odnosno o tretmanu industrijskih otpadnih voda u mljekari.

Čista voda: preduvjet koji je valjalo ispuniti s pomoću strojne tehnologije koja je istovremeno jednostavna za održavanje, pouzdana i spremna za budući razvoj. A tome treba pribrojiti i kriterij što nižih troškova. Sve to omogućuje moderna stanica s vijčanim puhalima.

Bayrische Milchindustrie u Zapfendorfu

BMI je mljekarska kooperativa s dugom tradicijom i međunarodnim iskustvom. U Zapfendorfu na sjeveru Bavarske nalazi se trenutačno najveći pogon mljekare BMI. Pored standardnih proizvoda, obranog mlijeka i praha od sirutke, sve se više proizvode i posebni artikli. Najmodernijim postupkom ultrafiltracije dobivaju se visokokvalitetni proteinski koncentrati. Ti su proizvodi sve značajniji u prehrambenoj industriji, dijetetici, dječjoj prehrani i zdravoj ishrani. Proizvodni program zaokružuju proizvodnja laktoze te proizvodnja proizvoda od mlijeka i sirutke s povećanim udjelom masnoće, kao i sušenje djelomično delaktozirane sirutke i koncentracije poliamina. Na lokaciji Zapfendorf nalazi se i moderan pogon za proizvodnju svježih proizvoda u kojem se proizvode maslac, vrhnje, svježi sir te proizvodi od fermentiranog mlijeka.

Visoka energetska učinkovitost zahvaljujući vijčanom puhalu

Zbog rastuće potražnje, a time i proizvodnje, 2014. godine započelo je planiranje novog, većeg postrojenja za pročišćivanje vode potrebne u proizvodnji mliječnih proizvoda. U budućnosti će se u četiri sekvencijalna šaržna reaktora biološki i u šaržama razgrađivati udio nutrijenata u vodi iz različitih izvora. Za opskrbu zrakom mikroorganizama koji sudjeluju u tom proces osigurana su četiri puhala.

Kako bi se troškovi rada postrojenja za tretman voda održali na što nižoj razini, za energetski najintenzivnije generiranje zraka za aeraciju, dotad uobičajena klipna rotacijska puhala trebala su biti zamijenjena vijčanim puhalima koja su upravo stigla na tržište. Vijčana puhala u osnovi su optimizirana za nizak tlak, za suhoradne, odn. bezuljne vijčane kompresore koji rade značajno učinkovitije već od razlike tlaka od 400 mbara. Zahvaljujući rotorima koji imaju oblik vijaka, poput npr. sustava SIGMA-Profil, ti strojevi postižu viši stupanj radnog učinka. U situaciji kada su, kao u mljekari BMI, potrebni diferencijalni tlakovi između 600 i 800 mbara te visok broj radnih sati puhala, kao što je to slučaj u tehnologiji tretmana voda, postiže se značajna ušteda energije i smanjenje troškova.

Početni planovi u mljekari BMI još su uključivali vijčana puhala prve generacije u obliku dotad uobičajenih nepotpunih strojeva, dakle uglavnom mehaničke komponente koje su se morale opskrbiti električnom strujom putem vanjskih rasklopnih ormara proizvedenih u tvrtkama podizvođačima. No budući da su vijčana puhala sljedeće generacije, odnosno potpuni strojevi spremni za uključivanje, s električnom upravljačkom i pogonskom komponentom, tada već počela iznova definirati stupanj razvoja tehnologije na tržištu, pažnja je brzo prebačena na njih.

Behind the scenes: Production at the ‘Bayerischen Milchindustrie eG’ in Zapfendorf
Potpuna spremnost za Industrie 4.0

Upravo su ti „kompletni sustavi“ novih vijčanih puhala u konačnici prevagnuli u odlučivanju. U slučaju mljekare BMI Zapfendorf radi se o vijčanim puhalima tipa FBS-M-SFC s integriranim frekventnim pretvaračem i s inteligentnim upravljačkim sustavom stroja SIGMA CONTROL 2. Putem tog upravljačkog sustava puhala se preko Profibus veze izravno povezuju s nadzornim centrom u kojem se vizualiziraju podaci o njihovom radu i stanjima. Iz nadzornog centra na puhala se šalju brojevi okretaja, a time i volumni protoci koji se trebaju generirati. Na taj se način omogućuje i upravljanje puhalima na daljinu, putem sabirničkog sustava.

Zahvaljujući svojim sustavima upravljanja i kompletnoj izvedbi ti su strojevi prikladni i za primjene u okviru inicijative Industrie 4.0 odn. partnerstva za zaštitu voda Wasser 4.0. Ta inicijativa, koja se naziva i 4. industrijskom revolucijom, u industrijskoj proizvodnji, pa tako i u tehnologiji tretmana voda, traži uspostavu temelja za mogućnost sveobuhvatne komunikacije između strojeva, odnosno njihove komunikacije s nadređenim sustavima za upravljanje procesima u okviru naprednog umrežavanja i digitalizacije. Cilj je osigurati fleksibilnije upravljanje strojevima te dijagnostiku njihovog rada i stanja u stvarnom vremenu (tzv. „Condition Monitoring“) kako bi se postigao optimalan rada i omogućilo predvidljivo održavanje („Predictive Maintenance“). To znači da se u jednom pravcu kreće i očitava mnoštvo podataka o radu i stanju održavanja puhala, a u suprotnom pravcu puhalom se upravlja na daljinu, u idealnom slučaju putem samo jedne podatkovne sabirnice.

 

Ponuda tvrtke KAESER ispunila je naša očekivanja:
Vrlo dobra razina učinkovitosti uz održavanje zajamčenih vrijednosti, kompletno postrojenje s pogonskom elektronikom, integriranim frekventnim pretvaračem, IE4 motorima, senzorikom i mogućnošću povezivanja s kontrolnim sustavom putem Profibus veze.
Björn Wittmann, Bayerische Milchindustrie eG, pogon Zapfendorf
Kompletan paket jamči sigurnost rada

Kao analogne vrijednosti u stvarnom se vremenu mogu očitavati npr.: usisni, krajnji i diferencijalni tlak, temperatura usisa, krajnja temperatura, temperatura ulja i temperatura u unutrašnjosti poklopca za zvučnu izolaciju, pad tlaka na usisnom filtru, broj okretaja puhala u slučaju upotrebe frekventnog pretvarača, potrošnja struje pretvarača i napon međukruga. Nadziru se temperatura i potrošnja struje motora, razina ulja, temperature tiskanih pločica pogonske elektronike i brojni drugi parametri.

Za svaki od tih parametara pohranjena je vrijednost praga za prikazivanje upozorenja ili smetnje, a te se vrijednosti putem sabirničkog protokola mogu implementirati i u sustav za upravljanje procesom, čime se stvara mogućnost udobnog i jednostavnog nadzora. Tome se pribrajaju i brojači radnih sati stroja i njegovih pojedinačnih komponenti kao što su blok kompresora, motor, upravljački sustav, pogonska komponenta, dijelovi za održavanje itd. Dijelovi za održavanje, poput primjerice usisnih filtara, ulja, klinastih remena itd., imaju dodijeljene vremenske intervale nakon čijeg se isteka generiraju poruke o održavanju. Vrijednosti stanja poput onih za isključivanje stroja, spremnost za rad, pogon, upozorenja i smetnje unesene su i u sliku postupka.

Iz gledišta operatera odluka za takve svestrane „Plug & Play“ strojeve bila je jedinstvena, nakon prethodne detaljne usporedbe s funkcionalnošću kakvu bi pružio električno automatiziran sustav sastavljen od pojedinačnih komponenti. Bilo je jasno da se neće stati na nabavci komponenti, primjerice puhala, frekventnog pretvarača i limenih sklopnih ormara. U detaljnoj prethodnoj usporedbi funkcija strojeva i upravljačkih sustava uzeti su u obzir i troškovi za sklopne releje, nadstrujne okidače za priključivanje pomoćnih električnih pogona poput ventilatora te pumpi za ulje i vakuum, kao i transformatora i uređaja za analizu poput senzora temperature, tlakova, razine ulja, pa čak i tlaka ulja. Signali dobiveni sa senzora moraju se analizirati i pohraniti s vrijednostima praga, a na temelju njih se moraju implementirati logičke radnje s električnim aktiviranjem. Uopće nije bilo nedoumica kakve bi se inače pojavile zbog različitih sučelja i puštanje u pogon provedeno je brzo i bez poteškoća. Pored toga, sve je jasno evidentirano, svi sustavi imaju CE i EMC certifikate te su usklađeni s propisima o sigurnosti na radu. Tako sveobuhvatan opseg isporuke nije samo olakšao planiranje investicijskih troškova, već i usporedbu troškova energije jer su unaprijed bili jasni podaci o učinku kompletnog stroja spremnog za rad.

Pored sigurnosti planiranja i pridržavanja zakonskih propisa, zajamčena je i procesna sigurnost. Ako dođe do ispada daljinskog upravljanja, puhala se neovisno o sustavu za upravljanje procesom u svakom trenutku mogu iznimno lako prebaciti na ručni način rada, jednostavnim odabirom na izborniku sustava SIGMA CONTROL 2 i bez potrebe za preinakama ožičenja ili parametara (kao ranije u slučaju priključivanja na vanjski frekventni pretvarač i sl.). To znači da strojevi u hitnim situacijama mogu, kao jedine preostale funkcionalne komponente, opskrbljivati mikroorganizme zrakom i tako ih održavati na životu.

Blower station: Four FBS series rotary screw blowers are in use at BMI in Zapfendorf
Zaključak

Osvrćući se na dosadašnji dvogodišnji rad četiriju modernih vijčanih puhala, voditelj projekta ne ističe samo vrlo dobru kvalitetu servisa vijčanih puhala te pripadajućeg frekventnog pretvarača, upravljačkog sustava te veze s nadzornim centrom, već i da su doista postignute ponuđene vrijednosti radnog učinka vijčanih puhala u okviru zajamčenih vrijednosti prema standardu ISO 1217, prilog E, čime je ostvarena predviđena visoka razina energetske učinkovitosti. Prema riječima voditelja projekta, i „cjelovitost“ tih strojeva značajno je smanjila iznos investicijskih troškova.

Prelazak na proizvode