Τα πάντα γύρω από το γάλα αλλά…

Και ποια είναι λοιπόν η σχέση του γάλακτος με τον πεπιεσμένο αέρα; Αυτήν τη σχέση θα εξηγήσουμε παραθέτοντάς σας την ιστορία επιτυχίας της βαυαρικής γαλακτοβιομηχανίας Bayerische Milchindustrie eG (BMI) που εδράζει στο Zapfendorf. Σχετίζεται με το καθαρό νερό και πολύ περισσότερο με τη βιομηχανική επεξεργασία των λυμάτων σε μια γαλακτοβιομηχανία.

Καθαρό νερό: Ένα αίτημα που μπόρεσε να εκπληρωθεί χάρη στην κατασκευή μηχανημάτων που είναι ταυτόχρονα ελαφρύτερα, πιο αξιόπιστα και βιώσιμα. Επιπλέον, πρέπει να ληφθεί υπόψη το κριτήριο του χαμηλότερου δυνατού κόστους. Ένας σύγχρονος σταθμός με κοχλιοφόρους φυσητήρες επιτρέπει την επίτευξη αυτού του στόχου.

Η εταιρεία BMI αποτελεί γαλακτοκομικό συνεταιρισμό με μεγάλη παράδοση και διεθνή πείρα. Στο Zapfendorf που βρίσκεται νότια της Βαυαρίας εδράζει σήμερα το μεγαλύτερο εργοστάσιο της BMI. Πέρα από βασικά προϊόντα, όπως σκόνη αποβουτυρωμένου γάλακτος και σκόνη γλυκού ορού γάλακτος, παράγονται ολοένα και περισσότερα ειδικά προϊόντα. Χάρη στις σύγχρονες μεθόδους υπερδιήθησης, παράγονται συμπυκνώματα πρωτεϊνών υψηλής αξίας. Τα προϊόντα αυτά διαδραματίζουν ολοένα και μεγαλύτερο ρόλο στη βιομηχανία τροφίμων, στη διαιτολογία, στη διατροφή των παιδιών και στον κλάδο της υγιεινής διατροφής. Η παραγωγή γαλακτοσάκχαρου και ενισχυμένων προϊόντων γάλακτος και ορού γάλακτος, καθώς και η ξήρανση μερικώς αποσακχαροποιημένου ορού γάλακτος και η συγκέντρωση πολυαμινών συνοψίζουν το φάσμα της παραγωγικής διαδικασίας. Παρομοίως, οι εγκαταστάσεις της εταιρίας στο Zapfendorf περιλαμβάνουν το σύγχρονο εργοστάσιο νωπών προϊόντων, το οποίο παρασκευάζει βούτυρο, σαντιγί, λευκό τυρί και γαλακτοκομικά προϊόντα ζύμωσης.

Λόγω της αυξανόμενης ζήτησης και κατ' επέκταση της παραγωγής ξεκίνησε το 2014 ο σχεδιασμός μιας νέας, μεγαλύτερης εγκατάστασης καθαρισμού των λυμάτων που ανακύπτουν από την παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων. Η ασυνεχής βιολογική αποδόμηση του φορτίου θρεπτικών στοιχείων από τα διάφορα λύματα θα πρέπει μελλοντικά να λαμβάνει χώρα σε τέσσερις αντιδραστήρες διαλείπουσας λειτουργίας. Τέσσερις φυσητήρες θα διασφαλίζουν τη διαβίβαση αέρα στους μικροοργανισμούς που εμπλέκονται σε αυτήν τη διαδικασία.

Προκειμένου να διατηρηθεί το κόστος λειτουργίας στο χαμηλότερο εφικτό επίπεδο, θα πρέπει για τον ενεργοβόρο αερισμό να χρησιμοποιηθούν, αντί των συνηθισμένων περιστροφικών λοβοφόρων φυσητήρων γενικής χρήσης, οι νέοι κοχλιοφόροι φυσητήρες που αναδύονται στην αγορά. Οι κοχλιοφόροι φυσητήρες αποτελούν στην πράξη μη λιπαινόμενους κοχλιοφόρους αεροσυμπιεστές που έχουν βελτιστοποιηθεί για χαμηλή πίεση και λειτουργούν ουσιαστικά πιο αποδοτικά όταν υπάρχει διαφορά πίεσης άνω των 400 mbar. Επειδή αυτά τα μηχανήματα διαθέτουν κοχλιοφόρους ρότορες, όπως φερειπείν τον SIGMA PROFIL, επιτυγχάνουν υψηλότερο βαθμό απόδοσης. Εάν, όπως συμβαίνει στην περίπτωση της BMI, υπάρχουν διαφορετικές πιέσεις μεταξύ 600 και 800 mbar και, όπως συμβαίνει συχνά στην επεξεργασία υδάτων, απαιτούνται πολλές ώρες λειτουργίας των φυσητήρων, τότε επιτυγχάνεται μια σαφής εξοικονόμηση ενέργειας και κόστους.

Η αρχική σχεδιαστική σύλληψη της BMI προέβλεπε πρώτα κοχλιοφόρους φυσητήρες της πρώτης γενιάς με τη μορφή των έως τότε κοινών, ατελών μηχανημάτων και συγκεκριμένα ως επί το πλείστον μηχανικά εξαρτήματα, τα οποία έπρεπε να ηλεκτροδοτούνται από εξωτερικούς ηλεκτρολογικούς πίνακες ελέγχου που κατασκευάζονταν από υπεργολάβους. Σύντομα επικεντρώθηκε έντονο ενδιαφέρον στους κοχλιοφόρους φυσητήρες της επόμενης γενιάς, δηλαδή στα ολοκληρωμένα, έτοιμα προς λειτουργία μηχανήματα με ηλεκτρικό σύστημα ελέγχου και ισχύος, καθώς είχαν ήδη ξεκινήσει να επαναπροσδιορίζουν τα τεχνολογικά δεδομένα του κλάδου.

Αποφασιστική σημασία στην επιλογή αυτή άσκησε μάλιστα το "ολοκληρωμένο σύστημα" αυτών των νέων κοχλιοφόρων φυσητήρων. Στην περίπτωση της BMI στο Zapfendorf πρόκειται για κοχλιοφόρους φυσητήρες του τύπου FBS-M-SFC με ενσωματωμένο μετατροπέα συχνότητας, οι οποίοι περιέχουν επιπροσθέτως άλλο ένα ευφυές σύστημα ελέγχου SIGMA CONTROL 2. Μέσω αυτού του συστήματος ελέγχου, οι φυσητήρες συνδέονται απευθείας με τον θάλαμο διαχείρισης μέσω Profibus, όπου οπτικοποιούνται τα δεδομένα λειτουργίας και κατάστασης. Ο θάλαμος διαχείρισης υποδεικνύει τον αριθμό στροφών και κατ' επέκταση την απαιτούμενη ογκομετρική παροχή των φυσητήρων. Με τον τρόπο αυτό, οι φυσητήρες ελέγχονται απομακρυσμένα μέσω του συστήματος διαύλων.

Χάρη στα συστήματα ελέγχου και την ολοκληρωμένη σχεδίασή τους, αυτά τα μηχανήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εφαρμογές που σχετίζονται με το Industry 4.0 και κατ' επέκταση την προηγμένη διαχείριση υδάτων (Water 4.0). Αυτή η ανατροπή στη βιομηχανική παραγωγή και τώρα στην επεξεργασία των υδάτων, που είναι επίσης γνωστή και ως 4η βιομηχανική επανάσταση, προϋποθέτει απαραιτήτως μια εκτεταμένη επικοινωνία μεταξύ των μηχανημάτων και συγκεκριμένα με ένα κεντρικό σύστημα ελέγχου διεργασιών στο πλαίσιο της προοδευτικής δικτύωσης και ψηφιοποίησης. Στόχος είναι ένας πιο ευέλικτος έλεγχος του μηχανήματος, καθώς και η παροχή διαγνωστικών στοιχείων που αφορούν στη λειτουργία και στην κατάστασή του σε πραγματικό χρόνο (το γνωστό Condition Monitoring), προκειμένου να διασφαλιστεί μια βέλτιστη λειτουργία στο πλαίσιο μιας προληπτικής συντήρησης (Predictive Maintenance). Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να ανακτηθεί μια πληθώρα πληροφοριών σχετικά με την κατάσταση λειτουργίας και συντήρησης του φυσητήρα προς τη μία κατεύθυνση και αντίστροφα ο φυσητήρας ελέγχεται απομακρυσμένα προς την άλλη κατεύθυνση, ιδανικά με ένα μόνο καλώδιο, αυτό του διαύλου δεδομένων.

Στις ενδεικτικές αναλογικές τιμές που μπορούν να ανακτηθούν σε πραγματικό χρόνο συγκαταλέγονται και οι εξής: Πίεση αναρρόφησης, τελική και η διαφορική πίεση, τελική θερμοκρασία, θερμοκρασία λαδιού και εσωτερική θερμοκρασία ηχομονωτικών καλυμμάτων, πτώση πίεσης στο φίλτρο αναρρόφησης, σε περίπτωση μετατροπέα συχνότητας αριθμός στροφών φυσητήρα, κατανάλωση ρεύματος μετατροπέα και τάση ενδιάμεσου κυκλώματος. Παρακολουθούνται η θερμοκρασία και η κατανάλωση ρεύματος των κινητήρων, η στάθμη του λαδιού, οι θερμοκρασίες των πλακετών του ηλεκτρονικού συστήματος ισχύος, καθώς και πολλές άλλες τιμές.

Κάθε μία από αυτές τις τιμές έχει αντιστοιχιστεί με την οριακή τιμή της που θα σηματοδοτήσει την εμφάνιση προειδοποιητικών μηνυμάτων ή μηνυμάτων βλάβης. Οι τιμές αυτές μπορούν επίσης να εφαρμοστούν στο σύστημα ελέγχου διεργασιών μέσω του πρωτοκόλλου διαύλου, προκειμένου να διευκολυνθεί και να απλοποιηθεί η διαδικασία επιτήρησης. Σε αυτές τις τιμές συμπεριλαμβάνονται και οι αριθμοί ωρών λειτουργίας του μηχανήματος και των επιμέρους εξαρτημάτων του, όπως το μπλοκ συμπιεστή, ο κινητήρας, το σύστημα ελέγχου, το εξάρτημα παροχής ισχύος, τα ανταλλακτικά, κ.λπ. Τα ανταλλακτικά, όπως το φίλτρο αναρρόφησης, το λάδι, οι τραπεζοειδείς ιμάντες κ.λπ., έχουν αντιστοιχιστεί με χρονικά διαστήματα, μετά την έλευση των οποίων εμφανίζεται ένα μήνυμα συντήρησης. Επίσης, το σύστημα οπτικοποιεί τις παραμέτρους κατάστασης του μηχανήματος, όπως απενεργοποίηση, ετοιμότητα, λειτουργία, προειδοποίηση και βλάβη.

Από την πλευρά του χειριστή, η απόφαση υπέρ των πολυλειτουργικών μηχανημάτων Plug & Play κατέστη ξεκάθαρη, έπειτα από τη διεξαγωγή διεξοδικής σύγκρισης του κόστους με ηλεκτρονικό αυτοματισμό ανάλογης λειτουργικότητας ο οποίος αποτελείται όμως από μεμονωμένα εξαρτήματα. Ήταν σαφές ότι δεν ενδιέφερε μόνο η προμήθεια εξαρτημάτων, όπως αυτά των φυσητήρων, των μετατροπέων συχνότητας και των μεταλλικών πινάκων ελέγχου. Διεξήχθη αρχικά διεξοδική σύγκριση των μηχανικών λειτουργιών και των λειτουργιών ελέγχου, αλλά εξετάστηκε επίσης το κόστος των ρελέ μεταγωγής και των διατάξεων προστασίας από υπερένταση για τη σύνδεση ηλεκτρικών βοηθητικών μονάδων, όπως ανεμιστήρες, αντλίες λαδιού και κενού, καθώς και το κόστος των μετασχηματιστών και των συσκευών αξιολόγησης για αισθητήρες θερμοκρασίας, πίεσης, στάθμης ή πίεσης λαδιού. Τα καταχωρημένα σήματα των αισθητήρων πρέπει να αξιολογηθούν, να αντιστοιχιστούν με οριακές τιμές και βάσει αυτών πρέπει να υλοποιηθούν λογικές, ηλεκτρικές ενέργειες. Δεν παρατηρήθηκαν καθόλου ασάφειες που υπό άλλες συνθήκες προέκυπταν λόγω των πολλαπλών διεπαφών και το μηχάνημα μπόρεσε να εκκινηθεί γρήγορα και απρόσκοπτα. Επιπλέον, διατίθεται πλήρης και σαφής τεκμηρίωση, πιστοποίηση CE και ΗΜΣ, το οποίο συνάδει επιπρόσθετα με τον Κανονισμό ασφάλειας εργασίας. Αυτός ο ολοκληρωμένος χαρακτήρας του παραδοτέου εξοπλισμού διευκόλυνε όχι μόνο τον σχεδιασμό του επενδυτικού κόστους, αλλά και τον συγκριτικό υπολογισμό του ενεργειακού κόστους, καθώς τα δεδομένα απόδοσης για το ετοιμοπαράδοτο μηχάνημα υπολογίστηκαν εκ των προτέρων με διαφάνεια.

Πέρα από την ασφάλεια σχεδιασμού και δικαίου εγγυάται και η ασφάλεια των διαδικασιών. Σε περίπτωση αστοχίας του τηλεχειριστηρίου, οι κινητήρες μπορούν ανά πάσα στιγμή να μεταβούν εύκολα σε χειροκίνητη λειτουργία ανεξάρτητα από το σύστημα ελέγχου διεργασιών με τις αντίστοιχες ρυθμίσεις στο μενού του SIGMA CONTROL 2 χωρίς εκ νέου καλωδίωση ή εκ νέου παραμετροποίηση (όπως γινόταν προηγουμένως σε περίπτωση σύνδεσης με εξωτερικούς μετατροπείς συχνότητας, κ.λπ.). Σε περίπτωση λοιπόν ανάγκης, τα μηχανήματα αυτά θα αποτελέσουν την τελευταία εναπομένουσα λειτουργική νησίδα που θα διασφαλίσει τον αερισμό των μικροοργανισμών διατηρώντας τους έτσι εν ζωή.

Συνοψίζοντας τη διετή έως τώρα λειτουργία των τεσσάρων σύγχρονων κοχλιοφόρων φυσητήρων, ο επικεφαλής του έργου υπογραμμίζει τα εξής: από τη μία, παροχή άριστων υπηρεσιών, καθώς οι κοχλιοφόροι φυσητήρες διαθέτουν ενσωματωμένο μετατροπέα συχνότητας, σύστημα ελέγχου και σύνδεση με το κεντρικό σύστημα διαχείρισης, και από την άλλη χαρακτηριστικά απόδοσης που ουσιαστικά πληρούν το πρότυπο ISO 1217 Παράρτημα E και κατ' επέκταση επίτευξη της προβλεπόμενης υψηλής ενεργειακής απόδοσης. Σύμφωνα με τον επικεφαλής του έργου, η ολοκλήρωση αυτών των μηχανημάτων εξοικονόμησε σημαντικό επενδυτικό κόστος.

• Κοχλιοφόρος φυσητήρας 660 Μ
• Φυλλάδιο προϊόντος
• Εφαρμογή στο Web: Διαδραστική εμπειρία με τον κοχλιοφόρο φυσητήρα