Ampak prosim s smetano ...

Kaj ima smetana s stisnjenim zrakom? O tem, kaj imata skupnega, vam razkrijemo z zgodbo o uspehu podjetja BMI (Bayerische Milchindustrie eG) iz kraja Zapendorf. Gre za čisto vodo, celo za industrijsko pripravo odpadne vode v mlekarni.

Čista voda: Zahteva, ki je zahtevala strojniški pristop in je hkrati lažja za upravljanje, zanesljiva in trajnostna. Sem pa lahko seveda umestimo tudi kriterij kar se da nizkih stroškov. To omogoča sodobna postaja z vijačnimi puhali.

BMI je mlečna zadruga z dolgoletno tradicijo in izkušnjami v mednarodnem merilu. V kraju Zapfendorf na severu Bavarske se nahaja trenutno največja tovarna podjetja BMI. Poleg standardnih proizvodov, kot sta posneto mleko v prahu in sladka sirotka v prahu, vse pogosteje proizvajajo tudi posebne proizvode. Z najsodobnejšimi postopki ultrafiltriranja pridobivajo visokokakovostne beljakovinske koncentrate. Ti proizvodi v prehranski industriji, dietetiki, prehrani otrok in zdravi hrani vse bolj pridobivajo na ugledu. Načini proizvodnje mlečnega sladkorja, mlečnih izdelkov ter izdelkov iz sirotke z majhno vsebnostjo maščobe, kot je na primer sušenje sirotke z delno odstranjenim sladkorjem in koncentracija poliamina, zaokrožijo proizvodni program. Prav tako pa se na lokaciji Zapfendorf nahaja tudi sodobni obrat za pridelavo svežih izdelkov, kjer proizvajajo maslo, smetano, skuto in ostale izdelke iz kislega mleka.

Leta 2014 se je zaradi naraščajočega povpraševanja in s tem povezane rastoče proizvodnje pričelo načrtovanje nove, velike čistilne naprave za vodo, ki se nabira pri proizvodnji mlečnih izdelkov. V štirih sekvenčnih bioloških reaktorjih naj bi v prihodnje po naravni poti serijsko zmanjševali tovor hranilnih snovi različnih količin nabrane vode. Štiri puhala zagotavljajo oskrbo z zrakom za mikroorganizme, ki sodelujejo v tem postopku.

Da bi ohranili čim nižje obratovalne stroške naprave za pripravo vode, naj bi pri energetsko intenzivnem ustvarjanju zraka za zračenje doslej splošno uveljavljeno puhalo z vrtljivim batom nadomestilo vijačno puhalo, ki je bilo takrat šele novinec na trgu. Vijačna puhala so vijačni kompresorji s suhim delovanjem, optimirani za nizek tlak, ki bistveno učinkoviteje delujejo že v tlačni razliki od 400 milibarov. Ti stroji zaradi svojih vijačnih rotorjev, kot je na primer SIGMA-Profil, dosegajo izredno visok izkoristek. Če so, kot pri BMI, zahtevani diferenčni tlaki med 600 in 800 mbar, število obratovalnih ur puhal pa je visoko, kar velja v primeru tehnologije obdelave vod, je prihranek energije in s tem stroškov bistven.

Prvi osnutki načrtovanja pri podjetju BMI so na začetku vsebovali še vijačna puhala prve generacije v obliki običajnih, nepopolnih strojev; v veliki večini gre torej za mehanske sestavne dele, ki so s pomočjo zunanjih stikalnih omaric, ki so jih izdelali podizvajalci in jih je treba priklopiti na elektriko šele tedaj, ko so pripravljeni na zagon. Takrat že vijačna puhala naslednje generacije – torej samostojni stroji, pripravljeni za vklop, z električnimi krmilnimi in močnostnimi deli – so na novo definirala stopnjo tehnike na trgu in hitro pritegnila pozornost.

Prav vsak tak celoviti sistem teh novih vijačnih puhal je bil na koncu razlog za odločitev. V primeru podjetja BMI-Zapfendorf gre za vijačno puhalo tipa FBS-M-SFC z vgrajenim frekvenčnim pretvornikom, ki dodatno vsebuje tudi pametno krmiljenje stroja SIGMA CONTROL 2. S tem krmiljenjem so puhala preko krmilnika Profibus povezana direktno na upravljalno mesto, kjer bodo prikazani tudi njihovi podatki o obratovanju in stanju. Upravljalno mesto puhalu posreduje število vrtljajev in s tem prostorninski tok, ki ga je mogoče generirati. Puhala bodo s pomočjo sistema vodil lahko upravljana tudi od daleč.

S pomočjo krmiljenja in celotne izvedbe so ti stroji primerni tudi za različne načine uporabe, ki jih označujemo pod pojmom Industrie 4.0 oziroma voda 4.0. Prečrpavanje, poznano tudi pod imenom 4. industrijska revolucija, v industrijski proizvodnji pa tudi tehnika vode so v okviru vse bolj naprednih mrež in digitalizacije zahtevane kot podlaga za možnost celovite komunikacije med stroji samimi oziroma z nadrejenim nadzornim sistemom. Cilj je doseči bolj fleksibilno krmiljenje stroja pa tudi diagnozo podatkov o obratovanju in stanju v realnem času (t. i. Condition Monitoring) za zagotavljanje optimalnega obratovanja in prediktivnega vzdrževanja (Predictive Maintenance). To pomeni, da se lahko veliko število informacij o stanju obratovanja in vzdrževanja puhala razbere v eni smeri in obratno, da je puhalo oddaljeno krmiljeno v drugi smeri, idealno z enim samim kablom, podatkovnim kablom Bus.

Analogne vrednosti lahko na primer razberete v realnem času: sesalni, končni in diferenčni tlak, notranja temperatura sesalnega voda, končna notranja temperatura, notranja temperatura olja in notranja temperatura protihrupnega pokrova, padec tlaka na sesalnem filtru, v primeru frekvenčnega pretvornika pa število vrtljajev puhala, pretvornik vhodnega toka in napetost vmesnega tokokroga. Nadzirani so temperatura in poraba toka pri motorjih, raven olja, temperature na platinah električnega modula in še mnogi drugi.

Vsaki od teh vrednosti so predpisane mejne vrednosti za opozorilo in motnjo, ki jih je s pomočjo protokola Bus mogoče uporabljati tudi v nadzornih sistemih in tako nudijo možnost za uporabniku prijazen in enostaven nadzor. Sem spadajo še števec za obratovalne ure stroja in njihovi posamezni sestavni deli, kot so na primer kompresorski blok, motor, krmiljenje, močnostni del, vzdrževalni deli itd. Sesalni filter, olje in klinasti jermen, ki se med drugim uvrščajo med slednje, imajo določene časovne intervale, ki se generirajo po izteku sporočila o vzdrževanju. Podatke o stanju, kot so izklop stroja, pripravljenost na zagon, obratovanje, opozorilo in motnja, je mogoče razbrati iz slike procesa.

Iz perspektive uporabnika je bila odločitev za takšne vsestranske stroje Plug & Play nedvoumna; še posebej po predhodni podrobni primerjavi stroškov za primerljivo funkcionalnost elektroavtomatizacije iz posameznih sestavnih delov. Očitno je bilo, da ne bo ostalo samo pri nakupu sestavnih delov, kot so na primer puhalo, frekvenčni pretvorniki in pločevinaste stikalne omare. Z vnaprejšnjo podrobno primerjavo funkcij strojev in vodenja se upoštevajo stroški za stikalni rele in sprožilec tokovne preobremenitve za priključitev električnih pomožnih pogonov, kot so ventilatorji, oljne in vakuumske črpalke, transformatorji in naprave za vrednotenje za senzorje za temperature, tlake, ravni olja in celo oljne tlake. Vključeni senzorski signali morajo biti ovrednoteni z določenimi mejnimi vrednostmi in iz tega izvedeni logični električni postopki. Nejasnosti pri drugače večkrat nastalih vmesnikih se drugače ne pojavljajo in tako lahko zagon sledi hitro in brezhibno. Poleg tega je vse nedvoumno dokumentirano in certificirano v skladu s CE in EMC, kar pa prispeva tudi k Uredbi o varnosti pri delu. Ta celovitost obsega dobave pa ni olajšala le načrtovanja stroškov investicije, temveč tudi primerjalni izračun stroškov za energijo, saj so podatki o moči za samostojen stroj, ki je pripravljen za obratovanje, pregledno predloženi že na začetku.

Poleg pravne varnosti in varnosti pri načrtovanju je zagotovljena tudi zanesljivost postopkov. Če pride do izpada oddaljenega krmiljenja, lahko puhalo neodvisno od nadzornega sistema v meniju v SIGMA CONTROL 2 brez prevezav ali spreminjanja parametrov (kot pri predhodnem priklopu zunanjega frekvenčnega pretvornika itd.) preklopite v ročno obratovanje. S tem lahko ti stroji v nujnem primeru kot zadnji preostali delujoči otoki z zagotovljeno oskrbo z zrakom oživijo mikroorganizme in jih tako ohranjajo pri življenju.

Projektni vodja pravi, da če pogledamo nazaj na dosedanji dvoletni čas delovanja štirih sodobnih vijačnih puhal, lahko opazimo, da se ni izboljšala le storitev vijačnih puhal, skupaj s frekvenčnim pretvornikom, krmiljenjem in povezavo z nadzorno enoto, temveč tudi zmogljivost vijačnih puhal, ki so priskrbljeni v okviru zagotovljenih vrednosti po ISO 1217, priloga E, kar tudi doprinese k napovedani odlični energetski učinkovitosti. Po besedah projektnega vodje so poleg tega zaradi "celovitosti" teh strojev pri naložbi prihranili znatne stroške.

• Vijačno puhalo FBS 660 M
• Brošura izdelka
• Spletna aplikacija: Interaktivno doživetje vijačnega puhala