Cu frișcă, vă rog…

Ce au în comun frișca și aerul comprimat? Vă explicăm această corelație cu ajutorul poveștii de succes a companiei BMI (Bayerische Milchindustrie eG) din Zapfendorf. Este vorba despre apă curată, dar mai ales despre tratarea apelor uzate industriale într-o fabrică de produse lactate.

Apa curată: o cerință esențială care a fost satisfăcută prin aplicarea unei tehnici a mașinilor care este mai ușor de manevrat, fiabilă și compatibilă pe termen lung. Printre criterii s-au numărat și costurile cât mai reduse. O stație modernă cu suflante cu șurub face acest lucru posibil.

BMI este o cooperativă de produse lactate cu tradiție îndelungată și experiență internațională. Cea mai mare fabrică a BMI se află în prezent în Zapfendorf în nordul Bavariei. Pe lângă produsele standard, cum ar fi lapte praf degresat și praf de zer dulce, producția se axează tot mai mult pe produse speciale. Cu ajutorul celor mai moderne procese de ultrafiltrare se obțin concentrate de proteine de înaltă calitate. Aceste produse devin din ce în ce mai importante în industria alimentară, dietetică, alimentația copiilor și alimentația sănătoasă. Fabricarea lactozei și producția de produse lactate cu conținut ridicat de grăsime și produse din zer, precum și uscarea zerului parțial dezaharisit și concentrarea de poliamine întregesc programul de producție. La sediul din Zapfendorf se află, de asemenea, o linie modernă de produse lactate proaspete, unde sunt produse unt, frișcă, brânză dulce și produse din lapte fermentat.

Din cauza cererii tot mai mari pentru produse și mărirea producției, în anul 2014 a început planificarea unei noi instalații de curățare mai mari pentru apa rezultată din producția produselor lactate. Patru sisteme SBR (Sequencing Batch Reactor) de tratare a apelor în șarje vor fi utilizate pentru a descompune biologic încărcătura nutritivă din diferitele cantități de apă rezultate. Patru suflante vor asigura alimentarea cu aer a microorganismelor care sunt implicate în acest proces.

Pentru a menține costurile de exploatare ale instalației de tratare a apei la un nivel cât mai scăzut posibil, la generarea energointensivă a aerului de aerare, în locul suflantelor cu lobi folosite de obicei până acum, se vor utiliza noile suflante cu șurub lansate recent pe piață. Suflantele cu șurub sunt, de fapt, compresoare cu șurub cu compresie uscată sau cu funcționare fără ulei, optimizate pentru funcționare la o presiune joasă, care funcționează mult mai eficient deja de la o diferență de presiune de 400 mbar. Datorită rotoarelor în formă de șurub, precum SIGMA Profile, aceste echipamente oferă un randament mai mare. Dacă sunt necesare presiuni diferențiale cuprinse între 600 și 800 mbar, ca în cazul BMI, precum și cu multe ore de funcționare ale suflantelor, ca în cazul tehnologiei tratării apelor, se pot observa economii semnificative de energie și, așadar, de costuri.

Primele planuri realizate pentru BMI au inclus inițial suflante cu șurub de primă generație sub formă de pachete incomplete care erau uzuale în trecut; așadar cuprindeau în general componente mecanice care necesitau instalarea electrică a tablourilor de comandă de către un subcontractant înainte să poată fi gata de funcționare. Totuși, de când suflantele de șurub de nouă generație – așadar echipamente complete pregătite pentru pornire și dotate cu componentă de comandă și de putere – au început să redefinească standardele tehnice ale pieței, atenția proiectanților s-a îndreptat rapid către aceste noi sisteme.

Tocmai acest „sistem complet” al noii suflante cu șurub a fost factorul decisiv în luarea deciziei. În cazul fabricii BMI din Zapfendorf, este vorba despre suflante cu șurub de tipul FBS-M-SFC cu convertizor de frecvență integrat, care conțin suplimentar și un controler intern inteligent SIGMA CONTROL 2. Prin acest controler, suflantele sunt conectate prin Profibus direct la centrala de comandă, iar acolo pot fi vizualizate datele de funcționare și datele de stare ale acestora. Centrala de comandă determină turațiile și, astfel, transmite mai departe la suflante debitul volumetric care trebuie generat. Suflantele pot fi comandate de la distanță prin sistemul BUS.

Prin controlere și construcția completă, aceste echipamente pot fi utilizate și în aplicații din Industria 4.0 sau Apă 4.0. Denumită și cea de-a patra revoluție industrială, această schimbare în producția industrială și acum și în tehnologia apei necesită ca și condiție prealabilă posibilitatea unei comunicări complexe de la mașină la mașină, respectiv cu un sistem de control de nivel superior al proceselor, în cadrul rețelei și digitalizării avansate. Scopul este obținerea unui control mai flexibil al echipamentului, precum și de a efectua diagnosticarea pe baza datelor de funcționare și de stare ale acesteia în timp real (Condition Monitoring), pentru a asigura o funcționare optimă și a putea efectua mentenanța preventivă (Predictive Maintenance). Acest lucru înseamnă că într-o direcție pot fi citite o mulțime de informații privind starea de funcționare și de întreținere a suflantei, iar în cealaltă direcție suflanta poate fi comandată de la distanță – în mod ideal, numai cu un cablu, cablul BUS de date.

Ca valori analogice pot fi citite în timp real, de exemplu, următoarele: presiunea de aspirație, presiunea de ieșire și presiunea diferențială, temperatura la intrare, temperatura la ieșire, temperatura uleiului și temperatura internă a carcasei insonorizante, căderea de presiune la filtrul de aspirare, turația suflantei în cazul convertizorului de frecvență, consumul de curent al convertizorului și tensiunea circuitului intermediar. Sunt monitorizate temperatura și consumul de curent al motoarelor, nivelul de ulei, temperaturile la plăcile cu circuite imprimate ale electronicii de putere și multe altele.

Pentru fiecare din aceste valori sunt setate valori limită pentru declanșarea unui mesaj de avertizare sau a unei alarme, care pot fi implementate și în sistemul de control al proceselor prin protocol BUS și permit o monitorizare comodă și simplă. Pachetul include și contoare pentru orele de funcționare ale mașinii și ale componentelor sale individuale, cum ar fi, de exemplu, blocul de compresie, motorul, controlerul, componenta de putere, consumabilele etc. Consumabilele precum filtrul de aspirație, uleiul, cureaua trapezoidală etc. au alocate și ele intervale de timp, iar când aceste intervale expiră este generat un mesaj de avertizare. Valorile de stare, cum ar fi mașină oprită, gata de funcționare, operare, avertizare și alarmă sunt, de asemenea, afișate pe diagrama de proces.

Din perspectiva utilizatorului, decizia pentru astfel de mașini versatile de tip Plug & Play a fost clară, după o comparare detaliată prealabilă a cheltuielilor pentru o funcționalitate comparabilă a automatizării electrice a componentelor individuale. Era clar faptul că vor trebui achiziționate și alte componente, nu doar componente cum ar fi, de exemplu, suflante, convertizoare de frecvență și tablouri de comandă din tablă. Printr-o comparare detaliată a funcționalităților mașinilor și controlerelor în prim-plan, au fost luate în considerare și costurile pentru relee de comutare și declanșatoare de supracurent pentru conectarea de sisteme de antrenare auxiliare electrice, precum ventilatoare, pompe de ulei și de vacuum, precum și costurile pentru transformatoare și dispozitive de analiză pentru senzorii de temperatură, presiune, nivel de ulei sau chiar presiune de ulei. Semnalele recepíonate de la senzori trebuie analizate, valorile limită trebuie setate și trebuie implementate acțiuni cu comutare electrică logică. Nu au existat niciun fel de ambiguități în ceea ce privește multiplele interfețe, iar punerea în funcțiune a putut fi efectuată rapid și fără probleme. În plus, totul este documentat clar, cu certificare CE și CEM, conform dispozițiilor privind siguranța în exploatare. Caracterul complet al pachetului de livrare a facilitat nu doar planificarea costurilor de investiție, ci și calculul comparativ al costurilor cu energia, deoarece datele privind puterea sunt disponibile în avans pentru mașina complet gata de funcționare.

Pe lângă siguranța în planificare și cea legală, este asigurată și siguranța proceselor. În cazul în care comanda de la distanță s-ar defecta vreodată, suflantele pot fi oricând comutate foarte ușor în regim manual, independent de sistemul de control al proceselor, prin simpla selecție de meniu în SIGMA CONTROL 2 fără nevoia de recablare sau reconfigurare a parametrilor (așa cum se întâmpla anterior la conectarea la convertizorul de frecvență extern etc.). Astfel, în caz de urgență aceste mașini reprezintă ultima insulă funcțională rămasă, alimentând microorganismele cu aerul de care acestea au nevoie pentru a supraviețui.

Privind retrospectiv asupra perioadei de doi ani de funcționare a celor patru suflante cu șurub moderne, managerul de proiect subliniază nu doar existența unui service foarte bun pentru suflantele cu șurub, inclusiv convertizor de frecvență, controler și conexiunea la centrala de comandă, ci și faptul că valorile de performanță prezentate ale suflantelor cu șurub sunt într-adevăr atinse în cadrul valorilor garantate conform ISO 1217 Anexa E și, astfel, eficiența energetică foarte bună proiectată devine realitate. Conform managerului de proiect, „caracterul complet” al acestor mașini a făcut posibilă reducerea semnificativă a costurilor de investiție.

• Suflantă cu șurub FBS 660 M
• Broșură produs
• Aplicație web: Experimentați interactiv suflanta cu șurub