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

Ale poproszę ze śmietanką…

… i z dmuchawami KAESER KOMPRESSOREN!

Co wspólnego mają śmietana i sprężone powietrze? Zostanie to wyjaśnione w historii sukcesu firmy BMI (Bayerische Milchindustrie eG) w Zapfendorf. Chodzi tu o czystą wodę, a dokładniej o uzdatnianie ścieków przemysłowych w mleczarni.

Czysta woda to: spore wyzwanie, które było możliwe do zrealizowania dzięki maszynom jednocześnie łatwym w obsłudze, niezawodnym i przygotowanym na przyszłe wymogi. Poza tym istotny jest także czynnik możliwie najniższych kosztów. Dzięki nowoczesnej stacji z dmuchawami śrubowymi jest to realne.

Bayerische Milchindustrie eG w Zapfendorf

BMI jest to spółka mleczarska z długą tradycją i międzynarodowym doświadczeniem. W Zapfendorf, w Północnej Bawarii, znajduje się obecnie największy zakład BMI. Oprócz standardowych produktów, takich jak chude mleko w proszku i serwatka w proszku, coraz częściej produkowane są także artykuły specjalne. Dzięki nowoczesnym procesom ultrafiltracji pozyskuje się wysokiej jakości koncentraty białkowe. Te produkty zyskują na znaczeniu w przemyśle spożywczym, dietetyce, żywieniu dzieci i w zdrowym odżywianiu. Produkcja laktozy oraz wzbogaconych produktów mlecznych i serwatkowych, a także suszenie częściowo pozbawionej cukru serwatki i stężenie poliaminów zamykają program produkcyjny. W zakładzie w Zapfendorf znajduje się również dział nowoczesnej produkcji świeżych produktów, w którym powstają: masło, śmietana, twaróg i artykuły z kwaszonego mleka.

Wyższa efektywność energetyczna dzięki dmuchawie śrubowej

Z powodu coraz większego zapotrzebowania, a w związku z tym także zwiększonej produkcji, w 2014 roku rozpoczęto planowanie nowej, większej oczyszczalni ścieków powstających podczas wytwarzania produktów mleczarskich. W czterech sekwencyjnych reaktorach powinny w przyszłości być poddawane biologicznemu rozpadowi partiami odpady spożywcze znajdujące się w różnych ilościach ścieków. Miały zostać wykorzystane cztery dmuchawy w celu dostarczania powietrza dla mikroorganizmów biorących udział w tym procesie.

Aby utrzymać koszty eksploatacji oczyszczalni ścieków na możliwie najniższym poziomie, podczas energochłonnego wytwarzania powietrza aktywującego, zamiast teraz powszechnie stosowanych dmuchaw walcowych, miały zostać zastosowane dmuchawy śrubowe, które wtedy były nowością na rynku. Dmuchawy śrubowe są zasadniczo przeznaczonymi do stosowania w zakresie niskich ciśnień sprężarkami śrubowymi sprężającymi na sucho, znacznie wydajniej pracującymi już od 400 mbar różnicy ciśnień. Z powodu ich wirników śrubowych, takich jak np. profil SIGMA, maszyny te uzyskują wyższą sprawność. Jeśli, tak jak w przypadku BMI, wymagane są różnice ciśnienia od 600 do 800 mbar przy wielu godzinach pracy dmuchaw, co jest charakterystyczne w instalacjach wodnych, wtedy możliwe są wyraźne oszczędności energii i kosztów.

Najpierw pierwsze projekty w BMI zakładały jeszcze zastosowanie dmuchaw śrubowych pierwszej generacji w powszechnie stosowanej formie niekompletnych maszyn – czyli w większości elementy mechaniczne, które musiały dopiero zostać przygotowane do uruchomienia i podłączone do sieci elektrycznej za pomocą szaf rozdzielczych dostarczonych przez podwykonawców. Jednak wtedy zaczęły pojawiać się już, i na nowo określać zasady na rynku, dmuchawy śrubowe kolejnej generacji – czyli gotowe do podłączenia, kompletne maszyny z instalacją elektryczną i układem sterowania. Z tych powodów klienci szybko zaczęli się nimi interesować.

Behind the scenes: Production at the ‘Bayerischen Milchindustrie eG’ in Zapfendorf
Rozwiązanie dostosowane do wymogów Industrie 4.0

Czynnikiem rozstrzygającym w podjęciu decyzji okazała się kompletność systemu nowej dmuchawy śrubowej. W zakładzie BMI-Zapfendorf wykorzystano dmuchawę śrubową typu FBS-M-SFC ze zintegrowaną przetwornicą częstotliwości, która dodatkowo jest jeszcze wyposażona w inteligentny system sterowania maszyny SIGMA CONTROL 2. Dzięki temu systemowi sterowania dmuchawy te są za pośrednictwem magistrali PROFIBUS podłączane bezpośrednio do nastawni, gdzie wizualizowane są dane eksploatacyjne i stanu urządzenia. Nastawnia przekazuje do dmuchaw informacje o prędkościach obrotowych i przez to także o koniecznym do wytworzenia strumieniu. W ten sposób dmuchawy są zdalnie sterowane za pośrednictwem systemu magistrali.

Dzięki systemom sterowania i konstrukcji maszyny te można również stosować, jeśli spełnione mają być wymogi koncepcji Industrie 4.0 lub uzdatniania wody zgodnie z jej założeniami. Jest ona określana także mianem 4. rewolucji przemysłowej w produkcji przemysłowej, a teraz także w instalacjach wodnych, i z założenia wymaga ona możliwości komunikacji między maszynami lub nadrzędnym systemem zarządzającym procesami w ramach rozbudowy sieci i cyfryzacji. Celem jest bardziej elastyczne sterowanie maszynami oraz diagnostyka ich danych eksploatacyjnych i stanów w czasie rzeczywistym (tzw. Condition Monitoring), co ma zapewnić optymalną pracę i konserwację w odpowiednim czasie (Predictive Maintenance). Oznacza to, że duża ilość informacji o stanach pracy i konserwacji dmuchawy może być wczytywana w jednym kierunku i odwrotnie – dmuchawa może być zdalnie sterowana – idealne rozwiązanie z zastosowaniem jednego przewodu magistrali danych.

 

Przekonała nas oferta KAESER KOMPRESSOREN:
Bardzo dobra wydajność przy zachowaniu wartości gwarantowanych, kompletne urządzenie z instalacją elektryczną, zintegrowaną przetwornicą częstotliwości, silnikami IE4, czujnikami i przyłączeniem poprzez magistralę PROFIBUS do systemu sterowania.
Björn Wittmann, Bayerische Milchindustrie eG Werk Zapfendorf
Kompletny pakiet zapewnia bezpieczną eksploatację

W postaci analogowej można przykładowo odczytać w czasie rzeczywistym: ciśnienie zasysania, końcowe i różnicowe, temperaturę na ssaniu, końcową, oleju i wewnątrz obudowy wyciszającej, spadek ciśnienia w filtrze na ssaniu, w przypadku przetwornicy częstotliwości – prędkość obrotową dmuchawy, pobór prądu przetwornicy i napięcie obwodu pośredniego. Monitorowane są między innymi: temperatura i pobór prądu silników, poziom oleju, temperatury na płytkach instalacji elektrycznej.

Dla każdej z tych wartości przypisano wartości progowe dla zgłoszeń o ostrzeżeniach i zakłóceniach, które można również wprowadzić do systemu zarządzania procesami za pośrednictwem protokołów magistrali. Zapewnia to także wygodne i łatwe monitorowanie. Dodatkowo wykorzystywane są jeszcze liczniki godzin pracy maszyny i jej poszczególnych podzespołów, takich jak blok sprężarki, silnik, system sterowania, zasilanie, elementy do konserwacji itp. Do elementów do konserwacji, np. filtr na ssaniu, olej, pasek klinowy itd. przypisano też interwały czasowe, po których upłynięciu generowane jest zgłoszenie ostrzeżenia. Wielkości stanów, takie jak wyłączenie maszyny, gotowość do pracy, praca, ostrzeżenie i zakłócenie są także widoczne na obrazie procesu.

Z punktu widzenia użytkownika wybór takich wszechstronnych maszyn typu Plug & Play był jednoznaczny, w porównaniu ze szczegółową analizą nakładów związanych z pojedynczymi maszynami o podobnym działaniu. Jasne było, że nie chodzi jedynie o zakup podzespołów, takich jak dmuchawa, przetwornice częstotliwości i szafy sterownicze. Po szczegółowym zestawieniu maszyn i funkcji sterowania przeanalizowano także koszty przekaźników załączania i wyzwalaczy nadmiarowo-prądowych do podłączenia do pomocniczych napędów elektrycznych, takich jak wentylatory, pompy olejowe i próżniowe oraz transformatory i urządzenia analizujące do czujników, które odpowiadają za temperatury, ciśnienia, poziom oleju lub nawet ciśnienie oleju. Zarejestrowane sygnały czujników muszą zostać przeanalizowane, zestawione z wartościami progowymi i na podstawie nich wdrożone logiczne elektryczne czynności. Nie wystąpiły niejasności, tak jak w przypadku wielu interfejsów a uruchomienie przebiegło szybko i sprawnie. W dodatku wszystko jest jednoznacznie udokumentowane, z atestami CE- i EMC, co także jest korzystne pod względem zachowania przepisów dotyczących bezpieczeństwa pracy. Kompletna dostawa nie tylko ułatwiła zaplanowanie kosztów inwestycji, ale także zestawienie porównawcze kosztów energii, gdyż dane dotyczące zasilania zupełnie gotowej do pracy maszyny są przejrzyste i od razu widoczne.

Oprócz bezpiecznego planowania i zgodności z przepisami zapewnione jest także bezpieczeństwo procesów. Jeśli miałoby dojść do awarii zdalnego sterowania, bez problemu można zawsze przełączyć dmuchawy na tryb ręczny niezależnie od systemu zarządzania procesami. Jest to możliwe za pomocą wyboru menu w systemie SIGMA CONTROL 2 bez konieczności przekładania przewodów lub zmian parametrów (tak jak było to wcześniej w przypadku podłączenia do zewnętrznej przetwornica częstotliwości). Dzięki temu w razie konieczności, jako ostatnie działające ogniwo, maszyny te mogą dostarczać mikroorganizmom niezbędnego do życia powietrza, aby zapewnić ich przetrwanie.

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

Patrząc wstecz na dotychczasową dwuletnią pracę czterech nowoczesnych dmuchaw śrubowych, kierownik projektu nie tylko dostrzega bardzo dobrą obsługę serwisową dotyczącą dmuchaw śrubowych, wraz z przetwornicą częstotliwości, systemem sterowania i podłączeniem do nastawni, lecz także to, że osiągane wartości mocy dmuchaw śrubowych rzeczywiście są zgodne z wartościami granicznymi według ISO 1217 zał. E. Przez to także możliwe jest osiąganie prognozowanej bardzo dobrej efektywności energetycznej. Według kierownika projektu dzięki temu kompletnemu rozwiązaniu uzyskano znaczne oszczędności kosztów już na etapie inwestycji.

Tu można zobaczyć produkty