Stacja CIP dla browaru Umanpivo. Projekt pod klucz

Browar nie może obejść się bez czyszczenia sprzętu w celu zapewnienia czystości bakteriologicznej produktu. Jest to jednak zawsze wymuszony przestój, więc producenci są zainteresowani skróceniem jego czasu.

Chcemy podzielić się naszym doświadczeniem, w jaki sposób zmniejszyliśmy koszt linii napełniania beczek o 23% poprzez optymalizację procesu czyszczenia. Jednocześnie nie wpłynęło to na jakość produktu – dzięki CIP ryzyko skażenia bakteryjnego jest zminimalizowane ze względu na brak wpływu czynnika ludzkiego.

Klientem jest ukraiński browar Umanpivo. Produkcja została założona w 1878 roku.

Od kilkudziesięciu lat zakład produkuje marki Waissburg, Zhigulevskoye, szereg piw według własnych receptur, cydr i lemoniadę.

Umanpivo aktywnie współpracuje z niemieckimi browarami.

Klient chciał wyprodukować, zainstalować i uruchomić stację CIP do czyszczenia pasteryzatora CENTEC i linii napełniania beczek w nowej siedzibie browaru.

Zadania, jakie postawił przed inżynierami VIRAVIX:

1. Zapewnić wymagane natężenie przepływu cieczy przy dużej długości rurociągów do czyszczenia o znacznej różnicy wysokości.
2. Zrekompensować brak doświadczenia personelu w obsłudze nowego pasteryzatora i myjki linii rozlewniczej. Zapewnienie maksymalnego poziomu automatyzacji.
3. Zapewnienie szybkiej zmiany ustawień sprzętu w celu wysokiej jakości przygotowania roztworów czyszczących i dezynfekujących w trybie automatycznym w zależności od pory roku.
4. Zintegrowanie z urządzeniami nowoczesnego systemu monitorowania parametrów mycia.
5. Zapewnienie możliwości dalszej modernizacji stacji CIP i jej rozbudowy o dodatkowe urządzenia.
6. Optymalizacja zużycia ciepłej wody do mycia z uwzględnieniem sezonowości.
7. Zapewnienie w pełni automatycznej pracy stacji CIP.

Okres realizacji projektu obejmuje okres od stycznia do lipca 2021 roku.

Zainstalowaliśmy system zdalnego monitorowania QiVisor, zastrzeżoną technologię, na istniejącym sprzęcie. Jest to wygodny i prosty program, który pomógł nam zebrać wstępne dane na temat procesu technologicznego i zidentyfikować wąskie gardła.

Na podstawie zebranych danych przeanalizowaliśmy cechy produkcji i zaproponowaliśmy klientowi ich wykorzystanie:

• Wyposażenie zbiorników – Milesta.
• Zawory odcinające – GEA.
• Armatura parowa – ADCA.
• Złączki rurowe – NIOB.
• Rury odgałęzione dla chemii – Ecolab.
• Czujniki – IFM, Endress & Hauser,
• Wskaźniki – WIKA.
• Miernik natężenia przepływu, przyrząd do pomiaru przewodności – Endress & Hauser.
• Pompa CIP – GEA.
• Pompy chemiczne – Yamada/Steiner.
• Wymiennik ciepła – Schmidt-Bretten.
• Sterownik – Siemens.
• System monitorowania – QiVisor WEB.
• Element wyposażenia zdalnego dostępu -TeamViewer.
• Sprzęt elektroinstalacyjny – Elaks.

Wstępnie zamontowaliśmy i przetestowaliśmy stację CIP w zakładzie VIRAVIX. Następnie stacja została zdemontowana i dostarczona do browaru, gdzie została ponownie zmontowana. Dzięki temu klient mógł mieć pewność co do skuteczności wybranych rozwiązań i funkcjonalności sprzętu. Wdrożyliśmy ten krok, aby wyeliminować ryzyko związane z instalacją stacji CIP w zakładzie produkcyjnym, które mogłoby prowadzić do przestojów.

Do skutecznego mycia CIP potrzebny jest sprzęt, który zapewni stabilne natężenie przepływu cieczy myjącej w rurociągu wynoszące co najmniej 1,5 m/s. Aby go wybrać, wzięliśmy pod uwagę następujące czynniki:

• miejsca ewentualnych nieszczelności i oporów cieczy;
• liczbę i rozmiar ograniczeń rurociągu
• obecność i parametry filtrów
• straty prędkości w sekcjach wymiennika ciepła;
• objętości zbiorników do przygotowania mieszaniny czyszczącej;
• obecność i liczba zaworów zwrotnych;
• parametry pomp wspomagających dla roztworu myjącego;
• obwody urządzeń czyszczących.

Wybraliśmy pompę GEA o charakterystyce zapewniającej prędkość roztworu czyszczącego w rurze w granicach 2 m/s. Aby zachować zgodność z określonymi parametrami, zainstalowaliśmy miernik natężenia przepływu w obwodzie czyszczącym oraz przetwornicę częstotliwości na pompie stacji CIP.

W rezultacie system automatycznie reguluje prędkość pompy i kontroluje natężenie przepływu w rurze bez interwencji personelu. Zapewniona jest stabilna prędkość wynosząca co najmniej 1,5 m/s.

Nowa stacja CIP była przeznaczona do czyszczenia:

• rurociągu doprowadzającego produkt z magazynu piwa jasnego oraz bloku latarni;
• obu obwodów utrzymywania pasteryzatora CENTEC o wydajności 160 hl/godz;
• trzech linii napełniania beczek MINOMAT firmy KEG Technik.

Zapewniliśmy wymianę sygnałów między stacją SIP a wszystkimi obiektami. Umożliwiło to kontrolowanie wszystkich cykli i parametrów podczas czyszczenia każdego obwodu urządzenia.

Wzięliśmy pod uwagę, że na stan przepływu może mieć wpływ położenie zaworów, możliwość serwisowania elementów i szczelność systemu czyszczenia. Dlatego w rurze obwodu powrotnego zainstalowano specjalny czujnik kontrolny. Jeśli przy działającej stacji CIP nie ma przepływu w rurze powrotnej, program zgłosi to w trybie awaryjnym. W rurze zainstalowano wziernik do wizualnej kontroli cieczy.

Podczas procesu czyszczenia roztwór może ostygnąć. Jego rozcieńczenie gorącą wodą prowadzi do zwiększenia objętości i zmniejszenia stężenia detergentów. Aby kontrolować temperaturę, proporcje i ilość roztworu, zainstalowaliśmy czujniki temperatury, stężenia i poziomu cieczy.

Gdy poziom w zbiorniku koncentratu spada, system wydaje ostrzeżenie, przypominając o konieczności wymiany zbiornika w odpowiednim czasie. Podczas opróżniania zgłasza błąd, przechodzi w tryb awaryjny i zatrzymuje czyszczenie.

W celu ekonomicznego dozowania środka dezynfekującego do przepływu zainstalowaliśmy mierniki natężenia przepływu w obwodzie roztworu czyszczącego, rurę doprowadzającą środek dezynfekujący oraz pompę dozującą z napędem elektrycznym i przetwornicą częstotliwości. Dzięki temu operator może szybko ustawić dokładne stężenie środka dezynfekującego.

W rezultacie zmniejszono zużycie płynu i utrzymano wysokie właściwości czyszczące roztworu. Czynnik ludzki został wykluczony podczas czyszczenia CIP.

W zależności od pory roku browar produkuje różne ilości produktów, a także zużywa różne ilości zimnej i ciepłej wody. Aby opracować rozwiązanie, musieliśmy stworzyć dwa algorytmy przygotowania stacji CIP do pracy:

• w okresie letnim w czasie do 20 minut;
• w okresie zimowym – do 40 minut.

Aby zaoszczędzić czas i zmniejszyć koszty zasobów, napisaliśmy program, który umożliwia szybkie przygotowanie stacji CIP do pracy i rozpoczęcie procesu czyszczenia za pomocą jednego kliknięcia zgodnie z określonymi parametrami.

Zainstalowaliśmy czujniki ciśnienia do kontroli poziomu cieczy w zbiornikach roztworów czyszczących. Aby oszczędzać wodę, dodano oddzielny zbiornik na odzyskaną wodę, która jest uzupełniana podczas ostatniego spłukiwania. Płyn ten nie jest odprowadzany do kanalizacji, lecz wykorzystywany do następnego mycia w pierwszym cyklu czyszczenia pozostałości produktu.

Zainstalowaliśmy oddzielny rurociąg, przez który nadmiar gorącej wody w sezonie jest kierowany do napełniania naczyń gorącymi roztworami czyszczącymi, a także do procedury sterylizacji sprzętu.

W rezultacie zaoszczędziliśmy producentowi konieczności napełniania całego zbiornika. Stacja CIP samodzielnie pobiera wymaganą ilość roztworu czyszczącego w każdym przypadku. Wszystkie określone działania, w połączeniu z optymalnie dobranym płytowym wymiennikiem ciepła, umożliwiły przygotowanie stacji CIP do pracy w terminie określonym przez klienta.

Wykonane prace pozwoliły nam rozwiązać kolejny problem, który wskazał nam klient.

Aby zaoszczędzić parę i gorącą wodę, zainstalowaliśmy dodatkowy zbiornik odzysku i opracowaliśmy dwa programy płukania na gorąco.

1. Podczas wysokiego sezonu produkcji piwa (z nadmiarem gorącej wody) sterylizacja jest przeprowadzana z rurociągu gorącej wody, bez użycia dodatkowej pary.
2. W sezonie niskiego zapotrzebowania stacja CIP wykorzystuje wodę z dodatkowego zbiornika do płukania w obiegu zamkniętym.

Zużycie gorącej wody podczas czyszczenia sprzętu CIP spadło o 27%.

Pozostawiliśmy klientowi system zdalnego monitorowania QiVisor, technologię, która pomogła nam zebrać wstępne dane do projektu. Jednocześnie zapewniliśmy spersonalizowane wsparcie 24/7.

QiVisor szybko rejestruje wszelkie awarie sprzętu i zmiany parametrów. System pozwala analizować historię czyszczeń wykonanych w ciągu ostatnich 12 miesięcy i generuje raport, za pomocą którego można optymalizować procesy.

W rezultacie specjalista ds. jakości klienta i technolog otrzymali wygodne i pouczające narzędzie do zdalnego monitorowania, analizowania i dostosowywania takich wskaźników jak:

• częstotliwość czyszczenia;
• czas trwania cykli;
• temperatura i stężenie roztworów.

Upewniliśmy się o wygodzie i skuteczności QiVisor w okresie pandemii Covid, kiedy byliśmy zmuszeni do pracy zdalnej. Odkryliśmy, że korzystanie z tego systemu monitorowania pozwala klientowi zaoszczędzić pieniądze na podróżach służbowych naszych inżynierów do jego obiektów.

W wymaganiach technicznych klient wskazał, że przewiduje rozszerzenie funkcjonalności stacji CIP w przyszłości, na przykład instalację dodatkowego obwodu do czyszczenia nowych urządzeń.

Wybraliśmy zbiorniki o maksymalnej możliwej objętości w danych parametrach geometrycznych. Skanowanie 3D zostało wykorzystane do projektowania w warunkach istniejących pomieszczeń.

Dzięki rozszerzeniu funkcjonalności klient będzie mógł samodzielnie dostosowywać parametry rozwiązań, uwzględniając zwiększone obciążenie wynikające z szybkiej zmiany ustawień programu mycia CIP.

Klient otrzymał rezerwę 30% wolnej przestrzeni w szafie elektrycznej na instalację dodatkowego sprzętu. Zbiorniki posiadają oddzielne gniazda (wcześniej zaślepione) do podłączenia dodatkowego obwodu, które w razie potrzeby można łatwo otworzyć.

Dostarczyliśmy również klientowi szczegółowe rysunki montażowe. Zostały one wykorzystane podczas fazy instalacji, którą pracownicy klienta wykonali we własnym zakresie, aby obniżyć koszty projektu. W przyszłości rysunki będą pomocne przy instalacji dodatkowego sprzętu w browarze.

Klient oddzielił zadanie zminimalizowania wpływu czynnika ludzkiego i przełączenia na tryb automatyczny wszystkich procesów czyszczenia sprzętu, zarówno linii napełniania, jak i zbiorników samej stacji CIP. Błędy ludzkie prowadzą do nadmiernego zużycia energii, awarii sprzętu, wpływają na czystość bakteriologiczną, a w rezultacie na jakość piwa.

Zastosowaliśmy oprogramowanie, które pozwala jednemu specjaliście z browaru kontrolować całą operację czyszczenia, dostosowywać parametry i oszczędzać na kosztach energii bez uszczerbku dla jakości czyszczenia. Liczba programów nie jest ograniczona. Tylko obwód do czyszczenia zbiornika stacji CIP jest montowany ręcznie. Cała reszta działa automatycznie.

W rezultacie klient znacznie zredukował liczbę procesów wykonywanych ręcznie. Ponadto otrzymuje regularne i operacyjne analizy działania komponentów czyszczących i może zoptymalizować działanie stacji SIP dzięki programowi zdalnego monitorowania VIRAVIX.

Nasz klient ma półtorawieczną historię warzenia piwa, z własnymi tradycjami. Potrzebował jednak również nowoczesnych rozwiązań inżynieryjnych, aby obniżyć koszty przy jednoczesnym zachowaniu jakości produktu.

Ten projekt potwierdził jeszcze jedną obserwację: nie ma szablonowych rozwiązań dla browarów. Zwykłe zadanie może być trudne w praktyce ze względu na lokalne warunki.

Nasi inżynierowie skorzystali z bogatego doświadczenia i znajomości nowoczesnych technologii w przemyśle spożywczym. Lubimy rozwiązywać niestandardowe zadania.

Jesteśmy gotowi pomóc Ci skutecznie rozwijać Twój biznes, cieszyć się pracą i wysokimi dochodami!