CIP-мойка для пивоварни «Уманьпиво» под ключ

На пивоварне не обойтись без мойки оборудования для обеспечения бактериологической чистоты продукта. Но это всегда вынужденный простой, поэтому производители заинтересованы сократить ее время.
Мы хотим поделиться опытом, как мы уменьшили на 23 % издержки участка налива в кеги только за счёт оптимизации процесса мойки. Качество продукта при этом не пострадало — при СИП риски бактериального заражения сведены к минимуму из-за отсутствия влияния человеческого фактора.

Заказчик

Клиент — украинский пивоваренный завод «Уманьпиво». Производство основано в 1878 году.
Несколько десятков лет завод выпускает марки «Waissburg», «Жигулевское», ряд сортов пива по собственным рецептам, сидр, лимонад.

«Уманьпиво» активно сотрудничает с немецкими пивоварами.

Цели и задачи
Заказчик хотел изготовить, установить и ввести в эксплуатацию CIP-станцию для мойки пастеризатора CENTEC и линии налива в кеги в новом помещении пивоварни.

Задачи, которые он поставил перед инженерами VIRAVIX:

1. Обеспечить требуемую скорость протока жидкости при большой длине трубопроводов для мойки со значительным перепадом высот.
2. Компенсировать отсутствие опыта персонала в эксплуатации мойки нового пастеризатора и линии налива. Обеспечить максимальный уровень автоматизации.
3. Обеспечить оперативную смену настроек оборудования для качественного приготовления моющих растворов и дезинфектанта в автоматическом режиме в зависимости от сезона.
4. Интегрировать в оборудование современную систему мониторинга параметров моек.
5. Обеспечить резерв для последующих модернизаций CIP-мойки и дооснащения дополнительным оборудованием.
6. Оптимизировать потребление горячей воды для мойки с учетом сезонности.
7. Обеспечить полностью автоматический режим работы CIP-станции.

Срок реализации проекта — с января по июль 2021 года.

Решения
Расскажем, что мы сделали по каждой задаче заказчика. Но сразу предупредим, что скопировать и повторить полностью наш опыт не получится. Каждая пивоварня индивидуальна, и технические решения нужно подбирать исходя из условий эксплуатации оборудования.

Задача 1. Обеспечить требуемую скорость протока жидкости при большой длине трубопроводов для мойки со значительным перепадом высот

Для эффективной СИП-мойки нужно оборудование, которое обеспечит стабильную скорость протока моющей жидкости в трубе не менее 1,5 м/с. Чтобы его подобрать, мы учли следующие факторы:

• места возможных утечек и сопротивлений для жидкости;
• количество и величину сужений трубопровода;

наличие и параметры фильтров;

• потери скорости в секциях теплообменника;
• объемы емкостей для приготовления моющей смеси;
• наличие и количество обратных клапанов;
• параметры подкачивающих насосов для моющего раствора;
• контуры моющегося оборудования.
•  

Мы выбрали насос GEA с характеристиками, которые смогут обеспечить скорость моющего раствора в трубе в пределах 2 м/с. Для соблюдения заданных параметров мы установили расходомер в контуре мойки и частотный преобразователь на насосе СИП-станции.

В результате система автоматически регулирует обороты насоса и контролирует скорость протока в трубе без вмешательства персонала. Обеспечен стабильный показатель не ниже 1,5 м/с.Задача 1. Обеспечить требуемую скорость протока жидкости при большой длине трубопроводов для мойки со значительным перепадом высот
Для эффективной СИП-мойки нужно оборудование, которое обеспечит стабильную скорость протока моющей жидкости в трубе не менее 1,5 м/с. Чтобы его подобрать, мы учли следующие факторы:

• места возможных утечек и сопротивлений для жидкости;
• количество и величину сужений трубопровода;
• наличие и параметры фильтров;
• потери скорости в секциях теплообменника;
• объемы емкостей для приготовления моющей смеси;
• наличие и количество обратных клапанов;
• параметры подкачивающих насосов для моющего раствора;
• контуры моющегося оборудования.
•  

Мы выбрали насос GEA с характеристиками, которые смогут обеспечить скорость моющего раствора в трубе в пределах 2 м/с. Для соблюдения заданных параметров мы установили расходомер в контуре мойки и частотный преобразователь на насосе СИП-станции.

В результате система автоматически регулирует обороты насоса и контролирует скорость протока в трубе без вмешательства персонала. Обеспечен стабильный показатель не ниже 1,5 м/с.

Задача 2. Компенсировать отсутствие опыта персонала в эксплуатации мойки нового пастеризатора и линии налива. Обеспечить максимальный уровень автоматизации.

Новая СИП-станция предназначалась для мойки:

• трубопровода подачи продукта с форфасного отделения и блока лантернов;
• обоих контуров выдержки пастеризатора CENTEC производительностью 160 гл/ч;
• трех линий налива в кеги MINOMAT производителя KEG Technik.
•  

Мы обеспечили обмен сигналами между СИП-станцией и всеми объектами. Это позволило контролировать все циклы и параметры при мойке каждого контура оборудования.

Мы учли, что на состояние протока может влиять положение клапанов, исправность элементов и герметичность системы мойки. Поэтому установили специальный датчик контроля в трубе обратного контура. Если при исправной CIP-станции проток в «обратке» отсутствует, то программа сообщит об этом в режиме «аварии». Для визуального контроля за жидкостью в трубе было установлено смотровое стекло.

В процессе мойки раствор может остывать. Его разбавление горячей водой приводит к увеличению объема и снижению концентрации моющих средств. Для контроля за температурой, пропорцией и количеством раствора мы установили датчики температуры, концентрации и уровня жидкости.

При падении уровня в емкости концентрата система выдает предупреждение, напоминая о своевременной замене емкости. А при опустошении – сообщает об ошибке, переходит в аварийный режим и останавливает мойку.

Для экономного дозирования дезинфектанта в поток мы установили расходомеры в контуре моющего раствора, трубу подачи дезинфектанта и дозирующий насос с электроприводом и частотным преобразователем. Благодаря этому оператор может оперативно задавать точную концентрацию дезинфектанта.

В итоге был снижен расход жидкости и обеспечена поддержка высоких моющих свойств раствора. Был исключен человеческий фактор при CIP мойке.

Задача 3. Обеспечить оперативную смену настроек оборудования для качественного приготовления моющих растворов и дезинфектанта в автоматическом режиме в зависимости от сезона

В зависимости от сезона пивоварня выпускает разные объемы продукции, а также потребляет разное количество холодной и горячей воды. Для разработки решения нам необходимо было создать два алгоритма для подготовки СИП-станции к работе:

• в летний период за время до 20 минут;
• в зимний — до 40 минут.

Для экономии времени и снижения ресурсозатрат мы написали программу, которая позволяет оперативно подготовить СИП-станцию к работе и запустить процесс мойки всего в один клик по заданным параметрам.
Мы установили датчики давления для контроля уровня жидкости в емкостях моющих растворов. Для экономии воды была добавлена отдельная ёмкость для рекуперированной воды, которая пополняется во время последней промывки. Эта жидкость не сливается в канализацию, а используется для следующей мойки в первом цикле смывания остатков продукта.

Мы установили отдельный трубопровод, по которому избыток горячей воды в высокий сезон направляется для наполнения емкостей с горячими моющими растворами, а также для процедуры стерилизации оборудования.
В результате мы избавили производителя от необходимости наполнять всю емкость. CIP-станция самостоятельно набирает необходимый объем моющего раствора в каждом конкретном случае. Весь указанный комплекс действий в сочетании с оптимально подобранным пластинчатым теплообменником позволили подготавливать СИП-мойку к работе в заданных заказчиком временных рамках.

Выполненные работы позволили решить еще одну проблему, которую нам обозначил заказчик.

Задача 4. Оптимизировать потребление горячей воды для мойки с учетом сезонности

Для экономии пара и горячей воды мы установили дополнительную емкость для рекуперации и разработали две программы горячей промывки.

1. Во время высокого сезона производства пива (при избытке горячей воды) стерилизация производится из трубопровода горячего водоснабжения, без использования дополнительного пара.
2. Во время низкого сезона СИП-станция использует воду из дополнительной емкости для промывки по замкнутому контуру.

Потребление горячей воды при CIP мойке оборудования снизилось на 27 %.

Задача 5. Интегрировать в оборудование современную систему мониторинга параметров моек

Мы оставили заказчику в пользование систему удаленного мониторинга QiVisor — технологию, которая помогла нам собрать исходные данные для проектирования. Одновременно с этим мы предоставили персональную поддержку в режиме «24/7».

QiVisor оперативно фиксирует любые сбои в работе оборудования и изменения параметров. Система позволяет анализировать историю показателей проведенных моек за прошедшие 12 месяцев и генерировать отчет, с помощью которого можно оптимизировать процессы.

В результате специалист по качеству и технолог заказчика получили удобный и информативный инструмент для удаленного мониторинга, анализа и корректировки таких показателей, как:

• периодичность моек;
• продолжительность циклов;
• температура и концентрация растворов.

В удобстве и эффективности QiVisor мы убедились в «ковидный» период, когда вынужденно ушли на «удаленку». Обнаружили, что использование этой системы мониторинга экономит деньги заказчика на командировках наших инженеров к нему на объекты.

Задача 6. Обеспечить резерв для последующих модернизаций CIP-мойки и дооснащения дополнительным оборудованием

Заказчик указал в ТЗ предусмотреть расширение функциональности CIP-мойки в перспективе, например, установку дополнительного контура для мойки нового оборудования.
Мы подобрали емкости максимально возможного объема в заданных геометрических параметрах. Для проектирования в условиях существующих помещений использовали 3D сканирование.
При расширении функциональности заказчик сможет самостоятельно корректировать параметры растворов с учетом увеличенной нагрузки благодаря быстрому изменению настроек программы CIP-мойки.

Клиент получил резервные 30% свободного места в электрошкафу для установки дополнительного оборудования. В емкостях предусмотрены отдельные выходы (предварительно заглушенные) для подключения дополнительного контура, которые могут быть легко открыты при необходимости.

Также мы снабдили заказчика подробными сборочными чертежами. Они пригодились на этапе монтажа, который персонал клиента выполнял своими силами для снижения стоимости проекта. А в будущем чертежи помогут при установке дополнительного оборудования на пивоварне.

Задача 7. Обеспечить полностью автоматический режим работы CIP-станции

Заказчик отдельно выделил задачу свести к минимуму влияние человеческого фактора и перевести в автоматический режим все процессы мойки оборудования — как линии налива, так и емкостей самой СИП-станции. Ошибки людей приводят к перерасходу энергии, поломкам оборудования, влияют на бактериологическую чистоту и в итоге на качество пива.

Мы использовали такое программное обеспечение, которое позволяет одному специалисту пивоварни контролировать всю работу мойки, корректировать параметры и экономить на энергозатратах без ущерба для качества мойки. Количество программ не ограничено. Вручную собирается только контур для мойки емкости CIP-станции. Все остальное происходит в автоматическом режиме.

В результате заказчик значительно сократил ручные процессы. Дополнительно он получает регулярную и оперативную аналитику работы компонентов мойки и может оптимизировать работу СИП-станции благодаря программе удалённого мониторинга от VIRAVIX.

Выводы
Наш клиент имеет полуторавековую историю пивоварения, со своими традициями. Но и ему пригодились современные инжиниринговые решения для сокращения затрат при сохранении качества продукции.
На этом проекте мы подтвердили еще одно наблюдение: шаблонных решений для пивоварен нет. Рядовая задача может на практике оказаться сложной из-за местных условий.
Нашим инженерам помог их богатый опыт и знание современных технологий в пищевой промышленности. А еще нам нравится решать нестандартные задачи.

Мы готовы помочь и вам эффективно развивать ваш бизнес, получать удовольствие от работы и высокий доход!