CIP-мийка “під ключ” для пивоварні «УманьПиво».

На пивоварні не обійтися без миття обладнання для забезпечення бактеріологічної чистоти продукту. Але це завжди вимушене простоювання, тож виробники зацікавлені скоротити цей час. 
Ми хочемо поділитися досвідом, як ми зменшили на 23% витрати ділянки наливу в кеги лише рахунок оптимізації процесу миття. Якість продукту при цьому не постраждала – при СІП ризики бактеріального зараження зведені до мінімуму через відсутність впливу людського фактора. 

Замовник

Клієнт – український пивоварний завод «Уманьпиво». Виробництво засноване у 1878 році. 

Декілька десятків років завод випускає марки «Waissburg», «Жигулівське», ряд сортів пива за власними рецептами, сидр, лимонад.

“Уманьпиво” активно співпрацює з німецькими пивоварами.

Цілі і завдання 

Замовник хотів виготовити, встановити та ввести в експлуатацію CIP-станцію для миття пастеризатора CENTEC та лінії наливу в кеги у новому приміщенні броварні. 

Завдання, які він поставив перед інженерами VIRAVIX: 

1. Забезпечити необхідну швидкість протоки рідини за великої довжини трубопроводів для миття зі значним перепадом висот. 
2. Компенсувати відсутність досвіду персоналу в експлуатації миття нового пастеризатора та лінії наливу. Забезпечити максимальний рівень автоматизації. 
3. Забезпечити оперативну зміну налаштувань обладнання для якісного приготування миючих розчинів та дезінфектантів в автоматичному режимі залежно від сезону. 
4. Інтегрувати в обладнання сучасну систему моніторингу параметрів мийок. 
5. Забезпечити резерв для подальших модернізацій CIP-мийки та дооснащення додатковим обладнанням. 
6. Оптимізувати споживання гарячої води для миття з урахуванням сезонності. 
7. Забезпечити автоматичний режим роботи CIP-станції. 

Термін реалізації проекту – з січня по липень 2021 року. 

Реалізація 

Ми встановили на діюче обладнання систему віддаленого моніторингу QiVisor – технологію власної розробки. Це зручна і проста програма, яка допомогла нам зібрати вихідні дані щодо технологічного процесу, виявити «вузькі» місця. 

На основі зібраних даних ми проаналізували особливості виробництва та запропонували замовнику використовувати: 

• Ємносте обладнання – Мілеста. 
• Запірну арматуру – GEA. 
• Парову арматуру – ADCA. 
• Трубну арматуру – NIOB. 
• Патрубки хімії – Ecolab. 
• Датчики – IFM, Endress & Hauser, 
• Індикатори – WIKA. 
• Витратомір, кондуктометр – Endress & Hauser. 
• Насос CIP – GEA. 
• Насоси хімічні Yamada/Steiner. 
• Теплообмінник – Schmidt-Bretten. 
• Контролер – Siemens. 
• Систему моніторингу – QiVisor WEB. 
• Блок віддаленого доступу – TeamViewer. 
• Електромонтажне обладнання – Елакс. 

Попередньо ми змонтували та випробували CIP-станцію на тестовому майданчику VIRAVIX. Так замовник зміг переконатися у ефективності обраних рішень, справності обладнання. Ми запропонували реалізувати цей крок, щоб унеможливити ризик при установці CIP-станції на виробництві, які могли б призвести до простою. 

Рішення 

Розкажемо, що ми зробили по кожному завданню замовника. Але відразу попередимо, що скопіювати та повторити повністю наш досвід не вдасться. Кожна пивоварня індивідуальна і технічні рішення потрібно підбирати, виходячи з умов експлуатації обладнання. 

Завдання 1. Забезпечити необхідну швидкість протоки рідини за великої довжини трубопроводів для миття зі значним перепадом висот 

Для ефективної СІП-мийки потрібне обладнання, яке забезпечить стабільну швидкість протоку миючої рідини в трубі не менше ніж 1,5 м/с. Щоб його підібрати, ми врахували такі фактори: 

• місця можливих витоків та опорів для рідини; 
• кількість та величину звужень трубопроводу; 
• наявність та параметри фільтрів; 
• втрати швидкості у секціях теплообмінника; 
• обсяги ємностей для приготування миючої суміші; 
• наявність та кількість зворотних клапанів; 
• параметри підкачувальних насосів для миючого розчину; 
• контури устаткування, що миється. 

Ми вибрали GEA насос з характеристиками, які зможуть забезпечити швидкість миючого розчину в трубі в межах 2 м/с. Для дотримання заданих параметрів ми встановили витратомір у контурі миття та частотний перетворювач на насосі СІП-станції. 

В результаті система автоматично регулює оберти насоса та контролює швидкість протоки у трубі без втручання персоналу. Забезпечено стабільний показник не нижче 1,5 м/с. 

Завдання 2. Компенсувати відсутність досвіду персоналу в експлуатації миття нового пастеризатора та лінії наливу. Забезпечити максимальний рівень автоматизації. 

Нова СІП-станція призначалася для миття: 

• трубопроводу подачі продукту з форфасного відділення та блоку лантернів; 
• обох контурів витримки пастеризатора CENTEC продуктивністю 160 гл/год; 
• трьох ліній наливу в кеги MINOMAT, виробника KEG Technik. 

Ми забезпечили обмін сигналами між СІП-станцією та всіма об’єктами. Це дозволило контролювати всі цикли та параметри під час миття кожного контуру обладнання. 

Ми врахували, що на стан протоку може впливати положення клапанів, справність елементів і герметичність системи миття. Тому встановили спеціальний датчик контролю труби зворотного контуру. Якщо при справній CIP-станції проток в «звороті» відсутній, програма повідомить про це в режимі «аварії». Для візуального контролю за рідиною у трубі було встановлено оглядове скло. 

У процесі миття розчин може остигати. Його розведення гарячою водою призводить до збільшення обсягу та зниження концентрації миючих засобів. Для контролю за температурою, пропорцією та кількістю розчину ми встановили датчики температури, концентрації та рівня рідини. 

При падінні рівня в ємності концентрату система видає попередження, нагадуючи про своєчасну заміну ємності. А при спустошенні повідомляє про помилку, переходить в аварійний режим і зупиняє мийку. 
Для економного дозування дезінфектанту в потік ми встановили витратоміри в контурі миючого розчину, трубу подачі дезінфектанту і дозуючий насос з електроприводом і частотним перетворювачем. Завдяки цьому оператор може оперативно задавати точну концентрацію дезінфектанту. 
В результаті було знижено витрату рідини та забезпечена підтримка високих миючих властивостей розчину. Був виключений людський фактор у CIP мийці.

Завдання 3. Забезпечити оперативну зміну налаштувань обладнання для якісного приготування миючих розчинів та дезінфектантів в автоматичному режимі залежно від сезону 

Залежно від сезону пивоварня випускає різні обсяги продукції, а також споживає різну кількість холодної та гарячої води. Для розробки рішення нам необхідно було створити два алгоритми для підготовки СІП-станції до роботи: 

• у літній період за термін до 20 хвилин; 
• у зимовий – до 40 хвилин. 

Для економії часу і зниження ресурсів ми написали програму, яка дозволяє оперативно підготувати СІП-станцію до роботи і запустити процес миття всього в один клік за заданими параметрами. 

Ми встановили датчики тиску контролю рівня рідини в ємностях миючих розчинів. Для економії води було додано окрему ємність для рекуперованої води, яка поповнюється під час останнього промивання. Ця рідина не зливається в каналізацію, а використовується для наступного миття у першому циклі змивання залишків продукту. 

Ми встановили окремий трубопровід, яким надлишок гарячої води у високий сезон спрямовується для наповнення ємностей з гарячими миючими розчинами, а також для процедури стерилізації обладнання. 

В результаті ми позбавили виробника необхідності наповнювати всю ємність. CIP-станція самостійно набирає необхідний обсяг миючого розчину у кожному конкретному випадку. Весь зазначений комплекс дій у поєднанні з оптимально підібраним пластинчастим теплообмінником дозволили готувати СІП-мийку до роботи у заданих замовником часових рамках. 

Виконані роботи дозволили вирішити ще одну проблему, яку нам позначив замовник. 

Завдання 4. Оптимізувати споживання гарячої води для миття з урахуванням сезонності 

Для економії пари та гарячої води ми встановили додаткову ємність для рекуперації та розробили дві програми гарячого промивання. 

1. Під час високого сезону виробництва пива (при надлишку гарячої води) стерилізація проводиться з трубопроводу гарячого водопостачання без використання додаткового пару. 

2. Під час низького сезону СІП-станція використовує воду з додаткової ємності для промивання замкнутим контуром. 

Споживання гарячої води при CIP миття обладнання знизилося на 27%. 

Завдання 5. Інтегрувати в обладнання сучасну систему моніторингу параметрів мийок 

Ми залишили замовнику у користування систему віддаленого моніторингу QiVisor – технологію, яка допомогла нам зібрати вихідні дані для проектування. Водночас ми надали персональну підтримку у режимі «24/7». 

QiVisor оперативно фіксує будь-які збої у роботі обладнання та зміни параметрів. Система дозволяє аналізувати історію показників проведених мийок за минулі 12 місяців та генерувати звіт, за допомогою якого можна оптимізувати процеси. 

В результаті фахівець з якості та технолог замовника отримали зручний та інформативний інструмент для віддаленого моніторингу, аналізу та коригування таких показників, як:

• періодичність мийок; 
• тривалість циклів; 
• температура та концентрація розчинів. 

У зручності та ефективності QiVisor ми переконалися у «ковідний» період, коли вимушено пішли на віддалену роботу. Виявили, що використання цієї системи моніторингу заощаджує гроші замовника на відрядженнях наших інженерів до нього на об’єкти. 

Завдання 6. Забезпечити резерв для подальших модернізацій CIP-мийки та дооснащення додатковим обладнанням 

Замовник вказав у ТЗ передбачити розширення функціональності CIP-мийки у перспективі, наприклад, встановлення додаткового контуру для миття нового обладнання. 

Ми підібрали ємності максимально можливого обсягу у заданих геометричних параметрах. Для проектування за умов існуючих приміщень використовували 3D сканування. 

При розширенні функціональності замовник зможе самостійно коригувати параметри розчинів з урахуванням збільшеного навантаження завдяки швидкій зміні налаштувань програми CIP-мийки. 

Клієнт отримав резервні 30% вільного місця в електрошафі для встановлення додаткового обладнання. У ємностях передбачені окремі виходи (попередньо заглушені) для підключення додаткового контуру, які можуть бути легко відкриті за потреби. 

Також ми забезпечили замовника докладними збиральними кресленнями. Вони знадобились в нагоді на етапі монтажу, який персонал клієнта виконував самотужки для зниження вартості проекту. А в майбутньому креслення допоможуть при встановленні додаткового обладнання на броварні. 

Завдання 7. Забезпечити повністю автоматичний режим роботи CIP-станції 

Замовник окремо виділив завдання звести до мінімуму вплив людського фактора та перевести в автоматичний режим усі процеси миття обладнання як лінії наливу, так і ємностей самої СІП-станції. Помилки людей призводять до перевитрати енергії, поломок обладнання, впливають на бактеріологічну чистоту і в результаті якість пива. 

Ми використовували таке програмне забезпечення, яке дозволяє одному спеціалісту пивоварні контролювати всю роботу мийки, коригувати параметри та економити на енерговитратах без шкоди для якості миття. Кількість програм не обмежена. Вручну збирається лише контур для миття ємності CIP-станції. Решта відбувається в автоматичному режимі. 

В результаті, замовник значно скоротив ручні процеси. Додатково він отримує регулярну та оперативну аналітику роботи компонентів миття та може оптимізувати роботу СІП-станції завдяки програмі віддаленого моніторингу від VIRAVIX. 

Висновки 

Наш клієнт має півторавікову історію пивоваріння, зі своїми традиціями. Але йому знадобилися сучасні інжинірингові рішення для скорочення витрат за збереження якості продукції. 

На цьому проекті ми підтвердили ще одне спостереження: шаблонних рішень для пивоварень немає. Рядове завдання може на практиці виявитися складним через місцеві умови. 

Нашим інженерам допоміг їхній багатий досвід та знання сучасних технологій у харчовій промисловості. А ще нам подобається вирішувати нестандартні завдання. 

Ми готові допомогти і вам ефективно розвивати ваш бізнес, отримувати задоволення від роботи та високий дохід!