Але, будь ласка, з вершками…

Яке відношення мають вершки до стисненого повітря? Цей зв'язок ми пояснимо історією успіху BMI (Bayerische Milchindustrie eG) у м. Цапфендорф. Йдеться про чисту воду, а точніше про промислову обробку стічних вод на молочному заводі.

Чиста вода — вимога, яку необхідно було виконати за допомогою машинної технології, що має бути простою у користуванні, надійною та пристосованою до розвитку у майбутньому. Це включає в себе також критерій максимально низьких витрат. Добитися цього можна за допомогою сучасної станції з гвинтовими повітродувками.

BMI — це молочна компанія з багатолітніми традиціями та міжнародним досвідом. У м. Цапфендорф, що у північній Баварії, розташований найбільший завод BMI. Поряд зі стандартними продуктами, такими як знежирене молоко та суха солодка молочна сироватка, все частіше випускаються спеціальні продукти. Високоякісні білкові концентрати отримують з використанням найсучаснішої технології ультрафільтрації. Ці продукти стають дедалі важливішими в харчовій промисловості, дієтології, дитячому та здоровому харчуванні. Асортимент продукції доповнюють виробництво молочного цукру та продуктів насичених жиром з молока та сироватки, а також сухої сироватки з частково видаленим цукром та концентрату поліаміну. Також у м. Цапфендорф знаходиться сучасний завод з виробництва свіжої продукції, який виробляє вершкове масло, вершки, сир та кисломолочні продукти.

У зв'язку з зростаючим попитом і, отже, виробництвом, у 2014 році, розпочалося проектування нової більшої очисні споруди для води, яка використовується у виробництві молочних продуктів. У майбутньому в чотирьох послідовних пакетних реакторах повинні біологічно розкладатися партії поживних речовин в різних кількостях води. Чотири повітродувки повинні були забезпечити подачу повітря мікроорганізмам, які беруть участь у цьому процесі.

Для того, щоб максимально знизити експлуатаційні витрати на очисні споруди, при енергоємному виробництві аераційного повітря замість загальноприйнятих до цього часу роторних повітродувок тепер повинні були використовуватися нові гвинтові повітродувки, які в той час з'являлися на ринку. Гвинтові повітродувки в основному оптимізовані для низького тиску, сухих або безмасляних компресорів, які працюють значно ефективніше, починаючи з перепаду тиску 400 мбар. Завдяки своїм гвинтоподібним роторам, наприклад з профілем SIGMA, ці машини забезпечують більш високий ККД. Якщо, як і у випадку з BMI, потрібен перепад тиску від 600 до 800 мбар, то протягом багатьох годин роботи повітродувки, що відбувається в гідротехніці виходить значна економія енергії і, отже, економія витрат.

Перші проекти BMI спочатку передбачали використання гвинтових повітродувок першого покоління у вигляді раніше звичайних, неповних машин — тобто, головним чином, механічних компонентів, які повинні були бути електрифіковані з допомогою зовнішніх розподільних шаф, розроблених субпідрядниками. Однак, оскільки в той час вже гвинтові повітродувки нового покоління, тобто готові до включення, повні машини з електричним керуванням і силовими частинами, почали заново визначати стан техніки на ринку, вони швидко привернули до себе увагу.

Саме ця «повна система» цієї нової гвинтової повітродувки зрештою й стала причиною прийняття рішення. У випадку BMI-Цапфендорф це гвинтові повітродувки типу FBS-M-SFC з вбудованим перетворювачем частоти, який також включає в себе інтелектуальну систему управління SIGMA CONTROL 2. Через цю систему управління повітродувки безпосередньо підключені через Profibus до диспетчерської, де візуалізуються дані про їх роботу і стан. Диспетчерська передає дані швидкості обертання та продуктивності на повітродувки. Таким чином відбувається дистанційне керування повітродувками через систему шин.

Завдяки системам управління і комплексної конструкції ці машини також можуть використовуватися для областей застосування, які визначаються терміном Industrie 4.0 або Wasser 4.0. Ця революція, що також називається 4-ю промисловою революцією, в промисловому виробництві, а тепер і в водних технологіях, вимагає можливості всебічного обміну даними між машинами або машинами та системою управління процесом більш високого рівня в контексті прогресивного об'єднання в мережі та цифровізації. Метою є більш гнучке управління машиною, а також діагностика її роботи і стану в режимі реального часу (так званий моніторинг стану) для забезпечення оптимальної роботи та проведення профілактичного обслуговування (Predictive Maintenance). Це означає, що великий обсяг інформації про стан експлуатації та обслуговування повітродувки можна зчитувати в одному напрямку, і, навпаки, повітродувка дистанційно керується в іншому напрямку — в ідеалі за допомогою лише одного кабелю, кабелю шини даних.

Наприклад, у режимі реального часу можна зчитувати такі аналогові значення: тиск на вході та виході і перепаді тиску, температура на вході, виході, температура масла та температура всередині звукоізоляціного кожуху, падіння тиску на всмоктуючому фільтрі, частота обертання повітродувки у разі використання перетворювача частоти, споживання струму перетворювачем частоти і напруга проміжного контуру. Здійснюється контроль температури і струму двигунів, рівень масла, температури на платах силової електроніки та багато іншого.

Кожне з цих значень містить порогові значення для повідомлення про попередження і несправності, які також можуть бути реалізовані в системі управління процесом за допомогою протоколу шини, забезпечуючи тим самим можливість зручного і простого моніторингу. Також є лічильники годин роботи машини та її окремих компонентів, таких як блок компресора, двигун, блок управління, силовий пристрій, сервісні деталі. Для сервісних деталей, таких як вхідний фільтр, масло, клинові ремені тощо, також передбачені інтервали, які генерують повідомлення про технічне обслуговування після їх закінчення. Значення стану, такі як вимкнення машини, готовність до запуску, експлуатація, попередження та несправність, також зазначені на зображенні процесу.

З точки зору оператора, рішення на користь таких універсальних машин Plug & Play було однозначним, після попереднього детального порівняння витрат на аналогічні функціональні можливості електроавтоматизації, що складається з окремих компонентів. Було ясно, що це не залишиться простим придбанням таких компонентів, як повітродувка, перетворювачі частоти та розподільчі шафи. Завдяки детальному попередньому порівнянню машини та керуючих функцій, витрат на реле та вимикачі максимального струму для підключення допоміжних електричних приводів, таких як вентилятори, мастильні та вакуумні насоси, а також трансформатори та пристрої формування сигналу для датчиків температури, тиску, рівня масла або навіть тиску масла. Отримані сигнали датчиків необхідно проаналізувати, порівняти з пороговими значеннями і перетворити у логічні операції електричного перемикання. Неоднозначність, яка виникла би в іншому випадку через велику кількість інтерфейсів, взагалі не виникає, й введення в експлуатацію може бути здійснено швидко та плавно. Крім того, все чітко задокументовано, має сертифікати CE і EMC, що також є корисним для регулювання експлуатаційної безпеки. Ця повнота обсягу постачання спростила не тільки планування інвестиційних витрат, але і порівняльний розрахунок витрат на енергію, оскільки дані про продуктивність для повністю готової до експлуатації машини були відомими заздалегідь.

Окрім планування та юридичної визначеності, існує також технологічна безпека. У разі збою дистанційного керування повітродувки можна в будь-який момент легко перемикати в ручний режим за допомогою меню в системі SIGMA CONTROL 2, незалежно від системи управління технологічним процесом (як і раніше, при підключенні до зовнішніх перетворювачів частоти і т. д.). Таким чином, у аварійній ситуації ці машини, як останній функціонуючий острів, можуть забезпечити постачання мікроорганізмам повітря і, таким чином, підтримувати їх життєдіяльність.

Оглядаючись на попередній дворічний термін експлуатації чотирьох сучасних гвинтових повітродувок, керівник проекту повідомляє не тільки про дуже хороше обслуговування гвинтових повітродувок з перетворювачем частоти, управлінням та зв'язком з диспетчерським пунктом, але і про те, що запропонована продуктивність вентилятора фактично знаходиться в межах гарантованих значень відповідно до Додатку E до ISO 1217, і тому передбачується дуже хороша реальна енергоефективність. Крім того, за словами менеджера проекту, «повнота» цих машин заощадила значні витрати на інвестиції.

• Гвинтові повітродувки IP 660
• Брошура про продукцію
• Інтернет-програма: інтерактивне ознайомлення з гвинтовими повітродувками