_{Автор: Брит Исакссон, глобальный менеджер по продуктам питания и напиткам, ABB Motion}

На пивоваренный сектор приходится около 4,8% электроэнергии и топлива, потребляемых предприятиями пищевой промышленности и производства напитков. Кроме того, правительства, потребители и заинтересованные стороны оказывают все большее давление на пивоваренный сектор с целью сокращения его углеродного следа.

К счастью, современные технологии в области электродвигателей, приводы с регулируемой скоростью вращения (VSDS), также известные как частотно–регулируемые приводы или просто приводы, и программируемые логические контроллеры (PLC) открывают прямой путь к повышению эффективности.

Оптимизация энергопотребления

Когда речь заходит о повышении энергоэффективности пивоваренных заводов, электродвигатели являются логичной отправной точкой. Электродвигатели являются одним из наиболее энергоемких видов оборудования на любом промышленном предприятии.Только в пищевой промышленности на системы с электроприводом приходится около 17% всего потребления электроэнергии.

Каждый этап пивоваренного процесса, на котором используются двигатели – от подачи сырья до упаковки готового продукта – дает возможность повысить энергоэффективность. Электродвигатели являются важными компонентами конвейеров, миксеров, насосов, декантеров, мельниц, воздуходувок, компрессоров и многого другого.

Переход на более эффективные двигатели может привести к значительной экономии энергии. На сегодняшний день синхронные реактивные двигатели (SynRM) — это двигатели самого высокого класса эффективности, которые обеспечивают «сверхвысокую энергоэффективность» по стандарту IE5. Заменив старые двигатели IE2 моделями ABB SynRM, предприятие может снизить потери энергии за счетдо 50 процентов.

Двигатели SynRM достигают такого впечатляющего уровня эффективности отчасти за счет использования привода ABB. Другие двигатели также могут быть подключены к приводам для повышения их эффективности. Без привода скорость двигателя регулируется с помощью дросселирования, что приводит к потере энергии.

В сочетании с существующим двигателем в системах с насосом, вентилятором или компрессором привод может снизить энергопотреблениена 25 и более процентов. Несмотря на это, по оценкам, во всех отраслях промышленности только 23 % электродвигателей в мире работают в паре с приводами. ПЛК также могут способствовать повышению эффективности за счет оптимизации систем управления и автоматизации процессов, что приводит к дальнейшему сокращению потерь энергии и повышению общей эффективности работы.

Повышение производительности технологического процесса

Помимо повышения энергоэффективности, улучшенное управление, обеспечиваемое приводами, также позволяет ускорить и повысить эффективность производства пива. Одной из проблем центробежных насосов может быть кавитация – образование пустот или пузырьков в жидкости при резких изменениях локального статического давления. Кавитация может сократить срок службы оборудования на целых 50%, а образующаяся пена может повлиять на качество пива. Кроме того, повреждение насоса может привести к дорогостоящим утечкам.

Приводы со встроенным антикавитационным программным обеспечением предлагают экономичное решение. Эти приводы постоянно контролируют крутящий момент и частоту вращения двигателя насоса без использования дополнительных датчиков. Антикавитационное программное обеспечение регулирует частоту вращения двигателя, чтобы остановить кавитацию и вернуться к нормальному режиму после стабилизации условий. Это особенно полезно для преодоления перепадов давления при опорожнении резервуара.

ПЛК обеспечивают дальнейшую оптимизацию процессов на каждом этапе производства. Современные ПЛК обеспечивают дополнительные каналы ввода-вывода, большую масштабируемость и совместимость с целым рядом стандартов связи.

Обеспечение превосходного качества продукции

Предсказуемое и точное оборудование имеет важное значение для успешного пивоварения. Например, на этапе декантации важно быстро запустить сепаратор и поддерживать высокую скорость при минимизации вибраций. Для таких применений в приводах может использоваться система регулирования крутящего момента, обеспечивающая плавный запуск без необходимости увеличения габаритов. Крупногабаритное оборудование не только обходится дороже, но и требует больших эксплуатационных затрат и нерационального использования электроэнергии.

При желании приводы также могут автоматически переключаться на максимальный крутящий момент, как только двигатель превышает определенную частоту вращения. Когда наступает время остановки, привод плавно останавливает винт и может улавливать кинетическую энергию торможения и возвращать ее обратно в систему, снижая затраты на электроэнергию.

Повышение безопасности на пивоваренных заводах

В пивоварении потенциальную опасность представляют тяжелое оборудование, пыль и горячие жидкости. Современные технологии обеспечивают значительные преимущества в плане безопасности. Например, приводы оснащены рядом защитных функций, таких как безопасное отключение крутящего момента (STO), при котором двигатель останавливается нажатием кнопки. Для применений, в которых присутствует пыль, например, от солода, предлагаются комплекты с электроприводом, сертифицированные для воспламенения от пыли.

Двигатели, предназначенные для производства продуктов питания и напитков, поставляются с высокими стандартами защиты от проникновения влаги и гладкими корпусами, что обеспечивает простоту очистки и обслуживания. Это ограничивает возможность размножения бактерий или загрязнения ингредиентов. Моющие двигатели идеально подходят для таких условий, поскольку они могут работать в условиях мойки в пять раз дольше, чем стандартные двигатели.

Минимизация затрат на техническое обслуживание

Двигатели, приводы и ПЛК также могут упростить очистку и техническое обслуживание. Двигатели SynRM работают при более низкой температуре, что приводит к увеличению интервалов технического обслуживания и срока службы, а их безмагнитный ротор упрощает техническое обслуживание.

Непредвиденный простой также снижает рентабельность. Датчики, контрольное оборудование, двигатели, приводы и ПЛК — все это может сыграть важную роль в минимизации необходимости внепланового технического обслуживания.

Например, функция плавного заполнения труб в приводах ABB снижает непреднамеренную нагрузку на трубы, датчики и клапаны, поскольку трубы заполняются постепенно и контролируемым образом. Приводы также оснащены защитой от понижения и перенапряжения, предупреждениями о температуре и нагрузке, а также другими функциями, снижающими вероятность поломки.

ПЛК позволяют отслеживать важные переменные в режиме реального времени. Отслеживая данные об оборудовании, система может автоматически выявлять надвигающиеся сбои, предоставляя операторам достаточно времени для вмешательства.

Приготовление лучшего пива на правильном оборудовании

В качестве примеров этих преимуществ в действии мы можем привести два предприятия: независимую пивоваренную компанию Tröegs в Пенсильвании, США, и британскую компанию Bairds Malt.

Треги Компания, которая производит более 100 000 баррелей пива в год в США, столкнулась с проблемами в приводе, управляющем системой подачи дрожжей.Операторы решили заменить его приводом ABB.

Новый привод обеспечивает значительно больший контроль, чем старый агрегат, в том числе благодаря простому программированию визуальных последовательностей. Компания Tröegs теперь использует повторяемые последовательности в приводе, чтобы гарантировать постоянство процесса приготовления дрожжей в любой момент времени.

На своем заводе в Уитхеме, Великобритания, компания Bairds Malt использовала двигатель с фиксированной частотой вращения для перемешивания ячменя во время проращивания. Это приводило к образованию комков, засорению и ненужному износу оборудования. В некоторых случаях токарь застревал и «отскакивал» назад, подвергая рабочих риску.

Компания решила проблему, переключившись на четыре двигателя, управляемых приводами ABB. Приводы могут обнаружить засорение и помочь токарю устранить его. Система управляется с помощью ПЛК, который установлен рядом с приводами в корпусе из нержавеющей стали. ПЛК распознает скачки тока, которые указывают на потенциальную блокировку, и замедляет обороты двигателей. Если после трех попыток это не срабатывает, ПЛК предупреждает оператора. Компания Bairds устанавливает аналогичные системы на других своих объектах.

Успех пивоварения благодаря эффективности

В целом, двигатели, приводы и ПЛК имеют решающее значение для обеспечения непрерывного роста пивной промышленности. Они обеспечивают повышение энергоэффективности, совершенствование процессов, повышение качества продукции, безопасность операций и снижение затрат на техническое обслуживание – сочетание, за которое стоит поднять бокал!

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите:https://new.abb.com/drives/segments/food-and-beverage/brewery