تطهير المسار لمياه صرف أقل
المياه مورد قيم ومحدود. في عصر تغير المناخ، ومع تزايد فترات الجفاف والخلافات حول حقوق المياه، أصبحت هذه الحقيقة أكثر تجليًا ووضوحًا. يخضع استهلاك الشركات الصناعية لمياه الشرب للفحص بشكل مستمر. تتيح الطريقة التقليدية، وهي تنظيف خطوط الأنابيب التي تحمل المنتج بالكشط، توفيرًا مستدامًا للمياه أثناء تنظيف الأنابيب وتقليل خسارة المنتجات في المعالجات السائلة. بهذه الطريقة، تكون الشركات قادرة على الوصول إلى أساليب إنتاج "خضراء" أكثر اتساقًا.
كل قطرة مهمة
تدق معاهد البحث والجمعيات البيئية ناقوس الخطر منذ فترة طويلة: حيث أن المياه العذبة آخذة في النُدرة مما هو طبيعي، ومما يُمكن للإنسان التعامل معه في المستقبل. ففي عام 2018، أعلنت الأمم المتحدة "عَقد الأمم المتحدة للعمل في مجال المياه" لعام 2018 من أجل حماية أنظمة المياه العذبة من الإفراط في الاستخدام ومن الآثار الخاصة بتغير البيئة والمناخ. يتردد صدى الشعار "كل قطرة مهمة" اليوم في نهر ميكونغ، حيث يهدد انخفاض المياه الدورات الطبيعية والاقتصادية المهمة، والأمر ذاته في وسط ألمانيا، حيث يصبح الضرر الناتج عن الجفاف أكثر وضوحًا كل عام. تحتاج الشركات الصناعية إلى المياه بشكل حتمي. يتم الحصول على المياه العذبة إما بشكل مباشر وإما من خلال موردي المياه من المياه الجوفية، والتي، حسب الظروف الجيولوجية، تراكمت على مدى سنوات أو حتى قرون، أو من أنظمة الأنهار، التي تتغذى بشكل غير متساوٍ من الأمطار والأنهار الجليدية. تلتزم العديد من الشركات بالفعل بالمحافظة على المياه، ويضغط العملاء والجمهور بشكل متزايد على الشركات الأخرى.
توفير مياه التنظيف في معالجة السوائل
عندما تتم معالجة السوائل بكميات كبيرة، في صناعة معالجة الحليب أو في صناعة مستحضرات التجميل على سبيل المثال، تكتسب التكنولوجيا - المسماة بأنظمة استعادة أو أنظمة التنظيف بالكشط - التي أثبتت جدواها أهمية للشركات. تضمن هذه الأنظمة معالجة المواد الخام بأقل قدر من النفايات، وتعمل أيضًا على تحسين استهلاك المياه في عمليات تنظيف الأنابيب المطلوبة، مما يساعد على التخفيف من معالجة مياه الصرف الصحي وحماية موارد المياه العذبة.
السر يكمن في السدادة
العامل الأساسي في أنظمة الاستعادة هو ما يسمى الكاشطة أو المجرفة، وهي سدادة متحركة تم تطويرها في الأصل لمراقبة أنابيب النفط والغاز. يتم تحريك الكاشطة المزودة بأجهزة استشعار للتحكم في القياسات عبر قسم خط الأنابيب لفحصه.
مع تقدم تكنولوجيا معالجة السوائل، دخل هذا المبدأ تدريجيًا في مجال أنظمة معالجة الدُفعات. عند معالجة منتجات الألبان أو المشروبات أو الأطعمة السائلة أو منتجات العناية، غالبًا ما يتم استخدام الكاشطة كسدادة نظيفة صحية لطرد بقايا المنتجات القيمة قبل تنظيف الأنابيب. نتيجة لذلك، يظل المزيد من المنتجات عالية الجودة في المعالجة بدلًا من ضياعها مع مياه الصرف.
يتم تحريك الكاشطة من خلال عنصر دافع - هواء أو مياه أو ثاني أكسيد الكربون أو النيتروجين - عبر قسم الأنبوب المعني والعودة إلى موضع الانتظار قبل الشطف الأولي للأنبوب. الكاشطة مصنوعة من عدة مواد بلاستيكية مرنة تُغلِق الأنبوب جيدًا.
في الحقيقة، فإن هذه الخطوة الإضافية تقلل أيضًا بشكل كبير من كمية مياه الشطف المطلوبة لاحقًا؛ وتثبت أنها خطوة مهمة إلى الأمام للاستخدام المستدام بيئيًا للمياه العذبة. فبعد كل شيء، هناك حاجة إلى الكثير من المياه لإنتاج منتجات سائلة مثل الزبادي أو العصائر أو كريمات العناية بالبشرة بالجودة والنظافة الصحية المطلوبتين. في معظم الحالات، تتدفق وسائط المعالجة عبر أنظمة الأنابيب المغلقة تمامًا من الخارج والخالية من المساحات الميتة قدر الإمكان، وعبر دورات CIP/SIP (التنظيف في المكان/التعقيم في المكان) المنتظمة من أجل تنظيف وتعقيم (عند الضرورة) جميع الأسطح المبللة بالمنتج دون ترك أي بقايا قبل دفعة المنتج التالية. قبل ذلك، وعلى الرغم من هذا، يجب طرد الكمية الرئيسية من بقايا المنتج المتبقية أو شطفها - وهو إجراء أقل ملاءمة للموارد - في كل مرة.
توجد اختلافات كبيرة في استهلاك المياه من منشأة إلى أخرى، اعتمادًا على مدى تقدم المنشأة في تنفيذ هذه العمليات وغيرها. في حين أن إمكانيات تكنولوجيا الاستعادة لم تُستغل بالشكل الكافي بعد، تختلف إمكانات التحسين البيئي باختلاف المنتج وتصميم المنشأة. "كلما كان المنتج أكثر لزوجة، الزبادي على سبيل المثال، وكلما زاد طول مقطع الأنبوب القابل للكشط، زاد الاستخلاص وزاد التوفير في استهلاك المياه،" هذه هي الصيغة التي قدمها كريستيان بليكن، المسؤول عن دعم الأنظمة والتطبيقات في Competence Center (مركز الكفاءة) الخاص بـ GEA لأنظمة استعادة الصحية في بوشن. يلعب تكرار تغييرات الدُفعات التي يمكن استخدام الكشط فيها دورًا أيضًا.
"كلما كان المنتج أكثر لزوجة وكلما كان جزء الأنبوب القابل للقشط أطول، كلما زادت نسبة الاسترداد وزادت وفورات المياه."
كريستيان بليكن
استشارات النظام والتطبيق في مركز كفاءة GEA لأنظمة استعادة المنتجات الصحية
يُمكن أن يؤتي الاستثمار في تكنولوجيا الكشط ثماره في إنشاء مُنشآت جديدة، كما يُمكن الاستفادة منه أيضًا في إعادة تهيئة المنشآت المبنية بالفعل - تمثل الأخيرة حوالي 20 بالمائة من التركيبات التي تنفذها GEA. يوضح كريستيان بليكن المتطلبات الأساسية: "الشيء المهم الوحيد هو أن يكون لمقطع الأنبوب قطر ثابت وأن لا يحتوي على أجزاء داخلية حتى لا تعلق الكاشطة أو تفقد تأثيرها على منع التسرب." على النقيض من ذلك، لا تمثل الانحناءات العادية للأنابيب والوصلات على شكل حرف T مشكلة بالنسبة للكاشطة، خاصةً الكاشطة الكروية المزدوجة المكونة من قطعة واحدة والتي تفضلها GEA: يقول كريستيان بليكن ذلك في سرور: "هذا الشكل الذكي له ميزة أن الكاشطة لا تضطر حتى إلى الانثناء في المنحنى".
يكشط عدد غير قليل من الشركات خطوط الأنابيب الخاصة بهم في جميع مراحل المعالجة، من استلام المواد الخام إلى النقل إلى صهاريج المعالجة والتخزين إلى التعبئة. هنا أيضًا، تستطيع العثور على مبدأ إرشادي لإمكانية التحسن: يوضح باسكال باير، مدير منتجات GEA المسؤول عن المكونات المعقمة في كيرشبرج بسويسرا: "كلما اقتربنا من عملية الملء، كان المنتج أكثر أهمية لتتم استعادته". تعتبر المكونات المعقمة ضرورية عند معالجة الوسائط المتدفقة في فئات النظافة الأكثر حساسية للتلوث، كـ UltraClean and Aseptic، مثل منتجات الحليب المعقم. في أنظمة الكشط المعقمة، على سبيل المثال، يتم أيضًا إغلاق جميع قضبان الصمامات المدمجة لمنع الاختلاط بالبيئة المحيطة.
تتوفر أنظمة الكشط أيضًا بإصدارات مقاومة للانفجار، كما هو الحال مع المنتجات الكحولية. وبالتالي، يمكن استخدام تكنولوجيا الكشط لأي نوع من المنتجات السائلة تقريبًا، مما ينزع القيود عن الشركات والمنشآت لكي تُحسن التشغيل البيئي.
أنظمة تنظيف الأنابيب بالكشط المتقدمة
يجب أن تتم عملية الكشط، مثلها مثل معالجة المنتجات وعمليات تنظيف الأنابيب، دون التدخل في نظام الأنابيب المغلقة. ولهذه الغاية، تم تجهيز أنظمة استعادة المنتجات الحديثة بمحطة كشط تعمل تلقائيًا في بداية كل مقطع من مقاطع الأنابيب. تقوم المحطة بالاحتفاظ بالكاشطة في الوقت الذي يتدفق فيه المنتج أو ماء الشطف أو وسائط التنظيف عبر الأنبوب. في أنظمة الكشط الخاصة بـ GEA، يتميز مبيت المحطة بقطر أعرض وقوابض وزنبركات خاصة. يمنح هذا الكاشطة نطاقًا محددًا من الحركة، ويبقيها نظيفة صحيًا، حيث تتدفق الوسائط باستمرار حولها. عندما تكون الكاشطة قيد الاستخدام، تظل محطة مسك الكاشطة في نهاية مقطع الأنبوب، وترسل الكاشطة مرة أخرى إلى موضع الانتظار. يتحكم صمامان في التدفق الداخل والخارج الضروري للعنصر الدافع.
التكنولوجيا الرقمية مع المستقبل
تكمن إمكانات تحسين إضافية كبيرة لتكنولوجيا المنشآت المستدامة في التقدم الرقمي المستمر لجميع تكنولوجيات المعالجة. مثل معظم أنظمة الصمامات، تم دمج تكنولوجيا تنظيف الأنابيب حاليًا بشكل عام في تسلسل العمليات التلقائي عبر رؤوس التحكم المتصلة مركزيًا. تتيح رؤوس التحكم الإلكترونية من الجيل الأحدث إعدادًا وتشغيلًا أكثر بساطة وخاليًا من الأخطاء في الأنظمة، بالإضافة إلى وظائف تحكم ومراقبة موسعة في العمليات. توفر أنظمة استعادة المنتجات الحديثة VARICOVER® من GEA مراقبة في الوقت الفعلي لموضع الكاشطة عبر أجهزة استشعار مغناطيسية. تشكل مكوناتها الميكانيكية والإلكترونية وحدة منسقة تعتمد على الاندماج وقلة الصيانة لنظام وحدات VARIVENT® من GEA.
تعمل الأتمتة المتسقة، التي أصبحت ممكنة من خلال هذه الأنظمة، على تبسيط الإعداد لعمليات قابلة للتحقق من صحتها بالكامل، وتُمكّن، بفضل نظام IO-Link الحديث، من التحكم في الاندماج المبكر في بيئات الصناعة 4.0. تمتد الإمكانيات إلى التواصل مع نظام ERP الخاص بالشركة من أجل الاستخدام الأمثل للموارد.
المشروبات
