廃水低減への道を開く
水は貴重な有価物で限られた資源です。干ばつ期や水利権を巡る論争が激化する気候変動の時代に、この事実はますます明確になっています。工業企業の淡水消費量は常に監視されています。従来からの方法である製品輸送パイプラインの ピグは、パイプ洗浄中の持続可能な節水と液体処理プロセスでの製品ロスの最小化を可能にします。このように、工業企業は「グリーンな」製造方法を一貫して実現することができます。
一滴一滴を大切に
各種研究機関と環境団体は、淡水が他の自然資源よりも乏しくなっていること、人類がそれに対処できなくなる可能性について長期間にわたって警鐘を鳴らしてきました。2018 年に国連総会は、淡水系を過度の使用から保護し、環境や気候変動の影響から守るために、2018 年「水の国際行動の10年」を宣言しました。「一滴一滴を大切に」というキャッチフレーズは現在、水位が最低の水準まで落ち込んだメコン川により重要な自然のサイクルと経済循環が脅かされている周辺諸国だけでなく、干ばつによる被害が毎年に顕著になっているドイツ中央部でも広範な共鳴を引き起こしています。工業企業に水は不可欠です。淡水は地下水または河川系から直接に、または水供給業者から得られます。地下水は地質条件によって異なりますが、数年または数世紀にわたって蓄積しなければなりません。河川系の淡水は雨や氷河によって供給されますが、その供給量はますます不均一になっています。既に多くの企業が節水に全力で取り組んでおり、顧客と一般消費者は節水努力していない企業にますます大きな圧力をかけています。
液体処理プロセスにおける洗浄水の節約
液体が大量に処理される場合、例えば、乳加工業や化粧品の製造では実証された技術 - 製品回収システムや ピグシステムのような技術が企業で重要性を増しています。これらのシステムは、原材料が最小限の廃棄物で処理されることを確実にしますが、要求の厳しいパイプ洗浄プロセスにおける水消費量を最適化するため、廃水処理を軽減し、淡水資源を保護するのにも役立ちます。
プラグを使ったトリック
製品回収システムの主役はいわゆる「豚」またはスクレーパーです。これは、当初オイルとガスのパイプラインを監視するために開発された可動式プラグです。制御測定用センサーを備えた豚スクレーパーは、検査するパイプラインセクションを移動します。
液体処理プロセス技術が進歩するにつれて、この動作原理は徐々にバッチプロセス (加工・処理) システムの分野に導入されました。乳製品、飲料、液体食品、またはケア製品を処理する際に、豚スクレーパーは、多くの場合パイプ洗浄前に貴重な有価物である製品の残留物を押し出すための衛生的に清潔なプラグとして使用されます。その結果、より高品質の製品が廃水によって失われることなくプロセスに残存します。
豚スクレーパーは、噴霧剤 - 空気、水、二酸化炭素、または窒素 - によってそれぞれのパイプセクションから移動され、パイプの初期フラッシング前に待機位置に戻ります。それはパイプをしっかりと密閉するいくつかの弾性プラスチックでできています。
また、この追加ステップは、その後で必要なゆすぎ水の量を大幅に削減することが淡水の生態学的に持続可能な使用への重要な一歩前進であることを証明しています。とにかく、ヨーグルト、スムージー、スキンケアクリームのような液体製品を要求されるサニタリ仕様かつ高品質で製造するには、大量の水が必要です。ほとんどの場合、この処理媒体は外部に対して完全密閉されたパイプシステムを通って、可能な限りデッドスペースを無くし、かつ通常の CIP / SIPサイクル (定置洗浄 / 定置滅菌) で洗浄・滅菌された媒体として外側に流れます。これは、次の製品バッチを開始する前にいかなる残留物も残すことなく、すべての製品の接液面を洗浄し、(必要に応じて) 滅菌するために行われます。しかしながら、これに先立って、残存する製品残留物の大部分を排出する必要があります。なお、資源に優しくない方法としては、残留物を毎回洗い流す方法もあります。
これらのプロセスや他のプロセスの実行する工場の能力に応じて、各工場の水消費量に大きな違いが生じます。製品回収技術の可能性は決して尽きることはありませんが、環境保護を改善する能力は製品の設計と工場の設計によって異なります。「ヨーグルトなどの製品の粘性が高いほど、かつピグ可能パイプセクションが長いほど、回収率が高くなるとともに、水消費量の節約量が増加します」という法則は、ブーヒェン (Büchen) でサニタリ仕様製品回収システムを提供する GEA Competence Center (能力センター) システム・アプリケーション・サポート部門責任者 Christian Blecken が提唱したものです。豚スクレーパーを使用可能なバッチ変更の頻度も関与します。
製品の粘度が高いほど、かつピグ可能なパイプセクションが長いほど、回収率が高くなるとともに、水消費量の節約量が増加します」
Christian Blecken
サニタリ仕様製品回収システムを提供するシステム・アプリケーション・サポート部門
ピギング技術への投資により、新工場の建設だけでなく、既存工場の改造も成功させることができます。後者 (工場改造) は、GEA が提供する設置サービスの約 20% に相当します。Christian Blecken は設置の前提条件について次のように説明しています：「唯一重要なことは、豚スクレーパーが動きが取れなくなったり、その密閉効果を失わないように、パイプセクションの直径が一定であり、パイプ内構造物がないことです」その一方、通常のパイプベンドと T 字接続は豚スクレーパー問題を提供しません。特に GEA が推奨する一体二重球形構造体では問題ありません：「このスマート形状には、屈曲点でも豚スクレーパーが屈曲する必要もないという利点があります」と、満足そうに言うのは ChristianBlecken です。
かなりの数の企業が、原材料の受け取りからプロセスおよび貯蔵タンク、充填に至るまでのすべてのプロセス、段階でパイプラインに豚スクレーパーを使用しています。ここでも、最適化への可能性に関する指針があります：「充填プロセスに近づくほど、回収される製品は不活性になります」と説明するのは、スイスのキルヒベルク (Kirchberg) で無菌部品を担当する GEA 製品マネージャー PascalBaer です。無菌部品は、汚染に敏感な衛生等級 UltraClean および Aseptic で流動媒体を処理する場合に必要です (例：UHT 乳製品など)。例えば、無菌 ピグシステムでは、すべての内蔵バルブロッドが大気に対してさらに密閉されています。
ピグシステムは、アルコール製品と同様に防爆バージョンでも利用可能です。したがって、ピギング技術はほとんどすべてのタイプの液体製品に使用可能で、企業やプラントが環境保護業務を改善するための制約を一切設定しません。
高度なピグシステム
製品プロセスやパイプ洗浄プロセスのような ピグプロセスは、閉鎖配管システムを妨げることなく行われる必要があります。これを達成するため、最新の製品回収システムには、各パイプセクションの始まりに自動的に作動する ピグステーションが装備されています。このステーションは、その製品、ゆすぎ水、または洗浄媒体がパイプ内を流れている間は、豚スクレーパーを保持します。GEA ピグシステムでは、ステーションハウジングがより大きな直径と特殊なグリッパーとスプリングを備えていることを特徴としています。これらの特徴は、豚スクレーパーに規定された移動範囲を与え、媒体がその周りを継続的に流れるときに、豚スクレーパーを衛生的に清潔に保ちます。豚スクレーパーの使用中は、豚スクレーパーキャッチステーションがパイプセクションの終わりで豚スクレーパーを待機して、待機位置に送り戻します。2 つのバルブが噴霧剤の必要な流出入を制御します。
将来性のあるデジタルテクノロジー
持続可能な工場技術の大幅な特別最適化の可能性は、すべてのプロセス技術の向上と継続的なデジタル化にあります。大部分のバルブシステムと同様に、今日のピギング技術はほとんどの場合、既に集中的に結線された制御ヘッドを介して自動処理手順に統合されています。最新世代の電子制御ヘッドは、本システムのますますシンプルでエラーのない設定と操作、および広範囲の工程管理とモニタリング機能を可能にします。最新の GEA VARICOVER® 製品回収システムは、磁気センサーを介して豚スクレーパー位置のリアルタイムなモニタリングを提供します。その機械部品と電子部品は、組み合わせしやすくてサービスフレンドリーな GEA VARIVENT® モジュラーシステムに基づいてよく調整されたユニットを形成します。
これらのシステムにより実現した一貫性のある自動化は、完全に検証可能なプロセス設定を簡素化し、最新の IO-Link system により、インダストリー 4.0 環境への早期統合を可能にします。これらの可能性は、資源の最適な利用を実現する当社 ERP システムとのネットワーキングにまで拡張します。
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