Sensacja w filtracji: zasada pralki

Określenie „wspaniały efekt” byłoby tu chyba niedopowiedzeniem. Przy takiej samej wydajności czyszczenia oprogramowanie Smart Filtration CIP zmniejsza zużycie energii nawet o 46%. W przypadku dużego zakładu produkcji białka serwatkowego, w którym cykl CIP jest realizowany raz dziennie, przekłada się to na oszczędność mocy na poziomie do 400 kWh dziennie i niemal 150 000 kWh rocznie — co wystarczyłoby do zasilenia w energię około 40 niemieckich gospodarstw domowych rocznie. 

Ponadto pulsacja w obwodach czyszczenia pobiera mniej energii potrzebnej do utrzymania wysokich temperatur, co oznacza, że podczas cykli CIP zużywane są mniejsze ilości wody chłodzącej. „Jeżeli nie dodajesz 400 kilowatów, nie musisz usuwać 400 kilowatów ciepła” — tłumaczy Mads Bjerre Andersen, kierownik ds. sprzedaży rozwiązań technicznych w dziale technik filtracji membranowej (GEA Membrane Filtration Technologies). „To kolejny wspaniały przykład wzrostu wydajności. Obserwujemy, jak klienci do nas wracają i wybierają rozwiązania GEA, ponieważ oferują one koszty operacyjne ze wskaźnikiem OPEX na poziomie zdecydowanie niższym niż u konkurencji”.

Oprogramowaniem partnerskim dla rozwiązania Smart Filtration CIP jest Smart Filtration Flush, które pozwala zarządzać spłukiwaniem urządzeń do filtracji. „W podejściu konwencjonalnym długość cykli spłukiwania ustala się na podstawie ilości zużywanej wody. Wykorzystuje się do tego stare dane, więc obliczenia mają charakter przybliżony i nieoptymalny” — wyjaśnia Mikkelsen. Za pomocą nowoczesnej technologii czujników nowe oprogramowanie zespołu mierzy właściwości produktu w czasie rzeczywistym, dzięki czemu operatorzy wiedzą, kiedy dokładnie poszczególne obszary zostają dokładnie spłukane. Bezpośrednio po uzyskaniu pożądanego rezultatu proces zostaje wyłączony. „Czas spłukiwania i objętość wody są optymalizowane w oparciu o aktualne pomiary na linii, a nie objętość używanej wody” — mówi Mikkelsen.

Również w tym aspekcie wyniki są imponujące. Oprogramowanie zmniejsza zużycie świeżej wody podczas cykli CIP nawet o 52% w porównaniu do tradycyjnych systemów filtracji membranowej. „Standardowy proces zatężania białka serwatkowego potrzebuje od dwóch do czterech połączonych instalacji filtracyjnych — jest to konfiguracja wymagająca ponad 100 000 litrów wody na cykl czyszczenia” — wyjaśnia Mikkelsen. „Dzisiaj na podstawie testów instalacji wiemy, że możemy zaoszczędzić nawet 50 000 litrów wody na czyszczeniu tak dużych instalacji oraz od 500 do 700 litrów na czyszczenie CIP przy małych wolumenach produkcyjnych”. Przy pomocy oprogramowania jedna duża instalacja pozwala zaoszczędzić do 100 000 litrów dziennie oraz około 36 milionów rocznie, czyli tyle, ile statystycznie zużywa około 400 gospodarstw domowych w Niemczech. „Wydajniejsze spłukiwanie to krótsze czyszczenie metodą CIP, co przekłada się na większy uzysk produkcyjny” — mówi Mikkelsen. „Mniejszy pobór wody oznacza też mniejsze obciążenia hydrauliczne w systemie wody ściekowej”.

Doładowanie cyfryzacją

Przełom ten jest doskonałym przykładem wykorzystania potencjału cyfryzacji w celu osiągnięcia innowacji na rzecz oszczędnego gospodarowania zasobami, które jest głównym celem w ramach strategii GEA Mission 2030. Taka oszczędność zasobów jest zazwyczaj osiągana w sposób etapowy, ale w tym wypadku mieliśmy do czynienia z prawdziwym skokiem. „Czasami, gdy znajduje się rozwiązanie takie jak nasze, firma uświadamia sobie, że może prowadzić działalność przy znacznie mniejszym poborze prądu i wody, po prostu krytycznie przyglądając się istniejącym procesom” — mówi Mikkelsen. „W tym przypadku cyfryzacja była dla nas darem. Pozyskujemy znacznie więcej danych z pomp i przepływomierzy oraz innych przyrządów procesowych, dowiadując się o rzeczywistym wpływie różnych prędkości i różnych pomp na zużycie wody i prądu. Dzięki temu proces jest obarczony mniejszą niepewnością i zapewnia niesamowity potencjał na wykorzystanie wydajności kosztowej dla naszych klientów”.

Zespół GEA niedawno zainstalował oprogramowanie do mycia metodą CIP i spłukiwania w mleczarni Ammerland w północnych Niemczech. Ammerland, jedna z największych i najnowocześniejszych spółdzielni mleczarskich na świecie, każdego dnia produkuje 400 ton sera, 60 ton masła i 160 ton mleka w proszku, a połowę produktów eksportuje do ponad 60 krajów. W kwietniu 2024 roku mleczarnia Ammerland w Wiefelstede zainstalowała oprogramowanie GEA Smart Filtration CIP and Flush w trzech instalacjach filtracji membranowej, optymalizując w ten sposób proces czyszczenia za pomocą filtracji membranowej. Projekt ten obejmował jedną instalację do filtracji membranowej od dostawcy innego niż GEA. W listopadzie 2024 roku firma Ammerland na czyszczenie metodą CIP zużywała już o 48% mniej wody i o 77% mniej prądu. 

„Weźmy pod uwagę samą liczbę instalacji do filtracji membranowej z przepływem krzyżowym, które działają na całym świecie. Całkowity potencjał redukcji zużycia energii i wpływu na środowisko jest bardzo duży” — mówi Mrørk´ — Wspaniale jest obserwować głęboki wpływ tego cyfrowego rozwiązania na zużycie energii”.