Czysta droga do ograniczenia marnotrawstwa wody
Woda to cenny i ograniczony zasób. W dobie zmian klimatycznych, gdy coraz częściej zdarzają się okresy suszy i spory o prawo do wody, uzmysławiamy to sobie coraz wyraźniej. Kwestia zużywania słodkiej wody przez zakłady przemysłowe jest pod stałym pręgierzem opinii publicznej. Tradycyjna metoda pigowania rurociągów do transportu produktów pozwala w zrównoważony sposób oszczędzać wodę zużywaną do oczyszczania rur oraz minimalizować ilość strat produktowych podczas przetwarzania substancji płynnych. Daje to także firmom możliwość spójniejszego stosowania „zielonych” metod produkcji.
Liczy się każda kropla
Instytuty badawcze oraz stowarzyszenia środowiskowe biją na alarm nie od dziś: słodka woda staje się zasobem tak rzadkim, że w przyszłości nie wystarczy jej ani dla ludzi, ani dla przyrody. W 2018 roku ONZ ogłosiła rozpoczęcie „Międzynarodowej Dekady Wody ONZ” w celu ochrony ekosystemów wód słodkich przed nadmierną eksploatacją oraz skutkami zmian środowiska i klimatu. Hasło „Liczy się każda kropla” jest dziś powtarzane szczególnie w regionie Delty Mekongu, gdzie niski poziom wód stanowi zagrożenie dla ważnych cykli naturalnych i gospodarczych, a także w środkowej części Niemiec, gdzie szkody spowodowane suszą są coraz dotkliwsze każdego roku. Nic nie można poradzić na to, że firmy przemysłowe potrzebują wody. Świeża woda jest pozyskiwana z wód gruntowych bezpośrednio lub za pośrednictwem firm wodociągowych; takie zasoby wodne, w zależności od warunków geologicznych, nagromadzają się przez wieki albo nawet stulecia z cieków zasilanych, coraz częściej nieregularnie, przez deszcze i lodowce. Wiele firm zaangażowało się już w ochronę zasobów wody, a klienci i opinia publiczna wywierają coraz mocniejsze naciski na te spółki, które jeszcze tego nie zrobiły.
Oszczędzanie wody myjącej w procesach przetwarzania cieczy
W sektorach, w których zużywa się dużo wody, na przykład w branży przetwórstwa mleka albo produkcji kosmetyków, coraz ważniejsze dla firm okazują się sprawdzone technologie: tak zwane systemy odzyskiwania albo wypychania/pigowania produktu. Te systemy pozwalają przetwarzać surowce przy minimalnych stratach, ale optymalizują również zużycie wody podczas wymagającego czyszczenia rur, co pomaga ograniczyć przetwarzanie ścieków oraz zabezpieczyć zasoby słodkiej wody.
„Świnka”, która czyni cuda
Głównym elementem systemów odzyskiwania produktu jest tak zwana świnka albo pocisk — ruchomy element pierwotnie opracowany do monitorowania rurociągów naftowych i gazowych. Świnka, wyposażona w czujniki pomiarów kontrolnych, jest przesuwana przez odcinek rury, która ma zostać oczyszczony.
W miarę rozwoju technologii przetwarzania cieczy ta metoda została również stopniowo zaadaptowana w systemach przetwarzania wsadowego. Podczas przetwarzania nabiału, napojów i alkoholi, żywności w stanie ciekłym albo artykułów gospodarstwa domowego świnka jest często używana jako higieniczny popychacz wypierający cenne pozostałości po produkcie przed oczyszczeniem rurociągu. W efekcie w procesie pozostaje więcej dobrej jakości produktu, który nie jest usuwany razem ze ściekami.
Przed wstępnym przepłukaniem rurociągu medium nośne — powietrze, woda, dwutlenek węgla lub azot — przesuwa świnkę przez określony odcinek rury, a potem z powrotem do jej pozycji wyjściowej. Jest wykonana z kilku elastycznych tworzyw uszczelniających rurę.
Fakt, że ten dodatkowy etap znacznie zmniejsza ilość wody wymaganej do późniejszego płukania jest ważnym elementem ekologicznie zrównoważonego wykorzystywania słodkiej wody. W końcu do higienicznej produkcji żywności w stanie ciekłym, takiej jak jogurty, koktajle czy kremy do skóry, wymagane są duże ilości wody. W większości przypadków medium przepływa przez wnętrze układów orurowania, które są całkowicie odseparowane od otoczenia, możliwie wolne od martwych punktów i poddawane regularnym cyklom CIP/SIP (czyszczenia na miejscu/ sterylizacji na miejscu), aby można było wyczyścić i (gdy to konieczne) wysterylizować wszystkie powierzchnie mające styczność z mokrym produktem oraz wyeliminować wszystkie odpady przed następną partią produktu. Wcześniej należy jednak usunąć pozostałości po produkcie albo — w sposób mniej przyjazny dla zasobów — za każdym razem je wypłukiwać.
W zależności od stopnia zaawansowania tych i innych procesów technologicznych przebiegających w instalacji mogą występować duże różnice w zakresie zużycia wody. Chociaż możliwości technologii odzyskiwania produktu wciąż nie zostały wyczerpane, potencjał ekologicznej modernizacji systemu jest różny w zależności od produktu oraz schematu instalacji. „Im bardziej lepki produkt, np. jogurt, oraz im dłuższy odcinek rur do pigowania, tym większa ilość odzyskanego produktu i tym większe oszczędności pod względem zużycia wody” — opisuje tę prawidłowość Christian Blecken, kierownik ds. wsparcia systemów i zastosowań w Ośrodku Kompetencji GEA na rzecz Systemów Higienicznego Odzyskiwania Produktu w Büchen. Ważna jest również częstotliwość zmiany partii, dla których można zastosować metodę pigingu.
"Im bardziej lepki produkt oraz im dłuższy odcinek rury do pigowania, tym większa ilość odzyskanego produktu i tym większe oszczędności pod względem zużycia wody”.
Christian Blecken
Kierownik ds. wsparcia systemów i zastosowań w Ośrodku kompetencji GEA na rzecz systemów higienicznego odzyskiwania
Inwestycja w technologię pigingu może się zwrócić w przypadku budowy nowej instalacji oraz modernizacji istniejącego systemu — w tym drugim scenariuszu GEA wykonała około 20% swoich instalacji. Christian Blecken wyjaśnia, jakie są wymogi wstępne: „Jedynym ważnym elementem jest to, aby odcinek rury miał stałą średnicę oraz nie występowały w nim żadne przeszkody, przez które świnka mogłaby utknąć albo utracić swój efekt uszczelnienia”. Natomiast zwykłe łuki rurowe oraz trójniki nie stanowią przeszkody dla świnki, zwłaszcza w przypadku jednoczęściowych podwójnych kształtów wybieranych przez GEA: „Inteligentny kształt ma tę przewagę, że pocisk nie musi się zginać na kolanku” — mówi zadowolony Christian Blecken.
Niewiele firm poddaje swoje rurociągi pigowaniu na wszystkich etapach, od przyjęcia surowców, poprzez transport do zbiorników przetwórczych i magazynowych, aż po napełnianie. Również tutaj istnieje przewodnia zasada pozwalająca zapewnić najlepszy rezultat: „Im bliżej etapu napełniania, tym szlachetniejszy produkt jest odzyskiwany” — wyjaśnia Pascal Baer, kierownik ds. produktu GEA odpowiedzialny za komponenty aseptyczne w szwajcarskim zakładzie w Kirchbergu. Komponenty sterylne są niezbędne podczas przetwarzania przepływającego medium, gdy wymagane jest zachowanie wysokich standardów pod względem stopnia zanieczyszczenia i sterylności; dotyczy to produkcji klasy sterylnej (UltraClean) i aseptycznej (Aseptic), na przykład mleka UHT. W aspetycznych systemach pigowania wszystkie wbudowane popychacze zaworu są dodatkowo zabezpieczone przed czynnikami atmosferycznymi.
Systemy pigowania są ponadto dostępne w wykonaniu przeciwwybuchowym, a także do produktów alkoholowych. Jak widać technologię pigowania można stosować do wszystkich rodzajów produktów płynnych, a firmy i fabryki mogą bez ograniczeń usprawniać przyjazne środowisku technologie wytwórcze.
Zaawansowane systemy wypychania/pigowania produktu
Pigowanie, podobnie jak przetwarzanie produktu oraz czyszczenie rur, powinno przebiegać bez zakłócania innych procesów w zamkniętym układzie rurociągu. W tym celu nowoczesne systemy odzyskiwania produktu wyposaża się w automatyczną stację zadawania świnek znajdującą się na początku każdego odcinka orurowania. Świnka znajduje się w stacji w czasie gdy produkt, woda płucząca albo środek czyszczący przepływają przez rurę. W systemach pigowania GEA obudowa stacji ma szerszą średnicę oraz jest wyposażona w specjalne chwytaki i sprężyny. Dzięki nim tor ruchu świnki ma wyznaczony zakres, a sam pocisk pozostaje higienicznie czysty, ponieważ wokół niego cały czas przepływa medium. Przemieszczająca się świnka trafia do znajdującej się na końcu odcinka rurowego stacji odbioru, z której jest odsyłana do pozycji wyjściowej. Dwa zawory kontrolują niezbędny dopływ i odpływ medium nośnego.
Technologia cyfrowa z przyszłością
Duży potencjał optymalizacji zrównoważonych technologii w instalacjach wiąże się z postępującą digitalizacją wszystkich rozwiązań przetwórczych. Technologia pigowania, jak większość systemów zaworowych, jest współcześnie integrowana z automatycznymi sekwencjami procesów za pośrednictwem centralnie podłączonych głowic sterujących. Elektroniczne głowice regulacyjne najnowszej generacji umożliwiają coraz prostszą, wolną od błędów konfigurację i obsługę systemów, a także zaawansowane kontrolowanie i monitorowanie procesów. Nowoczesne systemy odzyskiwania produktu GEA VARICOVER® umożliwiają monitorowanie pozycji świnki w czasie rzeczywistym przy użyciu czujników magnetycznych. Mechaniczne i elektroniczne komponenty tworzą skoordynowany agregat oparty na przyjaznym w dostosowywaniu i obsłudze systemie modułowym GEA VARIVENT®.
Spójna automatyzacja możliwa dzięki tym systemom upraszcza konfigurację, umożliwiając pełną walidację procesów oraz wczesną integrację, za pomocą nowoczesnego systemu IO-Link, ze środowiskiem klasy Przemysł 4.0. Możliwe jest również połączenie sieciowe z firmowym systemem ERP na potrzeby zoptymalizowanego wykorzystywania zasobów.
Napoje
