Меры по сокращению количества сточных вод
Вода является ценным и ограниченным ресурсом. В эпоху климатических изменений по мере увеличения периодов засухи и кризиса, связанного с разногласиями по поводу прав на воду, этот факт становится все более очевидным. Потребление пресной воды промышленными предприятиями находится под постоянным контролем. Традиционный метод зачистки скребками продуктовых трубопроводов обеспечивает стабильную экономию воды при очистке трубопроводов и минимизацию потерь продукции в жидкостных технологических процессах. Таким образом, компании могут более последовательно реализовывать «экологически чистые» методы производства.
Каждая капля на счету
Научно-исследовательские институты и экологические сообщества уже давно бьют тревогу: запасы пресной воды сокращаются, и природа и человек пока не могут справиться с этой проблемой. В 2018 году Организация Объединенных Наций провозгласила программу «Десятилетие действий ООН в области водных ресурсов» в целях защиты пресноводных экосистем от чрезмерного использования и последствий экологических и климатических изменений. Сегодня лозунг «Каждая капля на счету» символически соотносится с рекой Меконг, низкий уровень воды в которой угрожает важным природным и экономическим циклам, а также в центральными областями Германии, где ущерб от засухи становится все более заметным с каждым годом. Промышленным компаниям неизбежно нужна вода. Пресная вода непосредственно или опосредованно поставляется водоснабжающими компаниями, эксплуатирующими подземные резервы, которые, в зависимости от геологических условий, должны накапливаться годами или даже веками, или эксплуатирующими речные системы, которые все более и более неравномерно питаются дождями и ледниками. Многие компании уже взяли на себя обязательства по экономии воды, при этом клиенты и общественность оказывают все большее давление на остальные предприятия.
Экономия промывочной воды при обработке жидкостей
Там, где жидкости перерабатываются в больших количествах, например, в молочной промышленности или в производстве косметических средств, для предприятий все большее значение приобретает испытанная технология — так называемые системы извлечения продуктов или системы очистки трубопроводов скребками. Эти системы позволяют перерабатывать сырье с минимальным количеством отходов и оптимизировать потребление воды в ресурсоемких процессах очистки трубопроводов, тем самым исключая необходимость очистки сточных вод и сохраняя ресурсы пресной воды.
Все дело в пробке
Главным компонентом систем извлечения продуктов является так называемый скребок или скрепер, подвижная пробка, которая изначально была разработана для мониторинга нефте- и газопроводов. Оснащенный датчиками для контрольных измерений скребок перемещается по участку трубопровода с целью его осмотра.
По мере развития технологии обработки жидкостей этот принцип постепенно вошел в область систем поточной обработки. При переработке молочных продуктов, напитков, жидких продуктов питания или средств ухода скребок часто используется в качестве гигиенически чистой пробки для выталкивания ценных остатков продукта перед очисткой труб. В результате, вместо того, чтобы выбрасываться со сточными водами в процессе производства остается больше качественного продукта.
Скребок перемещается под действием движущей силы — воздуха, воды, углекислого газа или азота — через соответствующие участки трубопровода и возвращается в исходное положение перед первичной промывкой трубопровода. Он изготавливается из ряда эластичных пластмасс, которые хорошо уплотняют внутреннюю полость трубы.
Тот факт, что эта дополнительная мера также позволяет в значительной степени снижать количество требуемой для промывки воды, является подтверждением важности этого подхода к рациональному использованию пресной воды. Все большее количество воды необходимо для производства жидких продуктов, например, йогуртов, фруктовых коктейлей или кремов для ухода за кожей соответствующего гигиенического качества. В большинстве случаев рабочая среда поступает по трубопроводным системам, которые полностью закрыты снаружи, и, по возможности, лишены мертвых пространств. При этом на регулярной основе осуществляются циклы безразборной мойки (CIP) и стерилизации (SIP) с целью очистки и, при необходимости, стерилизации всех контактирующих с продуктом поверхностей, не оставляя остаточных продуктов перед следующей партией. Тем не менее, до этого большая часть остаточного продукта либо просто выталкивается наружу, либо, что еще хуже с точки зрения ресурсов, каждый раз вымывается.
В зависимости от того, насколько технически совершенна установка с точки зрения осуществления этих и других технологических процессов, существует большая разница в потреблении воды на разных предприятиях. В то время как возможности технологии извлечения продукта далеко не исчерпаны, потенциал улучшения экологии варьируется в зависимости от продукта и конструкции установки. «Чем более вязким является продукт, например, йогурт, и чем длиннее участок трубопровода, пригодный для очистки скребками, тем больше объем извлечения продукта и тем больше экономия воды» — такова формула, предложенная Кристианом Блекеном (Christian Blecken), ответственным за системную и прикладную поддержку в Центре компетенций компании GEA по гигиеническим системам извлечения продукции в Бюхене. Частота переходов на другую партию, для которых возможно использование скребков, также играет определенную роль.
«Чем более вязким является продукт и чем длиннее участок трубопровода, пригодный для очистки скребками, тем больше объем извлечения продукта и тем больше экономия воды.»
Кристиан Блекен
Oтветственный за системную и прикладную поддержку в Центре компетенций компании GEA по гигиеническим системам извлечения продукции
Инвестиции в технологию очистки трубопроводов скребками могут окупиться как при строительстве новых установок, так и при модернизации существующих — последние составляют около 20 процентов установок, осуществленных компанией GEA. Кристиан Блекен поясняет предпосылки: «Единственное, что является важным, это то, что участок трубы имеет постоянный диаметр и не имеет внутренних частей, что обусловливает беспрепятственное и плотное прохождение скребка.» В то же время, обычные изгибы труб и Т-образные соединения не являются проблемой для скребка, особенно если это цельная форма с двумя сферами, предпочитаемая компанией GEA: «Эта «умная» форма обеспечивает то преимущество, что скребку даже не нужно сгибаться в изгибе», — с удовольствием поясняет Кристиан Блекен.
Довольно много компаний осуществляют очистку трубопроводов скребками на всех стадиях процесса, от получения сырья, его транспортировки в технологические и складские резервуары и вплоть до розлива. И здесь тоже существует основополагающий принцип для дальнейшей оптимизации: «Чем ближе к процессу розлива, тем качественнее восстанавливаемый продукт», — объясняет Паскаль Баер (Pascal Baer), менеджер по продуктам GEA, отвечающий за компоненты асептических систем в швейцарском подразделении, расположенном в городе Кирхберг. Асептические компоненты необходимы при переработке проточных сред в более чувствительных к загрязнению системах гигиенического класса UltraClean и Aseptic, например, в системах производства ультрапастеризованного / стерилизованного молока. В асептических системах очистки трубопроводов скребками, например, все встроенные штоки клапанов дополнительно герметизируются от атмосферных воздействий.
Системы очистки трубопроводов скребками также доступны во взрывозащищенном исполнении, как и при производстве алкогольной продукции. Таким образом, технология очистки трубопровода скребками может применяться практически для любого типа жидкого продукта без каких-либо ограничений на предприятиях и заводах с целью оптимизации экологически чистого производства.
Передовые системы очистки трубопроводов скребками
Процесс очистки трубопроводов скребками, как и процесс переработки продукта и очистки труб, должен протекать без вмешательства в закрытую трубопроводную систему. С этой целью современные системы извлечения продукции оборудованы автоматической станцией очистки трубопроводов скребками в начале каждого участка трубопровода. Станция удерживает скребок во время прохождения продукта, промывочной воды или моющих средств через трубу. В системах очистки трубопроводов скребками от GEA корпус станции имеет более широкий диаметр, а также оснащен специальными захватами и пружинами. Это обеспечивает для скребка определенный диапазон для движения и позволяет поддерживать гигиенические условия, так как среда непрерывно протекает вокруг скребка. Станция улавливает рабочий скребок в конце участка трубопровода, а затем переводит его обратно в режим ожидания. Два клапана регулируют необходимый приток и отток движущей среды.
Цифровая технология будущего
Серьезный дополнительный потенциал для дальнейшей оптимизации технологии экологичной установки заключается в продвижении непрерывной оцифровки всех технологических процессов. Как и большинство клапанных систем, технология очистки трубопроводов скребками на сегодняшний день, как правило, интегрируется в автоматические последовательности технологических операций посредством централизованно подключаемых блоков контроля. Электронные блоки контроля последнего поколения обеспечивают все более простую и безошибочную настройку и эксплуатацию систем, а также расширенные функции управления и текущего контроля технологического процесса. Современные системы извлечения продукции VARICOVER® от GEA обеспечивают возможность осуществления текущего контроля положения скребков в режиме реального времени с помощью магнитных датчиков. Их механические и электронные компоненты образуют единый скоординированный блок, основанный на удобной для комбинирования и обслуживания модульной системе GEA VARIVENT®.
Последовательная автоматизация, обеспечиваемая этими системами, упрощает настройку для полностью контролируемых технологических процессов и позволяет с помощью современной системы IO-Link управлять на ранней стадии интеграцией в среду Industry 4.0. Возможности расширяются до сетевого взаимодействия с автоматизированной системой управления предприятием (ERP) для оптимального использования ресурсов.
Напитки
