12 Ağustos 2024
Santrifüjleri sürdürülebilirliğe uygun hale getiriyoruz
Konu santrifüj geliştirme olduğunda, her damla ve her kilowatt saat önemlidir. GEA, 130 yılı aşkın bir süredir santrifüj üretmektedir; bu üzerinde her gün çalışıldığını düşünmeyeceğiniz bir şey. GEA Ürün Hattı Separatörleri Başkan Yardımcısı Jürgen Mackel ve süt ürünleri santrifüj portföyünden sorumlu Ürün Müdürü Christian Becker, tam da bunu yapıyor; sürekli olarak teknik ilerleme, mevcut pazar koşulları ve tüm sürdürülebilirlik hususlarının gerekliliklerini karşılayan yeni çözümler üretmektedirler. GEA’daki mühendislik sanatının dünya genelinde çok çeşitli endüstrilerin üretim hollerine neler kattığını öğrenmek için okumaya devam edin.
Christian Becker ve Jürgen Mackel, her santrifüj türündeki gizli kalmış optimizasyon potansiyelini bile ortaya çıkarıyor.
Önemli sorgulama ve optimize etme görevi
GEA’da başarı asla yorucu değildir. Bilakis, bir teşvik unsurudur. “Verimliliği artırma ve kaynakları koruma çabalarımız sadece bunun için değil, aksine bu, kurumsal DNA’mızın bir parçasıdır,” diyor Mackel. “Daima daha iyi performanslı ve daha verimli makineler hedefine ulaşmak için çalışıyoruz, bu da daha az yıpranan ve daha az bakım gerektiren makineler üretmemizle sonuçlanıyor, daha az enerji ve su tüketimini söylememize gerek bile yok.”
Bununla birlikte, sürdürülebilirlik zamanla daha önemli hale geldi. “Bu sebeple ilgili tüm parametreleri yakın incelemeye aldık, tüm hizmet ömrü döngüsüne sürdürülebilirlik perspektifinden baktık ve tasarım konusunda nasıl düşündüğümüzle ilgili yeni bir yaklaşım benimsedik” diyor.
Becker daha da detaylandırarak ekliyor: “Daima, bugün her zamankinden daha fazla sürdürülebilirlik ve maliyet verimliliği hususlarıyla karakterize edilen sorularla başlar. Bir santrifüjü çalıştırmak niçin bu kadar pahalıya mal oluyor? Enerjiyi nerede verimsiz şekilde kullanıyoruz? Sudan ve yerinde temizlik (CIP) medyasından tasarruf için potansiyel nerede? Daha sonra tüketimi azaltmak için operasyonel ve teknik seçenekleri değerlendiriyoruz.”
Bu, önceki yinelemelerden bir sapmadır. Mackel, “Geçmişte, yeni bir makine üretmek istediğimizde, hazne/tambur çapı mümkün olduğunca küçük tutulurken, genelde daha yüksek hız için daha fazla güç eklerdik” diyor. “Hız bakımından daha fazla güç, CAPEX’ten, yani yatırım maliyetlerinden tasarruf sağlar, fakat daha yüksek güç tüketimi aynı zamanda işletme maliyetlerini, yani OPEX'i artırır.”
Elektrik fiyatı birkaç yıl öncesine kadar pek bir sorun değildi. Günümüzde ise durum çok farklı. “Artık tam tersini düşünüyor, daha büyük hazne/tambur çapları tasarlıyor ve daha yavaş çalışacak makineler üretiyoruz; %10 daha düşük hız, %20 daha az enerji tüketimi anlamına geliyor” diyor. “Bunun sebebi, müşterilerin kilowatt-saat değerlerine odaklanmalarıdır; maliyetler düşünüldüğünde özellikle hassas bir konu.”
Aynı şey, verimlilikte çeşitli kayıpların söz konusu olduğu tahrik konseptleri için de geçerli. GEA’nın direkt tahrik teknolojisi, bu kayıpları minimuma indirmeyi mümkün kıldı. Bu konseptler ayrıca, büyük motorlarla uyumlu olmakla birlikte, az bakım gerektiriyor ve yer tasarrufu sağlıyor. Eskiden mühendisler ürüne vurgu yapardı; daha yüksek verim, daha iyi kalite demekti. Günümüzde bu tür faktörler genellikle önemini yitirdi. Mackel, “Tüm hizmet ömrü boyunca makinenin ne kadar enerji ve su tükettiğine gün geçtikçe daha fazla odaklanıyoruz” diyor. Örneğin, daha önce yedi saniye boyunca kontrol suyu eklenirken, artık iki saniye yeterli geliyor. Bunların hepsini topladığınızda, büyük bir fark yaratıyor.
Elbette GEA’nın kendi üretim parametreleri de önemli. Burad amaç, mümkün olduğunca az direkt ve dolaylı enerji kullanmak ve üretimde minimum malzeme tüketmektir. Mackel, bunu bir perspektife oturtuyor: “Fakat dahili olarak tasarruf ettiğimiz miktar, 20 ila 40 yıllık bir makine hizmet ömrü ile müşteri tarafında daha sonra tasarruf edilebilecek miktarın sadece bir kısmıdır.”
150.000 makine için karbon ayak izi
Enerji, su ve malzeme; bu özellikler, iyileştirme/geliştirme sürecinin bir parçası olarak hassas şekilde ölçülmeli ve kaydedilmelidir. Her yıl, satılan tüm makineler için, yani toplamda yaklaşık 150.000 makine için bu rakam belirleniyor. Mackel, “Kurulu motorların verimlilik seviyelerini, uygulama alanlarını ve öngörülen çalışma sürelerini biliyoruz” diyor. Bu verilerle, her makinenin bir yılda tükettiği kilowatt-saat sarfiyatı belirlenebilir. (Bir kilowatt-saat, ülkeye ve bölgeye bağlı olarak 0,9 kg’a kadar CO2 emisyonu üretir).
Elbette, tüm elektrik enerjileri aynı değildir. Hidroelektrik veya rüzgar enerjisinden elde edilen yeşil elektriği kullanan müşteriler, fosil yakıt kullananlara göre oldukça farklı bir bilançoya sahip olacaktır. Makinenin kendisi de, daha sonra geri dönüştürülmek üzere her bir parçasına kadar izlenebilir. Mackel, “Döngüsel ekonomi fikrine uygun olarak, atık yerine ham madde açısından düşünüyoruz" diye sözlerine ekliyor. “Separatörlerin üzerindeki büyük tamburlar/hazneler 30 yıla kadar çalışır halde muhafaza edilebilir. Makinenin hizmet ömrünün sonunda, bunlar eritilir ve prosese geri gönderilir.”
Santrifüjlerimizde enerji ve su tüketimini optimize etmek için, ilgili kritik noktalar incelenmiş ve geliştirilmiştir.
Hiçbir şeyi israf etmeyin, işte hedef bu
Su, dünyadaki en değerli kaynaklardan biridir ve santrifüjleri çalıştırmak için de gereklidir. Suyun çoğu, hem motor için hem de ürünü sürtünme ısısından korumak ve soğutmak için ya soğutma suyu olarak ya da boşaltma işlemi için kontrol suyu olarak tüketilir. Santrifüjler sıkça, bazen iki ila üç dakikada bir boşaltma yaptığından, çok fazla miktarda sudan tasarruf sağlanabilir. Jürgen Mackel, eskiden yedi saniye kontrol suyu eklenirken, günümüzde iki saniyenin yeterli olduğunu ve bir saniyelik kontrol suyunun yaklaşık bir litre suya denk geldiğini söylüyor. “Şu anda ayrıca, 20 ila 40 derece arasında ısıtılan soğutma suyundan prosesin başka bir noktasında nasıl istifade edebileceğimizi sağlayacak çözümler bulmaya çalışıyoruz. Bu da ortalama saatte 150 litreden fazla su demektir. Eskiden su kanalizasyona giderdi, fakat şimdi sadece el yıkamak için kullanılmıyor, kapalı sistemlerimiz olduğu için artık içmek için de güvenli.”
Santrifüjün enerji tüketimi de aynı derecede önemli. Burada, iki enerji tasarrufu konsepti geliştirilmiştir: Daha büyük çapa ve daha düşük hıza sahip separatörleri ifade eden EngySpeed ve hazne/tambur ile kapak arasındaki vakumu ifade eden EngyVac. Makine ister daha küçük ve hızlı dönüyor olsun, ister daha büyük ve daha yavaş dönüyor olsun, EngySpeed ile arıtma alanı, verim ve separasyon verimi aynı kalır. Mackel, “Hız, sürtünme üzerinde çaptan daha büyük bir etkiye sahiptir” diye açıklıyor. “Dolayısıyla enerji tasarrufu sağlamanın denenmiş ve test edilmiş yolu, hızı küçük boyutlu ve yüksek hızlı makinelerin değerinin dörtte birine düşürmektir.”
Peki daha büyük hazne/tambur çapı enerji tasarrufuyla kendini ne kadar hızlı amorti ediyor? Süt ürünleri sektöründen tipik bir örnekte, yılda ortalama 6.000 saat çalışma süresi ve tahmini 30 ct/kWs elektrik fiyatıyla 25.000 l/s verim esas alındığı zaman, daha büyük bir sistem enerji tasarrufuyla kendini 2,6 yılda amorti edebilmektedir. Becker, “Vakum makinelerine göre önemli avantajlardan birisi, ek bir güç ünitesine ihtiyaç duyulmamasıdır” diyor. “Başka bir deyişle, müşteriler standart bir makineye ve maliyeti küçük olanla karşılaştırılabilir olan daha büyük makinelerin servis konseptine sahip oluyorlar.” EngySpeed özellikli büyük makine daha yavaş döner ve böylece belirli kurulumlarda daha uzun bakım aralıklarına sahiptir. Bu, süt teslimatı konusunda sözleşmeden doğan bir yükümlülüğün olduğu süt ürünleri sektöründe özellikle önemlidir.
Süt ürünleri sektöründen tipik bir örnekte, yılda ortalama 6.000 saat çalışma süresi ve tahmini 30 ct/kWs elektrik fiyatıyla 25.000 l/s verim esas alındığı zaman, daha büyük bir sistem enerji tasarrufuyla kendini 2,6 yılda amorti edebilmektedir.
EngyVac tipik olarak, hızı düşürmenin bir seçenek olmadığı en büyük ürün serilerinde ve üst güç aralıklarına sahip santrifüjlerde kullanılır. Burada, sürdürülebilir bir ekipmana yatırım yaparken, amortisman genellikle belirleyici bir faktör değildir. Bilakis, enerjiden tasarruf etmek veya sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmak için yasal gerekliliklere uygunluk genellikle daha büyük bir rol oynar.
CIP - gerçek iyileştirme potansiyeline sahip ikincil bir rol
Bir başka fikir de, temizleme maddelerini, CIP sıvılarını, bir arıtma separatörü ile arıtmaktır; katı maddeleri çıkarmak ve böylece maddenin tekrar kullanılabilmesini sağlamaktır. Ürün müdürü deneyimlerine dayanarak biliyor: “Özellikle süt ürünleri sektöründe, düzinelerce ton CIP sıvısının her gün basit bir şekilde boşaltıldığı örneklere sahibiz,” diyor Becker. GEA CIPClean Separatörü, çevresel etkiyi azaltmakta, su tüketimini düşürmekte ve taze CIP medyasını işlemek için gereken enerjiyi azaltmaktadır. Geri dönüştürülmüş CIP, kalan/atıl ısıyı muhafaza eder.
Hızın ve diğer değişken parametrelerin gücü
Bir noktada, tasarımcılar sınırlarına ulaşırlar. İşte bu noktada, InsightPartner Sepasyon gibi akıllı otomasyon çözümleri devreye girer. “Otomasyon, tasarrufun yeni anahtarıdır: İhtiyaç duyulduğunda sunulan mükemmel performans” diyor Becker. “Ve maksimum çalışma süresi ile öngörülü hesaplamalar yapmayı sağlayan proaktif hizmet.”
Santrifüjleri kontrol etmeye yardım eden veri toplayıcı sensörler konusunda da işler ilginçleşiyor. “Söz konusu tasarım olduğunda, neyin mümkün olduğu konusunda da çığır açmayı seviyoruz, GEA’daki işimizi bu kadar heyecan verici yapan da budur,” diyor Becker. “Şu an itibariyle 130 yılı aşkın bir süredir, santrifüjleri yeniden düşünüyoruz ve önümüzdeki bir 130 yıl boyunca daha bunu yapmaya devam edeceğiz. Ve merak etmeye devam ediyoruz.”
GEA’da hiçbir şeyin şansa bırakılmadığını söylemeye bile gerek yok. Mackel, “Şirketin inovasyon yönetimi, aynı zamanda bir inovasyon topluluğu da geliştiriyor,” diye sözlerine ekliyor. “İnovasyona katkıda bulunmak, her bir çalışanın görevidir ve bu eğlenceli olabilir ve olmalıdır.”
