Meno pompe per vuoto, maggiore sicurezza di processo: fornitura di vuoto centralizzata presso Migros Lucerna

Presso Migros Lucerna, il processo temporizzato di confezionamento della carne vanta precisione e rapidità nell'arco di pochi secondi. Il vuoto è un parametro chiave del processo e influisce direttamente sulla qualità del prodotto, sulla durata di conservazione e sul tempo di ciclo. Diversi processi di confezionamento pongono requisiti diversi sul livello di vuoto e richiedono un'alimentazione stabile e controllabile con precisione.

Il sito di produzione Migros di Lucerna, in Svizzera, si occupa del trattamento e del confezionamento di prodotti a base di carne per il commercio alimentare svizzero. L'ampia gamma di prodotti viene gestita grazie a un totale di sei macchine per il confezionamento.

Nel confezionamento per termoformatura, ad esempio per i prodotti a base di carne, le confezioni vengono prima evacuate, poi riempite di gas e quindi sigillate perimetralmente a pressioni comprese tra 20 e 200 mbar. Inoltre, viene utilizzato un sistema noto come Darfresh, in cui il prodotto viene inserito in un vassoio sagomato sottovuoto ed evacuato con un film coprente a pressioni comprese tra 5 e 15 mbar.

Fornitura di vuoto decentralizzata come punto di partenza

Prima dell'aggiornamento, la fornitura di vuoto per le macchine per il confezionamento era organizzata in modo decentralizzato. I sei impianti venivano alimentati complessivamente da 18 pompe per vuoto, tra cui pompe per vuoto rotative a palette lubrificate ad olio e booster per vuoto. Le pompe per vuoto erano in parte integrate direttamente nelle macchine e in parte installate esternamente. Alcune erano installate in una semplice struttura in lamiera non isolata sul tetto. In questa configurazione, ogni macchina per il confezionamento aveva le proprie pompe per vuoto, che coprivano tutte le esigenze dei diversi livelli di pressione richiesti.

Questa struttura comportava diversi svantaggi operativi ed economici. Le pompe per vuoto integrate nelle macchine causavano un elevato livello di pressione acustica nell'area di produzione e generavano un considerevole calore dai rifiuti. Nel locale di produzione si doveva mantenere una temperatura costante di circa 12 °C, ma le pompe per vuoto raggiungevano temperature ambiente comprese tra 40 e 60 °C, il che aumentava il fabbisogno di freddo e quindi il consumo di energia.

C'era anche una carenza di ridondanza: se si guastava anche una sola pompa per vuoto, la macchina per il confezionamento associata si fermava immediatamente. Qualsiasi insuccesso comportava quindi direttamente sospensioni della produzione e potenziali costi aggiuntivi. Inoltre, la posizione di installazione limitata delle pompe per vuoto rendeva più difficili gli interventi di manutenzione. Anche gli ingrandimenti erano inefficienti, poiché le nuove macchine richiedevano pompe per vuoto aggiuntive, con i conseguenti investimenti e costi di esercizio.

La soluzione: sistema per vuoto centralizzato in un container

Considerati tutti questi svantaggi, Migros Lucerna e Busch Vacuum Solutions hanno deciso di riorganizzare radicalmente la fornitura di vuoto. L'obiettivo è stato quello di esternalizzare completamente la tecnologia del vuoto dall'area di produzione, per liberare spazio per la produzione e poter eseguire interventi di manutenzione al di fuori dell'area di produzione.

Alcune delle pompe per vuoto erano già state installate sul tetto, ma senza un concept di sistema completo. Con l'acquisto di due ulteriori macchine per il confezionamento e il conseguente aumento dei requisiti di spazio nell'area di produzione, è stato necessario riorganizzare alle basi la fornitura di vuoto.

Invece di dotare separatamente ogni macchina per il confezionamento con le proprie pompe per vuoto, è stata implementata una fornitura di vuoto centralizzata. Con questo concept, un sistema per vuoto comune genera il vuoto necessario e lo mette a disposizione di tutte le macchine collegate tramite una rete di tubi. Ciò consente di allineare la capacità e il numero di pompe per vuoto all'effettiva domanda della produzione. Il sistema, così come è attualmente installato, è composto da sei pompe per vuoto rotative a palette R5 RA 0305 e da tre booster per vuoto PANDA WV 2400 A e un PANDA WV 0500 C. È stato previsto uno spazio di riserva aggiuntivo per possibili ingrandimenti futuri.

Controllo e dimensionamento basati sulla domanda che garantiscono la sicurezza di processo

Il pannello di controllo del sistema si trova direttamente nel container. I sensori della pressione nelle tubazioni rilevano continuamente la domanda corrente e controllano le pompe per vuoto di conseguenza. Questa predisposizione in funzione della domanda consente un funzionamento efficiente a livello energetico. Diversi serbatoi del vuoto garantiscono la copertura affidabile di stadi di processo come la termoformatura, la pre-evacuazione e il medio vuoto. Il sistema per vuoto centralizzato viene attivato non appena si avvia la prima macchina per il confezionamento, ma può anche essere azionato manualmente. L'operatività è garantita anche in caso di avaria del sistema di controllo.

Poiché il container si trova all'aperto, si è provveduto a una progettazione specifica del sistema di regolazione della temperatura. Anche a basse temperature esterne, per evitare la formazione di condensa e difficoltà di avviamento delle pompe per vuoto, la temperatura interna non deve scendere al di sotto di 0 °C. Tutte le tubazioni tra la fornitura di vuoto centralizzata e le macchine per il confezionamento sono state progettate e installate congiuntamente. L'implementazione è stata possibile senza sospendere le attività di produzione in corso.

Migliori condizioni di esercizio e maggiore efficienza

I vantaggi della soluzione centrale sono evidenti durante il funzionamento continuo. Lo spostamento delle pompe per vuoto riduce significativamente i livelli di pressione acustica nell'area di produzione. Allo stesso tempo, è eliminata la necessità di ulteriore raffreddamento dovuto al calore di scarto prodotto dalle pompe per vuoto. Poiché nel complesso vengono azionate meno pompe, si riduce anche il consumo di energia.

È stata inoltre migliorata l'affidabilità di esercizio: grazie alle ridondanze, l'avaria di una singola pompa per vuoto non comporta più l'arresto della linea di confezionamento. Gli interventi di manutenzione possono essere eseguiti durante il funzionamento. Le attività di manutenzione complessive sono state notevolmente ridotte, poiché le pompe per vuoto da sottoporre a manutenzione sono in numero inferiore, così come sono ridotti l'olio e i materiali di manutenzione. Inoltre, con la nuova fornitura di vuoto, le macchine per il confezionamento raggiungono una frequenza di ciclo mediamente più elevata. Un tecnico di Migros Lucerna descrive lo sviluppo come segue:

"All'inizio ero scettico sul fatto che questo concept funzionasse, soprattutto con l'intero sistema sul tetto. Oggi posso dire che si tratta di una soluzione ideale per la nostra produzione."

Soluzione sostenibile e a prova di futuro

Il concept del vuoto implementato presso Migros Lucerna è stato progettato per ambienti di produzione con diversi processi di confezionamento e requisiti elevati in termini di igiene, disponibilità ed efficienza. È particolarmente adatto per applicazioni in cui più linee di confezionamento con livelli di pressione variabili devono essere alimentate centralmente e su richiesta in modo affidabile. La combinazione di robusta tecnologia del vuoto, controllo basato sulla domanda e separazione spaziale tra produzione e generazione di vuoto consente un funzionamento stabile, riduce i costi energetici e le attività di manutenzione e aumenta la sicurezza operativa.