Pronta per l'Industria 4.0: la pompa per vuoto autoregolante contribuisce al risparmio energetico

La società EG Fleischwarenfabrik Dieter Hein GmbH & Co. KG produce e fornisce un'ampia scelta di specialità a base di carne e di salsiccia per clienti di tutta Europa e degli USA.
Foto: Busch Dienste GmbH
Foto: Busch Dienste GmbH

Come azienda consapevole delle problematiche ambientali, si è sempre adoperata per rendere la produzione efficiente a livello energetico e per utilizzare le risorse in modo conservativo. Per questo motivo, già parecchi anni fa ha centralizzato la fornitura di vuoto per le sue macchine per il confezionamento, riuscendo così a sfruttare un enorme potenziale di risparmio energetico. Dieter Hein è il primo trasformatore di carne in Germania a utilizzare la nuova pompa per vuoto R 5 RA 0760 A PLUS di Busch nel suo sistema per vuoto centralizzato, riuscendo così a far risparmiare ancora più energia alla sua azienda. Ma c'è di più: questa pompa per vuoto è pronta per l'Industria 4.0, essendo dotata di un controllo della pressione incorporato e di un PLC.

La storia di Fleischwarenfabrik Dieter Hein inizia più di 80 anni fa, con una macelleria a Görlitz avviata dal capo macellaio Georg Hein. Suo figlio Dieter Hein ha portato avanti la tradizione, aprendo un piccolo negozio a Osnabrück nel 1961. Il passo successivo nello sviluppo dell'azienda è stato compiuto nel 1975 con l'inaugurazione dell'attuale fabbrica per la produzione di prodotti a base di carne a Hasbergen, nei sobborghi di Osnabrück. Un secondo stabilimento produttivo è stato aperto a Görlitz nel 1996.
 

Experten im Fleischverpacken - EG Fleischwarenfabrik Dieter Hein GmbH & Co. KG

Fig. 1: EG Fleischwarenfabrik Dieter Hein GmbH & Co. KG. Foto: Busch Dienste GmbH

La varietà di prodotti offerta da Dieter Hein comprende affettati e tagli di carne per grossisti, dalle preparazioni pronte, come polpette di carne, hamburger di carne per kebab e fette di bacon croccanti, a prodotti di gastronomia, come affettati e carne cruda, prosciutto, arrosti, tacchino e molto altro (fig. 1).
 

Oltre 300 operatori lavorano in tre turni presso lo stabilimento di trasformazione di Hasbergen; il terzo turno si occupa della pulizia. I prodotti sono confezionati complessivamente con nove termoformatrici automatiche. Queste unità sono collegate a una fornitura di vuoto on-demand centralizzata, completamente automatica. Un'unità di generazione del vuoto genera il vuoto grossolano per la pre-evacuazione delle camere di confezionamento a 45 millibar. Una volta che il sistema è arrivato a generare 45 millibar, le valvole di controllo attivano un'unità di generazione del vuoto fine; inizia a questo punto un secondo processo di evacuazione, allo scopo di ridurre il livello di vuoto nel confezionamento a 3-4 millibar. Un terzo modulo genera il vuoto per la termoformatura della pellicola di base nella stazione di formatura di ogni singola macchina per il confezionamento.

Per abbattere ulteriormente il consumo energetico, il direttore della manutenzione Thomas Pelke e il direttore della divisione energia Bernd Wörner hanno deciso di provare la nuova pompa per vuoto a palette R 5 RA 0760 A PLUS (fig. 2) di Busch. Presentata agli specialisti del settore alla fiera IFFA di Francoforte sul Meno, questa pompa per vuoto dispone di serie di un motore a controllo di frequenza e di un'unità di controllo integrata. Un sensore di pressione misura costantemente il livello di vuoto sull'entrata della pompa per vuoto. Così la R 5 0760 A PLUS è in grado di rispondere rapidamente a qualsiasi variazione della domanda, adattando la capacità di aspirazione alle richieste attuali. Il range di controllo è compreso tra 35 e 60 Hz, equivalenti a una capacità di aspirazione di 440-760 metri cubi l'ora. 
 


Fig. 2: la nuova pompa per vuoto Busch R 5 RA 0760 A PLUS è stata installata in un sistema per vuoto centralizzato esistente come parte di un progetto pilota. Foto: Busch Dienste GmbH


La nuova pompa per vuoto è stata integrata nella fornitura di vuoto centralizzata alla fine del 2018, in sostituzione della pompa per vuoto a palette rotativa non regolata con una capacità di aspirazione di 630 metri cubi l'ora. Installata oltre 20 anni fa, questa pompa era responsabile del mantenimento del vuoto grossolano del sistema. La nuova pompa per vuoto non è stata collegata all'unità di controllo della fornitura di vuoto centralizzata, in quanto è autoregolante. Il sistema di controllo è stato programmato dal display incorporato, sebbene questo sia stato limitato a impostare il livello di vuoto richiesto di 45 millibar.

Per riscontrare i vantaggi di questa pompa per vuoto intelligente sono state sufficienti poche settimane di esercizio. Nel sistema per vuoto centralizzato installato in precedenza, il vuoto grossolano tendeva a calare quando più macchine per confezionamento richiedevano improvvisamente un'elevata capacità di aspirazione e la pompa per vuoto era già stata spenta, considerato che era stato raggiunto il livello di vuoto richiesto. Di conseguenza, la pompa per vuoto non regolata doveva prima essere riavviata, quindi era necessario più tempo per raggiungere la piena capacità di aspirazione di 630 metri cubi l'ora. La nuova R 5 RA 0760 A PLUS mantiene una velocità di 35 Hz. A questa velocità, la pompa per vuoto consuma circa il 60%-70% dei 18,5 kW della prestazione d'esercizio nominale del motore e allo stesso tempo è mantenuto il livello di vuoto selezionato. Quindi, se la capacità di aspirazione aumenta improvvisamente, ad esempio se vengono accese contemporaneamente parecchie macchine per il confezionamento che devono funzionare alla stessa velocità, la R 5 PLUS reagisce immediatamente e può aumentare il rendimento fino al 120% finché non risulta soddisfatto il picco della domanda.

Il display da 7,5 pollici permette a Bernd Wörner di tenere costantemente d'occhio i dati registrati. Wörner si è reso conto che quando è in funzione, la R 5 PLUS sfrutta mediamente appena il 60% della sua capacità. Consuma soltanto il 60%-70% della corrente elettrica della prestazione d'esercizio nominale del motore, poiché mantiene il livello di vuoto selezionato. Su questa base, il motore della pompa per vuoto consuma effettivamente circa 6-8 kW. Questo dato è visualizzato direttamente sul display; è una funzione particolarmente utile, quando si desidera ottenere il massimo risparmio energetico durante il funzionamento, senza influire negativamente sulla qualità del confezionamento o sul tempo di ciclo. L'azienda può anche analizzare i dati registrati nel lungo periodo, poiché i dati sono salvati definitivamente nel PLC integrato. I dati possono essere stampati in qualsiasi momento in tabelle o grafici. Bernd Wörner ha immediatamente notato anche un altro vantaggio, non appena la pompa è stata avviata: "la pompa è praticamente silenziosa". Per essere esatti, la pompa per vuoto genera un livello di rumorosità di appena 70 dB(A) a velocità massima.

In qualità di responsabile per l'energia presso Dieter Hein, Bernd Wörner è entusiasta dei risultati della prova. Oltre al risparmio di ulteriore energia, questa pompa per vuoto permette all'azienda di reagire in modo specifico ai requisiti di potenza delle macchine per il confezionamento, registra costantemente i dati sul PLC integrato e li collega al PLC o all'unità di controllo del PLC delle macchine per il confezionamento. 


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