Pompa próżniowa z samoczynną regulacją pomaga w oszczędzaniu energii

Firma EG Fleischwarenfabrik Dieter Hein GmbH & Co. KG jest kompleksowym dostawcą i wytwarza szeroką gamę specjałów mięsnych oraz wędlin dla klientów z całej Europy, a także ze Stanów Zjednoczonych.

Jako przedsiębiorstwo o wysokiej świadomości w zakresie ochrony środowiska zawsze działa na rzecz energooszczędnej produkcji i ochrony zasobów. Kilka lat temu było to powodem centralizacji wytwarzania próżni potrzebnej w maszynach pakujących. Takie rozwiązanie zapewniło duży potencjał oszczędności energii.

Dieter Hein to pierwszy niemiecki przetwórca mięsa, który pilotażowo wdrożył nową pompę próżniową R5 RA 0760 A PLUS firmy Busch w swoim centralnym systemie próżniowym, aby dodatkowo zwiększyć oszczędność energii. Ponadto ta pompa próżniowa dzięki wbudowanemu układowi sterowania ciśnieniem i sterownikowi PLC spełnia standardy przemysłu 4.0.

Informacje o firmie Dieter Hein

Historia firmy Fleischwarenfabrik Dieter Hein zaczęła się przed 80 laty w Görlitz, gdzie założył ją mistrz masarski Georg Hein. Tradycję kontynuował jego syn Dieter Hein, otwierając w roku 1961 mały sklep w Osnabrücku. Kolejnym etapem rozwoju firmy było rozpoczęcie produkcji mięsa w Hasbergen na obrzeżach Osnabrücku w 1975 roku. Drugi zakład produkcyjny został otwarty w Görlitz w roku 1996.

Jako kompleksowy dostawca firma Dieter Hein wytwarza dla sprzedawców hurtowych wędliny, od gotowych do podania artykułów pieczonych, takich jak pulpety, kebaby czy chrupiący plasterkowany bekon, po specjały dla smakoszy, takie jak surowe wędliny, szynka, pieczenie, przetwory z indyka itp. (il. 1).

Proces pakowania próżniowego

W zakładzie przetwórczym w Hasbergen zatrudnionych jest ponad 300 osób pracujących na trzy zmiany. Zadaniem trzeciej zmiany jest czyszczenie. Do pakowania produktów służy łącznie dziewięć maszyn termoformujących. Są one podłączone do centralnego, w pełni zautomatyzowanego systemu wytwarzania próżni, który działa odpowiednio do zapotrzebowania.

Moduł pompy próżniowej wytwarza niskie podciśnienie w celu opróżnienia wstępnego komór pakowania do poziomu 45 milibarów. Natychmiast po wytworzeniu ciśnienia 45 milibarów zawory regulacyjne uaktywniają moduł pompy próżniowej wysokiego podciśnienia. W drugim etapie procesu opróżniania tworzone są warunki odpowiednie dla pakowania, tj. próżnia wynosząca 3–4 milibarów. Trzeci moduł próżniowy wytwarza próżnię do termoformowania folii bazowej na stanowiskach formowania poszczególnych maszyn pakujących.

Aby jeszcze bardziej zmniejszyć zużycie energii, kierownik działu konserwacji Thomas Pelke i kierownik działu energetyki Bernd Wörner zdecydowali się wypróbować nową łopatkową pompę próżniową R5 RA 0760 A PLUS firmy Busch (il. 2).

Informacje o pompie R5 PLUS

Pod koniec roku 2018 nowa pompa próżniowa została zintegrowana z centralnym systemem próżniowym, zastępując nieregulowaną rotacyjną pompę próżniową o wydajności 630 metrów sześciennych na godzinę. Ta zamontowana ponad 20 lat temu pompa odpowiadała za utrzymywanie w niskiego podciśnienia w układzie. Ze względu na to, że nowa pompa próżniowa jest samoczynnie regulująca się, nie została ona podłączona do jednostki sterującej centralnego systemu wytwarzania próżni. Układ sterowania został zaprogramowany z zastosowaniem wbudowanego wyświetlacza, chociaż jego możliwości były ograniczone do ustawienia wymaganego poziomu próżni na 45 milibarów.

Korzyści zapewniane przez inteligentną pompę próżniową

Już po kilku tygodniach uwidoczniły się korzyści zapewniane przez tę inteligentną pompę próżniową.

Samoregulacja wydajności pompowania
We wcześniej zamontowanym centralnym systemie próżniowym niskie podciśnienie nie bywało utrzymywane w przypadku zapotrzebowania na dużą wydajność pompowania przez wiele maszyn pakujących. Pompa próżniowa była wtedy wyłączona z powodu osiągnięcia wymaganego poziomu próżni. W związku z tym konieczne było najpierw uruchomienie rozregulowanej pompy próżniowej, a na osiągnięcie wydajności pompowania wynoszącej 630 metrów sześciennych na sekundę wymagany był dłuższy czas. Nowa pompa R5 RA 0760 A PLUS utrzymuje częstotliwość wynoszącą 35 herców. Przy tej prędkości pompa próżniowa pobiera ok. 60–70% znamionowej mocy silnika wynoszącej 18,5 kW, utrzymując wybrany poziom próżni. W przypadku gwałtownego wzrostu wydajności pompowania, np. po jednoczesnym włączeniu wielu maszyn pakujących, działających z identyczną prędkością, pompa R5 PLUS reaguje natychmiast i może zwiększyć wydajność do 120% do czasu spełnienia gwałtownie zwiększonego zapotrzebowania.

Wysokiej jakości wyświetlacz do sterowania i monitorowania
Wyświetlacz o przekątnej 7,5 cala umożliwia Berndowi Wörnerowi ciągłe monitorowanie zarejestrowanych danych. Wörner zauważył, że pompa R5 PLUS pracuje z wykorzystaniem średnio 60% wydajności. Ponieważ utrzymuje wybrany poziom próżni, pobiera przy tym tylko 60–70% znamionowej mocy elektrycznej silnika. W związku z tym, pobór mocy przez silnik pompy próżniowej pobiera wynosi faktycznie ok. 6–8 kW. Wartość ta pojawia się bezpośrednio na wyświetlaczu. To wyjątkowo użyteczna funkcja w przypadku dążenia do osiągnięcia maksymalnej oszczędności energii podczas pracy bez negatywnego wpływu na jakość pakowania lub czas cyklu.

Analiza danych
Firma może również analizować dane zarejestrowane w dłuższym okresie, zapisywane trwale w zintegrowanym sterowniku PLC. Dane można w dowolnej chwili wydrukować w postaci tabel lub wykresów.

Bardzo niski poziom hałasu
Bernd Wörner po uruchomieniu pompy zwrócił ponadto uwagę na jeszcze jedną korzyść: „pracuje ona praktycznie bezgłośnie”. Mówiąc dokładniej, pompa próżniowa wytwarza przy maksymalnej prędkości hałas na poziomie zaledwie 70 dB(A).

Wniosek firmy Dieter Hein

Bernd Wörner – kierownik działu energetyki w firmie Dieter Hein jest bardzo zadowolony z wyników prób. Oprócz dodatkowej oszczędności energii pompa próżniowa umożliwia firmie precyzyjne reagowanie na wymagania dotyczące zasilania maszyn pakujących. Pompa rejestruje dane w zintegrowanym sterowniku PLC i wiąże je z danymi PLC maszyn pakujących bądź jednostki sterującej PLC.