Экономия электроэнергии и снижение выбросов углекислого газа благодаря централизации подачи вакуума

Block House Fleischerei GmbH поставила себе цель повышения энергетической эффективности и снижения выбросов парниковых газов. Путем реорганизации системы подачи вакуума для пяти вакуумных линий этот производитель бургеров и порционных продуктов из свежего мяса добился значительной экономии электроэнергии и уменьшил выбросы CO₂ на 36,1 t в год. Основным компонентом новой системы подачи вакуума является централизованная вакуумная система, поставленная компанией Busch. Благодаря конструкции системы и интеллектуальной системе управления она расходует значительно меньше энергии, чем использовавшиеся ранее вакуумные насосы, установленные непосредственно в упаковочных машинах.

О компании Block House

В 1973 г. Ойген Блок (Eugen Block) организовал мясокомбинат Block House. Причем те стандарты качества, который Блок установил тогда, действуют до сих пор. Сертификат IFS подтверждает высокое качество свежего мяса и бургеров. Говядина высшей категории является дополнительной гарантией того, что на мясо идет скот, который был правильно выращен и откормлен. На мясо для стейков в основном идут коровы абердин-ангусской и герефордской пород крупного рогатого скота.

Block House ощущает ответственность за окружающую среду и экологию, равно как и за соблюдение строжайших стандартов качества. Система управления энергопотреблением сертифицирована по стандарту ISO 50001 и является частью проекта Companies for Resource Conservation «Бизнес за сохранение ресурсов», реализуемого в Гамбурге.

Термоформовочные упаковочные машины

В 2013 г. система подачи вакуума упаковочных машин была исследована на предмет энергоэффективности. На основании результатов анализа было установлено, что имеется возможность для снижения расхода энергии. На тот момент существовали пять упаковочных линий, на каждой из которых работала одна термоформовочная упаковочная машина, и каждая линия была оснащена пластинчато-роторным вакуумным насосом, выполнявшим функцию форвакуумного насоса, и дополнительным двухроторным бустерным вакуумным насосом Рутса. Эти вакуумные насосы были установлены рядом с упаковочными машинами, т. е. в непосредственной близости от рабочих мест сотрудников. В результате вакуумные насосы выделяли сбрасываемое тепло непосредственно в производственных зонах. Единственной возможностью поддерживать низкую температуру в помещении (что необходимо по гигиеническим нормативам) было увеличение производительности системы кондиционирования воздуха. Еще один недостаток заключался в повышенном уровне шума на рабочем месте.

Кроме снижения затрат энергии и уменьшения выбросов CO₂ мясокомбинат Block House поставил дополнительную цель — заменить систему подачи вакуума. Необходимо было обеспечить высокую эксплуатационную готовность систем подачи вакуума и убрать вакуумные насосы из производственных зон, чтобы выделяемое тепло и шум не проникали на рабочие места. Более того, по возможности следовало прекратить доступ обслуживающего персонала в указанные зоны.

Наше решение

Вместе со специалистами по вакууму Busch была разработана концепция для нахождения энергоэффективного решения, которое бы также устранило все перечисленные выше недостатки. Участники быстро согласились, что идеальным решением будет центральная подача вакуума на упаковочные машины. Основу для проектирования централизованной вакуумной системы составили пять существующих термоформовочных упаковочных машин. Вакуум требовался только для упаковочного процесса, поскольку фольга для формирования блистерных ячеек не засасывалась в формы под воздействием вакуума, а вдувалась в них с помощью сжатого воздуха.

Новая централизованная вакуумная система (рис. 3) была введена в эксплуатацию в сентябре 2015 г. Основными компонентами системы являются четыре пластинчато-роторных вакуумных насоса R5 с четырьмя двухроторными бустерными вакуумными насосами Рутса типа PANDA. Один модуль, состоящий из одного пластинчато-роторного вакуумного насоса и одного бустерного вакуумного насоса, имеет резервную функцию и используется только при необходимости выполнения техобслуживания без остановки производства. Централизованная вакуумная система находится в отдельном помещении этажом ниже под производственным цехом и поэтому полностью отделена от производства.

Упаковочная камера вакуумируется в два этапа с помощью двух линий подачи вакуума. По одной линии подается постоянный так называемый грубый вакуум с давлением 30 mbar. Это позволяет обеспечить быстрое вакуумирование до указанного уровня грубого вакуума. Затем система переключается на вторую линию, по которой подается вакуум с давлением 4 mbar. Такой двухступенчатый способ вакуумирования обеспечивает короткое время цикла. Между централизованной вакуумной системой и упаковочными машинами находятся накопители, обеспечивающие постоянное наличие вакуума требуемого уровня в производственных линиях.

Система включается по потребности. Отдельные вакуумные модули включаются и выключаются в зависимости от давления, определяемого измерительными преобразователями давления. Благодаря использованию такой системы управления и экономии энергии в размере 9,9 kW в сравнении с предыдущей децентрализованной системой мясокомбинат Block House сократил расходы на электроэнергию на 4356 евро в год. Такие показатели экономии энергии эквивалентны сокращению выбросов CO₂ на 22,8 t (рис. 4).

Преимущества центральной подачи вакуума

Модульная конструкция делает практически невозможным сбой подачи вакуума. Кроме того, дополнительный уровень защиты обеспечивается резервным вакуумным модулем.

Экономия электроэнергии и снижение выбросов CO₂

В результате размещения вакуумной системы в отдельном помещении этажом ниже достигается экономия 23.100 kWh мощности охлаждающей системы в производственном цехе. Этот показатель соответствует ежегодной экономии в 2541 евро или снижению выбросов CO₂ на 13,3 t. При сложении экономии электроэнергии, обеспечиваемой за счет централизованной подачи вакуума, и экономии за счет снижения требуемой мощности охлаждения, ежегодная экономия составляет 6897 евро. Суммарное снижение выбросов CO₂ составляет 36,1 t. В настоящее время централизованная вакуумная система обеспечивает подачу вакуума в пять упаковочных машин, при этом мощности машины достаточно на подключение еще двух упаковочных машин. Кроме этого, сократилось время цикла.

На эксплуатацию инновационной и энергоэффективной системы подачи вакуума администрация Гамбурга выделила субсидию в рамках программы «Бизнес за сохранение ресурсов». Такая инициатива лишний раз подтверждает правильность решения компании Block House в выборе централизованной вакуумной системы Busch.

Техническое обслуживание централизованной вакуумной системы осуществляется один раз в год силами технического специалиста сервисной службы Busch, который заранее согласовывает детали визита с местными инженерам-технологами. Централизованная вакуумная система была подключена к системе управления производством, в результате чего появилась возможность постоянного мониторинга и оперативного устранения неисправностей. Это, в частности, обеспечило автоматическое отображение и документирование расхода электроэнергии.