Med grädde tack…

Vad har grädde med tryckluft att göra? Detta sammanhang reder vi ut med framgångssagan för BMI (Bayerische Milchindustrie eG) i Zapfendorf. Det rör sig om rent vatten, närmare bestämt om industriell rening av avloppsvatten i ett mejeri.

Rent vatten: Ett krav som gick att uppfylla med en maskinteknik, som samtidigt är lättare att hantera, tillförlitlig och redo för framtiden. Hit räknas kriteriet med lägsta möjliga kostnad. Ett system med skruvblåsmaskiner gör det möjligt.

BMI är ett mejerikooperativ med lång tradition och internationell erfarenhet. I Zapfendorf i norra Bayern ligger nu BMIs största fabrik. Förutom standardprodukterna skummjölks- och sötvasslepulver produceras allt mer specialprodukter. Med den modernaste möjliga metoden ultrafiltrering utvinns proteinkoncentrat av hög kvalitet. Denna produkt blir alltmer betydande inom livsmedelsindustrin, dietiken, barnmat och hälsokost. Mjölksockertillverkning och produktion av förädlade mjölk- och vassleprodukter samt torkning av delvis sockerutarmad vassle och polyaminkoncentrering avrundar produktionsprogrammet. I fabriken i Zapfendorf finns även den moderna färskproduktfabriken, i vilken smör, grädde, kvarg och syrade mjölkprodukter tillverkas.

På grund av ökad efterfrågan och därmed produktion började man 2014 planera en ny, större rengöringsanläggning för vattnet som bildas vid tillverkning av mjölkprodukter. I fyra sekventiella satsreaktorer kommer snart näringsämneshalten i de olika bildade vattenmängderna att brytas ned biologiskt. Fyra blåsaggregat säkerställer luftförsörjningen till mikroorganismerna som ingår i denna process.

För att hålla vattenreningsanläggningens driftkostnader så låga som möjligt började man vid den energikrävande produceringen av luften till det aktiverade slammet i stället för de vanliga blåsmaskinerna använda skruvblåsmaskinerna som då var nya på marknaden. Skruvblåsmaskiner är i princip skruvkompressorer som optimerats för lågtryck, torrkomprimerande. Oljefria skruvkompressorer som arbetar betydligt effektivare redan från och med 400 mbar tryckskillnad. På grund av sina skruvformade rotorer såsom t.ex. SIGMA-profilen, uppnår dessa maskiner en högre verkningsgrad. När man som i BMIs fall kräver tryckskillnader på mellan 600 och 800 mbar samtidigt med många drifttimmar för blåsaggregaten, vilket är fallet inom vattentekniken, då åstadkoms en betydande energi- och därmed kostnadsbesparing.

De första planeringsutkasten hos BMI avsåg till att börja med första generationens skruvblåsmaskiner i form av hittills ofullständiga maskiner - alltså till största del mekaniska komponenter som först måste göras elektriskt startklara med hjälp av kopplingsskåp som externa underleverantörer skulle tillverka. Men när då nästa generations skruvblåsmaskiner – alltså inkopplingsklara, fullständiga maskiner med elektrisk styr- och effektdel – började omdefiniera teknikens ståndpunkt på marknaden, riktades siktet snabbt in mot dessa.

Just ett sådant ”komplett system” med dessa nya skruvblåsmaskiner var till slut även det avgörande skälet till beslutet. I fallet med BMI-Zapfendorf rör det sig om skruvblåsmaskiner av typ FBS-M-SFC med integrerade frekvensomriktare, vilka dessutom innehåller en smart maskinstyrning SIGMA CONTROL 2. Via denna styrning är blåsaggregaten direkt kopplade via Profibus till ledningscentralen, vars drift- och statusdata visualiseras där. Styrcentralen skickar vidare varvtalen, och därmed flödet som ska genereras, till blåsaggregaten. Blåsaggregaten fjärrstyrs på så sätt även via bussystemet.

Via styrningarna och det kompletta konstruktionssättet är dessa maskiner även användbara för tillämpningar hos Industri 4.0 resp. Vatten 4.0. Denna revolution inom industrin och nu även för vattentekniken som kallas den 4:e industriella revolutionen är baserad på möjligheten till en omfattande kommunikation mellan maskin och maskin samt med ett överordnat processtyrsystem via den snabbt utvecklande nätverkskopplingen och digitaliseringen. Målet är en flexibel styrning av maskinen samt diagnostiken av dess drift- och statusdata i realtid (så kallad Condition Monitoring), för att garantera en optimal drift och kunna leverera förebyggande underhåll (Predictive Maintenance). Det vill säga att en mängd information om blåsmaskinens drift- och underhållsstatus kan utläsas i en riktning och omvänt att blåsmaskinen fjärrstyrs i den andra riktningen – med endast en kabel, databusskabeln.

Som analoga värden kan man exempelvis utläsa följande i realtid: Insugs-, slut- och differenstrycket, insugs-, slut-, olje- och ljuddämpningshuvens innertemperatur, tryckfallet vid insugsfiltret, i utförande med frekvensomriktare blåsmaskinens varvtal, omriktarens strömupptagning och mellankretsspänning. Det som övervakas är motorernas temperatur och strömupptagning, oljenivå, temperaturerna på effektelektronikens kretskort och mycket mer.

För vart och ett av dessa värden har tröskelvärden för meddelandet om en varning och ett fel sparats, vilket även kan åstadkommas i processtyrsystemet med hjälp av bussprotokoll och ger därmed möjligheten till en bekväm och enkel övervakning. Till detta kommer även räkneverk för maskinens och dess enskilda komponenters drifttimmar, såsom t.ex. kompressorblock, motor, styrning, effektdel, förbrukningsdelar osv. För förbrukningsdelarna som t.ex. insugsfilter, olja, kilremmar osv har även tidsintervall sparats, vilka när de löpt ut genererar ett varningsmeddelande. Status så som maskin från, startklar, drift, varning och fel finns även i processkopian.

Ur operatörens synvinkel var valet av sådana mångsidiga Plug & Play-maskiner otvetydigt, efter en föregående detaljerad jämförelse med arbetet som krävs för en jämförbar funktionalitet med elektronikautomatisering med separata komponenter. Det var klart att det inte skulle stanna vid införskaffandet av komponenter som t.ex. blåsaggregaten, frekvensomriktarna och plåtskåpen. Med en föregående detaljerad jämförelse av maskin- och styrningsfunktionerna beaktades även kostnader för omkopplingsreläer och överströmutlösare för anslutning av elektriska hjälpaggregat såsom fläktar, olje- och vakuumpumpar samt transformatorer och utvärderingsenheter för sensorer för temperaturer, tryck, oljenivå eller till och med oljetryck. Registrerade sensorsignaler måste utvärderas, ha tröskelvärden sparade och baserade på dessa måste logiskt följande elektriska omkopplade åtgärder utföras. Oklarheter vid flera gränssnitt som förekommer i andra fall uppstår aldrig till att börja med och idrifttagningen kunde göras snabbt och friktionsfritt. Därutöver är allt entydigt dokumenterat, CE- och EMC-certifierat, vilket även bidrar till driftsäkerhetsförordningen. Detta kompletta leveransomfång underlättade inte bara planeringen av investeringskostnaderna, utan även den jämförande uträkningen av energikostnaderna, eftersom effektdata för den helt driftklara maskinen redan fanns transparent.

Förutom planerings- och rättsäkerheten är även processäkerheten given. Om fjärrstyrningen skulle fallera någon gång kan blåsaggregaten oberoende av processtyrsystemet alltid lekande lätt försättas i manuell drift via menyval i SIGMA CONTROL 2 utan omdragning av kablar eller omprogrammering av parametrar (som fallet var tidigare vid inkoppling till externa frekvensomriktare osv.). På så sätt kan dessa maskiner i nödfall som sista kvarvarande funktionsdugliga ö förse mikroorganismerna i aktiveringen med luft och hålla dem vid liv.

När han ser tillbaka på driften av de fyra moderna skruvblåsmaskinerna som nu varat i två år rapporterar projektledaren inte bara om en mycket god service kring skruvblåsmaskinerna tillsammans med frekvensomriktare, styrning och ledningscentralskoppling, utan snarare även om att prestanda som skruvblåsmaskinerna erbjuder faktiskt uppnåddes inom ramen för garantivärdena enligt ISO 1217 bilaga E och därmed åstadkoms den förutspådda mycket goda energieffektiviteten även i verkligheten. Enligt projektledaren sparade dessutom dessa maskiners ”kompletthet” in betydande kostnader när det gällde investeringssumman.

• Skruvblåsmaskin FBS 660 M
• Produktbroschyr
• Webb-app: Upplev skruvblåsmaskiner interaktivt