克朗斯为挪威TINE 建设新厂

2020-10-20 08:12
酒·饮料技术装备 2020年5期
关键词:原奶克朗热泵

卑尔根新厂

TINE 公司是挪威最大的乳品生产商,除了各种奶制品,还生产液态食品。2019 年的销售额22.5 亿欧元。公司历史可以追溯到19 世纪,当时许多农户联合起来对其原奶进行加工。今天合作社农户数已经达到1 万家。

加工厂也有30 多处,其中卑尔根乳品厂负责人马特说,工厂的宗旨是为农户加工和销售牛奶,保证当地农户持续获得收入。每天,八辆货车在周边地区装满收购的原奶,下午准时到达厂区。挪威的农户居住分散,有些甚至住在偏僻荒凉的地区,运输物流确实是一项挑战。乔根先生就是其中一位奶农,尽管他的农庄距离TINE 公司的新建工厂不到20 千米,但道路曲折,部分还是单车道,行驶时间超过45 分钟。乔根共饲养25 头奶牛,夏季在牧场放牧,冬季让奶牛舒适地生活在牛圈内。他就是挪威奶农的典型代表。挪威地貌特殊,大部分为曲折的峡湾和高山,因此农庄的规模相对较小:每家农户平均拥有22 公顷土地和24 头奶牛。

自动控制

位于卑尔根乳品厂是新建的,为全部周边地区供应鲜奶、掼奶油和果汁。尽管其每日产能只有30 万升,相对较低,但却是公司内部32 家工厂中最现代化的。老乳品厂建于50 年代,效率很低。此外,工厂位于城区内,安装的设备已经老旧,无法为灵活性提供更大的空间。为了在基础设施方面获得更多的自由,同时将设备技术提升到最新的技术水平,很早之前就已经考虑建造一家新工厂。2017 年初,TINE 公司开始全力建设卑尔根新厂。

克朗斯集团旗下的Milkron 公司,专业做乳品设备,也参与了投标。Milkron 位于汉诺威附近,当时刚刚成立一年,但其员工已经在乳品行业有几十年的从业经验。这些人熟悉乳品行业,拥有建造这种乳品厂所需的客户联系,这起了决定性作用。

第二个加分项是克朗斯集团内部的协作能力。TINE公司将整体项目打包成几个大部分,为了简化流程,减少分界点,期望为每一个部分寻找一家系统供货商。克朗斯和Milkron 公司是能够真正为流程技术提供整体解决方案的为数不多的几家供应商之一,他们最终获得了流程技术的全部的设计和实施订单,包括从原奶收料到原奶处理和成品奶存放直至移交给灌装机。

施工期间,Milkron 专家始终在工厂,负责协调全部的施工现场以及各家分供方,确保供货、就位和组装以及设备的安装和调试顺利完成。Milkron公司和克朗斯均未在挪威设立工厂,所有人员和材料都必须来自国外。这自然在设计、协调和物流方面产生大量的费用。但是,这些专家出色地完成了任务,首先,需要大量的材料:铺设了超过15 千米的不锈钢管道,在总计54 个大罐之间输送原奶和终端产品以及水和能源介质。

配备所需流程设备时,Milkron 得到了克朗斯各子公司的协助。

HST 公司提供均质机。这台均质机用于饮用奶的部分均质化,能力为每时8000 升(200 巴压力)。

Evoguard 公司提供了全部所需的阀门,总计1107个。其中还包括按照TINE 公司的要求设计和制造12 套不同规格的阀阵。还包括阀门的AS-i 总线与上位控制系统的通讯。阀阵发货之前,Evoguard 公司在其尼特瑙工厂进行了工厂验收测试,TINE 公司的专家也参与了这个过程。借此可以确保在发往挪威之前就已经保证了阀阵的功能。

对于流程引导系统,TINE 公司要求采用高度现代化、能源高效的自动化解决方案,最后选择了Syskron 公司的Botec F1。该系统监督和控制全部生产流程。此外,还需要并入TINE 公司的IT 系统,预留几乎所有系统的接口。借此,还可以通过Botec 调出和显示能源和介质数据,连接原有的订单处理系统,或者直接在Botec 中规划和处理订单。

克朗斯与TINE 公司共同为新的乳品厂精心设计了全套能源方案,采用由热泵和制冷机组成的三级系统。其核心设备是一台复合型高温热泵,可以在相对较低的压力下达到非常高的温度。

TINE 公司高度重视可持续能力。在全部生产过程中高效、细心地使用原料、能源和水。例如对于原料使用,提出了最高损耗不超过0.5%的目标。在能源方面,也尽可能高效地利用。

克朗斯与TINE 公司共同开发了一套考虑周全的能源方案,除了全部生产流程的消耗值等指标,还重点关注了采暖和通风技术。其核心部分是一套热泵系统,采用67℃和95℃两个热水温度等级。这些热水利用制冷和空压设备的余热,补充到整体系统中。拥有一套相对复杂的能源网。借助热泵可以充分利用获得的余热,例如,将其用于制备热水、室内取暖以及厂区的除雪除冰。

另外一个特殊之处是采用封闭的水循环和干式回冷器,因此,公用工程的运行不需要用水。TINE 公司在室外安装了四台储水罐,每台水罐的容量为130 立方米。克朗斯负责全部接口的协调确认,提供预组装在框架上的公用工程设备。现场的管路铺设和连接由Milkron 公司负责。

该方案取得了良好的效果,TINE 公司借此将能耗总计降低了40% ,该项目荣获欧洲热泵协会的大奖。此外,除了热泵系统,该乳品厂的顶棚还安装了6000 平米的太阳能电池板,生产和存储备用电能。

这是TINE 公司首次将全部流程设备交给克朗斯集团的专业公司。除了技术设备,时间计划也起着重要作用:Milkron 公司作为总承包商协调全部分供方,负责项目的整体推进,但还是存在大量的分界点。对于这种大项目,时间进度始终是一个关键因素。从设计阶段开始,也包括后期紧张的安装阶段,所有参与方都通力合作。最终,投产时间甚至比最初计划提前了一个星期”。此后,Milkron公司继续完成最后的调整工作,此外,还在持续生产过程中从老乳品厂搬迁一套原有的果汁生产设备。

尽管TINE 公司目前在卑尔根拥有了一家能源高效的乳品厂,配备了现代化的设备,但并不能因此而高枕无忧,公司面临的挑战是乳品消费整体呈现下降趋势。这意味着必须更加高效地组织生产,当然还要继续保持极高的质量标准。

新工厂呈现一派兴旺的景象。在TINE 公司的卑尔根乳品厂,原奶收料位于49 和50 号门后面。下午刚刚开始,货车就陆陆续续地从这里驶入厂区。借助两条收奶线,此前由牵引车和挂车收集的牛奶可以同时卸料。首先,液体以自由下排方式进入地下室,在那里排气并冷却至2℃。此后,被泵入三个放置在对面的原奶罐之一,每个罐的容量为100 立方。

接下来,牛奶进入卫生区:加热到55℃之后,牛奶流过一台离心机,分离出奶油。此后,根据最终产品调整脂肪含量,对部分牛奶进行均质化处理,随后与收集的剩余牛奶进行混合。牛奶加热器的能力为每小时2.5 万升,分流均质化的能力为每小时6000 至8000 升。剩余的奶油进入五个原奶油储罐之一,用于后期的掼奶油生产。

牛奶本身在一台换热器中升温至74℃,随后以对流方式立即降温。在冰水冷却器中,这部分牛奶被冷却至2℃,然后进入五个储罐之一。除了10 个乳品罐之外,仓库中还有另外四个大罐用于果汁生产。

接下来,一套Evoguard 阀阵控制牛奶、奶油和果汁分别前往哪一台灌装机,该工厂总计配备五台灌装机,可以完成纸盒、大容量瓶和盒中袋的灌装。此外,Milkron公司还安装了两套CIP 刷洗设备,一套用于原奶,另外一套用于巴氏杀菌后的产品。TINE 公司的供货范围还包括80℃热水杀菌。

为了将产品损耗降到最低限度,CIP 刷洗启动阶段的冲洗奶被收集后进行加热处理,然后作为饲料提供给农户。启动、排空和产品转换时的混合相也同样需要收集,利用反渗透浓缩到相应的干物质含量,流加到牛奶加热器的暂存罐中。

在新建乳品厂项目中,TINE 公司决定将Botec F1完整地并入其IT 系统。这套Syskron 量身定制的解决方案由几方面构成。

通过Botec F1 控制全部生产流程:原奶收料、CIP流程、通过ASi 总线完整地接入所有的阀门。

整体并入全部介质供给:包括超滤的水处理系统,压缩空气供给,制冷系统和热泵。

采用最新一代西门子控制系统S7-1500 的PLC 编程框架。批处理系统,包含可视化和连接TINE 公司MES模块的接口。

Botec 功能实现双路追踪和追溯。基于VPN 技术的远程维护。兼容西门子控制系统S7-1500 和Profinet。Botec F1 的报警信号传送至TINE 公司的SMS 系统。

“订单处理”模块:直接在Botec 中生成订单,或者在TINE 公司的ERP 系统中生成订单后转入Botec 系统。挪威语和英语之间的语言转换。

TINE 公 司IT 系统的数据接口,接收来自Botec 系统“运行工具”模块的流程状态和报警。

通过Botec 系统的IFace 接 口 向TINE 公司的集成平台(实验室管理系统,商务智能系统和资产管理模块)提供信息。开放一个连接TINE 公 司BDE 系 统的接口。

TINE 公司获得一套高度现代化的软件解决方案,极大地减轻了所有生产相关人员的日常工作:借此,可以非常简单地模拟、控制和实施高度复杂的流程。输入通过一个直观的操作界面完成。全部能源供给也接入了这个系统,借此,TINE 公司更容易实现对可持续生产提出的要求。

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