Poprawa dostępności maszyn, zwiększenie wydajności urządzeń, podniesienie jakości produktów, optymalizacja energii i lepsza kontrola nad całością procesów. Takie konkretne zalety niosą ze sobą rozwiązania i systemy smart factory wykorzystywane we współczesnym przemyśle spożywczym. Zdaniem ekspertów wkrótce z takich sprytnych linii produkcyjnych może korzystać większość polskich przedsiębiorstw.
Rozwijająca się w zawrotnym tempie technologia czerpiąca innowacyjne rozwiązania systemowe z Przemysłu 4.0. jest coraz szerzej wykorzystywana przez polskich przedsiębiorców. Rosnącą popularnością cieszą się zwłaszcza zastosowania służące optymalizowaniu linii produkcyjnych. Z tych technologicznych nowinek z powodzeniem korzysta między innymi krajowy sektor wytwórców i producentów spożywczych, jaki według danych Eurostatu i GUS, pracuje na około 16 procent całkowitej produkcji sprzedanej polskiego przemysłu i zatrudnia blisko 380 tysięcy osób. To daje 9. lokatę wśród rynków o tej specyfice w Europie. Około 3 procent wartości dodanej brutto ogółem w gospodarce i około 11 procent wartości dodanej przemysłu generują producenci artykułów spożywczych, dlatego kondycja tego sektora bezpośrednio przekłada się na stan całej gospodarki.
– Od czasu wejścia Polski do Unii Europejskiej branża doświadczała bardzo intensywnego rozwoju. Tylko w latach 2010–2017 produkcja artykułów spożywczych w Polsce zwiększyła się wartościowo aż o 34,4 procent – z 141,1 do 224,67 miliardów złotych. Nieco wyższą oraz niemal równą dynamikę wzrostu miał tylko sektor spożywczy w Irlandii oraz na Litwie, podczas gdy średnia dynamika wzrostu dla 28 państw wspólnoty wynosiła 7,4 procent – tłumaczą eksperci w raporcie dotyczącym przemysłu spożywczego w Polsce z 2020 roku, przygotowanym przez Rejestr Dłużników BIG InfoMonitor.
Techniczna rewolucja
Oferta produktów z gamy Przemysłu 4.0. dedykowanych dla przemysłu spożywczego zawiera między innymi innowacyjne czujniki pozycji, czujniki procesowe, systemy sterowania i technikę łączeniową oraz 3D. W polskich fabrykach zastosowanie znajdują też czujniki służące do pomiaru: ciśnienia, poziomu, przewodności, temperatury, monitorowania drgań, ale również innowacyjne zastosowania w dziedzinie okablowania. Wszystkie te komponenty mogą stworzyć linię produkcyjną, która w sprytny sposób będzie zmieniała i optymalizowała proces wytwarzania konkretnych produktów.
Widać to na przykładzie branży napojów czy piwowarskiej. Mieszalnie i warzelnie przez cały czas mogą być dostępne do produkcji kolejnych partii i nie wyłączają się w krytycznych momentach. To z kolei przekłada się bezpośrednio na możliwość produkcji idealnych serii bez marnotrawstwa składników.
– Wykorzystanie rozwiązań z gamy smart factory i połączenie ich z komunikacją cyfrową pozwala na uwolnienie potencjału maszyn fabrycznych. Dzięki pełnemu sygnałowi cyfrowemu kontrola procesów poprawia się na każdym poziomie i w porównaniu do zastosowań analogowych jest niezawodna. Dwukierunkowa komunikacja z oprzyrządowaniem daje przejrzystość procesów, zmniejsza na przykład rozmiary szaf sterowniczych, a to generuje dodatkowe oszczędności, tak bardzo istotne w dobie spowolnienia gospodarczego spowodowanego pandemią koronawirusa – mówi Jacek Łobodziec, inżynier ds. aplikacji katowickiej spółki ifm electronic, produkującej innowacyjne czujniki stosowane między innymi właśnie w branży spożywczej.
Energia oszczędności
Nowoczesne czujniki mają funkcję automatycznej ponownej parametryzacji po wymianie w przypadku ich zużycia lub uszkodzenia. Dodatkowo czujniki ciśnienia są odporne na cykle czyszczenia wysokociśnieniowego, zapewniając ciągłość procesów parzenia, wykrywając przy tym blokady i zużycie uszczelek zaworu, co zapobiega nieoczekiwanemu zatrzymaniu procesu parzenia. Minimalizuje to przestoje i przyspiesza działanie systemu.
Z kolei czujniki drgań monitorują stan pompy, aby zapobiec katastrofalnym awariom sprzętu i długiej utracie dostępności maszyny. Dane są monitorowane w czasie rzeczywistym, co umożliwia czujnikowi przewidywanie awarii i ograniczenie uszkodzeń oraz ostrzeganie, gdy pompy pracują nieefektywnie, powodując marnowanie energii.
– Tego typu produkty zawsze wykonane są z wysokiej klasy materiałów dopuszczonych do kontaktu z żywnością. Obudowa spełnia surowe wymagania higieniczne i wyróżnia się wysoką szczelnością i odpornością temperaturową. Ofertę na rynku uzupełniają także konektory o wysokim stopniu ochrony oraz akcesoria montażowe ze stali kwasoodpornej, przeznaczone specjalnie dla branży spożywczej. Wszystkie urządzenia i systemy spełniają wymagania światowych norm oraz unijnych dyrektyw – mówi Jacek Łobodziec.
Technologia jakości
Czujniki poziomu wykorzystują technologię pojemnościową wysokiej częstotliwości, która ignoruje osady i utrzymuje ciągłość procesu parzenia. To możliwe także za sprawą niezawodnych pomiarów przepływów i temperatury. Brak ruchomych części czy jednoczęściowe obudowy ze stali nierdzewnej eliminują wnikanie wilgoci, która według specjalistów jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do dryfu czujnika i awarii.
W warzelniach na tradycyjne czujniki ciśnienia wpływają gwałtowne zmiany temperatury spowodowane przenoszeniem gorącej brzeczki, dlatego trzeba czasu na ustabilizowanie się procesu. Innowacyjne czujniki ciśnienia wykorzystują ceramiczne elementy czujnikowe, które szybko odzyskują równowagę po zmianach temperatury i przyspieszają proces. Same czujniki temperatury mają funkcję ostrzegania o konieczności sprawdzenia kalibracji. Technologia pojemnościowa wysokiej częstotliwości może być też używana do wykrywania fazy w celu natychmiastowego określenia przejścia między typami mediów, na przykład na roztwór czyszczący do płukania wodą. Pozwala to na szybsze przechodzenie między etapami procesu.
Cyfrowe wartości procesowe eliminują błędy konwersji, prowadząc do lepszej dokładności i wyższej jakości wytwarzanego produktu. Czujniki zaworów wykrywają z czasem blokady i zużycie uszczelek zaworu, zapobiegając wyciekom, które mogą mieć wpływ na jakość produktu. Technologia pojemnościowa wysokiej częstotliwości wykrywa stan pełnego zbiornika, chroniąc zbiorniki przed przepełnieniem i marnowaniem produktu.
