Förberedd för industri 4.0: Självreglerande vakuumpump som sparar energi

2019-05-14
Som helhetsleverantör producerar EG Fleischwarenfabrik Dieter Hein GmbH & Co. KG ett brett sortiment att kött- och korvdelikatesser åt kunder i Europa och USA.

Som det miljömedvetena företag det är har man alltid strävat efter energieffektiv och resurssnål produktion. Av denna anledning tog man för flera år sedan beslutet att centralisera vakuumförsörjningen för sina förpackningsmaskiner, något som utlovade en enorm energibesparing.

Dieter Hein är Tysklands första charkuteriföretag att pröva Buschs nya vakuumpump i sitt centralvakuumsystem, vilket man gjorde i syfte att sänka energiförbrukningen ytterligare. Vakuumpumpen är dessutom utrustad med inbyggd tryckreglering och en PLC, vilket innebär att den är förberedd för industri 4.0.

Historien bakom Fleischwarenfabrik Dieter Hein tog sin början för över 80 år sedan i en köttbod i Görlitz som startades av slaktaren Georg Hein. Hans son Dieter Hein fortsatte traditionen och öppnade en mindre butik i Osnabrück 1961. Nästa steg i företagets utveckling var invigningen av den nuvarande charkuterianläggningen i Hasbergen strax utanför Osnabrück 1975. En andra produktionsanläggning öppnades i Görlitz 1996.

Som helhetsleverantör producerar Dieter Hein kallskuret kött åt grossister, bland annat färdigmat som exempelvis köttbullar, kebabburgare och stekt bacon samt delikatesser såsom kallskuret kött, skinka, grillat kött, kalkon med mera (bild 1).

Över 300 medarbetare på förädlingsanläggningen i Hasbergen arbetar i tre skift där det tredje skiftet också innefattar rengöring. Produkterna förpackas av sammanlagt nio automatiska termoformningsmaskiner. Dessa enheter är anslutna till en central, helautomatisk, behovsstyrd vakuumförsörjning. En vakuumpumpenhet genererar grovvakuum för evakuering av förpackningskamrarna till 45 millibar.

Reglerventiler aktiverar en finvakuumpumpenhet när systemet har genererat 45 millibar då en andra evakueringsprocess tar vid och reducerar förhållandena i förpackningen till en vakuumnivå på 3 till 4 millibar. En tredje vakuummodul genererar vakuum för termoformning av basfolien i formningsstationen för varje enskild förpackningsmaskin.

I ett försök att få ner energiförbrukningen ytterligare beslöt Thomas Pelke, direktör för underhåll, och Bernd Wörner, direktör för energidivisionen, att pröva Buschs nya R 5 RA 0760 A PLUS (bild 2) lamellvakuumpump. Den här vakuumpumpen, som demonstrerades för specialister på IFFA-mässan i Frankfurt/Main, har en frekvensstyrd motor och inbyggd styrenhet som standard.

En trycksensor mäter kontinuerligt vakuumnivån vid inloppet till vakuumpumpen. Detta innebär att R 5 0760 A PLUS snabbt kan svara på förändrade behov genom att anpassa kapaciteten efter de aktuella kraven. Kontrollintervallet är 35 till 60 hertz, vilket motsvarar en kapacitet på 440 till 760 kubikmeter per timme.

Den nya vakuumpumpen integrerades i centralvakuumförsörjningen i slutet av 2018, och ersatte då den oreglerade lamellvakuumpumpen vars kapacitet låg på 630 kubikmeter per timme. Det har nu gått mer än 20 år sedan den pumpen installerades för att ansvara för att bibehålla systemets grovvakuum. Den nya vakuumpumpen har inte anslutits till centralavakuumförsörjningens styrenhet eftersom den är självreglerande. Styrsystemet programmerades med den inbyggda displayen, även om det enda som krävdes var att ställa in vakuumnivån till 45 millibar.

Via 7,5-tumsdisplayen kan Bernd Wörner hålla ständig koll på registrerade data. Wörner har fastställt att R 5 PLUS i genomsnitt kör med 60 procents kapacitet. Den förbrukar endast 60 till 70 procent av det nominella motorvärdet för effekten eftersom den upprätthåller vald vakuumnivå. Detta innebär att vakuumpumpens motor i själva verket förbrukar omkring 6 till 8 kilowatt.

Den här siffran visas direkt på displayen – en särskilt användbar funktion när du vill uppnå maximala energibesparingar under drift utan att det påverkar förpackningskvaliteten eller cykeltiden negativt. Företaget kan också analysera data som registrerats under längre perioder, eftersom data lagras permanent på den inbyggda PLC:n. Data kan när som helst skrivas ut i tabeller eller kurvor.

Bernd Wörner lade också märke till en annan fördel i samband med att pumpen driftsattes, nämligen att "pumpen knappt hörs". Den exakta siffran för vakuumpumpens genererade ljudnivå är låga 70 dB(A) vid full kapacitet.

Energidirektör Bernd Wörner på Dieter Hein är mycket nöjd med testresultatet. Förutom att den sparar mer energi gör denna vakuumpump det möjligt för företaget att reagera på effektbehovet hos just förpackningsmaskiner. Dessutom registreras data kontinuerligt i den inbyggda PLC:n, vilka sedan länkas till förpackningsmaskinernas PLC eller PLC-styrenhet.

Efter bara några veckors driftstid blev fördelarna med denna intelligenta vakuumpump uppenbara. Med det tidigare installerade centralvakuumsystemet hände det ofta att grovvakuumet inte kunde bibehållas när flera förpackningsmaskiner plötsligt behövde högre kapacitet och vakuumpumpen redan hade stängts av eftersom den erforderliga vakuumnivån hade nåtts. Detta gjorde att den oreglerade vakuumpumpen behövde starta om och att det därför tog längre tid att nå den fulla kapaciteten på 630 kubikmeter per timme.

Nya R 5 RA 0760 A PLUS bibehåller en hastighet på 35 hertz. Vid denna kapacitet förbrukar vakuumpumpen grovt räknat 60 till 70 procent av det nominella motorvärdet på 18,5 kilowatt samtidigt som den bibehåller vald vakuumnivå. Om kapaciteten plötsligt ökar, till exempel då flera förpackningsmaskiner slås på samtidigt för att köras i samma hastighet, så reagerar R 5 PLUS omgående och kan öka uteffekten med upp till 120 procent tills att det ökade behovet tillgodosetts.

Via 7,5-tumsdisplayen kan Bernd Wörner hålla ständig koll på registrerade data. Wörner har fastställt att R 5 PLUS i genomsnitt kör med 60 procents kapacitet. Den förbrukar endast 60 till 70 procent av det nominella motorvärdet för effekten eftersom den upprätthåller vald vakuumnivå. Detta innebär att vakuumpumpens motor i själva verket förbrukar omkring 6 till 8 kilowatt. Den här siffran visas direkt på displayen – en särskilt användbar funktion när du vill uppnå maximala energibesparingar under drift utan att det påverkar förpackningskvaliteten eller cykeltiden negativt.

Företaget kan också analysera data som registrerats under längre perioder, eftersom data lagras permanent på den inbyggda PLC:n. Data kan när som helst skrivas ut i tabeller eller kurvor. Bernd Wörner lade också märke till en annan fördel i samband med att pumpen driftsattes, nämligen att "pumpen knappt hörs". Den exakta siffran för vakuumpumpens genererade ljudnivå är låga 70 dB(A) vid full kapacitet.

www.buschvacuum.com