/INS. Valio, Finnlands größte Hersteller von Molkereiprodukten, steigerte kürzlich die Produktion seiner Molkenpulveranlage in Lapinlahti um mehr als zehn Prozent. Dies wurde durch die Implementierung der unternehmenseigenen Lösung NAPCON Controller (Advanced Process Control, APC) des Technologie- und Maschinenbauunternehmens Neste Jacobs erreicht. Die Ergebnisse waren so überzeugend, dass Valio nun auf ähnliche Art und Weise eine Milchpulveranlage in Seinäjoki, Finnland optimiert, die aus einem Verdampfer und einem Sprühtrockner besteht.

Da es bei der Herstellung von Molken- und Milchpulver um die Trocknung von Flüssigkeiten geht, ist der Prozess sehr energieaufwendig. NAPCON gleicht sich den Energiebedarf nach den gewünschten Produktspezifikationen so aus, dass der Energieverbrauch minimiert wird.

„Valio liefert jährlich mehr als 60 Millionen Kilo Milch- und Molkenpulver aus“, erklärt Antero Ylitalo, Production Manager von Valio Powder Production. „Wir sparen also beträchtliche Summen ein, wenn die Produktivität um mehr als zehn Prozent steigt und dazu kein höherer Energieverbrauch und auch keine teueren Anlageninvestitionen erforderlich sind.“

Ein weiterer, wichtiger Vorteil ist, dass NAPCON den Feuchtegehalt vorhersagen und die Wasserbilanz in Echtzeit regulieren kann. Durch die Optimierung werden sogar die Änderungen in der Außenluftfeuchte berücksichtigt.

Der Feuchtegehalt ist ein kritischer Faktor besonders in den Endphasen des Produktionsprozesses, in denen das letzte Wasser durch einen Sprühtrockner entfernt wird, während die wertvollen Eigenschaften der Milch bzw. der Molke erhalten bleiben.

In einer Milchpulveranlage werden Verdampfer zur Entfernung von überschüssigem Wasser verwendet, bevor das Konzentrat in den Sprühtrockner geleitet wird. Durch eine simultane Regulierung beider Trocknungsphasen mithilfe von NAPCON sind noch größere Einsparungen möglich, und ein optimaler Betrieb der beiden Einheiten ist kontinuierlich gewährleistet. In Valios Anlage in Seinäjoki wurde ein System dieses Typs bereits implementiert.

„Ein zu hoher Wassergehalt macht das Pulver klebrig und beeinträchtigt den Produktionsprozess“, erklärt Vesa Strand, Production Manager im Werk Seinäjoki. Ist das Pulver dagegen zu trocken, entsteht Staub und der Energieverbrauch steigt. Mithilfe von NAPCON können wir im Produktionsprozess einen höheren, durchschnittlichen Feuchtegehalt zulassen und dennoch den Feuchtegehalt des Endprodukts unabhängig von den Prozessbedingungen sehr nah am Zielwert halten.

Integration leicht gemacht

Die NAPCON- Lösung in den beiden Produktionsanlagen von Valio besteht aus zwei Tools: dem NAPCON Indicator, der die Material- und Energiebilanzdaten errechnet, und dem NAPCON Controller, der den Prozess mithilfe des Softwarepakets Multivariable Model-Predictive Control (MMPC) steuert.

Außer der MMPC-Lösung umfassen die Lieferungen an Valio auch eine OPC UA-Verbindung (Open Process Control Unified Architecture) zwischen NAPCON und Valios Prozesssteuerungssystem.

„Die Ergebnisse des ersten Optimierungsprojekts hatten uns von Neste Jacobs überlegener Kompetenz derart überzeugt, dass uns die Fortführung der Partnerschaft ausgesprochen leicht fiel“, sagt Antero Ylitalo. „Jetzt denken wir über die Weiterentwicklung unserer Partnerschaft nach.“

Keijo Yli-Opas, Chief Application Engineer von Neste Jacobs betont, dass der NAPCON Controller (die unternehmenseigene APC-Lösung von Neste Jacobs) bei herkömmlichen milch- und Molkenpulveranlagen überall in der Welt einsetzbar ist.

„Einen wichtigen Teil unseres Angebots bildet auch unser kompletter Konstruktionsplanungs- und Implementierungsservice einschließlich Kundenschulung. Die an Valio gelieferten Lösungen waren natürlich nicht identisch, doch in der Regel braucht es nicht mehr als einige Monate, um eine bestimmte Lösung an die speziellen Anforderungen unterschiedlicher Produktionsprozesse anzupassen.“

Eine Möglichkeit, ein Optimierungsprojekt erheblich zu beschleunigen, ist die Herstellung einer Datenfernverbindung zwischen dem Prozess und den Ingenieuren von Neste Jacobs.

„Auf diese Weise kann man von jedem beliebigen Ort aus an dem Projekt arbeiten. Die Verbindung bietet außerdem eine robuste Plattform für kontinuierlichen Wartungsservice“, sagt Keijo Yli-Opas abschließend.

Fakten:

NAPCON Indicator: Liefert unmessbare Schlüsselwerte des Prozessbetriebs und zentrale Prozessdaten für APC-Anwendungen.

NAPCON Controller: Multivariable modellprädiktive APC-Lösung.

Sprühtrocknung:

Das Funktionsprinzip eines Sprühtrockners ist, das Konzentrat in eine Menge kleiner Tröpfchen aufzulösen, die dann unter Einwirkung eines starken Heißluftstroms zu Pulverpartikeln umgewandelt werden.

Wenn der Sprühtrockner so reguliert werden kann, dass er stets die richtige Wärmemenge abgibt, kann eine Milch- oder Molkenpulveranlage ihre Produktion bei gleichbleibendem Energieverbrauch beträchtlich steigern. Gleichzeitig wird die Gefahr von Anlagenstillständen infolge von Verstopfung der Schlauchfilter beträchtlich verringert.

Typischerweise wird das überschüssige Wasser von einem Verdampfer entfernt, bevor das Pulver in den Sprühtrockner geleitet wird. Wenn der Prozess beide Tools umfasst, bietet die APC-Lösung noch bessere Möglichkeiten der Optimierung.

NAPCON ist eine gesetzlich geschützte Marke von Neste Jacobs.

Bildtext 1: Die unternehmenseigene NAPCON Controller von Neste Jacobs ermöglicht der Milchpulveranlage von Valio in Seinäjoki das fertige Milchpulver unabhängig von den Produktionsbedingungen sehr nahe am Zielwert zu halten. Das Bild zeigt den Sprühtrockner in der letzten Prozessphase. © Neste Jacobs

Bildtext 2: Mithilfe der APC-Lösung von Neste Jacobs konnte Valios Milchpulveranlage in Seinäjoki ihre Produktivität um mehr als zehn Prozent steigern, ohne dabei ihren Energieverbrauch zu erhöhen. Die Lösung ist in das Prozesssteuerungssystem der Anlage integriert. © Neste Jacobs

Neste Jacobs ist ein bevorzugter Anbieter von hochwertigen Technologie-, Planungs- und Projektdienstleistungen für zahlreiche Branchen in den Bereichen Öl und Gas, Petrochemie, Chemie, Lebensmittel, Bioraffinierung, Biochemie, Biopharmaka sowie industrielle Infrastruktur. Das Unternehmen verfügt über 60-jährige Erfahrung mit Technologieentwicklung und industriellen Investitionsprojekten sowie mit Wartungs- und Leistungsverbesserungsprojekten in Europa, Nord- und Südamerika, Asien und Nahost. Neben seinen heimatlichen Märkten in den nordischen Ländern sucht Neste Jacobs auch nach Wachstumsmöglichkeiten auf den globalen Wachstumsmärkten. Das Unternehmen beschäftigt weltweit 1.300 Fachkräfte. www.nestejacobs.com

Das Unternehmen Valio, ein Zusammenschluss von 18 Molkereigenossenschaften, erzeugt und vermarktet vor allem Produkte auf Milchbasis. Valio ist Finnlands größter Hersteller von Milchprodukten und bezieht 85 Prozent der von ihm verarbeiteten Milch aus Finnland. Die wichtigsten Produktgruppen sind frische Molkereiprodukte, Käse, Fette, Säfte, Milchpulver, entmineralisiertes Molkenpulver sowie Produkte für Großküchen. www.valio.fi

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:

Jaakko Nauha, Sales Manager, NAPCON, Neste Jacobs Oy, Tel. +358 50 458 7534, E-Mail: jaakko.nauha@nestejacobs.com
Antero Ylitalo, Production Manager, Valio Powder Production, Valio Oy, Tel. +358 50 384 0482, E-Mail: antero.ylitalo@valio.fi
Vesa Strand, Production Manager at Seinäjoki Plant, Valio Oy, Tel. +358 50 384 0787, E-Mail: vesa.strand@valio.fi