Energiekosten in Verpakking Verlagen: Pneumatische Kleppen & Slimme Sensoren voor Duurzaamheid

Geschreven door de specialisten van Emerson.

Het wordt geschat dat meer dan een derde van de broeikasgasemissies geproduceerd worden door voedselssystemen, waarbij verpakkingsprocessen verantwoordelijk zijn voor ongeveer 5,4% daarvan. Om emissies te verminderen – en uiteindelijk te elimineren – stellen consumentenverpakte-goederen (CPG) bedrijven decarbonisatiedoelstellingen. Naarmate CPG's actie ondernemen en richting koolstofneutraliteit bewegen, zoeken ze betrouwbare manieren om energiegebruik in hun faciliteiten te verminderen.

Eén manier waarop veel bedrijven betrouwbaar energieverbruik verminderen, is door de integratie van nieuwe, energie-efficiënte pneumatische kleptechnologieën. Pneumatische besturingskleppen zijn cruciaal voor een breed scala aan verpakkingsystemen vanwege hun kosteneffectieve, betrouwbare prestaties. Hun prevalentie en de verscheidenheid aan nieuwe, slimme mogelijkheden die pneumatische klepfabrikanten hebben ontwikkeld, bieden grote kansen voor CPG's om energie te besparen en meer waarde uit hun pneumatische systemen te halen.

Energiegebruik Optimaliseren Met Stroomsensoren

In het algemeen hebben CPG's veel machines, meestal van verschillende fabrikanten, die een hoofdbron van gecomprimeerde lucht delen. De gecomprimeerde lucht die verpakkingsfaciliteiten gebruiken om deze apparatuur te laten functioneren en processen in hun verpakkingslijnen aan te drijven, vereist een aanzienlijke hoeveelheid energie om te produceren. Helaas wordt niet alles efficiënt gebruikt; een deel van de gecomprimeerde lucht kan verspild raken door lekkages. Lekkages kunnen moeilijk te detecteren zijn en vaak onopgemerkt blijven tot ze resulteren in enorme energieverliezen en dure downtime.

Pneumatisch systeemmonitoring is één manier om lekkages te detecteren en energiegebruik te controleren. Meeste machines hebben geen ingebouwde monitoringstechnologie. Ze kunnen echter geretrofit worden met slimme pneumatische sensoren. Stroomsensoren, zoals Emerson's AVENTICS™ Serie AF2 sensor, maken het mogelijk om lekkages vroeg te identificeren en aan te pakken – en zelfs voordat ze gebeuren – om energiegebruik te optimaliseren.

Door gecomprimeerde-luchtverbruik in realtime te meten, kunnen stroomsensoren een duidelijk beeld bieden van pneumatische systeemprestaties en energieverbruik. Met deze informatie kunnen bedrijven hun energiegebruik beter begrijpen en betekenisvolle actie ondernemen om het effectief te controleren.

Veel meer dan een stroommeter, meet de AF2 acht verschillende procesparameters: druk, temperatuur, massa-stroomsnelheid, volume-stroomsnelheid, stroomsnelheid, totale massa, totaal volume en energie. Het grote, configureerbare OLED-display presenteert operationele data duidelijk, wat het voor operators makkelijk maakt om te lezen. Operators kunnen ook diverse visualisaties configureren, inclusief stroomgrafieken, voor metingen alsook procescurves en cumulatieve waarden. De sensor bewaart tot zeven dagen geheugen, zodat operators toegang hebben tot basis machinegeschiedenis.

De AF2 levert data op machineniveau en kan signaleren welke machine in de toeleveringslijn een lekkage kan hebben. Met data kunnen operators inzicht krijgen in de luchtstroom van een machine en dit correleren terug naar machinecycli. Door de cyclus van de machine en zijn luchtprofiel beter te begrijpen, kan een operator real-time data vergelijken met baselinedata, zoals een standaard luchtstroomprofiel, of data van de beste machine op de lijn. Als er een afwijking is van de baselinedata, kan het probleem geïdentificeerd worden en snel actie ondernomen worden, zoals het vervangen van een component die lekkage veroorzaakt.

Het vergelijken van cycli-profiel en luchtverbruik levert veel waardevolle informatie over machinegezondheid, mogelijke lekkages en energieverbruik die operators anders niet zouden hebben. Het kan operators helpen met vertrouwen beslissingen te nemen en actie te ondernemen die de energiegebruik van de verpakkingslijn beter controleert.

In feite stelt de dataverzamelingscapaciteit en systematische aanpak van de AF2 operators in staat om luchtverbruik in pneumatische systemen te monitoren volgens DIN ISO 50001 voor energiemanagement. Deze ISO-standaard is geschapen om organisaties te helpen hun energiemanagementsystemen te vestigen, implementeren, onderhouden en verbeteren.

De data van sensoren kan aan operators gepresenteerd worden via inzichten en visualisatie op hun persoonlijke slimme apparaten, wat het makkelijker maakt om te benaderen, interpreteren en gebruiken voor besluitvorming. (afbeelding ter beschikking gesteld door Emerson)

Afval Verminderen Met Proportionele Kleppen

Het wordt geschat dat bijna 1 miljoen plastic flessen per minuut verkocht worden. De meeste hiervan zijn polyetheen tereftalaat (PET) flessen. Om de wereldwijde vraag te voldoen, worden ongeveer 3.500 rek-blaasvorm (SBM) systemen per jaar geproduceerd en geïmplementeerd.

De nieuwste productiesystemen incorporeren het SBM-proces met het flessenproces in een continue productiestroom. Combinatiesystemen kunnen zowel de fysieke voetafdruk van een lijn als de koolstofvoetafdruk verminderen door de noodzaak te elimineren om flessen van productie naar vullen te vervoeren. De pneumatische kleptechnologieën die cruciale SBM-functies aandrijven, kunnen ook een significante hoeveelheid energie besparen.

Drie pneumatische technologieën die het grootste verschil in een productiesysteem's energieverbruik kunnen maken, zijn proportionele besturingskleppen, luchtbereidingssystemen en blaasblokken. Pneumatische luchtbereidingssystemen verbeteren de efficiëntie en bieden grotere controle over de lage- en hoge-druklucht die pre-form actuators en rek-blaas flesuitbreidingsstappen gebruiken om flessen te vormen. De pre-blaas, blaas, hergebruik en uitlaatfuncties van compacte, hoge-prestatie blaasblokken controleren de volumegroei van de fles beter. Geavanceerde proportionele kleppen, echter, revolutioneren de pre-blaasuitbreiding en verbeteren de energie-efficiëntie van deze stap aanzienlijk.

Emerson biedt een proportionele besturingsklep-oplossing die specifiek ontworpen is om de aan/uit hoge-drukstroom in de pre-blaasuitbreidingsstap in PET-productie te vervangen. De innovatieve oplossing combineert een speciaal ontworpen proportionele klep, controle-elektronica en software. De proportionele klep fijnstelt de uitbreiding van elke fles binnen de vorm door de stroom te moduleren in plaats van een uniforme stroomsnelheid door het blaasproces heen te bieden zoals de aan/uit hoge-drukstroom doet. Het systeem kan blaasreeks-setpoints in de klep opslaan of reageren op besturingsrichtingen van de SBM programmeerbare logische controller (PLC) voor bewuste flesgroei, wat het voor eindgebruikers mogelijk maakt om precies te verfijnen hoe verwarmde flessen binnen de vorm uitbreiden.

De mogelijkheid om fleswand- en vormvorming fijn af te stellen, maakt het mogelijk om dunner, lichter gewicht flessen te creëren, wat de hoeveelheid materiaal per fles kan verminderen. Het bespaart ook energie door de blaasluchtdruk die vereist is voor flesvorming te verlagen zonder kwaliteit in te boeten, evenals de verwarmingstemperatuur in de pre-blaasoven.

Naast het precies moduleren van flesgroei, heeft deze geavanceerde proportionele kleptechnologie diverse additionele mogelijkheden die de energie-efficiëntie en duurzaamheid van het PET-flesblaasproces verbeteren. Het systeem kan ook feedbackresultaten leveren die de kwaliteit van elke blaas aangeven. Deze kritische data helpt flesfabrikanten hun vormproces te perfectioneren, wat de fleskwaliteit en consistentie kan verbeteren en afval verminderen. Het biedt ook conditiemonitoringdata die preventief onderhoud mogelijk maakt, wat efficiëntie verbetert en downtime vermindert.

Naast de energiebesparende voordelen van de nieuwe proportionele kleptechnologie, stelt het systeem flesfabrikanten in staat om een hogere doorvoer te bereiken bij het produceren van complexe flesvormen die aantrekkelijker kunnen zijn voor consumenten. En, aangezien het proces gemakkelijk geüpdatet kan worden via de software/PLC-formule, kan elk blaasstation op de machine verfijnd worden voor grotere verbetering zonder productie te stoppen.

Betere Controle, Grotere Besparingen

Nieuwe, slimme pneumatische kleptechnologieën bieden CPG's manieren om betrouwbaar energiegebruik te verminderen. De integratie van slimme sensoren in verpakkingslijnen en proportionele kleppen in PET-flesproductie geeft CPG's de capaciteit om processen te controleren en hun resultaten te verfijnen. Betrouwbaar decarboniseren van verpakkingslijnen zal niet gebeuren zonder intentie – het zal de hoge mate van controle, precisie en deliberatie vereisen die deze technologieën ontworpen zijn om te leveren.

Neem contact op met de experts bij JHFoster om te leren hoe u kunt beginnen met energiebesparing in uw faciliteit.