مواكبة أجهزة الطرد المركزي للاستدامة

المهمة الأساسية هي التساؤل والتحسين

سهولة تحقيق النجاح في GEA. على العكس، هو بمثابة حافز. يقول ماكيل: "نحن لا نسعى جاهدين لتحسين الكفاءة والحفاظ على الموارد لمجرد تحقيق ذلك - بل يمثل هذا جزءًا من أُسُس شركتنا". "لطالما عملنا على تحقيق أهداف الأداء الأفضل والآلات الأكثر كفاءة، مما ساهم في تقليل التآكل والحاجة للصيانة، ناهيك عن استهلاك أقل للطاقة والماء."

على الرغم من أن الاستدامة أصبحت أكثر أهمية بمرور الوقت. يقول: "كان هذا هو سبب قيامنا بإخضاع جميع المعايير ذات الصلة للتدقيق الدقيق، ونظَرِنا إلى دورة الحياة بأكملها من منظور الاستدامة واتِّخذانا نهجًا جديدًا لكيفية تفكيرنا في التصميم".

ويشرح بيكر أكثر: "يبدأ الأمر دائمًا بأسئلة تركز على قضايا الاستدامة وكفاءة التكلفة اليوم أكثر من أي وقت مضى. لماذا ترتفع تكلفة تشغيل جهاز الطرد المركزي؟ أين نستخدم الطاقة بشكل غير فعال؟ أين يمكن توفير الماء ووسيط التنظيف (التنظيف المكاني)؟ ومن ثم نقوم بتقييم الخيارات التشغيلية والفنية لتقليل الاستهلاك." 

وهذا خروج عن الطُرق السابقة. يقول ماكيل: "في الماضي، إذا أردنا بناء آلة جديدة، كنا نضع فيها المزيد من الطاقة - في شكل سرعة أعلى عادةً - مع إبقاء قطر الحوض صغيرًا قدر الإمكان". "الطاقة الأكبر في شكل سرعة توفر النفقات الرأسمالية، أي تكاليف الاستثمار، ولكن ارتفاع استهلاك الطاقة يزيد من تكاليف التشغيل، أي النفقات التشغيلية." 

لم يكن سعر الكهرباء يمثل مشكلةً إلا قبل بضع سنوات. فالأمور مختلفة اليوم. يقول: "نحن نفكر في اتجاه معاكس الآن، حيث نصمم أحواض بأقطار أكبر ونبني الآلات لتعمل بشكل أبطأ - بسرعة أقل بنسبة 10%، وهو ما يعادل استهلاك طاقة أقل بنسبة 20%". "وهذا لأن العملاء يركزون انتباههم على الكيلوواط/ساعة - وهي نقطة حساسة للغاية عند النظر في التكاليف."

وينطبق الأمر نفسه على مفاهيم القيادة حيث توجد خسائر مختلفة في الكفاءة. وقد أتاح محرك الإدارة المباشرة من GEA تقليل هذه الخسائر إلى الحد الأدنى. تتميز هذه المفاهيم أيضًا بكونها منخفضة الصيانة وموفرة للمساحة مع توافقها مع المحركات الكبيرة. في الماضي، كان المهندسون يركزون على المنتج - إنتاجية أعلى وجودة أفضل. واليوم، وصلنا لسقف ما نستطيع فعله في هذا الجانب. يقول ماكيل: "ننظر بشكل متزايد إلى مقدار الطاقة والماء المستهلك من الآلة طوال فترة خدمتها بالكامل". في السابق، على سبيل المثال، كان يُضاف ماء التحكم لمدة سبع ثوانٍ، ولكن ثانيتين كافية الآن. عندما تجمع كل ذلك، يحدث هذا فرقًا كبيرًا.

وبطبيعة الحال، تُحتسَب أيضًا معلمات الإنتاج الخاصة بـ GEA. الهدف هنا هو استخدام أقل قدر ممكن من الطاقة المباشرة وغير المباشرة، مع خفض استهلاك مواد التصنيع إلى الحد الأدنى. يضع ماكيل هذا في سياقه الصحيح: "لكن ما نوفره داخليًا ليس سوى جزء صغير مما يمكن توفيره من جانب العميل لاحقًا مع عمر خدمة الآلة الذي يتراوح من 20 إلى 40 عامًا."

البصمة الكربونية لـ 150,000 آلة

الطاقة والماء والمواد – يجب قياس هذه المواصفات وتسجيلها بدقة كجزء من عملية التحسين. وفي كل عام، يتم تحديد رقم لجميع الآلات المباعة، أي حوالي 150,000 في المجموع. يوضح ماكيل: "نحن نعرف مستويات كفاءة المحركات المثبتة، ومجالات التطبيق، وأوقات التشغيل المتوقعة". ومن هنا يمكن تحديد عدد الكيلوواط/ساعة التي تستهلكها كل آلة سنويًا. (ينتج كيلوواط واحد في الساعة ما يصل إلى 0.9 كجم من ثاني أكسيد الكربون، اعتمادًا على البلد والمنطقة.) 

وبطبيعة الحال، ليست كل أنواع الكهرباء هي نفسها. العملاء الذين يستخدمون الكهرباء الخضراء المولدة من الطاقة الكهرومائية أو طاقة الرياح سيكون لديهم ميزانية مختلفة بشكل كبير عن أولئك الذين يستخدمون الوقود الأحفوري. ويمكن أيضًا تفكيك الآلة نفسها إلى أجزائها الفردية لإعادة تدويرها لاحقًا. ويضيف ماكيل: "نحن نفكر في المواد الخام بدلًا من النفايات - بما يتماشى مع فكرة الاقتصاد الدائري". "يمكن أن تظل الأحواض الكبيرة الموجودة على الفواصل في الخدمة لمدة تصل إلى 30 عامًا. وفي نهاية عمر الخدمة للآلة، يتم صهرها وإعادتها إلى العملية."

لا هدر، هذا هو الهدف

يُعد الماء من أغلى الموارد في العالم، كما أنه ضروري لتشغيل أجهزة الطرد المركزي. يتم استهلاك معظم الماء لغرض التبريد - سواء للمحرك أو لتبريد المنتج وحمايته من حرارة الاحتكاك - أو كماء تحكم لعملية التفريغ. ونظرًا لأن أجهزة الطرد المركزي تعمل بشكل متواتر - أحيانًا كل دقيقتين إلى ثلاث دقائق - يمكن توفير الكثير من الماء. في حين أنه كان يتم إضافة ماء التحكم لمدة سبع ثوانٍ، فإن ثانيتين تكفيان الآن - حيث تعادل ثانية واحدة من ماء التحكم حوالي لتر واحد من الماء، كما يقول يورغن ماكيل. "كما نعمل أيضًا في الوقت الحالي على إيجاد حلول لمعرفة كيف يمكننا استخدام ماء التبريد - الذي سُخِّن من 20 إلى 40 درجة - في أماكن أخرى من العملية. حيث يمثل هذا متوسط أكثر من 150 لترًا في الساعة. كان مصير الماء هو المجاري، ولكنه يُستخدَم الآن لغسل اليدين - بالإضافة إلى كونه آمنًا للشرب لأن لدينا أنظمة مغلقة."

استهلاك الطاقة في أجهزة الطرد المركزي لا يقل أهمية. تم هنا تطوير مفهومين لتوفير الطاقة: EngySpeed، والذي يشير إلى الفاصلات ذات القطر الأكبر والسرعة المنخفضة، وEngyVac مع تقنية الفراغ بين الحوض والغطاء. بغض النظر عما إذا كانت الآلة أصغر وتدور بسرعة أو أكبر وتدور بشكل أبطأ، فإن مساحة التنقية والإنتاجية وكفاءة الفصل تظل كما هي مع EngySpeed. يوضح ماكيل: "السرعة لها تأثير أكبر على الاحتكاك من القطر". "وسائل توفير الطاقة المجربة والمختبرة تتضمن بالتالي تقليل السرعة إلى ربع القيمة الخاصة بالآلات الصغيرة عالية السرعة." 

ولكن ما مدى السرعة التي يحقق بها قطر الحوض الأكبر عائده في توفير الطاقة؟ في مثال نموذجي مأخوذ من قطاع الألبان، استنادًا إلى متوسط وقت تشغيل يبلغ 6,000 ساعة سنويًا وإنتاجية تبلغ 25,000 لتر/ساعة بسعر كهرباء يقدر بـ 30 قيراط/كيلوواط ساعة، يدفع النظام الأكبر تكلفته في 2.6 سنة عبر توفير الطاقة. يقول بيكر: "إحدى المزايا الرئيسية التي تتميز بها الآلات المزودة بتقنية الفراغ هي عدم الحاجة إلى وحدة طاقة إضافية". "وبعبارة أخرى، يحصل العملاء على آلة قياسية ومفهوم خدمة للآلة الأكبر حجمًا والتي تكون تكاليفها مماثلة لتلك الخاصة بالآلة الأصغر." تدور الآلة الكبيرة المزودة بتقنية EngySpeed بشكل أبطأ، وبالتالي تتمتع بفترات صيانة أطول لبعض أشكال التجميع. وهذا مهم بشكل خاص في مجال صناعة الألبان، حيث يوجد التزام تعاقدي بتقديم الحليب.

يتم الاستعانة بـ EngyVac عادةً في سلسلة أكبر من المنتجات وأجهزة الطرد المركزي ضمن نطاقات الطاقة المرتفعة، حيث لا يكون تقليل السرعة خيارًا. هنا، وفي كثير من الأحيان، لا يكون الاستهلاك هو العامل الحاسم عند الاستثمار في المعدات المستدامة. وبدلًا من ذلك، غالبًا ما يلعب الامتثال للمتطلبات التنظيمية الخاصة بتوفير الطاقة أو تحقيق أهداف الاستدامة دورًا أكبر.

التنظيف المكاني – دور ثانوي مع إمكانية حقيقية للتحسين

هناك فكرة أخرى تتمثل في تنقية وسائط التنظيف، وسوائل التنظيف المكاني (CIP)، باستخدام فاصل منقي - لإزالة المواد الصلبة بحيث يمكن استخدام الوسيط مرة أخرى. مدير المنتج يعرف من خلال تجربته: يقول بيكر: "في قطاع الألبان خاصةً، لدينا حالات يتم فيها التخلص من عشرات الأطنان من سوائل التنظيف المكاني كل يوم". يعمل الفاصل CIPClean من GEA على تقليل التأثير البيئي، ويقلل من استهلاك الماء والطاقة اللازمة لمعالجة وسيط التنظيف المكاني الجديد. تحافظ عملية التنظيف المكاني المعاد تدوير موادها على الحرارة المتبقية.

قوة السرعة والمعلمات المتغيرة الأخرى

في مرحلة ما، يصل المصممون إلى حدودهم. وهنا يأتي دور حلول الأتمتة الذكية – مثل InsightPartner Separation. "الأتمتة هي السر الجديد للتوفير: "أداء مثالي، عند الحاجة إليه،" يقول بيكر. "وخدمة استباقية لإجراء حسابات تنبؤية بأقصى وقت تشغيل."

يزداد الاهتمام أيضًا فيما يتعلق بأجهزة استشعار جمع البيانات التي تساعد على التحكم في أجهزة الطرد المركزي. يقول بيكر: "نود أيضًا فتح آفاق جديدة فيما يتعلق بما هو ممكن عند الحديث عن التصميم، وهو ما يجعل عملنا في GEA مثيرًا للغاية". "منذ أكثر من 130 عامًا، وحتى الآن، كنا نعيد التفكير في أجهزة الطرد المركزي، وسنواصل القيام بذلك على مدار الـ 130 عامًا القادمة. "وسنظل فضوليين."

ولا حاجة لنا بذكر أنه لم يُترَك أي شيء للصدفة في GEA. "إدارة الابتكار في الشركة تعمل أيضًا على تنمية مجتمع الابتكار،" يضيف ماكيل. "المساهمة في الابتكار هي واجب كل موظف، ويمكن بل وينبغي أن يكون ذلك ممتعًا."