Più shampoo, meno sprechi

FLOWave separa chiaramente le fasi di produzione le une dalle altre

Nella produzione di cosmetici, come nel settore farmaceutico, biotecnologico o alimentare, è necessario attenersi a rigorose linee guida di qualità e igiene. Per questo motivo, gli impianti di produzione devono essere puliti regolarmente ad ogni cambio di lotto e prodotto. Allo stesso tempo, tuttavia, il processo di produzione deve anche essere il più efficiente possibile. I misuratori di portata che rilevano in modo preciso e rapido un cambio di fluido offrono un notevole potenziale di ottimizzazione, in quanto possono essere utilizzati per distinguere con precisione tra prodotto, fluido di lavaggio e le fasi di miscelazione. In tal modo, le fasi di produzione possono essere chiaramente separate l'una dall'altra, ad esempio durante la produzione di shampoo di qualità.

Il misuratore di portata in linea funziona secondo il metodo brevettato SAW (Surface Acoustic Waves) e riconosce in modo affidabile le variazioni del fluido. Un altro vantaggio di questo metodo è l'assenza di ostruzioni o costrizioni e quindi di spazi morti nel tubo di misura.

Potenziale di ottimizzazione per il trasferimento del prodotto

La Dr. Kurt Wolff GmbH & Co. KG produce diversi shampoo in uno stabilimento centrale di Bielefeld, noti ad esempio con i nomi commerciali Alpecin e Plantur. Dopo la produzione, vengono stoccati temporaneamente in quattro serbatoi per il successivo processo di riempimento.

I tubi devono essere puliti e disinfettati ad ogni cambio di prodotto. Tuttavia è importante che nello shampoo non penetri acqua residua, poiché questo ne comprometterebbe la qualità. Tuttavia, dopo ogni ciclo di pulizia è presente acqua residua nei tubi. Questo fino ad oggi era il motivo per cui il materiale trasferito nei primi secondi doveva essere smaltito. Anche al termine del trasferimento ai serbatoi di stoccaggio, è prevista una fase di miscelazione analoga. Per garantire che i residui di prodotto ancora presenti nei tubi prima della pulizia successiva non vadano sprecati, vengono espulsi con acqua fredda. La prima parte è stata poi pompata nei serbatoi di stoccaggio, mentre il resto, molto più grande, è finito di nuovo nel sistema di smaltimento.

"Abbiamo visto un potenziale di ottimizzazione nel trasferimento dallo stabilimento di produzione ai serbatoi di stoccaggio. Il motivo era che le fasi di miscelazione del prodotto e dell'acqua avvengono due volte, causando una grande quantità di scarti. In entrambe le fasi di miscelazione andava sprecata una grande quantità di prodotto, perché in passato dovevamo lavorare con valori di tempo stimati che non si applicavano a tutti i prodotti. Il nostro obiettivo era quello di risparmiare in futuro litri di rifiuti e costi inutilmente elevati per il trattamento delle acque reflue.“

Nils Gorowicz, Ing. di produzione presso Dr. Kurt Wolff

Un sensore per la portata, la temperatura e il fattore di densità

Serviva quindi un sensore in grado di rilevare le fasi di miscelazione all'inizio e alla fine del trasferimento, cioè a ogni cambio di prodotto prima e dopo la pulizia, con un'elevata riproducibilità nell'arco di millisecondi e con fluidi di diversa viscosità. Doveva essere anche adatto alle applicazioni igienico-sanitarie e non doveva temere il contatto con gli ingredienti degli shampoo o dei fluidi di pulizia. Un’altra complicanza era il fatto che la struttura dell'impianto esistente, relativamente nuovo, non poteva essere modificata. l sensore doveva quindi essere collocato all’interno delle tubazioni senza influenzare le condizioni fluidiche. 

I produttori di shampoo di Bielefeld hanno trovato ciò che cercavano nel portafoglio prodotti di Bürkert. È stato scelto il misuratore di portata FLOWave. Funziona secondo l'innovativo metodo SAW (Surface Acoustic Waves), ovvero sfrutta la velocità di propagazione delle onde acustiche superficiali nei liquidi. Grazie a questa tecnologia è possibile evitare l’utilizzo sensori nel tubo di misurazione. Questa soluzione offre diversi vantaggi: l'assenza di elementi nel tubo di misura non comporta perdite, incompatibilità di materiali o manutenzione; inoltre, non ci sono cadute di pressione e la pulizia è semplice. Nel processo, il sensore si comporta come un tubo. È realizzato in acciaio inox di alta qualità, non ci sono spazi morti e sono soddisfatti tutti i requisiti igienici. Lo confermano diversi certificati come ASME BPE e EHEDG. Il sensore è in grado di determinare molto più della portata volumetrica con una precisione dello 0,4% del valore di misura. Misura contemporaneamente la temperatura e il fattore di densità del fluido. In questo modo è possibile distinguere in modo affidabile se nel tubo c'è shampoo o acqua. Il sensore misura in modo estremamente rapido. L'intervallo tra le misure è di pochi ms e la riproducibilità è estremamente elevata, pari allo 0,2%.

Buona collaborazione, installazione semplice e messa in servizio senza complicazioni

Ma il misuratore di portata SAW non è stato convincente solo in termini tecnici.

Bürkert era presente sul posto e ha fornito un supporto attivo sia durante la fase di test che di messa in servizio. Il progetto è stato completato rapidamente e la collaborazione si è svolta senza problemi. I problemi iniziali con la connessione di rete sono stati rapidamente risolti dal team di assistenza Bürkert durante la messa in servizio in loco. Il trasmettitore FLOWave è basato sulla piattaforma elettronica EDIP (Efficient Device Integration Platform), che consente il collegamento in rete con altri dispositivi Bürkert per formare un sistema intelligente. Ciò consente il collegamento Profinet dei quattro misuratori di portata tramite un Gateway (ME43) comune. Questo non solo ha facilitato l'integrazione nel sistema esistente, ma ha anche semplificato la gestione dei dispositivi. Poiché il gateway è dotato di un server web integrato, l'accesso remoto è possibile in linea di principio anche tramite OPC UA.

Facile da installare come un pezzo di tubatura

Le dimensioni compatte e il peso ridotto di FloWave consentono un'installazione semplice. Con un-ampiezza nominale di 50 mm, il misuratore di portata pesa solo 3,5 chilogrammi, cioè poco più di un pezzo di tubo delle stesse dimensioni. Questo lo rende facile da assemblare da parte di una sola persona. Non ci sono vincoli particolari per la posizione di montaggio, in modo tale da garantire sempre una perfetta leggibilità del display e la perfetta accessibilità per la configurazione durante la messa in servizio. Durante il funzionamento il misuratore di portata SAW consuma una quantità ridotta di energia.

Misuratore di portata in linea FLOWave (a sinistra) e Gateway ME43 (a destra), che supporta tutti i comuni protocolli Industrial Ethernet o interfacce bus di campo.