DrinkTank – az italipar további digitalizálásáért

Italgyártás 4.0: Egy egész iparágnak digitálisabbá kell válnia.

Komló, maláta, élesztő, víz és… számítógépes chipek? A múltban négy összetevő elegendő volt az összes különböző típusú sör elkészítéséhez. Ám az idők megváltoztak: ha ma az italpiacon akar maradni, akkor részben újra kell találnia vállalkozását – ez pedig a digitalizáció előnyeinek kihasználását is jelenti. 

Egyre gyorsabban változnak a fogyasztói trendek és igények, bonyolultabbá válnak a termelési folyamatok, ezzel párhuzamosan emelkednek a nyersanyagárak, szigorodnak a jogi szabályozások, valamint egyre nagyobb hangsúlyt kap a fenntarthatóság és a környezettudatosság. Összességében ez azt a helyzetet eredményezi, hogy a digitális megoldásokra és alkalmazásokra nemcsak lehetőségként, hanem nélkülözhetetlen szükségletként kell tekinteni.

Hálózat a nagyobb digitalizációért: "DrinkTank"

De hogyan vetheti be a digitális forradalom a lábát egy olyan iparágban, amely jellemzően hagyományokban gyökerezik, például az ital- és söriparban? Válaszul a Siegen Egyetem kezdeményezte az úgynevezett "DrinkTank" megalapítását, egy független hálózatot, amely magában foglalja az "SDFS Smarte Demonstrationsfabrik Siegen"-t , valamint körülbelül egy tucat neves vállalatot és intézményt. 

Egy erős hálózat az erős partnereken alapszik

A DrinkTank számos szakértő partnert vonzott. Valamennyi résztvevő vagy közvetlenül ebben az iparágban dolgozik, vagy szolgáltató, vagy berendezés- és (digitális) rendszerszállítóként szorosan kapcsolódik az iparághoz. 

• TUM School of Life Sciences - Müncheni Műszaki Egyetem
• Mensch und Maschine, a számítógéppel segített tervezés, gyártás és építés vezető szállítója
• Kaspar Schulz, a világ legrégebbi sörfőzde-felszerelés-gyártója
• VLB Berlin, (Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei), a berlini sörfőzés kutató- és oktatóintézete
• Kieselmann Fluid Process Group, üzemmérnöki és alkatrészgyártással foglalkozó vállalatok konglomerátuma
• Krombacher, Németország egyik vezető prémium sörfőzdéje
• Micro Matic,  piacvezető a hordócsatlakozók, szerelvények és csapolóadagoló egységek kínálatában az italipar számára
• Ifm Electronic, érzékelők, vezérlőrendszerek, szoftverek és rendszerek fejlesztője és gyártója az ipari automatizáláshoz és digitalizáláshoz
• PMD Technologies AG, a repülési idő elvén alapuló 3D képérzékelő technológiák világviszonylatban vezető szállítója
• Doemens, a sörfőzdék, ital- és élelmiszeripar magánoktatási és tanácsadó intézete

A KSB, mint az italgyártás primer- és szekunder folyamatainak szivattyú- és szerelvény gyártója, központi szerepet játszik ebben a hálózatban. Egyrészt a KSB ebben az iparágban évtizedek óta összegyűjtött know-how-jával járulhat hozzá. Másrészt a KSB technológiai úttörőnek tekinti magát, különösen a digitalizációban. A KSB digitális megoldások széles skáláját kínálja partnereinek, mint például a KSB Guard digitális szivattyú felügyelet, a PumpDrive változtatható fordulatszámú rendszer vagy az új EtaLine Pro szivattyú digitális vezérlési technológiával. 

Mik a DrinkTank céljai?

Szinte mindenki az iparágban egyetértene azzal, hogy az italiparnak digitalizáltabbá kell válnia. Sok vállalat azonban még mindig habozik megtenni ezt a lépést, mivel az akadályok gyakran leküzdhetetlennek tűnnek. A pénzeszközöket és a forrásokat célirányosan és fenntartható módon kell befektetni. A DrinkTank azért jött létre, hogy azonosítsa a digitalizálással járó kihívásokat és problémákat, és gyakorlati megoldásokat dolgozzon ki – lehetőség szerint a gyártási folyamat minden fázisára kiterjedően. A DrinkTank két részre oszlik:

1. A munkacsoport: Minden DrinkTank résztvevő évente háromszor találkozik, hogy konkrét információkat cseréljenek, workshopokat tartsanak, és közösen generáljanak új impulzusokat és projektötleteket.
2. Valós laboratórium: Annak érdekében, hogy az ötleteket és koncepciókat a valóságban, minden hátrány nélkül tesztelhessük, jelenleg egy kis 10 hl-es tesztelő sörfőzde épül.

A teszt sörfőzde bemutatja, mi, hogyan működik

A buschhütteni kampuszon 2024 elejére elkészül egy 10 hl kapacitású mini sörfőzde, amely új eljárások és technológiák bemutatására és tesztelésére szolgál. Itt „játszhatják el” a résztvevő vállalatok, és mutathatják meg a digitális átalakulás hozzáadott értékét a termelésben. A sörfőzdét a továbbiakban a mesterséges intelligencia alkalmazásainak kutatására használják majd, és kézzelfogható élménnyé alakítják. A valódi teszttermékeket piaci körülmények között állítják elő a hatékonyság és a fenntarthatóság érdekében. A tesztelő sörfőzdét hamarosan két különböző tanulmányi projektben is próbára teszik:

1. Hogyan lehet hatékonyabban tisztítani a tartályokat?

A kiindulási helyzet

Jelenleg a terméktartályok tisztítási időtartama a tapasztalatokon és a dolgozók szemrevételezésén alapul. A tisztítás után elemzést végeznek, hogy megakadályozzák a tisztítószer-maradványok összekeverését a termékkel. Sem kamerás vizuális ellenőrzések, sem soron belüli klinikai/fizikai mérések nincsenek érvényben. Ezenkívül a tisztítólúgot nem elemezzük a tisztasági fok meghatározásához. Ugyanakkor a tisztítási folyamat hatalmas mennyiségű erőforrást és energiát használ fel. Kérdés: Hogyan lehet a tisztítási folyamatot hatékonyabbá tenni intelligens érzékelők segítségével?

Az eljárás

Mindenekelőtt a projektcsapat koncepciót készít, amelyben meghatározza, hogy milyen adatok relevánsak a tisztítási folyamat szempontjából, hol helyezkednek el a mérési pontok, és milyen érzékelőket kell használni vagy fejleszteni erre a célra. Ezután a folyamatot kipróbálják a tesztelő sörfőzde tartályának tisztításával és összehasonlításával a tartály hagyományos módon történő tisztításával. Az eredmények sikeres validálása után a nagyüzemekbe való átvihetőségükön dolgoznak.

A várt eredmény

Az optimalizált tartálytisztítás egyik célja a tartály magasabb rendelkezésre állása. Ugyanakkor a tisztításhoz kevesebb energiát, vizet és tisztítószert kell felhasználni, a tartálytisztítás folyamatát pedig nyomon követhetően dokumentálni kell.

2. Hogyan lehet pontosabban nyomon követni az energiafelhasználást?

A kiindulási pont

Az optimális folyamatelemzéshez és -optimalizáláshoz fontos tudni, hogy pontosan hol és mennyi energiát igényel és fogyaszt. A probléma a következő: A fogyasztást általában "globálisan" mérik a teljes folyamat során, a "lokálisan" mért értékek kivételt képeznek.

Az eljárás

A projektcsapat strukturált eljárást alkalmaz az energiafelügyelethez. Ez folyamatmodellezéssel kezdődik, hogy megértsük az energiafogyasztást. Ezután a meglévő mért értékeket használják fel, és új mérési pontokat határoznak meg. A pontos előrejelzések lehetővé teszik az erőforrás-elosztás és a jövőbeli energiafogyasztási trendek tervezését. A különböző intézkedések hatását interakciós modellezéssel elemezzük. Végül pedig a folyamatvezérlés optimalizálja az energiafogyasztást, ami megtakarítást eredményez. 

Az elvárt eredmény

Az energia-monitoring és az energiaáramlás intelligens szabályozása révén a partnerek azt várják, hogy a főzési folyamat energiafogyasztása csökkenthető. A potenciálok konkrétan a következőkre vezethetők vissza:

• A releváns fogyasztók és interakcióik módszertani meghatározása
• Az adatok felhasználása előrejelzési eszközként
• Részletes tervezési algoritmus alkalmazása

Összefoglalás

Az italipar digitális átalakulásának elősegítése érdekében mintegy tucatnyi vállalat és intézmény fogott össze a Siegen Egyetem vezetésével, hogy megalapítsa a "DrinkTank" hálózatot. A rendszeres találkozók mellett a hálózat egy kis tesztelő sörfőzdét is működtet, amely segít az ötletek, megoldások és koncepciók kipróbálásában és fejlesztésében valós körülmények között.