Collegamento di controllo di processo, CIP, HVAC e gestione dell'energia

Nov 10, 2023

Le caldaie oggi sono dotate di economizzatori di camino per evitare che il calore "salga nel camino". Viene invece catturato e utilizzato per altri scopi di riscaldamento, come il riscaldamento degli ambienti o il preriscaldamento dell’acqua. I sistemi di controllo delle caldaie oggi possono monitorare e inviare dati ad altri controlli di supervisione. Foto per gentile concessione di Bill Nichols

Poiché l’energia diventa sempre più costosa e la qualità dei prodotti e la sicurezza alimentare diventano sempre più critiche, l’integrazione della gestione energetica, del clean-in-place (CIP), dei controlli di processo e ambientali sta diventando sempre più pratica ed economica poiché i controlli digitali forniscono il collegamento tra questi sistemi, se non direttamente, rendendoli poi disponibili sullo stesso dispositivo per operatori e gestori.

Questo articolo esamina i potenziali vantaggi derivanti dall'integrazione della gestione energetica, del controllo di processo e dei sistemi HVAC in un sistema a livello di impianto ad accoppiamento stretto o flessibile che migliora la qualità del prodotto e consente anche di risparmiare energia. Fornisce alcuni suggerimenti pratici sull'integrazione di questi sistemi e su cosa possono aspettarsi le strutture del settore alimentare o delle bevande da questo collegamento dei sistemi.

Per ottenere opinioni neutrali sull'argomento, ho parlato con società di ingegneria e società di pronto soccorso che spesso sono le persone che devono far funzionare insieme tutti questi sistemi disparati e, anche se non collegati digitalmente, devono comunque essere facilmente coordinati dagli operatori della struttura.

Ad esempio, Gray Solutions, una Grey Company, ha ricevuto l'invito a integrare gli output dei sistemi di gestione degli edifici (BMS) nei controlli di processo per consentire trend e reporting in tempo reale dei sistemi di edifici/servizi oltre ai dati di produzione.

CRB ha implementato la misurazione dell'energia fornendo contatori fisici per il consumo di energia elettrica, consumo di gas naturale, consumo di acqua, produzione di rifiuti e monitoraggio di sistemi di utilità meccanici e di processo come vapore, acqua refrigerata/glicole refrigerato e acqua calda di riscaldamento/glicole caldo utilizzo.

I team di ingegneri di Stellar hanno esperienza nell'integrazione di sistemi all'interno di una struttura o nel collegamento di strutture tra loro. Come la maggior parte delle società di ingegneria, sono piuttosto indipendenti dal sistema, quindi è improbabile che spingano le apparecchiature di controllo di un fornitore, sia per l'automazione degli edifici che per i controlli di processo.

Fondata nel 1979, Spec Engineering, anch'essa una Grey Company, ha collaborato con grandi produttori di alimenti e alimenti per animali domestici e ha esperienza nell'integrazione di tutti i tipi di sistemi, dalla lavorazione ai sistemi HVAC, CIP e di movimentazione dei materiali. Questo gruppo di ingegneri lavora con l'automazione di diversi fornitori di hardware.

Sebbene vi sia stato un certo interesse nell’integrazione dei sistemi di controllo di processo con HVAC o BMS, il sistema chiave di interesse nell’integrazione con i controlli di processo è il CIP. Naturalmente, i sistemi di produzione più vecchi potrebbero non avere il CIP o, se lo hanno, il CIP può essere azionato manualmente, il che significa che gli operatori devono ricordarsi di commutare molte valvole specifiche nella giusta sequenza. Oggi, le valvole intelligenti mix-proof, sotto la direzione del controllo di processo e/o del sistema CIP, possono effettuare il passaggio dalla modalità di processo a quella di pulizia in pochi secondi, senza errori.

Il CIP è ottimo in termini di velocità ed efficienza, ma lo svantaggio è che la linea di processo è inattiva per il periodo di tempo in cui il CIP è in uso, afferma Andrew David Hager, ingegnere meccanico senior BSME, PE, LEED-AP, CRB. Questo potrebbe andare bene per alcuni processori che hanno la capacità di ridurre una linea di processo. Per altri processori con funzionamento 24 ore su 24, per implementare il CIP sarà necessaria una seconda linea di processo per ridondanza o eventualmente una riduzione della produzione del prodotto anche con più linee in funzione.

L'interesse nell'impiego dell'integrazione CIP esiste da tempo, ma sapere come integrare le informazioni nelle sequenze di controllo e misurare i risultati è molto importante, afferma Brad Smith di Stellar, direttore dello sviluppo aziendale/prodotto. Il CIP dovrebbe essere integrato poiché può avere un impatto sui carichi di refrigerazione dell'impianto e causare un falso caricamento dell'impianto. "È inoltre possibile migliorare l'efficienza CIP aggiungendo il recupero del calore di scarto e il preriscaldamento dell'acqua potabile", aggiunge Smith.