
卑爾根新廠
TINE 公司是挪威最大的乳品生產商,除了各種奶制品,還生產液態食品。2019 年的銷售額22.5 億歐元。公司歷史可以追溯到19 世紀,當時許多農戶聯合起來對其原奶進行加工。今天合作社農戶數已經達到1 萬家。
加工廠也有30 多處,其中卑爾根乳品廠負責人馬特說,工廠的宗旨是為農戶加工和銷售牛奶,保證當地農戶持續獲得收入。每天,八輛貨車在周邊地區裝滿收購的原奶,下午準時到達廠區。挪威的農戶居住分散,有些甚至住在偏僻荒涼的地區,運輸物流確實是一項挑戰。喬根先生就是其中一位奶農,盡管他的農莊距離TINE 公司的新建工廠不到20 千米,但道路曲折,部分還是單車道,行駛時間超過45 分鐘。喬根共飼養25 頭奶牛,夏季在牧場放牧,冬季讓奶牛舒適地生活在牛圈內。他就是挪威奶農的典型代表。挪威地貌特殊,大部分為曲折的峽灣和高山,因此農莊的規模相對較小:每家農戶平均擁有22 公頃土地和24 頭奶牛。



自動控制
位于卑爾根乳品廠是新建的,為全部周邊地區供應鮮奶、摜奶油和果汁。盡管其每日產能只有30 萬升,相對較低,但卻是公司內部32 家工廠中最現代化的。老乳品廠建于50 年代,效率很低。此外,工廠位于城區內,安裝的設備已經老舊,無法為靈活性提供更大的空間。為了在基礎設施方面獲得更多的自由,同時將設備技術提升到最新的技術水平,很早之前就已經考慮建造一家新工廠。2017 年初,TINE 公司開始全力建設卑爾根新廠。
克朗斯集團旗下的Milkron 公司,專業做乳品設備,也參與了投標。Milkron 位于漢諾威附近,當時剛剛成立一年,但其員工已經在乳品行業有幾十年的從業經驗。這些人熟悉乳品行業,擁有建造這種乳品廠所需的客戶聯系,這起了決定性作用。
第二個加分項是克朗斯集團內部的協作能力。TINE公司將整體項目打包成幾個大部分,為了簡化流程,減少分界點,期望為每一個部分尋找一家系統供貨商。克朗斯和Milkron 公司是能夠真正為流程技術提供整體解決方案的為數不多的幾家供應商之一,他們最終獲得了流程技術的全部的設計和實施訂單,包括從原奶收料到原奶處理和成品奶存放直至移交給灌裝機。
施工期間,Milkron 專家始終在工廠,負責協調全部的施工現場以及各家分供方,確保供貨、就位和組裝以及設備的安裝和調試順利完成。Milkron公司和克朗斯均未在挪威設立工廠,所有人員和材料都必須來自國外。這自然在設計、協調和物流方面產生大量的費用。但是,這些專家出色地完成了任務,首先,需要大量的材料:鋪設了超過15 千米的不銹鋼管道,在總計54 個大罐之間輸送原奶和終端產品以及水和能源介質。
配備所需流程設備時,Milkron 得到了克朗斯各子公司的協助。
HST 公司提供均質機。這臺均質機用于飲用奶的部分均質化,能力為每時8000 升(200 巴壓力)。
Evoguard 公司提供了全部所需的閥門,總計1107個。其中還包括按照TINE 公司的要求設計和制造12 套不同規格的閥陣。還包括閥門的AS-i 總線與上位控制系統的通訊。閥陣發貨之前,Evoguard 公司在其尼特瑙工廠進行了工廠驗收測試,TINE 公司的專家也參與了這個過程。借此可以確保在發往挪威之前就已經保證了閥陣的功能。
對于流程引導系統,TINE 公司要求采用高度現代化、能源高效的自動化解決方案,最后選擇了Syskron 公司的Botec F1。該系統監督和控制全部生產流程。此外,還需要并入TINE 公司的IT 系統,預留幾乎所有系統的接口。借此,還可以通過Botec 調出和顯示能源和介質數據,連接原有的訂單處理系統,或者直接在Botec 中規劃和處理訂單。
克朗斯與TINE 公司共同為新的乳品廠精心設計了全套能源方案,采用由熱泵和制冷機組成的三級系統。其核心設備是一臺復合型高溫熱泵,可以在相對較低的壓力下達到非常高的溫度。
TINE 公司高度重視可持續能力。在全部生產過程中高效、細心地使用原料、能源和水。例如對于原料使用,提出了最高損耗不超過0.5%的目標。在能源方面,也盡可能高效地利用。
克朗斯與TINE 公司共同開發了一套考慮周全的能源方案,除了全部生產流程的消耗值等指標,還重點關注了采暖和通風技術。其核心部分是一套熱泵系統,采用67℃和95℃兩個熱水溫度等級。這些熱水利用制冷和空壓設備的余熱,補充到整體系統中。擁有一套相對復雜的能源網。借助熱泵可以充分利用獲得的余熱,例如,將其用于制備熱水、室內取暖以及廠區的除雪除冰。
另外一個特殊之處是采用封閉的水循環和干式回冷器,因此,公用工程的運行不需要用水。TINE 公司在室外安裝了四臺儲水罐,每臺水罐的容量為130 立方米。克朗斯負責全部接口的協調確認,提供預組裝在框架上的公用工程設備。現場的管路鋪設和連接由Milkron 公司負責。
該方案取得了良好的效果,TINE 公司借此將能耗總計降低了40% ,該項目榮獲歐洲熱泵協會的大獎。此外,除了熱泵系統,該乳品廠的頂棚還安裝了6000 平米的太陽能電池板,生產和存儲備用電能。
這是TINE 公司首次將全部流程設備交給克朗斯集團的專業公司。除了技術設備,時間計劃也起著重要作用:Milkron 公司作為總承包商協調全部分供方,負責項目的整體推進,但還是存在大量的分界點。對于這種大項目,時間進度始終是一個關鍵因素。從設計階段開始,也包括后期緊張的安裝階段,所有參與方都通力合作。最終,投產時間甚至比最初計劃提前了一個星期”。此后,Milkron公司繼續完成最后的調整工作,此外,還在持續生產過程中從老乳品廠搬遷一套原有的果汁生產設備。
盡管TINE 公司目前在卑爾根擁有了一家能源高效的乳品廠,配備了現代化的設備,但并不能因此而高枕無憂,公司面臨的挑戰是乳品消費整體呈現下降趨勢。這意味著必須更加高效地組織生產,當然還要繼續保持極高的質量標準。
新工廠呈現一派興旺的景象。在TINE 公司的卑爾根乳品廠,原奶收料位于49 和50 號門后面。下午剛剛開始,貨車就陸陸續續地從這里駛入廠區。借助兩條收奶線,此前由牽引車和掛車收集的牛奶可以同時卸料。首先,液體以自由下排方式進入地下室,在那里排氣并冷卻至2℃。此后,被泵入三個放置在對面的原奶罐之一,每個罐的容量為100 立方。
接下來,牛奶進入衛生區:加熱到55℃之后,牛奶流過一臺離心機,分離出奶油。此后,根據最終產品調整脂肪含量,對部分牛奶進行均質化處理,隨后與收集的剩余牛奶進行混合。牛奶加熱器的能力為每小時2.5 萬升,分流均質化的能力為每小時6000 至8000 升。剩余的奶油進入五個原奶油儲罐之一,用于后期的摜奶油生產。
牛奶本身在一臺換熱器中升溫至74℃,隨后以對流方式立即降溫。在冰水冷卻器中,這部分牛奶被冷卻至2℃,然后進入五個儲罐之一。除了10 個乳品罐之外,倉庫中還有另外四個大罐用于果汁生產。
接下來,一套Evoguard 閥陣控制牛奶、奶油和果汁分別前往哪一臺灌裝機,該工廠總計配備五臺灌裝機,可以完成紙盒、大容量瓶和盒中袋的灌裝。此外,Milkron公司還安裝了兩套CIP 刷洗設備,一套用于原奶,另外一套用于巴氏殺菌后的產品。TINE 公司的供貨范圍還包括80℃熱水殺菌。
為了將產品損耗降到最低限度,CIP 刷洗啟動階段的沖洗奶被收集后進行加熱處理,然后作為飼料提供給農戶。啟動、排空和產品轉換時的混合相也同樣需要收集,利用反滲透濃縮到相應的干物質含量,流加到牛奶加熱器的暫存罐中。
在新建乳品廠項目中,TINE 公司決定將Botec F1完整地并入其IT 系統。這套Syskron 量身定制的解決方案由幾方面構成。
通過Botec F1 控制全部生產流程:原奶收料、CIP流程、通過ASi 總線完整地接入所有的閥門。
整體并入全部介質供給:包括超濾的水處理系統,壓縮空氣供給,制冷系統和熱泵。
采用最新一代西門子控制系統S7-1500 的PLC 編程框架。批處理系統,包含可視化和連接TINE 公司MES模塊的接口。
Botec 功能實現雙路追蹤和追溯。基于VPN 技術的遠程維護。兼容西門子控制系統S7-1500 和Profinet。Botec F1 的報警信號傳送至TINE 公司的SMS 系統。
“訂單處理”模塊:直接在Botec 中生成訂單,或者在TINE 公司的ERP 系統中生成訂單后轉入Botec 系統。挪威語和英語之間的語言轉換。
TINE 公 司IT 系統的數據接口,接收來自Botec 系統“運行工具”模塊的流程狀態和報警。
通過Botec 系統的IFace 接 口 向TINE 公司的集成平臺(實驗室管理系統,商務智能系統和資產管理模塊)提供信息。開放一個連接TINE 公 司BDE 系 統的接口。
TINE 公司獲得一套高度現代化的軟件解決方案,極大地減輕了所有生產相關人員的日常工作:借此,可以非常簡單地模擬、控制和實施高度復雜的流程。輸入通過一個直觀的操作界面完成。全部能源供給也接入了這個系統,借此,TINE 公司更容易實現對可持續生產提出的要求。