Jak precyzyjne sterowanie mediami wspiera temperaturę i higienę w Heineken SmartDispense®
Utrzymanie jakości piwa beczkowego od kegu do kranu wymaga ścisłej kontroli dwóch powiązanych czynników: temperatury i higieny. W przypadku systemu SmartDispense® firmy Heineken wyzwanie inżynieryjne polegało na poprawie wydajności w niskich temperaturach przy jednoczesnym zapewnieniu szybkiego, powtarzalnego i zautomatyzowanego codziennego czyszczenia, zwłaszcza dla rosnącej gamy produktów 0,0%.
W ścisłej współpracy z zespołem inżynierów Heineken opracowaliśmy niestandardowy zespół zaworu i kolektora, zaprojektowany z myślą o wymaganiach eksploatacyjnych dystrybucji napojów w gastronomii. Projekt koncentrował się na doborze materiałów, wytwarzaniu ciepła, higienicznych drogach przepływu i łatwości konserwacji, a nie na prostej wymianie istniejącego komponentu.
Nasza wiedza z zakresu dystrybucji napojów na poziomie całego układu
Systemy dystrybucji piwa i cydru wymagają stabilnego ciśnienia, dokładnej regulacji przepływu i higienicznej obsługi mediów, aby chronić smak, nasycenie dwutlenkiem węgla i wydajność. Niezawodność jest szczególnie ważna w miejscach o wysokiej wydajności, takich jak puby, bary i obiekty eventowe, gdzie przerwa w godzinach szczytu może mieć natychmiastowy wpływ na działalność.
Częste cykle czyszczenia stawiają też dodatkowe wymagania zaworom, membranom, kolektorom i innym komponentom do sterowania mediami. Jeśli kompatybilność materiałów, łatwość czyszczenia i dostęp serwisowy nie zostaną uwzględnione na wczesnym etapie projektu, mogą wpływać na niezawodność, higienę i jakość napoju przez cały okres eksploatacji systemu.
Dlatego nasze podejście do dystrybucji napojów zaczyna się od zastosowania, a nie od pojedynczego komponentu. Analizujemy, jak sterowanie mediami, materiały, temperatura, czyszczenie i wymagania dotyczące konserwacji oddziałują na siebie w całym systemie. To podejście zorientowane na zastosowanie stanowi podstawę naszej szerokiej wiedzy z zakresu dystrybucji napojów.
W przypadku SmartDispense® oznaczało to łączną ocenę zaworu, cewki elektromagnetycznej, materiałów membran, geometrii kolektora i sekwencji czyszczenia. Celem nie było po prostu zastosowanie innego zaworu, lecz optymalizacja wydajności całego zespołu pod kątem wymagań eksploatacyjnych firmy Heineken.
Dlaczego temperatura i higiena są ważne przy dystrybucji piwa beczkowego
Jakość piwa zależy nie tylko od procesu warzenia. Gdy produkt trafi do systemu dystrybucji, zmiany temperatury lub nieskuteczne czyszczenie mogą wpłynąć na jego stan i wrażenia konsumenta.
Dla operatorów lokali urządzenia muszą być również niezawodne, łatwe w konserwacji i przystosowane do rutynowego czyszczenia bez zbędnych zakłóceń. Wynika z tego kilka powiązanych wymagań inżynieryjnych:
Utrzymanie kontrolowanej, niskiej temperatury produktu.
Ograniczenie niepożądanego ciepła w pobliżu drogi przepływu medium.
Unikanie miejsc, w których mogą gromadzić się pozostałości produktu.
Zapewnienie powtarzalności sekwencji czyszczenia.
Minimalizacja zbędnego zużycia energii.
Zapewnienie wygodnego dostępu do przeglądów i serwisu.
Rozpatrywanie tych wymagań oddzielnie może prowadzić do kompromisów w innych częściach systemu. Na przykład zawór dobrany wyłącznie pod kątem charakterystyki przepływu może generować niepożądane ciepło przez cewkę elektromagnetyczną lub mieć membranę z materiału mniej odpowiedniego do niższych temperatur. Kompaktowy kolektor pozwala zaoszczędzić miejsce, ale nadal może być trudny do czyszczenia, jeśli jego geometria wewnętrzna tworzy miejsca, w których zalega produkt.
Dlatego nasi inżynierowie potraktowali regulację temperatury i higienę jako powiązane wymagania projektowe.
Dobór materiałów membran do pracy w niskich temperaturach
Nasze rozwiązanie oparto na technologii zaworów TruControl MS™ z oddzieleniem medium. W trakcie prac rozwojowych zastąpiliśmy oryginalne membrany z FKM membranami z EPDM, aby wyeliminować sztywnienie w niskich temperaturach i ograniczyć ryzyko wycieku piwa w danym zastosowaniu.
To pokazuje ważną kwestię dla projektantów urządzeń do napojów: materiały membran i materiały uszczelnień należy dobierać z uwzględnieniem całego środowiska pracy, a nie tylko ich ogólnej kompatybilności z danym medium.
Ocena powinna uwzględniać:
Kompatybilność z produktem i środkami czyszczącymi.
Minimalne i maksymalne temperatury pracy.
Elastyczność w wymaganej temperaturze.
Warunki ciśnieniowe.
Częstotliwość przełączania.
Oczekiwaną żywotność.
Wymagania dotyczące przeglądów i wymiany.
Właściwości materiałów mogą się zmieniać pod wpływem temperatury i wielokrotnego narażenia na procesy czyszczenia. Dlatego każdą zmianę materiału należy zwalidować w warunkach przewidzianych dla danego zastosowania.
Mniej ciepła dzięki bistabilnej cewce elektromagnetycznej
Projekt objął również problem ciepła generowanego przez konwencjonalny zawór elektromagnetyczny zasilany w sposób ciągły.
Tradycyjna cewka elektromagnetyczna pobiera energię przez cały czas zasilania, wytwarzając ciepło w pobliżu zaworu i drogi przepływu medium. W zastosowaniu dystrybucyjnym wrażliwym na temperaturę ciepło to może działać wbrew wymaganiom chłodzenia systemu.
Aby temu zaradzić, opracowaliśmy bistabilny zawór elektromagnetyczny, który potrzebuje energii elektrycznej wyłącznie podczas zmiany stanu. Po przełączeniu zawór pozostaje w swojej pozycji bez dalszego pobierania mocy podtrzymania.
W konfiguracji opracowanej dla SmartDispense® zapotrzebowanie na moc spada z dziewięciu watów podczas przełączania do zera watów po zablokowaniu zaworu w pozycji. Eliminuje to potrzebę ciągłego zasilania cewki, a jednocześnie ogranicza lokalne źródło ciepła w pobliżu drogi przepływu piwa.
Dla inżynierów zajmujących się dystrybucją napojów to wyraźny sygnał, że pracę elektryczną należy rozpatrywać razem z parametrami mechanicznymi i hydraulicznymi. Całkowity wpływ energetyczny zależy od takich czynników, jak liczba zaworów, częstotliwość przełączania, czas pracy i ogólna architektura chłodzenia, ale udział ciepła wytwarzanego przez komponent może mieć znaczenie przy utrzymywaniu ściśle kontrolowanej temperatury produktu.
Nowa koncepcja procesu czyszczenia
Równie ważne było przeprojektowanie procesu czyszczenia.
W SmartDispense® zintegrowaliśmy zawór czyszczący typu wł./wył. o zerowej objętości martwej z kolektorem o podwójnej ściance. Konstrukcja drogi przepływu zapobiega zaleganiu piwa w zaworze i umożliwia zautomatyzowany cykl czyszczenia i płukania od kegu do kranu.
Poprawia to higienę, zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia i daje większą pewność, że każde nalanie spełnia standardy jakości firmy Heineken.
Zawór i kolektor opracowane jako jeden zespół
Zamiast prosić firmę Heineken o dostosowanie SmartDispense® do standardowego komponentu, opracowaliśmy zawór i kolektor jako niestandardowy zespół.
Nasze zespoły wspólnie uwzględniły:
Działanie membrany w niskich temperaturach.
Ciepło generowane przez cewkę elektromagnetyczną.
Zautomatyzowane przełączanie zaworów.
Higieniczną geometrię wewnętrzną.
Integrację kolektora.
Dostęp do przeglądów i serwisu.
Wspólne opracowanie tych elementów pozwoliło nam uwzględnić zależności między nimi. Optymalizacja pojedynczego komponentu w oderwaniu od reszty mogłaby spowodować ograniczenie w innej części systemu.
Odzwierciedla to ogólny sposób naszej współpracy z producentami OEM i twórcami systemów z branży napojów. Zaczynamy od zrozumienia medium, warunków eksploatacyjnych, reżimu czyszczenia, wymagań przestrzennych i docelowych parametrów. Następnie oceniamy, jak należy skonfigurować całą architekturę sterowania mediami, aby spełnić te potrzeby.
Wsparcie powtarzalnej pracy i konserwacji
Udoskonalony system SmartDispense® łączy dokładniejsze zarządzanie temperaturą z zautomatyzowanym czyszczeniem. Projekt zapewnia kilka korzyści eksploatacyjnych:
Lepszą stabilność temperatury.
Wyższą skuteczność higieniczną, zwłaszcza w przypadku piw i cydrów bezalkoholowych.
Zautomatyzowane czyszczenie zaworów przy ograniczonej liczbie ręcznych interwencji.
Brak ciągłego zapotrzebowania cewki na moc po zmianie stanu zaworu.
Wytrzymały, łatwy w serwisowaniu zespół zaworowy zaprojektowany z myślą o bieżącej eksploatacji.
Wspieramy również program konserwacji zespołu zaworowego. Serwis zaworów przeprowadza się zazwyczaj co dwa lata, w oparciu o wytyczne konserwacyjne, które mają zapewnić jego sprawny i spójny przebieg.
Uwzględniając wymagania konserwacyjne już na etapie rozwoju, pomogliśmy stworzyć zespół, który można kontrolować i serwisować w ramach szerszego programu konserwacji SmartDispense®.
Czego inżynierowie zajmujący się dystrybucją napojów mogą nauczyć się z tego projektu
Projekt SmartDispense® pokazuje pięć praktycznych zasad, które mają zastosowanie również w innych systemach dystrybucji piwa, cydru i napojów.
1. Oceniaj temperaturę na poziomie komponentu
Inżynierowie powinni brać pod uwagę zarówno temperaturę produktu, jak i ciepło generowane przez komponenty elektryczne w pobliżu drogi przepływu medium. Niewielkie lokalne źródło ciepła może mieć znaczenie, gdy system ma utrzymywać ściśle kontrolowaną temperaturę serwowania.
2. Waliduj materiały w rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych
Dane dotyczące kompatybilności są ważnym punktem wyjścia, ale nie zawsze odzwierciedlają elastyczność w niskich temperaturach, wielokrotne przełączanie czy kontakt ze środkami czyszczącymi. Membrany i uszczelnienia należy walidować w reprezentatywnych warunkach.
3. Traktuj łatwość czyszczenia jako wymaganie dotyczące drogi przepływu
Cykl czyszczenia jest tylko tak skuteczny, jak geometria, przez którą przepływa środek czyszczący. Zawory, kolektory, połączenia i przyłącza należy sprawdzić pod kątem wnęk lub miejsc zalegania medium.
4. Rozpatruj automatyzację i serwis łącznie
Zautomatyzowane czyszczenie powinno zmniejszać złożoność eksploatacji, nie utrudniając rutynowych przeglądów ani wymiany komponentów. Dostęp serwisowy należy uwzględnić już na etapie projektowania systemu.
5. Optymalizuj zespół, a nie tylko komponent
Decyzje dotyczące zaworu, kolektora, sterowania i chłodzenia wpływają na siebie nawzajem. Ocena całej architektury może ujawnić usprawnienia, które zostałyby pominięte przy oddzielnym doborze komponentów.
Wspólnie dbamy o jakość dystrybucji
Dzięki wieloletniej współpracy z firmą Heineken oba zespoły dobrze poznały zastosowanie SmartDispense® i jego środowisko pracy. Łącząc tę wiedzę z naszym doświadczeniem w sterowaniu mediami i inżynierii aplikacyjnej, mogliśmy uwzględnić zarządzanie temperaturą, łatwość czyszczenia, zużycie energii i łatwość serwisowania w jednym zintegrowanym zespole.
Dzięki temu nasi klienci mogą serwować piwo niezmiennie wysokiej jakości, a konsumenci za każdym razem otrzymują oczekiwane wrażenia.
System Heineken SmartDispense®, wspierany przez technologię kolektorów zaworowych IMI, skutecznie kontroluje zarówno temperaturę, jak i higienę w całym systemie dystrybucji. Dzięki temu nasi klienci mogą serwować piwo niezmiennie wysokiej jakości, a konsumenci za każdym razem otrzymują oczekiwane wrażenia. Stuart Briant, Senior Technical Manager, Heineken
Projekt pokazuje, że poprawa wydajności dystrybucji napojów nie sprowadza się do wyboru innego zaworu. Wymaga zrozumienia, jak materiały, praca cewki elektromagnetycznej, wewnętrzna geometria przepływu, czyszczenie i konserwacja wpływają na cały system.
Wychodząc od zastosowania i ściśle współpracując z zespołem inżynierów Heineken, opracowaliśmy rozwiązanie dostosowane do warunków, w jakich SmartDispense® pracuje na co dzień.
Poznaj naszą wiedzę z zakresu dystrybucji napojów
Każde zastosowanie w branży napojów stawia inne wymagania w zakresie regulacji przepływu, higieny, zarządzania ciśnieniem i integracji systemów.
Współpracujemy z producentami OEM i twórcami systemów do napojów od wstępnej koncepcji i doboru komponentów, przez walidację i produkcję, aż po wsparcie w całym cyklu życia. Nasze podejście zorientowane na zastosowanie pomaga klientom optymalizować wydajność systemów, ograniczać ryzyko rozwojowe i zapewniać niezawodną pracę przez cały cykl życia urządzeń.