Käserei Wildberg – 치즈 공장의 센서
스위스 치즈 유제품이 특산품 생산을 위하여 ifm 센서에 의존하는 이유:
완전 자동화된 식품생산 시대에도 치즈 유제품 제조업체인 Käserei Wildberg는 치즈 생산의 결정적인 단계에서 여전히 많은 전문 지식과 수작업 기술을 필요로 합니다.
여기 Zurich Oberland (취리히 오버랜드)에서 수년이 소요되는 치즈 숙성과정을 비롯한 정교한 레시피를 사용하여 이 지역의 선별된 농부들이 제공하는 고품질 우유의 특별한 맛을 경험할 수 있습니다. 성공의 열쇠는 다음 배경의 정교한 자동화입니다: 다양한 센서를 통해 수많은 프로세스 파라메터를 정확하게 준수합니다. 이는 일관되게 높은 제품 품질을 보장하는 유일한 방법입니다.
Roland Rüegg 전무이사와 함께 새로운 생산 홀을 들어서면 Wildberger Käsemanufaktur의 직원들이 자신의 업무에 대하여 잘 알고 있다는 사실을 즉시 알게 됩니다: 여기 있는 모든 사람들은 자신의 직무를 이해하고, 직무의 마스터이며 모든 프로세스는 톱니바퀴처럼 상호작용합니다. 엄청난 규모의 제품과 레시피가 치즈 저장고에서 공개됩니다. 포트폴리오는 에멘탈러 AOP 및 모짜렐라와 같은 인기있는 특산품으로부터 자체 개발한 치즈 케밥인 Cheebab에 이르기까지 다양합니다.
후자는 사내 판매대에서 처음 시음을 한 이후, 국내외 고객들로부터 큰 인기를 얻고 있습니다. 성공을 위한 레시피: 최고 품질. 2021년 봄부터 새 건물에서 생산이 진행되고 있습니다. 이 치즈 공장은 staedler automation AG의 최첨단 프로세스 기술을 갖추고 있습니다. 자동화 전문가는 불과 몇 킬로미터 떨어진 곳에 위치하며, 센서를 통한 설비 모니터링을 위하여 ifm의 제품과 솔루션에 의존합니다.
치즈 그리고 센서
그러나 기존의 치즈 제조는 센서와 어떤 관련이 있습니까? 관련이 많습니다. 왜냐하면 치즈 유제품의 생산 기계는 컨트롤 자체에 정확한 프로세스 파라메터가 지속적으로 제공되는 경우에 품질에 필요한 정밀도로만 제어되기 때문입니다.
사례: 열 교환기를 통해 분리기로 유입되는 우유공급으로 부터 치즈 제조기에 이르기까지, 우유를 적절히 다룰 수 있도록 온도 및 압력이 특정 수준으로 정확하게 유지되어야 합니다. 처음부터 다시 설명드리면: 방금 배달된 우유는 냉각되고 우유 수용영역의 저장 탱크에서 저어줍니다. 이 과정에서 레벨 및 온도 센서는 우유가 올바르게 보관되었는지 여부를 모니터링합니다. 파이프 및 탱크를 정기적으로 세척하는 데 사용되는 CIP 시스템도 센서로 모니터링됩니다. 예를 들어 유량 센서는 헹굼 과정에서 물의 양을 제어합니다.
온도에 민감한 프로세스를 위한 최고의 신뢰성
열화 과정에서 특히 온도 센서가 그 강점을 입증합니다. 치즈의 종류에 따라 생우유는 플레이트 열교환기에서 엄밀하고 정확한 시간에 가열됩니다. 각각의 다운스트림 열교환기 세그먼트에서 정확하고 즉각적인 재조정 가능성을 컨트롤러에 제공하기 위하여, 한쌍으로 작동하는 TA2502 타입의 온도 센서가 열교환기의 세 세그먼트에서 유입구 및 배출구 온도를 감지합니다.
셀프 모니터링 온도센서
의심의 여지 없이 TCC501 온도 센서는 전체 프로세스에서 가장 큰 역할을 담당하며, 열교환기의 보온부에 위치하여 우유가 미생물학적으로 최적화되고 시간이 지나도 온도를 유지하여 추가 가공이 안전하도록 합니다.
영구적인 상태 확인
TCC의 특수 기능: 온도 센서는 매우 정확하게 측정할 뿐만 아니라 시스템 운영자에게 다음 계획된 캘리브레이션 간격 뿐만 아니라 이벤트 관련된 드리프트에 대응할 수 있도록 합니다. TCC는 캘리브레이션 점검 테크놀러지로 자체 드리프트 행동을 영구적으로 점검합니다. 센서는 온도값과 동시에 측정된 기준값을 비교합니다. 0.5 와 3 K 사이로 세팅될 수 있는 편차가 허용오차 범위를 벗어난 경우, TCC는 광학 시그널을 제공하고 IO-Link 및 진단 출력을 통하여 중앙 컨트롤러에 메시지를 보냅니다. 심각한 오작동의 경우에도 마찬가지입니다. 따라서 TCC는 특히 신선 제품의 경우, 전체 생산 배치 (batch)가 잘못된 생산온도로 인하여 손실될 위험성을 감소시킵니다.
이벤트 관련 조치로 인한 품질 보증
특히 정확한 온도값이 제품 품질에 결정적인 역할을 하는 생산 프로세스에서는 측정값이 절대적으로 정확해야 합니다. 인라인 캘리브레이션 프로세스로 인하여 TCC는 전체 측정 레인지에서 ± 0.2 K의 정확도를 달성합니다. 이는 온도에 민감한 프로세스용으로 이상적입니다. 따라서 신선 제품의 미생물학적 프로세스는 항상 신뢰성있게 모니터링됩니다.
그림 1: 특히 프로세스가 중요한 장소를 위하여: 시각적 상태 디스플레이를 보유한 자체 모니터링 온도 센서 TCC
역삼투압 시스템의 투과 단계에 있는 자기 유도형 유량 센서는 유청 농도를 모니터링 및 제어합니다.
설비의 핵심: 생우유의 정확한 온도 제어를 위한 플레이트 열 교환기
투명한 센서 커뮤니케이션
시각화 및 디지털 표시: 따라서 TCC는 다음을 통하여 현재 상태를 투명하고 명확하게 전달합니다: 센서의 LED가 녹색이면 유닛은 신뢰성있게 작동합니다. 청색은 허용오차 범위를 벗어난 온도 편차를 표시합니다. 적색은 주요 측정요소의 고장 등의 심각한 오작동을 표시합니다. 또한, TCC는 IO-Link를 통해 일관성있는 문서화에 필요한 모든 데이터를 자동으로 저장합니다: 설치 날짜, 작동 시간, 온도 히스토그램 뿐만 아니라 이벤트 메시지 (작동 시간 및 이벤트 번호) 그리고 캘리브레이션 확인 상태 (작동 시간, 온도 값, 드리프트 값, 한계 및 상태)에 대한 등록일지
시뮬레이션 모드: 설치전에도 신뢰성 보장
TCC가 메시지를 제공하는 값은 소프트웨어를 통하여 정의될 수 있습니다. 시뮬레이션 모드에서는 센서가 컨트롤러에 올바르게 통합되었는지 여부를 확인하기 위하여 프로세스 온도와 기준 온도를 자유롭게 선택할 수 있습니다. 이러한 프로세스 시뮬레이션은 TCC가 제공하는 높은 수준의 신뢰성을 완성합니다.
장시간 사용을 위한 견고한 디자인
완전한 용접 및 밀폐된 하우징과 새로운 측정 프로브 디자인으로 TCC는 습기, 열 및 기계적 충격 그리고 진동과 같은 외부 영향에 대해 영구적인 내구성을 보유합니다.
소형 파이프용으로 위생등급을 보유한 G½ 압력 센서
Wildberg 치즈 유제품의 또 다른 중요한 센서는 PM15 압력 센서입니다. 열 교환기의 압력 조건을 모니터링하여 항상 보온된 (가열된) 무균 우유의 압력이 신선한 우유나 뜨거운 물이 있는 열교환기 플레이트의 반대쪽보다 높도록 합니다. 열교환기 플레이트에 균열이 있을 경우, 과도한 압력으로 인해 우유만 빠져나갈 수 있습니다. 다시한번 강조하지만, 어떤 외부 매체도 매우 민감한 생산 프로세스에 들어갈 수 없습니다. 열 교환기 플레이트에 침전물이 형성되어 압력이 일정한 유속으로 상승하는 경우, 압력 센서는 이 상황을 컨트롤러에 명확하게 전달하여 그에 따른 재조정 또는 유지보수 간격을 시작할 수 있도록 합니다.
위생적인 생산 공장을 위한 이상적인 솔루션
새로운 PM15 압력 센서는 테플론 및 PEEK 재질로 만들어진 고유한 매립형 씰링 시스템을 제공합니다. 이 제품은 처음으로 DN25의 작은 파이프라인에 소형 세라믹 정전용량형 측정 셀을 위생적으로 통합할 수 있게 해줍니다. 최소화된 G 1/2 스레드로 인하여 높은 비용의 어댑터 없이도 설치가 가능합니다. 이 어댑터는 무균 적용 인증을 받았으며 침전물을 방지하고 CIP 프로세스 중에 최적의 세척을 보장하기 위해 사각지대가 없습니다.
유지보수가 필요없고 견고함
센서는 프로세스 측에서 엘라스토머 씰 없이 디자인되어 유지보수가 요구되지 않습니다. 전면 매립형의 견고한 세라믹 측정 셀은 장기간에 걸쳐 매우 안정적이며, 압력 및 진공 충격은 물론 연마 물질의 영향에 내구성이 있습니다. 압력 전달 액체가 사용되지 않으므로 유체가 매체로 방출될 위험이 없는 '건식 측정 원리'입니다. 따라서 센서는 사실상 마모되지 않습니다. 증기세척에서 최대 150 °C (최대 1시간)의 매체온도를 견딜 수 있습니다. EHEDG 인증서, FDA 인증 및 3A 표준은 위생 프로세스에 대한 적합성을 확인해 줍니다.
그림 1:소형이면서 위생적: 매립형 세라믹 측정 셀을 보유한 PM15 시리즈의 압력 센서 그림 2: 작은 공칭 너비에 적합: 역삼투압 시스템의 공급에 G1/2 프로세스 연결부가 있는 PM15 시리즈의 압력 센서
IO-Link를 통해 향상된 성능
거의 모든 ifm 센서와 마찬가지로 PM15 또한 IO-Link 기능을 보유합니다. 기존의 아날로그 시그널 (4...20mA) 외에도 프로세스 값을 손실 없이 디지털 방식으로 전송합니다.
IO-Link는 또한 다음 장점을 제공합니다: 센서에는 사용자가 IO-Link를 통해 값을 검색할 수 있는 온도 프로브도 있습니다.
장점: 중요하지 않은 어플리케이션의 경우, 이 비침습적 온도 측정이 설비의 투명성과 안전성을 "그냥 부수적으로" 얻을 수 있도록 하므로 자재 및 설치 비용이 절감됩니다. IO-Link의 다른 편리한 기능은 제로포인트 (zero-point) 캘리브레이션과 배율조정 가능한 측정 범위입니다.
Staedler automation AG는 치즈 유제품의 프로세스 제어를 구현했습니다. 모든 프로세스 값은 컨트롤 시스템에서 볼 수 있습니다.
결론
Käserei Wildberg는 자동화된 프로세스 모니터링으로 개별적인 치즈 특산품 생산에 집중할 수 있는 동시에 필요한 장비를 통하여 작업을 신뢰성있고 정확하게 수행합니다. 정밀하게 디자인된 센서 기술은 또한 특별한 문제가 있는 장소에서도 간단하고 신뢰성있는 생산 모니터링을 보장합니다.
