Modernizáciu pivovaru si vyžiadal trh aj spotrebitelia

Podľa ústneho podania sa pivovarská tradícia v Banskej Bystrici odhaduje na viac ako 500 rokov. Pivovarskými podnikateľmi v tomto kúte Slovenska boli najprv kolonizovaní Nemci, po nich uhorskí priemyselníci a potom obchodujúci Židia. V zachovaných archívnych dokumentoch sa z obdobia udeľovania práv mestu objavuje aj právo variť pivo v domoch námestia. Prvá zmienka o balení piva do fliaš pochádza z roku 1516. Varenie piva v Banskej Bystrici bolo veľmi rozšírené v 17. storočí. V krátkom období vzniklo vyše 80 pivovarov.
Modernizáciu pivovaru  si vyžiadal trh aj spotrebitelia

Z pokolenia na pokolenie si v posledných desaťročiach jediný veľký pivovar a sladovňu odovzdávala rodina Heritzová, a to až do roku 1942, keď ich preberá nový majiteľ Ján Beňuš. Rýchlym tempom modernizuje zariadenie v časti varenia a stáčania. V 50. – 60. rokoch minulého storočia vyrábal pivovar 3 000 – 5 000 hl piva mesačne v sortimente 7°, 10°, 12° a sviatočné 16° tmavé pivo. Rozvoj pivovarníctva pokračoval ďalej a na tradíciách výroby piva Zlatopramen bol postavený nový moderný pivovar v Radvani-Kráľovej, ktorý dostal meno Urpín. Základný kameň bol položený v roku 1968 a po troch rokoch výstavby bol uvedený do prevádzky nový závod s kapacitou 350 000 hl piva ročne. Roky transformácie hospodárstva znamenali nielen zmenu názvu spoločnosti na Banskobystrický pivovar, a. s., s nosným produktom Urpiner, ale aj záujem nových majiteľov podporiť jeho ďalší rast modernizáciou takmer všetkých procesov.

Pôvodné systémy automatizácie vs modernizácia

Automatizácia v banskobystrickom pivovare bola v 70. rokoch minulého storočia postavená na báze reléových členov, koncových spínačov a pod. „Na tú dobu to bolo na pomerne slušnej úrovni a dokonca ešte dnes nám niektoré z týchto systémov stále fungujú a využívame ich. Samozrejme našou snahou je, aby sme časom všetky tieto systémy nahradili modernými automatizačnými prvkami,“ konštatuje na úvod nášho stretnutia technický riaditeľ pivovaru Ing. Róbert Obertík.

Z hľadiska zavádzania modernejších automatizačných systémov bol prelomový rok 2010, keď pivovar investoval do kúpy nových strojov a liniek s integrovanými PLC riadiacimi systémami a ďalšími prvkami automatizácie a merania. Odvtedy prebehla kompletná výmena strojov na stáčacích linkách a zautomatizovaná bola aj veľká časť hlavnej výroby piva.

Samotný pivovar možno podľa R. Obertíka rozdeliť na dve hlavné skupiny – výroba piva a výroba finálneho výrobku, t. j. stáčanie do fliaš, plechoviek a sudov. „V rámci hlavnej výroby boli z veľkej časti zachované pôvodné strojné a technologické zariadenia, do ktorých postupne pridávame meracie, regulačné a automatizačné prvky. Za posledné dva roky predstavovala investícia do modernizácie hlavnej výroby takmer dva milióny eur,“ konštatuje R. Obertík. Druhá spomínaná oblasť – stáčanie – bola takmer kompletne zautomatizovaná vrátane vzájomného prepojenia PLC systémov niektorých jej častí. „Modernizáciu sme z hľadiska toho, ako postupuje výroba piva až po finálny výrobok, robili v podstate odzadu – na prevádzke stáčania. Dôvody boli jednoznačne dané trhom a zákazníkmi, ktorí si žiadali dlhšiu trvanlivosť finálneho produktu, flexibilnejšie dodávky do predajní a modernejší vzhľad obalov.“

Základom je voda

Na výrobu piva sa používajú tri základné suroviny – voda, slad a chmeľ. Banskobystrický pivovar využíva vodu priamo z vodárenskej siete, pričom stráži jej kvalitu prostredníctvom laboratórnych meraní a následne sa voda upravuje pre potreby varenia. Na vysokej úrovni je v tomto smere zautomatizovaná technológia reverznej osmózy, ktorá zabezpečuje vodu s potrebnými parametrami na varenie piva. Navyše voda sa využíva aj na výrobu pary, ktorá je tiež jedným z hlavných energetických nosičov pre viaceré technologické procesy. Pivovar nedávno investoval aj do plnoautomatizovaného kotla na výrobu pary.

Presné váženie

Najdôležitejšou surovinou, ktorú pivovar nakupuje, je slad, ktorého sa za rok minie okolo 2 000 ton. Jeho kvalita sa testuje v samostatnom laboratóriu. Príjem aj výdaj sladu sa kontroluje pomocou automatizovaných váh. Dopravník prepravuje prijatý slad z kamiónov do vrchnej časti sila, kde sa nachádza automatizovaná váha. Tá odmeriava dávky po 200 kg a následne nimi plní silo. Celý tento systém dopravy a váženia má na starosti PLC Simatic S7 so vzdialenými V/V ET200S od spoločnosti Siemens. Na výstupe je umiestnený podobný systém s automatizovanou váhou, ktorá však váži dávky po 50 kg. Aj tento proces má pod kontrolou PLC Simatic S7. Na varenie jednej dávky piva sa používajú približne 4 tony sladu a váženie musí byť s presnosťou 1 kilogramu. Ak sa napríklad ide variť svetlé, 12° pivo, existuje na to príslušná receptúra, v ktorej je zadefinované presné množstvo sladu, vody a chmeľu. Varič zvolí, z ktorého sila sa bude dávkovať a podľa známej kvality vstupných surovín upraví vopred pripravenú receptúru tak, aby sa dosiahla čo najvyššia kvalita finálneho produktu.
Aj keď niektoré merania počas procesu varenia realizujú meracie prístroje, väčšina z nich sa stále vykonáva ručne. „Mal som možnosť navštíviť aj moderné pivovary v Nemecku s vysokým stupňom automatizácie, ale keď došlo na proces varenia, aj tam sa stále spoliehajú na ručné meranie. Je to dané tým, že snímače na tento typ merania sú veľmi drahé, na druhej strane skúsenosti majstrov výroby sú doteraz nenahraditeľné,“ zdôrazňuje R. Obertík. Pritom proces varenia dokážu ovplyvniť také okolnosti, ako je napr. hodnota atmosférického tlaku v daný deň.

Moderné riadenie pri výrobe sladiny a mladiny

Slad sa musí pred zmiešaním s vodou vyčistiť na tzv. leštičke od pliev a drobných nečistôt a následne zošrotovať. Aj v tejto časti technológie prebehla modernizácia, keď sa pôvodný šrotovací stroj nahradil moderným zariadením s prvkami merania. Dôležité je zosúladenie rýchlosti váženia a následného padania sladu do šrotovníka, nakoľko od toho závisí, či sa podarí dodržať správne frakcie zošrotovaného sladu, ktoré sú dôležité v ďalších fázach varenia.

Slad prechádza do tzv. vystieracej nádoby, kde sa namieša presné množstvo sladu a vody. Tzv. proces vystierania je úplne automatizovaný, pričom množstvo pretekajúcej výstierky merajú ultrazvukové prietokomery od spoločnosti Endress + Hauser. Ešte pred približne dvomi rokmi musel varič celú procedúru vystierania riadiť ručne pomocou tlačidiel, ale v súčasnosti je proces riadený pomocou PLC. S7 od spoločnosti Siemens.

Na základe známeho množstva sladu, vody a výšky teploty varič len spúšťa a sleduje na operátorskom paneli jednotlivé fázy vystierania. Podľa presne stanovených teplotných kriviek s rýchlosťou ohrevu (1 °C/min.) a s dlhšou výdržou na určitých teplotných medzistupňoch dochádza pri cukrotvornej teplote k procesu scukrenia – premeny škrobov na skvasiteľné cukry. Po získaní sladiny sa cedí a následne sa pridáva chmeľ. Výsledkom je mladina, ktorá sa schladí na zákvasnú teplotu a po prečerpaní do kadí sa pridávajú pivovarnícke kvasnice.

Proces chladenia kvasných nádob je automatizovaný na základe vopred definovanej teplotnej krivky a spätnej väzby zo snímačov teploty, na základe ktorých sa riadi ochladzovací okruh. Ľadová voda prúdi cez regulačné ventily vybavenými elektrickými servopohonmi do duplikátora a ochladzuje tank. „Vzhľadom na to, že na vytvorenie ľadovej vody sa používa čpavok, bolo kvôli bezpečnosti potrebné túto časť zautomatizovať ako jednu z prvých,“ zdôrazňuje R. Obertík. Celá technológia je riadená moderným PLC S7 200 od spoločnosti Siemens. Súčasťou je aj regulácia otáčok kompresora a čerpadiel pomocou frekvenčných meničov VLT HVAC Drive od spoločnosti Danfoss s výkonovým rozsahom od 20 do 80 kW.

Odležanie a filtrácia s presným tlakom

V závislosti od druhu finálneho produktu sa pivo necháva odležať 28 až 35 dní v tzv. ležiackych tankoch, kde treba udržiavať konštantnú teplotu 2 °C a tlak 0,8 bar. Pri prekročení tlaku sa uvedú do činnosti tlakové bezpečnostné odvzdušňovacie ventily. Po uplynutí uvedeného obdobia sa uskutoční ešte proces filtrácie, aby bolo pivo číre a bez nečistôt. Tento rok v januári uviedol banskobystrický pivovar do prevádzky úplne nové poloautomatizované filtračné zariadenie, ktoré zabezpečuje požadovanú čírosť a kvalitu piva. Toto zariadenie obsahuje antikorové rúrky s jemnými drážkami vyfrézovanými s presnosťou mikrometrov. V tejto časti sa pod presne definovaným tlakom mieša voda s kremelinou (kremičitou múčkou). Táto zmes vytvorí na rúrkach, tzv. sviečkach, filtračnú vrstvu, ktorá dokáže zachytiť zostatkové kvasnice a nečistoty v pive.

Proces kladie vysoké nároky na presné meranie tlaku, ktorý strážia snímače tlaku PFT od spoločnosti Sick. Pri nízkom tlaku nedôjde k správnemu vytvoreniu filtračnej zmesi a nečistoty môžu pretiecť, pri vysokom tlaku sa naopak celá filtrácia zapchá. Preto sa musí presne merať aj rýchlosť prúdenia piva do filtračnej jednotky, čo zabezpečujú prietokomery SITRANS F M MAGFLO od spoločnosti Siemens. Okrem toho sa meria aj čírosť piva, jeho teplota a pod. Na základe týchto údajov sa automaticky nastavuje dávkovanie kremeliny.

Stáčanie

Po prefiltrovaní sa pivo prepravuje do predpĺňacích tankov, pričom na základe merania prietoku sa sleduje jeho množstvo. Priamo v skladovacom tanku sa ešte meria výška hladiny pomocou stavoznakov. Podľa toho, do akého obalu sa ide pivo stáčať, nastavia pracovníci príslušné potrubné cesty. Proces prerážania medzi jednotlivými tankami aj doprava piva na stáčacie linky je automatizovaný proces. Pri poklese hladiny piva v tanku sa mení aj rýchlosť prúdenia piva a tú treba udržiavať konštantnú. Na základe snímania rýchlosti prietoku piva posiela riadiaci systém informáciu frekvenčnému meniču čerpadla, ktoré následne upraví rýchlosť prúdenia, aby zostala konštantná. Tlak piva sa mení aj podľa druhu piva či obsahu CO2. Podľa týchto parametrov sa pivo na stáčacie linky dopravuje buď pomalšie, alebo pod vyšším tlakom, aby pri plnení nedochádzalo k jeho peneniu.

Kapacita plniacich liniek v banskobystrickom pivovare je 10 000 fliaš za hodinu, pričom nad celým procesom plnenia dohliada maximálne päť pracovníkov. Vždy sa plní len jeden typ obalu. Kamerový systém kontroluje kvalitu prichádzajúcich fliaš. Plechovky sa musia pred plnením dezinfikovať. Po naplnení sa obal uzatvorí a pomocou optického (pre fľaše) alebo röntgenového snímača (pre plechovky) sa kontroluje výška hladiny. Uzatvorené obaly sa zohrejú padajúcou horúcou vodou na predpísanú teplotu. Tento proces sa nazýva pasterizácia. Snímače sledujú teplotu v jednotlivých pasterizačných zónach. V prípade plnenia do sudov sa pasterizácia vykonáva ešte pred naplnením. Po pasterizácii prechádzajú fľaše na etiketovacie linky a na záver je na každý obal vyznačený dátum spotreby.

S manipuláciou pomáha aj robotika

Aby sa pracovníci odbremenili od fyzicky namáhavých úkonov, siahol banskobystrický pivovar aj po využití robotiky. V roku 2010 prebehla modernizácia linky na plnenie piva do sudov, keď bola spustená do prevádzky linka so svetovými špičkovými parametrami. Už pri tejto modernizácii sa pivovar snažil uľahčiť prácu na linke pri manipulácii so sudmi, ale nadväzujúce činnosti – kontrola uzáverov či samotná paletizácia – však zostali v manuálnom režime, čo bol dlhodobo neudržateľný stav. Pracovníci manipulovali so sudmi s hmotnosťou 62,5 kg, keď ich prekladali z valčekového dopravníka na paletu.

Od júla tohto roku bol nasadený robot KUKA, ktorý prevzal monotónnu a namáhavú prácu manipulácie so sudmi. Okrem prevzatia sudov z valčekového dopravníka ich premiestni na pracovisko s kamerovým systémom, kde prebehne kontrola prítomnosti a správneho nasadenia uzáverov a vyznačenie šarže, dátumu výroby a dátumu spotreby. Následne robot ukladá sudy na pripravenú paletu. Procesy plnenia, dopravníkové trasy, kamerové systémy a činnosti robota sú vzájomne synchronizované, pričom PLC jednotlivých častí navzájom komunikujú.

Čistota a hygiena na prvom mieste

Samostatnou kapitolou je stlačený vzduch, ktorý si banskobystrický pivovar vyrába sám. Dôležitou súčasťou tohto procesu je zbavenie vzduchu vlhkosti, ktorá by v prípade vstupu do potrubia mohla vytvárať spóry plesne a kontaminovať tak výsledný produkt. Na to sa používa proces vymrazovania a uhlíkového čistenia. Stlačený vzduch prichádza do priameho styku s pivom pri jeho preprave potrubím a pod. V nadväznosti na dodržiavanie hygienických predpisov sa v banskobystrickom pivovare využívajú aj systémy na čistenie technológií CIP (Clean-in-Process). Štyri moderné linky z automatizovanými procesmi zabezpečujú čistenie potrubných systémov a ďalších technologických zariadení.

Plány rozvoja s víziou zlepšovania kvality a efektívnosti procesov

150 000 hl piva ročne, 30 ocenení kvality na rôznych domácich a medzinárodných podujatiach, 12 druhov vyrábaných nápojov – to všetko dnes charakterizuje pivovar pod Urpínom. Vedenie podniku sa však nemieni s týmito číslami či kvalitou uspokojiť, a preto neustále pracuje na zlepšovaní procesov. „Snahou nášho technického oddelenia bude v nasledujúcom období naplánovanie modernizácie niektorých technologických častí, ako je napr. kvasenie piva, kde by bola prínosom inštalácia nových snímačov teploty, regulačných ventilov či nového PLC na riadenie kvasného procesu. Nasadenie nových prvkov automatizácie by zlepšilo aj efektivitu a presnosť riadenia dopravníkových trás a radi by sme zmodernizovali aj zvyšnú časť procesu varenia,“ uzatvára naše stretnutie R. Obertík.

Ďakujeme spoločnosti Banskobystrický pivovar, a. s., za možnosť realizácie reportáže a Ing. Róbertovi Obertíkovi za poskytnuté technické informácie.