Portfólio produktov TAMI je také široké, že dokáže uspokojiť široký okruh zákazníkov všetkých vekových kategórií. Mliekareň denne spracúva v priemere 280-tisíc litrov mlieka, pričom ťažiskovým výrobným programom sú syry s bielou plesňou typu camembert a syry s modrou plesňou typu roquefort. „Práve syry predstavujú pre nás komoditu s najväčším ekonomickým prínosom, zároveň sú najžiadanejším artiklom na trhu z pohľadu zákazníkov,“ vysvetľuje na úvod nášho stretnutia Ing. Peter Klimovský, riaditeľ technického úseku v spoločnosti Tatranská mliekareň, a. s.
Automatizácia prichádzala postupne
Spoločnosť TAMI realizovala automatizáciu svojich prevádzok v dvoch smeroch. „Prvým bola automatizácia už existujúcich procesov a technológií z minulosti. Druhým smerom bolo nasadzovanie úplne nových, hotových liniek zo zahraničia alebo od slovenských výrobcov,“ hovorí P. Klimovský.
Prvá výraznejšia modernizácia s nasadením automatizácie sa v TAMI udiala v roku 1997 nákupom prvej z troch liniek na plnenie UHT mlieka od spoločnosti Tetra Pak. Mlieko sa balilo do skupinového balenia ručne a odvážalo sa do skladu. V roku 2014 sa však vedenie TAMI rozhodlo vybudovať dopravníkovú trať až do skladu UHT mlieka. Jej súčasťou je paletizér slovinskej firmy IHS, ktorý ukladá skupinové balenia na paletu, zabalí ich do fólie a po valčekovej trati posiela priamo do skladu, to všetko bez zásahu ľudskej ruky.
Nasadenie systémov automatizácie si vyžiadali aj samotní zákazníci. Veľké obchodné reťazce vyžadujú od svojich dodávateľov tzv. kalibrované výrobky, napr. syr s hmotnosťou 150 g. Norma dovoľuje odchýliť sa od normovanej hmotnosti v rozsahu ±4,5 %. To je pre väčšinu výrobcov stále veľmi prísne kritérium a aj v TAMI majú produkty, ktoré sú ľahšie aj ťažie, ako povoľuje táto tolerancia. Produkty s vyššou hmotnosťou sa do predaja dajú dať, ale mliekareň prichádza o zisk, lebo ich musí ponúknuť za cenu štandardizovanej hmotnosti. Produkty s nižšou hmotnosťou sa dajú spracovať na iné produkty, napr. tavené syry. „Cieľom v TAMI je teda využívať automatizáciu a robotizáciu aj na to, aby sa nám darilo vyrábať výrobky v štandardizovanej hmotnosti,“ vysvetľuje P. Klimovský.
Pri rozhodovaní o nákupe technologických zariadení narážali v TAMI na to, že sériovo vyrábané strojné zariadenia či linky zavedených výrobcov nespĺňali požiadavky, ktoré boli na ne kladené. Aj preto sa v roku 2012 obrátili na košickú spoločnosť Devion, s. r. o., ktorá sa venuje výrobe zákaznícky orientovaných plne alebo poloautomatizovaných pracovných strojov, výrobných liniek či strojných zariadení ťažiskovo pre oblasť potravinárskeho priemyslu. Práve ich riešenia vyhovovali špecifickým technickým, funkčným a priestorovým požiadavkám, ktoré stanovovali v TAMI pre potenciálnych dodávateľov. Vo väčšine prípadov strojných zariadení a liniek, ktoré spoločnosť Devion, s. r. o., dodala do TAMI, išlo o originálne prototypy.
Syry s modrou plesňou balia na mieru vyvinuté moderné baličky
Podnik nakupuje mlieko od rôznych dodávateľov zo Slovenska, z ktorých každý musí spĺňať predpísané kvalitatívne ukazovatele. Pred vpustením mlieka do technologických procesov sa meria jeho tučnosť a pomocou laboratórnych testov preveruje jeho mikrobiológia a prítomnosť látok, ktoré v mlieku byť nemajú. Následne sa pri teplote 5 °C ukladá do zásobných nádrží. Po prečerpaní do pasterizačnej stanice sa v tejto časti odstredí z mlieka tuk, spasterizuje sa a naštandardizuje sa, t. j. vráti sa do mlieka presne predpísaný objem tuku. V časti výroby syrov s modrou plesňou sa mlieko tepelne upraví, prejde tzv. termizáciou na úroveň 37 °C a pridajú sa doň živé mikroorganizmy, ktoré spôsobia kvasenie mlieka.
Vzniknutá syrenina sa priečne aj pozdĺžne rozkrája na kocky veľkosti cca 1 cm a prechádza jemným miešaním. Syrenina sa vysype na odsrvátkovací pás a odtiaľ padá do dávkovacieho zariadenia typu fromat, zabezpečujúceho nadávkovanie istého množstva syreniny do blokových foriem – v nich sa vyformujú syrové bochníky. Následne sa bochníky syra presúvajú do fermentačnej miestnosti, kde zostávajú 24 hodín a štartuje sa proces kysnutia. Po ďalších 24 hodinách sa syry presúvajú do soliarne, kde zostávajú týždeň a kde prebieha niekoľko procesov – solenie, pikirovanie, t. j. prepichovanie bochníkov syra ihlami kvôli lepšiemu prieniku soli do vnútra bochníka, a namáčanie do pimaricínu, bioproduktu, ktorý má silne antibakteriálny účinok a zabraňuje vytváraniu plesne na povrchu bochníkov.
Syry potom prechádzajú do zrecích skladov, kde sa presne meria a riadi teplota a vlhkosť a kde musí byť zabezpečená primeraná cirkulácia vzduchu. Po troch týždňoch je syr vyzretý a môže prejsť do časti balenia. Bochníky sa rozporciujú na trojuholníky, zabalia do fólie a následne na ďalších linkách balia do škatuliek a skupinového balenia do kartónov.
Linky na balenie do škatuliek aj na skupinové balenie vyvinula a dodala spoločnosť Devion. Vstup do linky zabezpečuje obsluha nakladaním syrov na dopravník. V prvom kroku sa pomocou detektora kovov zisťuje prítomnosť nežiaducich prímesí. Následne syr prechádza na rozradzovaciu váhu, kde sa zisťuje jeho hmotnosť a v prípade, že má syr nižšiu ako minimálne predpísanú hmotnosť, vyradí sa. Zabalenie syra do fólie zabezpečujú linky iného výrobcu. V ďalšej fáze už opäť prichádza na scénu riešenie spoločnosti Devion – linka na balenie jednotlivých syrov do škatuliek a na skupinové balenie viacerých syrov do kartónových škatúľ.
Škatuľky na jednotlivé syry vstupujú do baliacej linky vo forme kartónových prírezov s predpripravenými zhybmi, vetracími otvormi a pod. „Zabalenie syra prebieha v niekoľkých krokoch – linka prírezy naformuje, vloží syr z dopravníka, na príslušné miesta prírezov nanesie lepidlo technológiou HOT-MELT a škatuľku uzatvorí. Presun medzi pracovnými stanicami, ako aj pohon časti mechanizmov majú na starosti inteligentné servopohony ACOPOS 1022 a ACOPOS 1090 spoločnosti B&R. Na konci linky je kartónovacie zariadenie, ktoré do pripravených kartónov z prírezov balí jednotlivé syry do skupinových balení,“ vysvetľuje Martin Mlynarčík, technický riaditeľ spoločnosti Devion, s. r. o. Po ručnom uložení skupinových balení na paletu sa paleta presúva do expedičného skladu.
Pri výrobe syrov s bielou plesňou asistuje robot
Postup výroby je veľmi podobný tomu, ktorý sa využíva pri výrobe syrov s modrou plesňou. Rozdiel je v tom, že mlieko sa pri výrobe syrov s bielou plesňou napúšťa do štrnástich 800 l vaničiek. Tu sa mlieko zaočkuje mikroorganizmami, stojí, zráža sa a potom treba vzniknutú syreninu pokrájať na kocky pomocou tzv. hárf. Ide o sitá s priečnymi alebo pozdĺžnymi antikorovými strunami. Následne treba rozkrájanú syreninu pätnásť minút miešať. Všetky tieto úkony sú pre človeka fyzicky náročné a treba ich vykonávať pri zvýšenej teplote. Aj preto sa TAMI rozhodla proces zautomatizovať a opäť požiadala o riešenie spoločnosť Devion, s. r. o.
„Výsledkom bolo nasadenie priemyselného robota FANUC so šiestimi stupňami voľnosti, pričom siedmou osou je pojazd, na ktorom sa robot presúva medzi jednotlivými vaničkami. Harfy a miešadlo sú uložené v nástrojovej vani, ku ktorej robot prichádza. Pomocou permanentných magnetov s elektromagnetickým odopínaním na uchopovacom mechanizme na ramene robota si robot sám mení nástroje podľa povelov z nadradeného riadiaceho systému,“ opisuje nasadené riešenie M. Mlynarčík. Vyhotovenie robota aj nástrojov spĺňa prísne normy platné pre nasadenie v potravinárskom priemysle.
Nadradeným systémom, ktorý riadi chod celého tohto výrobného uzla, je riadiaci systém od spoločnosti B&R, postavený na komponentoch radu X20 s Power Panel C70 vo funkcii operátorského panelu (HMI) s integrovaným riadiacim procesorom. Ten prostredníctvom zbernice EthernetIP komunikuje s riadiacimi systémom robota FANUC, ktorému zadáva povely podľa definovaných receptúr. Celý riadiaci algoritmus bol vytvorený v používateľsky príjemnom vývojovom prostredí Automation Studio tiež od spoločnosti B&R. Systém X20 riadi klapky na prívodných potrubiach, cez ktoré priteká mlieko do vaničiek, a výstupné klapky, ktoré vypúšťajú syreninu ďalej, spracúva informácie zo snímačov výšky hladiny vo vaničkách a pod.
systém môže pracovať v dvoch režimoch – automatický alebo ručný, keď je hlavne pri servisných a údržbárskych zásahoch nevyhnutná úplná kontrola všetkých procesov. Operátor má prostredníctvom lokálneho HMI možnosť sledovať jednotlivé parametre výroby a voliť, vytvárať/upravovať preddefinované recepty a po ich navolení spúšťať/ukončovať automatický režim. „Uvedené robotické riešenie nahradilo namáhavú fyzickú prácu štyroch až piatich ľudí, ktorí to v minulosti vykonávali ručne,“ hovorí P. Klimovský.
Spoločnosť Devion, s. r. o., má po dohode s vedením TAMI navyše možnosť vzdialene pristupovať k danej technológii, a to najmä z dôvodu sledovania stavu zariadení, minimalizácie prestojov v prípade vzniknutej poruchy a vykonania vzdialeného servisného zásahu. Aj v časti výroby syra s bielou plesňou sa uplatnili linky od Devion, s. r. o., na balenie jednotlivých syrov do kartónových škatuliek alebo do skupinového balenia.
Nedostatok ľudí a zbavenie sa fyzicky náročnej práce
Medzi ťažiskové dôvody, prečo TAMI v čoraz väčšej miere prechádza na automatizáciu a robotizáciu, je nedostatok ľudí na pracovnom trhu, obzvlášť tých, ktorí sú ochotní pracovať vo výrobnej prevádzke. Druhým dôvodom je zbaviť pracovníkov v prevádzke fyzicky náročnej a monotónnej práce a zvýšiť kvalitu výroby štandardizáciou výrobného procesu. „Vedenie TAMI očakáva od automatizácie a robotizácie aj zvýšenie kapacity výroby, ale zároveň triezvo zvažuje, ktoré procesy sa automatizovať oplatí a pri ktorých by ekonomická návratnosť nevychádzala až tak dobre,“ konštatuje P. Klimovský
Vybrané informácie z prostredia výroby, napr. z rozradzovacích váh, sú z riadiacich systémov spoločnosti B&R posielané prostredníctvom OPC komunikácie aj na vyššiu podnikovú úroveň. Vďaka nim možno pomerne presne sledovať každý vyrobený výrobok, zistiť napr. počet a hmotnosť výrobkov s nižšou, normovanou a vyššou hmotnosťou, ako definuje výrobný recept. Z uvedených údajov možno vyhodnocovať efektívnosť výroby, čo je údaj potrebný pre ekonomické oddelenie aj pre pracovníkov výroby. Tí môžu potom spätne korigovať niektoré procesy tak, aby výťažnosť, ktorá hovorí o tom, koľko syreniny sa vyrobí z jedného litra mlieka, bola čo najvyššia.
Technologický partner presvedčil sviežim prístupom k automatizácii
A prečo si Devion, s. r. o., vybral za svojho technologického partnera práve spoločnosť B&R, ktorá patrí do skupiny ABB? „Napriek tomu, že v čase vzniku našej spoločnosti boli na slovenskom trhu etablované už dlhší čas aj iné spoločnosti, práve B&R prišla s novým pohľadom a prístupom k riešeniu priemyselnej automatizácie. Vývojové prostredie ponúkalo okrem tradičných programovacích postupov, ako boli rebríkové diagramy vhodné viac pre jednoduchšie logické úlohy, aj možnosť tvoriť program napr. v jazyku C, kde bolo možné veľmi jednoducho a elegantne napísať riadiaci algoritmus aj pre zložité architektúry riadenia,“ vysvetľuje M. Mlynarčík.
Devion bola od začiatku jedným z najväčších odberateľov riešení B&R, ktoré inštaluje do svojich strojov a liniek. „Veľkou devízou sú korektné a priateľské vzťahy so zastúpením B&R na Slovensku aj v zahraničí. Neraz sa totiž stalo, že pri riešení nejakého problému boli programátori a vývojári v rakúskej centrále k dispozícii doslova od večera do rána a paradoxne sa aj oni sami inšpirovali a zlepšili niektoré veci, ktoré vzišli z našich podnetov,“ hodnotí pozitívne spoluprácu M. Mlynarčík.
Rovnako v TAMI sú s riešeniami Devion, s. r. o., spokojní. „Už teraz máme rozpracovaných niekoľko zaujímavých projektov, v ktorých chceme spolu so spoločnosťou Devion, s. r. o., pokračovať,“ ozrejmil P. Klimovský.
Elektrinu a teplo vyrábajú z bioplynu
Tatranská mliekareň, a. s., prevádzkuje vo svojom areáli bioplynovú stanicu, ktorá využíva na svoj chod časť odpadov z výrobných procesov. Získaný plyn sa používa ako vstup pre kogeneračnú jednotku s výkonom 1 MW, ktorá zabezpečuje výrobu elektrickej energie aj teplej vody. Paru potrebnú na ohrev v rámci výrobných postupov si spoločnosť zabezpečuje v troch parných kotloch spaľujúcich zemný plyn. Päť vzduchových kompresorov s vlastným systémom riadenia zabezpečuje výrobu stlačeného vzduchu a zároveň udržiava jeho parametre v predpísaných hodnotách. TAMI využíva osem chladiacich jednotiek na chladenie expedičných skladov, zrecích skladov v obidvoch syrárňach a výrobu chladiacej vody, ktorá sa používa v rôznych výrobných procesoch.
Pripravované projekty
Na základe integrovaného povolenia Slovenskej inšpekcie životného prostredia sa TAMI pohybuje na svojom strope objemu výroby, z tohto hľadiska sa nepočíta s ďalším nárastom objemu spracovávaného mlieka. Rovnaká situácia je aj v prípade využitia priestorov. Aj preto sa vedenie spoločnosti sústreďuje na inovácie výrobných a technologických procesov a zariadení.
„V budúcnosti pribudne v časti výroby syra s bielou plesňou k už existujúcemu robotu Fanuc ďalšie plne automatizované zariadenie na plnenie syroviny do foriem, ktoré sa doteraz robilo ručne. Ide o fyzicky náročnú a z hľadiska rovnomernosti výroby veľmi dôležitú činnosť,“ poodkrýva niektoré plánované investície P. Klimovský. Perspektívne by mala do energetického hospodárstva TAMI pribudnúť ďalšia kogeneračná jednotka, ktorá bude využívať v súčasnosti prebytočný bioplyn, rovnako sa uvažuje aj o využívaní fotovoltiky. Časť zemného plynu, ktorý sa dnes používa na výrobu pary, by mohla nahradiť teplá voda získavaná pomocou tepelných čerpadiel z chladiacich jednotiek a kompresorov na výrobu stlačeného vzduchu. Po skončení životnosti niektorých liniek sa spoločnosť plánuje sústrediť na nákup moderných liniek tak, aby zodpovedali nárokom dnešných trhov a zákazníkov.
Nemenej perspektívnou oblasťou bude aj nakladanie s druhotnými surovinami, najmä srvátkou a laktózovou vodou, ktoré sú odpadom pri výrobe syrov. „Preto spoločnosť uvažuje využiť veľké množstvo srvátky a laktózovej vody napr. na výrobu etanolu,“ vysvetľuje na záver nášho stretnutia P. Klimovský.
Ďakujeme spoločnosti Tatranská mliekareň, a. s., za možnosť realizácie reportáže a Petrovi Klimovskému a Martinovi Mlynarčíkovi za poskytnuté informácie.
Pozrite si našu krátku redakčnú reportáž o využívaní automatizácie v TAMI.
