Spoločnosť Südzucker Moldova SRL počas pôsobenia v Moldavskej republike investovala približne 60 miliónov eur do modernizácie výroby cukru, do projektu Zelená energia, ako aj do technického a technologického rozvoja výroby cukrovej repy v Moldavsku. A to malo hneď niekoľko pozitív. Spotreba energie a saturačného vápenca v cukrovare v Drochii sa znížila o 60 %. Kvalita cukru sa výrazne zvýšila, v roku 2008 bol Südzucker Moldova SRL certifikovaný podľa medzinárodných noriem ISO 9001: 2008 a HACCP. Spoločnosť vyváža cukor do niekoľkých krajín Európskej únie a SNŠ. Počas celej činnosti spoločnosti v Moldavsku sa priemerná úroda cukrovej repy zvýšila z 21 t/ha na 40 – 50 t/ha v závislosti od klimatických podmienok v roku.
Výroba bieleho zlata
Cukrovar v Drochii patriaci v súčasnosti do skupiny Südzucker Moldova SRL bol do prevádzky uvedený v roku 1957 a s príchodom nemeckého investora bol závod kompletne zmodernizovaný. „Aj vďaka moderným technológiám a optimalizácii procesov sa podarilo zvýšiť kapacitu spracovania cukrovej repy z pôvodných 2,5 na súčasných 3,5 – 4-tisíc t/deň. V súčasnosti je tento cukrovar hlavným podnikom Südzucker Moldova,“ hovorí na úvod nášho stretnutia Dr. Ing. Richard Dandár, ktorý v spoločnosti Südzucker Moldova SRL pracoval do roku 2019 ako člen jej predstavenstva a technický riaditeľ a v súčasnosti zastáva pozíciu senior manažéra v nemeckom cukrovare v Offsteine pre oblasť cukrovarníckych technológií.
„Aj vďaka moderným technológiám a optimalizácii procesov sa podarilo zvýšiť kapacitu spracovania cukrovej repy z pôvodných 2,5 na súčasných 3,5 – 4-tisíc t/deň.“
Dr. Ing. Richard Dandár,
senior manager Sugar technology,
Offstein, Südzucker AG
Cukrová repa sa do spracovateľského závodu zváža od jednotlivých pestovateľov nákladnými autami. Vo vodných kanáloch sa repa dopravuje do práčky a ďalej na rezačky, kde sa nareže na rezky. V tejto forme sa presúva do technologickej časti – difúzie, kde sa pôsobením horúcej vody vytvorí tzv. surová šťava. Na základe množstva rezkov je v tejto fáze procesu potrebné veľmi presné dávkovanie vody, aby sa pri jej ohreve neplytvalo s energiou a aby sa zabezpečila požadovaná kvalita šťavy. Z nej sa pomocou vápenného mlieka a oxidu uhličitého oddelí sacharóza od ostatných zložiek. Následne sa v odparovacej stanici odparí ďalšia časť vody a šťava sa zahusťuje. Základom dosiahnutia stanovených kvalitatívnych ukazovateľov je presné meranie pH, teploty a prietoku. Farbou aj konzistenciou podobná medu sa šťava so sacharózou následne presúva do varne, kde prebieha jej kryštalizácia, ktorej výsledkom je biely cukor a sprievodným produktom melasa, ktorú možno ďalej využiť v iných priemyselných odvetviach.
Zo „škaredého káčatka“ na technologicky moderný cukrovar
Spoločnosť Südzucker našla po príchode do cukrovaru v Drochii technologické zariadenia zo 60. rokov minulého storočia s takmer nulovou úrovňou automatizácie. „Pri väčšine zariadení bol potrebný pracovník, ktorý ich obsluhoval ručne. Zásadným problémom bolo zdieľanie a prenos informácií. Zároveň jedným z prvoradých cieľov spoločnosti Südzucker po prevzatí cukrovaru bolo zníženie spotreby energie, saturačného vápenca a ďalších materiálov,“ hovorí R. Dandár.
Modernizáciou prešli aj jednotlivé výrobné a podporné technologické zariadenia, pričom tie pôvodné sa nahrádzali novými s vyššou účinnosťou a väčšou mierou automatizácie, čo v konečnom dôsledku umožnilo znížiť celkový počet zariadení v prevádzke cukrovaru. V ďalšom kroku sa investor zameral na optimalizáciu procesov, ktorá by nebola možná bez automatizácie a moderných priemyselných komunikačných systémov. „Súčasťou všetkých projektov od roku 2005, ktoré sa realizujú v cukrovare Drochia, sú už aj systémy merania, regulácie a automatizácie. Vďaka automatizácii sa celý proces výroby produktov sprehľadnil, do jeho priebehu možno kedykoľvek zasiahnuť a aj spätne sa dajú zistiť podmienky, pri ktorých výroba prebiehala. Automatizácia jednotlivých technologických uzlov prebiehala postupne tak, aby sa podchytil celý proces od vstupu repy do procesu po finálny výrobok,“ konštatuje Rostislav Magdei, riaditeľ oddelenia inžinieringu, technológie a výroby v spoločnosti Südzucker Moldova.
„Automatizácia jednotlivých technologických uzlov prebiehala postupne tak, aby sa podchytil celý proces od vstupu repy do procesu po finálny výrobok.“
Rostislav Magdei,
riaditeľ oddelenia inžinieringu, technológie a výroby
v spoločnosti Südzucker Moldova
Kvalita repy sa mení takmer s každým nákladným autom, ktoré ju do cukrovaru priváža. Na jej cukornatosť treba okamžite reagovať už od začiatočného nastavenia procesov. „Výroba cukru patrí vzhľadom na veľký počet fyzikálnych a chemických procesov medzi tie zložitejšie. Dôležité je takmer okamžite reagovať na zloženie cukrovej repy, čo by bez zavedenej automatizácie a prevádzkových meracích prístrojov nebolo možné. Zároveň sa minimalizoval ľudský faktor, ktorý v minulosti negatívne ovplyvňoval priebeh procesu. Za posledných dvadsať rokov sa vďaka tomu výrazne zlepšila kvalita výstupných produktov cukrovaru,“ dopĺňa Irina Railean, vedúca výskumného laboratória v cukrovare v Drochii. Z týchto dôvodov sú spoľahlivý prenos informácií v reálnom čase a synchronizácia jednotlivých technologických uzlov v rámci celého výrobného procesu mimoriadne dôležité.
„Výroba cukru patrí vzhľadom na veľký počet fyzikálnych a chemických procesov medzi tie zložitejšie. Dôležité je takmer okamžite reagovať na zloženie cukrovej repy, čo by bez zavedenej automatizácie a prevádzkových meracích prístrojov nebolo možné.“
Irina Railean,
vedúca výskumného laboratória v cukrovare v Drochii
Slovenská spoločnosť presvedčila svojím know-how
Moderný cukrovar si nemožno predstaviť bez výkonného automatizovaného systému riadenia. Pri jeho výbere v Drochii sa zvažovalo niekoľko možností. Opäť sa brali do úvahy skúsenosti z iných závodov skupiny Südzucker, zároveň sa zohľadňovali špecifiká Moldavska, kde bolo potrebné staviť na spoluprácu s dostatočne flexibilnými firmami, ktoré poznajú tunajšie pomery. Na výberovom konaní sa zúčastnila aj slovenská spoločnosť FUZZY, s. r. o., ktorá má dlhoročné skúsenosti a špičkové know-how z projektov automatizácie a riadenia v potravinárskom priemysle na Slovensku aj v zahraničí. Tá sa nakoniec stala aj dodávateľom riadiaceho systému, montážneho materiálu, snímačov a prevodníkov fyzikálnych veličín. „Základné myšlienky a smerovanie modernizácie a nasadenia automatizácie pochádzali priamo od pracovníkov cukrovaru v Drochii, pričom veľkú časť dodávok a samotného zapojenia riadiaceho systému a prevádzkových meracích systémov realizovala spoločnosť FUZZY, s. r. o. Spoluprácu s touto spoločnosťou hodnotím veľmi pozitívne a sme vďační za dosiahnuté prínosy, ktoré náš cukrovar posunuli na vyššiu úroveň,“ uvádza R. Magdei. Systém bol už od začiatku navrhnutý tak, aby ho bolo možné kedykoľvek rozšíriť o nové prístroje, zariadenia či komunikované údaje.
Na meranie fyzikálnych veličín, ako sú teplota, tlak, prietok či výška hladiny, sa vybrali prevádzkové prístroje spoločnosti Siemens, ktorá poskytuje cukrovaru aj popredajnú technickú podporu. „Ocenili sme najmä prehľadné a používateľsky prívetivé možnosti nastavenia prístrojov a možnosť ich nasadenia v ktorejkoľvek časti procesu. Ak by došlo k poruche niektoré z meracích prístrojov, máme v cukrovare vlastný sklad náhradných dielov a prístrojov, takže chybný merací prístroj možno okamžite vymeniť za funkčný a minimalizovať tak prestoje vo výrobe. Chybný prístroj sa následne diagnostikuje v našom vlastnom laboratóriu,“ uviedol Alexandr Svet, vedúci zmeny a špecialista automatizácie.
„Dôležité technologické zariadenia boli osadené snímačmi teploty, vibrácií či zvuku, čo nám umožňuje priebežne sledovať ich stav z hľadiska neštandardných stavov.“
Alexandr Sufrai, technický riaditeľ v cukrovare v Drochii
Rozmanitosť technologických zariadení a kritická dôležitosť niektorých z nich pre proces výroby vyžaduje zavedený a spoľahlivý systém údržby a diagnostiky. „Dôležité technologické zariadenia boli osadené snímačmi teploty, vibrácií či zvuku, čo nám umožňuje priebežne sledovať ich stav z hľadiska neštandardných stavov,“ dopĺňa Alexandr Sufrai, technický riaditeľ v cukrovare v Drochii.
Po prvotnej nevôli ocenili prínosy
Ďalším kritériom pri výbere riadiaceho systému bola aj používateľská prívetivosť z pohľadu samotných pracovníkov cukrovaru. Tí si museli namiesto ručnej obsluhy zariadení za niekoľko týždňov zvyknúť na ovládanie technológie klikaním myši na monitore. V minulosti boli na ovládanie technológie nasadené pneumatické regulačné systémy, ktoré boli z hľadiska obsluhy veľmi prehľadné a vyžadovali minimálnu technickú zdatnosť. Pri prechode na digitálny riadiaci systém sa u pracovníkov prevádzky prejavila istá nedôvera a argumentovali, že takáto technika nie je ani potrebná, navyše je to drahé a nebude to fungovať. No už po prvých týždňoch prevádzky sa aj skeptici presvedčili, že systém prináša podstatne lepší prehľad o procese, umožňuje rýchlo reagovať na zmeny a má pozitívny vplyv na celkový chod cukrovaru. Operátori dokázali z jedného miesta riadiť jednotlivé časti prevádzky a ubudlo kilometrov, ktoré technici v minulosti nachodili od jedného zariadenia k druhému. Miestnosť riadenia bola navyše komfortne zariadená a vybavená klimatizáciou, takže počas kampane sa tam stretáva veľa pracovníkov.
Najnovší decentralizovaný systém riadenia
Celý technologický proces výroby cukru v cukrovare v Drochii – od príjmu repy po výrobu cukru a dodávku elektrickej energie do 100 kV siete z bioplynovej stanice – je riadený najnovšou verziou distribuovaného riadiaceho systému Yokogawa CentumVP ver R6, upgrade v r 2022. Jednotlivé komponenty systému – riadiace jednotky, V/V moduly – sú rozmiestnené po celom závode v okruhu približne 700 m. Štandardne sú zabudované do rozvádzačov, ktoré sú umiestnene v jednotlivých technologických celkoch. Medzi riadiacimi jednotkami (FCS) a V/V modulmi (NODE) je komunikácia zabezpečená optickým káblovým prepojením ES-Bus. Na komunikáciu so zariadeniami tretích strán sa využívajú priemyselné zbernice Modbus a Profibus.
V celom závode je k piatim riadiacim jednotkám a V/V modulom pripojených cca 3 950 V/V signálov. Technologický proces je monitorovaný a ovládaný z 11 staníc HIS (Human Interface Station), pričom každá je vybavená dvomi monitormi a operačným systémom Windows 10. Stanice HIS sú tiež rozmiestnené v miestnostiach riadenia v jednotlivých prevádzkach a vzájomne prepojené optickým ethernetom V-net. Diaľkový zber údajov umožňuje komunikácia WiFi Modbus a Modbus prostredníctvom modemu GSM.
Diaľkový prístup z miestnej siete a internetu k riadiacemu systému zabezpečuje Terminal Server, kybernetickú ochranu antivírusový server s pravidelne aktualizovanou vírusovou databázou. Architektúra celého systému je redundantná. V riadiacich jednotkách sú redundantné procesory CP471, redundantné napájanie a redundantná je aj komunikácia V-net so stanicami HIS. Medzi riadiacimi jednotkami a V/V modulmi je redundantná optická komunikácia ES-Bus.
Cennou funkciou riadiaceho systému CentumVP je, že umožňuje online zmenu konfigurácie a programu. Vzdialeným prístupom možno riešiť prípadné požadované zmeny v konfigurácii, takže nie je potrebné osobne vycestovať do Moldavska. Možnosť diaľkového spojenia cez VPN-Remote Desktop sa od roku 2021 doplnila aj spojením cez Cloud VPN. Asi najbezpečnejším riešením vzdialeného pripojenia do systému je prepínač IP KVM.
Projekt Zelenej energie
V rokoch 2013 – 2014 realizoval Südzucker Moldova SRL najväčší projekt Zelená energia v Moldavsku, do ktorého investoval vyše 8 miliónov eur. V rámci tohto projektu bolo v cukrovare v Drochii vybudované zariadenie, ktoré z repných rezkov vyrába 8,5 milióna m3 bioplynu ročne. Bioplynová stanica v cukrovare v Drochii, jediná svojho druhu v krajine, je najväčším dodávateľom zelenej energie v Moldavskej republike. Kapacita kogeneračných zariadení je 3,6 MW/h. Produkt z činnosti bioplynovej stanice predstavuje približne 50-tisíc ton produkčného kalu ročne, veľmi cenného organického hnojiva. Teplá voda sa využíva na vykurovanie areálu závodu a ako zdroj energie pre sušiareň obilia v poľnohospodárskom podniku AGRO-SZM, patriaceho do skupiny Südzucker Moldova SRL.
Prínosy modernizácie a ďalšie projekty na obzore
V súčasnosti je už väčšina technologických procesov automatizovaná a riadenie výroby sa realizuje z centrálneho dispečingu. Za posledných 10 rokov boli kompletne zmodernizované filtračné a saturačné stanice, ako aj stanica odparovania, kryštalizačná stanica bola vybavená novým externým kryštalizátorom. Realizovali sa práce na rekonštrukcii výrobného úseku a inštalovali sa odstredivky od českého dodávateľa. Sušiace oddelenie je vybavené vibračným sitom vyrobeným vo Veľkej Británii a dopravníkom cukru s tunelom na ochranu hotového produktu.
Vďaka modernejším technologickým zariadeniam a nasadeniu automatizovaných a meracích systémov sa podarilo dosiahnuť výrazné úspory v spotrebe energie a rôznych materiálov, ako aj zvýšiť kvalitu finálnych výrobkov, čo následne umožnilo ich prienik aj mimo územia Moldavska. V rámci projektu modernizácie moldavského cukrovaru využila spoločnosť Südzucker skúsenosti a najlepšie prístupy z cukrovarov, ktoré prevádzkuje v iných krajinách.
R. Magdei na záver nášho rozhovoru priblížil aj plány, ktoré má vedenie cukrovaru v Drochii. „V budúcnosti plánujeme vybaviť aj výrobu tepla a turbogenerátor snímačmi a prepojením na centrálny riadiaci systém, aby sa aj v oblasti manažmentu energií pokročilo ďalej. Na budúci rok je pripravená modernizácia varne, kde sa budú nasadzovať nové odstredivky, a aj táto časť technológie sa bude pripájať na centrálny riadiaci systém.“
Ďakujeme spoločnosti Südzucker Moldova SRL za možnosť realizácie reportáže a Ing. Júliusovi Kuruczovi, CSc., zo spoločnosti FUZZY, s. r. o., za poskytnuté odborné informácie.
