포장 공정 에너지 비용 절감: 공압 밸브 및 스마트 센서 활용으로 지속가능성 실현

Emerson 전문가들에 의해 작성됨.

온실가스 배출량의 3분의 1 이상이 식품 시스템에서 발생하는 것으로 추정되며, 포장 공정은 그 중 약 5.4%를 차지합니다. 배출량을 줄이고 궁극적으로 제거하기 위해, 소비재 포장(CPG) 기업들은 탈탄소화 목표를 설정하고 있습니다. CPG 기업들이 행동에 나서 탄소 중립을 향해 나아가면서, 시설 전체에서 에너지 사용을 안정적으로 줄일 방법을 모색하고 있습니다.

많은 기업들이 안정적으로 에너지 소비를 줄이는 한 가지 방법은 새롭고 에너지 효율적인 공압 밸브 기술의 통합입니다. 공압 제어 밸브는 비용 효율적이고 신뢰할 수 있는 성능으로 광범위한 포장 시스템에 필수적입니다. 그들의 보급과 공압 밸브 제조업체들이 개발한 다양한 새로운 스마트 기능은 CPG 기업들이 에너지를 절약하고 공압 시스템에서 더 큰 가치를 얻기 위한 큰 기회를 제공합니다.

유량 센서를 사용한 에너지 사용 최적화 

일반적으로 CPG 기업들은 메인 압축 공기 공급 라인을 공유하는 많은 기계(보통 서로 다른 제조업체)를 보유하고 있습니다. 포장 시설에서 이 장비를 작동하고 포장 라인의 공정에 동력을 공급하는 데 사용하는 압축 공기는 생산에 상당한 양의 에너지를 필요로 합니다. 불행히도, 이 모든 것이 효율적으로 사용되는 것은 아닙니다. 일부 압축 공기는 누출을 통해 낭비될 수 있습니다. 누출은 감지하기 어려우며 종종 엄청난 에너지 손실과 비용이 많이 드는 가동 중단이 발생할 때까지 눈에 띄지 않을 수 있습니다.

공압 시스템 모니터링은 누출을 감지하고 에너지 사용을 제어하는 한 가지 방법입니다. 대부분의 기계에는 모니터링 기술이 내장되어 있지 않습니다. 그러나 스마트 공압 센서로 개조할 수 있습니다. Emerson의 AVENTICS™ 시리즈 AF2 센서와 같은 유량 센서는 누출을 조기에 식별하고 해결할 수 있게 해줍니다. 심지어 발생하기 전에 식별하여 에너지 사용을 최적화합니다.

실시간으로 압축 공기 소비를 측정함으로써 유량 센서는 공압 시스템 성능과 에너지 소비에 대한 명확한 그림을 제공할 수 있습니다. 이 정보를 사용하여 기업들은 에너지 사용을 더 잘 이해하고 효과적으로 제어하기 위한 의미 있는 조치를 취할 수 있습니다.

단순한 유량계 이상으로, AF2는 압력, 온도, 질량 유량, 체적 유량, 유속, 총 질량, 총 부피, 에너지를 포함한 8가지 공정 파라미터를 측정합니다. 크고 구성 가능한 OLED 디스플레이는 운영 데이터를 명확하게 표시하여 운영자가 쉽게 읽을 수 있게 합니다. 운영자는 측정값에 대한 유량 차트, 공정 곡선 및 누적 값을 포함한 다양한 시각화도 구성할 수 있습니다. 센서는 최대 7일간의 메모리를 저장하므로 운영자는 기본 기계 이력에도 접근할 수 있습니다.

AF2는 기계 수준에서 데이터를 제공하고 공급 라인에서 어느 기계에 누출이 있을 수 있는지 신호를 보낼 수 있습니다. 데이터를 사용하여 운영자는 기계의 공기 흐름에 대한 통찰력을 얻고 이를 기계 사이클과 연관시킬 수 있습니다. 기계의 사이클과 공기 프로파일을 더 잘 이해함으로써 운영자는 실시간 데이터를 표준 공기 흐름 프로파일이나 라인에서 가장 좋은 기계의 데이터와 같은 기준 데이터와 비교할 수 있습니다. 기준 데이터에서 편차가 있으면 운영자는 문제를 식별하고 누출을 유발하는 구성 요소 교체와 같은 조치를 신속하게 취할 수 있습니다.

사이클 프로파일과 공기 소비를 비교하면 운영자가 autrement 접근할 수 없는 기계 건전성, 가능한 누출 및 에너지 소비에 대한 많은 귀중한 정보를 제공합니다. 이는 운영자가 확신을 가지고 결정을 내리고 포장 라인 에너지 사용을 더 잘 제어하는 조치를 취하는 데 도움이 될 수 있습니다.

사실, AF2의 데이터 수집 능력과 체계적 접근 방식은 운영자가 DIN ISO 50001에 따라 공압 시스템의 공기 소비를 모니터링할 수 있게 합니다. 이 ISO 표준은 조직이 에너지 관리 시스템을 수립, 구현, 유지 및 개선하는 데 도움을 주기 위해 만들어졌습니다.

AF2만 사용하여 CPG 기업들은 수집된 데이터를 자체 IT 네트워크 내에 유지하거나 게이트웨이를 통해 클라우드로 데이터를 추출할 수 있습니다. 게이트웨이 및 특별히 개발된 소프트웨어와 결합하면 운영자는 고급 대시보드에 접근하고, 과거 데이터를 저장하고, 알림을 트리거하는 파라미터 임계값을 생성하고, 누출 분석을 완료하고, 다른 기계 센서와 데이터를 연관시키고, 현장 회계를 완료하는 등 훨씬 더 많은 것을 할 수 있습니다.

AF2의 단순성과 정보의 폭은 CPG 기업들에게 디지털 전환 여정의 기초 진입점과 에너지를 안정적으로 절약하는 귀중한 방법을 제공합니다.

센서의 데이터는 운영자의 개인 스마트 기기에서 통찰력과 시각화로 제시되어 접근, 해석, 의사결정 용이성을 높입니다. (이미지 제공: Emerson)

비례 밸브를 사용한 폐기물 감소

매 분 거의 100만 개의 플라스틱 병이 판매되는 것으로 추정됩니다. 이들 대부분은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 병입니다. 글로벌 수요를 충족하기 위해 매년 약 3,500대의 스트레치 블로우 몰딩(SBM) 시스템이 제조되고 배치됩니다.

최신 생산 시스템은 SBM 공정을 병입 공정과 지속적인 생산 흐름으로 결합합니다. 결합 시스템은 생산에서 충전으로 병을 운송할 필요를 제거함으로써 라인의 물리적 설치 공간뿐만 아니라 탄소 발자국도 줄일 수 있습니다. 주요 SBM 기능을 구동하는 공압 밸브 기술은 상당한 양의 에너지를 절약할 수도 있습니다.

생산 시스템의 에너지 소비에 가장 큰 차이를 만들 수 있는 세 가지 공압 기술은 비례 제어 밸브, 공기 준비 시스템 및 블로잉 블록입니다. 공압 공기 준비 시스템은 효율을 개선하고 프리폼 액추에이터와 스트레치 블로우 병 확장 단계에서 사용하는 저압 및 고압 공기를 더 잘 제어합니다. 컴팩트하고 고성능인 블로잉 블록의 프리블로우, 블로우, 재활용 및 배기 기능은 병 부피 성장을 더 잘 제어합니다. 그러나 고급 비례 밸브는 프리블로우 확장에 혁신을 가져오고 이 단계의 에너지 효율을 크게 개선합니다.

Emerson은 PET 생산에서 프리블로우 확장 단계의 켜기/끄기 고압 흐름을 대체하도록 특별히 설계된 비례 제어 밸브 솔루션을 제공합니다. 혁신적인 솔루션은 특별히 설계된 비례 밸브, 제어 전자장치 및 소프트웨어를 결합합니다. 비례 밸브는 켜기/끄기 고압 흐름이 블로우 공정 전체에서 균일한 유량을 제공하는 방식과 달리, 유량을 변조하여 금형 내 각 병의 확장을 미세 조정합니다. 시스템은 밸브에 블로잉 시퀀스 설정점을 저장하거나 SBM 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)의 제어 지시에 응답하여 의도적인 병 성장을 가능하게 하여, 최종 사용자가 가열된 병이 금형 내에서 어떻게 확장되는지 정밀하게 조정할 수 있게 합니다.

병 벽과 모양 형성을 미세 조정하는 능력은 각 병에 사용되는 재료 양을 줄일 수 있는 더 얇고 가벼운 병을 만들 수 있게 합니다. 또한 블로우 공기 압력을 줄여 병 형성에 필요한 에너지를 절약하고 프리블로우 오븐의 가열 온도를 낮추면서 품질을 희생하지 않습니다.

병 성장을 정밀하게 변조하는 것 외에도, 이 고급 비례 밸브 기술은 PET 병 블로우 공정의 에너지 효율과 지속가능성을 개선하는 여러 추가 기능을 가지고 있습니다. 시스템은 각 블로우의 품질을 나타내는 피드백 결과를 제공할 수도 있습니다. 이 중요한 데이터는 병 제조업체가 성형 공정을 완벽하게 하는 데 도움을 주어 병 품질과 일관성을 개선하고 스크랩을 줄일 수 있습니다. 또한 예방 유지보수를 가능하게 하는 상태 모니터링 데이터를 제공하여 효율을 개선하고 가동 중단을 줄입니다.

새로운 비례 밸브 기술의 에너지 절약 이점 외에도, 이 시스템은 병 제조업체가 소비자에게 더 매력적일 수 있는 복잡한 병 모양을 생산할 때 더 높은 처리량을 달성할 수 있게 합니다. 그리고 공정이 소프트웨어/PLC 공식으로 쉽게 업데이트될 수 있으므로, 기계의 각 블로잉 스테이션을 생산 중단 없이 더 큰 개선을 위해 조정할 수 있습니다.

더 나은 제어, 더 큰 절감

새롭고 스마트한 공압 밸브 기술은 CPG 기업들이 안정적으로 에너지 사용을 줄일 수 있는 방법을 제공합니다. 포장 라인의 스마트 센서 통합과 PET 병 생산의 비례 밸브는 CPG 기업들에게 공정을 제어하고 결과를 개선할 수 있는 능력을 줍니다. 이러한 기술이 제공하도록 설계된 높은 수준의 제어, 정밀성 및 의도적인 접근 없이는 포장 라인의 신뢰할 수 있는 탈탄소화는 일어나지 않을 것입니다.

JHFoster 전문가들에게 연락하여 귀하의 시설에서 에너지 절약을 시작하는 방법을 알아보십시오.