包装ラインの空気圧バルブとスマートセンサーでエネルギーを節約

エマーソンの専門家によって書かれました。

温室効果ガス排出量の3分の1以上がフードシステムによって生成されていると推定されており、その約5.4％はパッケージングプロセスが原因です。排出量を削減し、最終的には排除するために、消費財（CPG）企業は脱炭素化の目標を設定しています。 CPGが行動を起こし、カーボンニュートラルに移行するにつれ、施設全体のエネルギー使用量を削減するための信頼できる方法を模索しています。

多くの企業がエネルギー消費を確実に削減している1つの方法は、新しいエネルギー効率の高い空気圧バルブ技術を統合することです。空気圧制御バルブは、費用効果が高く信頼性の高い性能を発揮するため、幅広いパッケージングシステムにとって重要です。それらの普及と新しいスマート機能の多様性により、空気圧エアバルブメーカーは、CPGがエネルギーを節約し、空気圧システムからより大きな価値を得る絶好の機会を提供しています。

フローセンサーを使用したエネルギー使用の最適化

一般に、CPGには、メインの圧縮空気供給ラインを共有する、通常はさまざまなメーカーの多くのマシンがあります。包装施設がこの装置を操作するために使用する圧縮空気と、包装ラインの電力プロセスは、生成するためにかなりの量のエネルギーを必要とします。残念ながら、すべてが効率的に使用されるわけではありません。一部の圧縮空気は、漏れによって無駄になる可能性があります。リークは検出が困難な場合があり、大量のエネルギー損失と高額なダウンタイムが発生するまで見過ごされることがよくあります。

空気圧システムの監視は、漏れを検出してエネルギー使用を制御する1つの方法です。ほとんどの機械には監視技術が組み込まれていません。ただし、スマート空気圧センサーを後付けすることができます。エマソンのAVENTICS ^TM などのフローセンサー シリーズAF2センサーは、エネルギー使用を最適化するために、リークを早期に、そして発生する前にさえも識別して対処することを可能にします。

圧縮空気の消費量をリアルタイムで測定することにより、フローセンサーは空気圧システムのパフォーマンスとエネルギー消費量を明確に把握できます。この情報を使用することで、企業はエネルギー使用量をよりよく理解し、効果的に制御するための有意義な行動を取ることができます。

AF2は、流量計をはるかに超えて、圧力、温度、質量流量、体積流量、流速、総質量、総体積、およびエネルギーの8つの異なるプロセスパラメーターを測定します。その大型で構成可能なOLEDディスプレイは、操作データを明確に表示し、オペレーターが読みやすくします。オペレーターは、フローチャートを含むさまざまな視覚化を、測定、プロセス曲線、および累積値用に構成することもできます。センサーは最大7日間のメモリを保存するため、オペレーターは基本的なマシン履歴にもアクセスできます。

AF2はマシンレベルでデータを提供し、供給ラインのどのマシンにリークがあるかを通知できます。データを使用して、オペレーターは機械の気流を洞察し、学んだことを機械のサイクルに関連付けることができます。機械のサイクルとその空気プロファイルをよりよく理解することにより、オペレーターはリアルタイムデータを標準の空気流プロファイルなどのベースラインデータ、またはライン上で最高の機械からのデータと比較できます。ベースラインデータから逸脱している場合、オペレーターは問題を特定し、漏れの原因となっているコンポーネントの交換などの迅速な措置を講じることができます。

サイクルプロファイルと空気消費量を比較すると、機械の状態、リークの可能性、およびオペレーターが他の方法ではアクセスできないエネルギー消費量に関する多くの貴重な情報が得られます。これは、オペレーターが自信を持って意思決定を行い、包装ラインのエネルギー使用をより適切に管理するための行動を取るのに役立ちます。

実際、AF2のデータキャプチャ機能と体系的なアプローチにより、オペレーターはエネルギー管理用のDINISO50001に準拠した空気圧システムの空気消費量を監視できます。このISO規格は、組織がエネルギー管理システムを確立、実装、維持、および改善するのを支援するために作成されました。

CPGは、AF2のみを使用して、収集したデータを独自のITネットワーク内に保持したり、ゲートウェイを介してクラウドにデータを抽出したりできます。ゲートウェイおよび特別に開発されたソフトウェアと組み合わせると、オペレーターは高度なダッシュボードにアクセスし、履歴データを保存し、アラートをトリガーするパラメーターしきい値を作成し、リーク分析を完了し、データを他のマシンセンサーと相関させ、サイトアカウンティングを完了できます。

AF2のシンプルさとその幅広い情報は、CPGに、デジタルトランスフォーメーションの旅への基本的な入り口と、エネルギーを確実に節約するための貴重な方法を提供します。

センサーからのデータは、個人のスマートデバイスでの洞察と視覚化を介してオペレーターに提示できるため、意思決定へのアクセス、解釈、使用が容易になります。 （画像提供：Emerson）

比例バルブを使用した廃棄物の削減

毎分100万本近くのペットボトルが販売されていると推定されています。これらのほとんどは、ポリエチレンテレフタレート（PET）ボトルです。世界的な需要を満たすために、毎年約3,500のストレッチブロー成形（SBM）システムが製造および展開されています。

最新の生産システムでは、SBMプロセスと瓶詰めプロセスが継続的な生産フローに組み込まれています。コンビネーションシステムは、生産から充填までボトルを出荷する必要をなくすことにより、ラインの物理的フットプリントと二酸化炭素排出量の両方を削減できます。 SBMの主要機能に電力を供給する空気圧バルブ技術も、大幅なエネルギー節約につながります。

生産システムのエネルギー消費量に最大の違いをもたらすことができる3つの空気圧技術は、比例制御バルブ、空気準備システム、およびブローブロックです。空気圧式空気準備システムは、効率を改善し、プリフォームアクチュエータとストレッチブローボトル拡張ステップがボトルを形成するために使用する低圧および高圧空気のより優れた制御を提供します。コンパクトで高性能なブローブロックのプレブロー、ブロー、リサイクル、および排気機能により、ボトルの容量の増加をより適切に制御できます。ただし、高度な比例バルブは、ブロー前の膨張に革命をもたらし、このステップのエネルギー効率を大幅に向上させます。

エマソンは、PET製造のブロー前膨張ステップでオン/オフ高圧フローを置き換えるように特別に設計された比例制御バルブソリューションを提供しています。革新的なソリューションは、特別に設計された比例バルブ、制御電子機器、およびソフトウェアを組み合わせたものです。比例バルブは、高圧フローのオン/オフのようにブロープロセス全体で均一な流量を提供するのではなく、フローを調整することにより、金型内の各ボトルの膨張を微調整します。このシステムは、ブローシーケンスの設定値をバルブに保存したり、SBMプログラマブルロジックコントローラー（PLC）からの制御指示に応答してボトルを意図的に成長させたりできるため、エンドユーザーは加熱されたボトルが金型内でどのように膨張するかを正確に調整できます。

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ボトルの壁と形状の形成を微調整する機能により、より薄く、より軽量のボトルを作成することが可能になり、各ボトルに使用される材料の量を減らすことができます。また、品質とプレブローオーブンの加熱温度を犠牲にすることなく、ボトルの形成に必要なブロー空気圧を下げることでエネルギーを節約します。

ボトルの成長を正確に調整することに加えて、この高度な比例バルブ技術には、PETボトルブロープロセスのエネルギー効率と持続可能性を向上させるいくつかの追加機能があります。システムは、各打撃の品質を示すフィードバック結果を提供することもできます。この重要なデータは、ボトルメーカーが成形プロセスを完成させるのに役立ち、ボトルの品質と一貫性を向上させ、スクラップを減らすことができます。また、予防保守、効率の向上、ダウンタイムの削減を可能にする状態監視データも提供します。

新しい比例バルブ技術の省エネ効果に加えて、このシステムにより、ボトルメーカーは、消費者にとってより魅力的な複雑なボトル形状を製造する際に、より高いスループットを達成できます。また、プロセスはソフトウェア/ PLC式を介して簡単に更新できるため、機械の各ブローステーションを改良して、生産を停止することなく大幅な改善を行うことができます。

より優れた制御、より大きな節約

新しいスマート空気圧バルブテクノロジーは、エネルギー使用量を確実に削減する方法をCPGに提供します。包装ラインのスマートセンサーとPETボトル生産の比例バルブの統合により、CPGはプロセスを制御し、その結果を改善することができます。確実に脱炭素化する包装ラインは、意図せずに発生することはありません。これらのテクノロジーが提供するように設計された高度な制御、精度、および慎重さが必要になります。

施設のエネルギー節約を開始する方法については、JHFosterの専門家にお問い合わせください。