Oltre ai tubi d'acciaio dell'impianto caseario, serve anche grande coraggio per gestire processi ad alto volume con margini di profitto minimi e la necessità imperativa di utilizzare le risorse nel modo migliore possibile.
Negli ultimi anni, la concorrenza per gli ingegneri ha messo a dura prova il controllo nei processi del settore lattiero-caseario, soprattutto in Danimarca, dove la cooperativa internazionale Arla ha la sua sede. Qui, l'industria farmaceutica in rapida crescita continua ad attrarre talenti lontano dalle sale di controllo meno attraenti e illuminate a fluorescenza degli stabilimenti di lavorazione del latte. Tuttavia, i giovani professionisti del settore lattiero-caseario farebbero bene a guardare più da vicino ciò che stanno trascurando, perché è proprio nell'ingegneria lattiero-casearia che si stanno realizzando progressi concreti verso gli obiettivi dell'Industria 4.0. E tutto questo sta accadendo proprio adesso, sotto la spinta del desiderio di offrire prodotti nutrienti a un mercato dei consumatori sempre più esigente e dall'impegno continuo nel migliorare l'utilizzo delle preziose risorse del settore lattiero-caseario.
"Oggi tutto gira attorno ai dati", afferma René Klinge Iwang, consulente di processo di Arla. "I dati sono la chiave di tutto perché siamo completamente focalizzati sull'idea di Industria 4.0. Pertanto, ogni decisione che prendiamo deve basarsi su dati affidabili."
Automazione per risparmiare
Questo approccio decisionale si basa principalmente sui sensori in linea, che trasmettono dati essenziali dai sistemi consolidati di controllo dei processi. Si stanno compiendo notevoli progressi con l'impiego di numerosi indicatori chiave di prestazione in diversi processi. "Dobbiamo assicurarci di sfruttare al massimo ogni chilogrammo di grassi e proteine. Così facendo, garantiamo anche la massima sostenibilità possibile, ed è per questo che monitoriamo costantemente tutti i nostri processi", afferma René.
Un esempio del successo di questo controllo si vede nella gestione di processi ad alta intensità energetica come la pastorizzazione e l'ultrafiltrazione. Il controllo dei processi permette di monitorare la quantità di energia impiegata in diverse fasi. È possibile anche controllare quando è necessario sostituire membrane e altri componenti soggetti a usura. Allo stesso modo, un rigido controllo dei processi si rivela vantaggioso quando si utilizzano parametri chiave per raggiungere gli obiettivi di qualità del prodotto, ottenendo al contempo un profitto dal processo.
Un passo avanti verso il profitto
Disporre di dati precisi su parametri come l'umidità nel burro, le proteine nel formaggio fresco, il rapporto grasso/proteine nel latte per formaggi, e altri, permette un controllo più accurato rispetto agli obiettivi di produzione prestabiliti. Questo aiuta a ottimizzare l'utilizzo delle materie prime e a ridurre gli sprechi di componenti costosi. Sebbene il controllo manuale possa fare molto, i risultati diventano realmente evidenti quando entrano in gioco sistemi automatizzati che lavorano su un flusso continuo di dati provenienti dal processo. "Per alcuni processi, in particolare le torri di essiccazione della polvere, stiamo utilizzando ciò che definiamo APC, ovvero il controllo di processo completamente automatizzato", spiega René,
chiarendo inoltre come i vantaggi offerti dai sistemi di controllo automatizzati siano particolarmente evidenti nel gestire i margini estremamente ridotti della produzione lattiero-casearia odierna. Per fare un esempio, una delle linee di produzione su cui ha lavorato produce circa 75.000 tonnellate di formaggio cremoso all'anno. A questi livelli, piccoli aggiustamenti del contenuto di grassi dello 0,1% possono avere un impatto significativo sui profitti senza alterare gli standard di qualità predefiniti. Ci sono poi ulteriori vantaggi derivanti dal lavoro con il permeato. "Indipendentemente dal prezzo del grasso per chilo, è impressionante quanto valore ci sia in gioco: cambia tutto molto rapidamente", afferma René.
Le mucche e l'erba
Operando con volumi così grandi e margini così stretti, il sistema di controllo deve funzionare impeccabilmente ogni giorno, il che pone naturalmente grande importanza sui dati su cui si basa e sui sensori che li forniscono. “È necessario che le risposte mostrino sempre il valore corretto all'operatore affinché possa regolare il processo,” afferma René.
Per parametri come umidità, grassi, proteine e altri, il sensore in questione è sempre uno strumento analitico specificamente progettato per operare nell'ambiente del processo. Disporre dell'hardware analitico appropriato è una cosa, un'altra è assicurarsi che sia sempre tarato correttamente. "Non credo che sia tanto la tecnologia il fattore limitante. Ritengo piuttosto che sia la regolazione della taratura e la modellazione," dice René. “Controlliamo e aggiustiamo le tarature in base a variabili come i cambiamenti nella qualità del latte che avvengono quando le mucche iniziano a pascolare sull'erba in primavera. E queste variazioni sono fondamentali da includere nel modello predittivo. È essenziale che il modello di taratura includa alcuni campioni reali dalla produzione. Si può sempre utilizzare un modello predittivo standard con dati generici da tutto il mondo, ma il modello è molto più efficace se incorpora dati concreti dalla produzione."
Costruire su basi solide
Considerando tutte le apparecchiature e tutti i dati da gestire, potrebbe sembrare un lavoro enorme far funzionare i sofisticati sistemi di controllo dei processi di oggi, andando contro il principio stesso di alleggerire il carico per chi opera negli impianti di produzione lattiero-casearia moderni. Tuttavia, ancora una volta, la tecnologia viene in nostro aiuto. Per esempio, utilizzando le ultime tecnologie di rete e connettività, è stato impostato un sistema per monitorare tutti i modelli di taratura su tutti gli strumenti, affinché i dati prodotti siano continuamente confrontati con i risultati di laboratorio di riferimento.
Questo approccio promette di elevare gli standard, supportando un piccolo gruppo di lavoratori nella gestione del controllo dei processi in tutta l'organizzazione. "Abbiamo 60 sedi diverse e come sapete, non agiamo sempre allo stesso modo in ogni sede," afferma René Klinge Iwang. "Quindi questa è una grande sfida: dobbiamo sempre adattarci, esaminare ciò che facciamo oggi e cosa possiamo migliorare domani.'"
