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优化乙醇和食糖混合生产过程
发布者:铝箔包装  发布时间:2012-9-6 22:29:23  阅读:1265次 【字体:

 

巴西最大的糖类产物出产商之一,用甘蔗作物来出产食用糖和纯乙醇,并还发电,以供内部自用及出售到电网上。该公司的应战是,在没有重大新本钱出资的情况下,前进其出产能力和乙醇的产值来满意全球对乙醇不断添加的需求。(依据在巴西乙醇出产的高度竞争性,该公司恳求匿名。)

此类公司在职业中拓宽的最大动力,就在于出口商场糖类产物不断升高的价钱以及混合燃料汽车引擎技能的开展。这种技能中,乙醇可以独自运用或许以某种份额和汽油混合运用。如今,在巴西新出售汽车的90%都配有运用混合燃料的引擎,乙醇大约占了车辆燃料供应的20%。在巴西贩售的汽油基本上都是20%乙醇和80%汽油的混合。

巴西的大多数乙醇都是糖类产物经过一个以酵母来发酵的发酵和蒸馏进程出产出来的。这种进程相关于在美国的以玉米做质料的乙醇出产,总的来说要耗费更少的动力。这样的成果就是,巴西的乙醇发明了相关于其出产进程耗费量的8.2倍的动力,而比照以玉米作为质料的动力出产,这个数字仅仅是1.5倍。

甘蔗用手动或许机器收割下来,然后经过特制的货车,运送到整个国家的数百个蒸馏厂。这些蒸馏厂基本上都是归于大农场或许农场联盟,还也由他们来办理。工厂都坐落栽培场所的邻近,大局部在圣保罗州。

在碾磨工厂,甘蔗被滚压来剥削甘蔗汁,留下甘蔗渣—富含纤维的残渣。然后汁液用酵母来发酵,把蔗糖分解为二氧化碳和乙醇,再被蒸馏来生成含水的乙醇。甘蔗渣被焚烧来为蒸馏和烘干进程供应热量,乃至是发电用以供应工厂自用,或许卖给其他组织。

战略上的自动化

大多数的糖类产物出产商的商业战略是建立额定的新碾磨工厂,来满意添加的需求,而该公司感兴趣的是使其现有的碾磨工厂坚持一个高水准的技能水平,来添加现有财物的成效。公司信任改善进程自动化,将削减罢工工夫,还前进质量、连贯性和收益性。该公司还恳求办理可以追寻到其产物的出产进程,从原材料到批处置进程的定时履行,还检测和剖析批次处置的功率和改变。

关于公司来说,坚持低本钱最有用的办法之一是检测和严格操控设备全体效能(OEE)。因而,公司要加强自动化,就要首先在甘蔗接纳和压榨的现场,装置GE Fanuc的Proficy Plant Applications功率模块的试用按次。

该模块供应了关键要素的全部视图,包罗设备的停机工夫、数量和事情发作的按次。如能正确运用,该模块就可以在设备、人员和质料不变的情况下,供应具体、实时的陈述来撑持添加的产值。

在决议何时、如何在其他两个工厂运用试用按次前,作为测验,该试用按次先在一个工厂中任务。由于5到11月的产值添加和处置进程中的前进,新体系协助操控了有问题的罢工期,这样添加了总的产值。然后,依据那些开端的成果,试用按次很快地拓宽到三个工厂。

由于体系装备数量及运用深度的拓宽,Proficy Plant Applications的批处置履行模块被加入到发酵操作范畴。软件协助办理契合ISA S88规范的配方,来维护知识产权。S88规范界说了一套通用的模型和术语,描绘和界说了批处置出产体系。

除了Plant Applications模块之外,该公司还装置了Proficy Portal和Proficy Historian,包含了10,000个标签和30个客户端。拓宽的体系也包罗了Proficy HMI/SCADA Cimplicity、PACSystems操控器和90-30系列的PLC,Genius模块也是该自动化体系的一局部。如果有需要的话,Proficy的敞开布局也答应这些产物与公司现有的ERP体系交互。

项目曾经由一队来自体系集成商STI Canada和STI do Brasil的人员分几个期间完结了。第一期间是更换了一些办理陈述及现有MES方案的质量和试验室参数,取得了既定的包罗停机操控和质量操控的效益。

操控体系移植

在公司运用该试用软件前,操作的操控平台是自行开发的方案,曾经任务了大约4年。办理层对其不可以供应所恳求的数据速度和有用性感到绝望,所以他们决议寻觅别的一个MES体系。

由于公司司理们着手汇集了一个事务需求的清单,一些问题很快作为极其重要的要素显现出来,急需解决。一切人都赞同,防止非方案的停机是最为重要的。方案是每星期7天24小时的任务,在月出产中,即使是30分钟的停机也显示出很大的异样。当对功能数据更深化地探求,就会很明显地发现,碾磨车间是最多停机问题开端的区域。这里甘蔗被放置在地上用来剥削甘蔗汁。从那里开端,汁液被用作出产制品糖或乙醇的质料。

在每个环节上投入多少,取决于如今商场上对制品的需求情况。价钱的改变一般都不敷剧烈,不足以驱动日产或是周产的变 化。可是产物的调度按次可以每个出产季度改变装备两次或许三次。由于公司可以从两个环节进程中取得效益,相关于那些只出产乙醇的竞争者就有了更广泛的挑选。新式的操控体系协助撑持了这种灵活性,使得必要的改变更简略,然后发明最大的收益。

乙醇出产可以对错常有赢利可图的。关于大规模商业的乙醇出产来说,糖类产物如今是最有用、最合算的质料。巴西曾经成为世界上甘蔗产值最大的国家。跟着不断添加的全球需求,巴西的出产商曾经竭力地在技能革新上出资,来下降出产的费用。在1980年,巴西每加仑乙醇的出产花费了出产商超越2.50美元。如今,由于技能的改善,一加仑的产出本钱只需0.75美元,对进程改善的研讨将找到办法使本钱降到更低。

可是不仅仅是关于乙醇的问题,在糖类产物出产方面也存在改善的能够。比方可以从同一种原材料中,获取异样等级的糖,每种都有本人的商场价钱。而如今的做法是,出产进程完结时,同一个批次的一切等级糖类产物都混合在一起,然后依据异样质量的糖所占的百分比,来决议售出价钱。

工程师正致力于运用Plant Applications平台,以一种可以依据异样等级来把制品别离到异样储仓里面的办法,来操控出产进程。这种办法结尾可以让调度按次依据商场的恳求来组成特定等级的糖类产物。

保持质量

这个自动化难题最重要的局部是进程的试验室局部。如今,大多数乙醇出产商简略地把试验的成果保管在数据表里,做为人工质量操控按次的一局部。一旦在批处置环节上的测验按次功能欠好,就需要重新处置耗费的附加出产工夫和本钱。

可是在运用了Proficy Plant运用软件后,公司将质量测量值连接到出产参数中。这样前进了进程的功率,削减了重复任务。

鉴于全球都在企图下降对石油的依靠,乙醇等可再生动力正变得日益重要。商业上的成功将取决于保持功率以及坚持有竞争力的价钱水平。

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