Master Production, un'azienda che costruisce macchine di nicchia altamente avanzate con sede in Slovenia, attinge alle soluzioni e all'esperienza di SMC per contribuire a stimolare unìefficienza energetica ancora superiore per i propri clienti in settori quali alimentare e farmaceutico. Con l'assistenza di SMC, le modifiche apportate a una cartonatrice per un'azienda produttrice di nutricosmetici favoriscono l'utilizzo a una pressione di esercizio inferiore, riducendo i costi di esercizio del 27% l'anno.
Nell'ambito di una soluzione totale, che copre i processi di confezionamento primario, secondario e terziario,Master Production si è rivolta a SMC anche per una nuova applicazione con soffio d'azoto che prevede l'adozione di una tecnologia di regolazione del flusso per ridurre al minimo i costi.
Con i prezzi elevati dell'elettricità e gli impianti del settore di processo che cercano di ridurre i costi di gestione, l'esigenza di efficienza energetica non è mai stata così forte.
Per Master Production, che si distingue per la sua capacità di anticipare le tendenze di settore, è imperativo osare e spingersi oltre i confini convenzionali. Dal proprio stabilimento di Ajdovscina, questa lungimirante azienda produce soluzioni che combinano semplicità, efficacia e innovazione. Si tratta di un'azienda a conduzione familiare specializzata nella progettazione e fabbriccazione di pallettizzatori e depallettizzatori, nonché di cartonatrici orizzontali/verticali, solo per fare qualche esempio.
Cartonatrice orizzontale Master Production
Alla ricerca di un modo per incrementare ulteriormente l'efficienza energetica, Master Production si è rivolta all'esperienza del partner di lunga data nel campo dell'automazione: SMC.
“Un progetto che comprendeva una cartonatrice orizzontale per un'azienda produttrice di nutricosmetici ci ha fornito l'opportunità ideale per capire quali vantaggi si sarebbero potuti ottenere", afferma Matej Puc, Chief Technology Officer di Master Production. "In cima all'elenco delle priorità vi era la riduzione della pressione di esercizio per l'operazione di confezionamento secondario della macchina.".
Reimpostare i parametri
Il processo prevede il confezionamento di flaconi pieni di liquido in scatole/cartoni a una velocità di 10.000 l'ora (pari a 700 cartoni l'ora). Sebbene la riduzione della pressione di esercizio fosse l'ambizione finale, non potevano esservi compromessi in termini di produttività o sicurezza.
Gli specialisti SMC nel campo dell'efficienza nel consumo di aria compressa hanno visitato Master Production nell'estate del 2024 per discutere il modo ottimale di procedere.
“Ci siamo dedicati alla valutazione della macchina e del suo funzionamento, controllano in dettaglio ogni fase del processo per calcolare l'entità della possibile riduzione della pressione di esercizio.", spiega Jan Matko, Energy Efficiency Specialist di SMC Slovenia.
Gran parte del processo di confezionamento si basa su componenti pneumatici, con circa 30 attuatori per macchina, comprendenti un mix di cilindri guidati che proteggono dai danni dovuti alle forze laterali, e cilindri a stelo semplice per le operazioni che richiedono forze ridotte, come il piegamento delle scatole.
Matej Puc afferma: "Grazie al processo di analisi intensivo e ai modelli di calcolo collaudati, SMC ha stabilito che in molti casi era possibile utilizzare cilindri più piccoli. Pur mantenendo un fattore di sicurezza, possiamo ridurre le dimensioni del cilindro del 20% circa.".
I cilindri compatti di SMC richiedono una quantità minore di aria e svolgono la stessa funzione in modo efficace a una pressione di esercizio inferiore. Gli utenti finali possono quindi abbassare la pressione del sistema del loro compressore, riducendo i costi d'esercizio.
Cilindro guidato compatto SMC - Serie MGP
SMC ha, inoltre, consigliato dei nuovi attuatori rotanti per i processi di confezionamento secondari, come l'orientamento dei flaconi. Anche in questo caso, affidandosi alla competenza e all'esperienza di SMC, Master Production ha potuto utilizzare attuatori più piccoli.
Tra i prodotti SMC fondamentali per facilitare la transazione verso una pressione di esercizio inferiore, vi era la sera CQ2, un cilindro salvaspazio con corpo compatto che presenta la possibilità di montare dei sensori di finecorsa su tutti e quattro i lati. SMC ha, inoltre, fornito i cilindri compatti della serie MGP e gli attuatori rotanti a paletta. Ulteriori componenti comprendevano cilindri ISO a doppio effetto, microcilindri, unità di trattamento aria, ventose, raccordi e altro ancora.
Ventose resistenti all'abrasione per il trasferimento del cartone corrugato - Serie ZP3P
Messi alla prova
Per valutare i risultati, SMC e Master Production hanno condotto delle prove sulla cartonatrice orizzontale modificata presso lo stabilimento dell'utilizzatore finale. I test prevedevano un azionamento iniziale della macchina alla pressione standard di 6 bar, quindi a 4,5 bar. I risultati sono stati decisamente impressionanti.
Il team di SMC ha estrapolato i dati acquisiti per ricavare una rappresentazione del funzionamento della macchina per 24 ore al giorno per 286 giorni lavorativi all'anno. A una pressione di 6 bar, i test hanno dimostrato un consumo d'aria compressa della cartonatrice pari a 13,2 m3 l'ora, equivalenti a 90.605 m3 l'anno. Per contro, a 4,5 bar la macchina consumava appena 9,6 m3 di aria compressa l'ora, pari a 65.894 m3 l'anno. La pressione di esercizio inferiore riduce quindi il consumo di aria compressa per il cliente Master Production di ben 24.711 m3 ogni anno.
Per fornire un contesto economico (basato sulle tariffe attuali in Slovenia), il consumo di 90.605 m3 d'aria compressa con funzionamento della macchina a 6 bar per un anno equivarebbe a un costo (solo per l'aria compressa) di 3.624€. Facendo funzionare la macchina a 4,5 bar e riducendo il consumo a 65.894 m3, il costo si riduce a 2.636€, ottenendo un notevole risparmio del 27%. Naturalmente, ciò vale per una sola macchina. I risparmi derivanti da un intero impianto di produzione che utilizza macchine operanti con una pressione di esercizio inferiore possono essere immaginati.
Le prove eseguite presso il cliente di Master Production hanno, inoltre, indicato la stessa riduzione del 27% nell'impronta di CO2. Riducendo la pressione di esercizio della macchina da 6 a 4,5 bar, l'utilizzatore finale può contare su una riduzione della CO2 generata da 5.309 kg-CO2-e a 3.861 kg-CO2-e, un fattore essenziale nella nuova era degli standard europei per il bilancio di sostenibilità (ESRS).
Soffiare via l'inefficienza
A testimonianza della capacità di SMC come fornitore unico di soluzioni di automazione, l'azienda ha risposto anche ai requisiti di Master Production per una nuova applicazione di soffiaggio, questa volta per un processo di confezionamento primario che richiede il trasferimento di un prodotto in polvere in flaconi.
Poiché i nutricosmetici sono integratori orali, il processo deve avvenire in un'atmosfera inerte, utilizzando l'azoto come gas circostante. Il blanketing con gas inerte ha l'effetto di rimuovere l'ossigeno e la CO2, risultando cruciale per la conservazione dei prodotti deperibili, come alimenti e prodotti farmaceutici.
“Sapevamo che SMC avrebbe proposto una soluzione che ci avrebbe aiutato a ridurre al minimo il consumo di azoto e risparmiare denaro", dichiara Matej Puc. La soluzione è arrivata sotto forma di un regolatore di flusso SMC che controlla il soffio di azoto. Grazie a questo componente, l'utilizzatore finale può avviare, regolare e interrompere il flusso di azoto secondo necessità. "SMC ha fornito una soluzione completa, con una valvola di intercettazione 2/2, ugelli e tubazioni idonei per la nostra applicazione di confezionamento primario.".
Valvole a 2 vie compatibile con soffio di azoto di SMC - Serie HF1B-JSX
David Matoh di SMC Slovenia aggiunge: "La possibilità di regolare la portata è vantaggiosa poiché consente di evitare la comune soluzione industriale con soffio di azoto continuo, che comporta sprechi ed è costosa. Risulta ancor più costosa in applicazioni con alimenti e prodotti farmaceutici che richiedono l'utilizzo di azoto ad alta purezza.".
Rispetto a un sistema a soffio continuo, SMC calcola che la propria soluzione a flusso regolato porti un risparmio almeno pari al 50%, se non addirittura superiore, nel consumo di azoto.
Regolatore di flusso SMC - Serie PFCA
Master Production può sfruttare questi argomenti di vendita per ottenere un vantaggio competitivo nel proprio percorso di crescita e incremento della quota di mercato.
“SMC è un fornitore che è stato al nostro fianco fin dall'inizio del nostro percorso.", afferma Matej Puc. "SMC e il suo team sono problem solver, sicuri delle soluzioni proposte in fase di consulenza, e fornitori puntuali e affidabili. Abbiamo sempre considerato la nostra collaborazione con SMC come una partnership a lungo termine.".
Il CTO di Master Production, Matej Puc, presenta la cartonatrice orizzontale
Con questo progetto, Master Production dimostra le proprie credenziali di azienda innovatrice nel mercato e capace di adottare tecnologie per facilitare la transizione verso una pressione di esercizio inferiore per le macchine. In seguito al successo ottenuto con la cartonatrice orizzontale, ora l'azienda cerca di espandere tale iniziativa a tipologie di macchine future.
