JTI
Dzięki podciśnieniu – do 20 000 papierosów na minutę!
W 1908 roku w fabryce papierosów Heinricha i Augusta Neuerburgów wyprodukowano pierwsze cienkie wyroby tytoniowe. Obaj bracia rozpoznali znak czasu początku XX wieku: Nowoczesne papierosy były nowym trendem tytoniowym i wyparły popularne wcześniej cygara. Dziś produkcja papierosów w Trewirze odbywa się pod marką JT International Germany GmbH – niemieckiej spółki zależnej JT International SA, spółki zależnej Japan Tobacco Inc. pod znanymi markami, takimi jak Camel, Benson & Hedges i Winston.
Liczbą dnia jest dziś 20 000. Dziś nowoczesne maszyny produkują 20 000 papierosów na minutę. „To bardzo wymagający proces, który należy realizować w bezpieczny sposób” – mówi Arnhelm Köster, manager ds. inżynierii przemysłowej w JTI w Trewirze. W ubiegłym roku fabryka w Trewirze wyprodukowała 50 miliardów papierosów. Niemiecka spółka trzeciej co do wielkości międzynarodowej grupy tytoniowej zatrudnia 1800 pracowników. Ze względu na tę wysoką produktywność przy prędkościach znacznie przekraczających percepcję ludzkiego oka, nic nie działa bez podciśnienia.
Duża prędkość dzięki podciśnieniu
Aby docenić znaczenie łatwo dostępnego i precyzyjnie ustawionego podciśnienia, wynoszącego około 340 mbar, warto przyjrzeć się procesom zachodzącym w maszynie do produkcji papierosów. Duża prędkość uniemożliwia realizację funkcji przytrzymania i przeniesienia. „Przy prędkości około 20 000 jednostek na minutę występują siły odśrodkowe, którym musimy przeciwdziałać, wstrzymując je. Rozwiązania mechaniczne nieuchronnie powodowałyby deformacje, ślady i uszkodzenia delikatnych papierosów” – wyjaśnia Arnhelm Köster. Przy ciśnieniu odpowiadającym około jednej trzeciej zwykle panującego ciśnienia atmosferycznego, bibułka papierosowa jest zasysana z rolki na zewnątrz w celu nadania jej odpowiedniego profilu, tak aby mogła owijać się wokół okrągłych, ciągłych rolek tytoniu. Papier jest klejony na spoinie wzdłużnej, a w kolejnych etapach gotowy pręt tytoniowy docina się na wymiar. Próżnia jest również konieczna do łączenia odcinków papierosów z filtrami w procesie ciągłym. Procesy te można porównać do szybko obracającego się systemu karuzelowego z cylindrycznymi nośnikami produktów, które synchronicznie przenoszą papierosy z jednej stacji na drugą. Podciśnienie działa poprzez małe otwory w zagłębieniach, w których znajdują się papierosy. We wnętrzu cylindrycznych uchwytów występują określone poziomy podciśnienia. Pełnią one rolę uszczelnienia pomiędzy strefami o różnym ciśnieniu.
Kluczowa rola maszyn Delta Screws firmy AERZEN
Krótki przegląd zasad współczesnej produkcji papierosów wyjaśnia znaczenie wytwarzania próżni. „A my potrzebujemy próżni w dużych ilościach” – podkreśla Arnhelm Köster. Firma JTI poszukiwała do tej kluczowej funkcji nowego partnera w ramach ogólnej modernizacji i rozbudowy zakładu, która objęła trzy centralne stacje zakładu w Trewirze. Dziś na stacji nr 3 przez całą dobę pracują dwie sprężarki śrubowe AERZEN Delta Screw. Jest to najnowszy obszar i jednocześnie najczęściej wykorzystywany. Dwie kolejne stacje ze starszymi urządzeniami są również podłączone do sieci próżniowej, ale pełnią raczej funkcję redundancyjną z punktu widzenia bezpieczeństwa pracy. Dzięki takiemu podziałowi zadań JTI zapewnia dostępność i maksymalną wydajność przy pracy na trzy zmiany. „Redundancja jest tak samo ważnym tematem w inżynierii przemysłowej, jak efektywność energetyczna”. Profil wymagań dla sprężarek wywodzi się bezpośrednio z oczekiwań managera ds. inżynierii przemysłowej: „Chciałbym, żeby działały wydajnie, bezawaryjnie i przy niewielkich wymaganiach konserwacyjnych. Agregaty powinny po prostu spełniać swoje zadanie przez długi czas”.
Ścisła współpraca projektowa
Decyzja o wyborze firmy AERZEN była wynikiem szeroko zakrojonej analizy rynku. Jej podjęcie wspomogła rekomendacja od kolegów z JTI Global Engineering. „Porównujemy dane, takie jak zużycie energii w całym cyklu eksploatacyjnym i analizujemy projekty referencyjne”. Oprócz efektywności energetycznej za asortymentem maszyn z Dolnej Saksonii przemawiają również takie cechy, jak duża dostępność urządzeń, liczne aspekty bezpieczeństwa i niskie wymagania konserwacyjne. Bliska współpraca z AERZEN Engineering załatwiła resztę i umożliwiła szybkie i sprawne zmodernizowanie i ulepszenie systemu próżniowego. „Istnieją firmy, które produkują dobre maszyny i firmy, które oprócz tego tworzą wokół nich inżynierię – aż po wspólne planowanie projektów. To istotne na przykład, gdy chodzi o znalezienie najlepszego sposobu na zintegrowanie nowej technologii z istniejącą infrastrukturą”, manager produkcji JTI opisuje pozytywną współpracę. A komunikacja jest na pierwszym miejscu. „Mówimy tym samym językiem”. Sukces w Trewirze ostatecznie doprowadził do tego, że tę samą technologię próżniową zastosowano w zakładzie produkcyjnym JTI na Teneryfie.
Sprężarki Delta Screws typu VML 95 na Wyspach Kanaryjskich są wyposażone, podobnie jak w Trewirze, w napęd bezpośredni z regulacją prędkości, sterowany przez przetwornicę częstotliwości. Dzięki mocy napędowej wynoszącej 315 kW każdy agregat zapewnia maksymalny przepływ objętościowy wynoszący 5760 metrów sześciennych przy maksymalnej efektywności energetycznej. Zapotrzebowanie na moc jest bezpośrednio powiązane z monitorowaniem ciśnienia. Dwie sprężarki śrubowe VML 95 są podłączone do systemu wyższego poziomu za pomocą układu sterowania agregatem AERtronic. Daje to JTI możliwość optymalnej obsługi kombinacji obu maszyn. Ponadto otwiera drogę do monitorowania maszyn. „Chcemy wiedzieć, jak radzą sobie nasze systemy i jak pracują” – mówi Ulrich Kirchen, inżynier ds. elektroniki systemów energetycznych w JTI. Objęcie sprężarki Delta Screw VML95 systemem sterowania otwiera drogę do konserwacji zapobiegawczej i monitorowania stanu w czasie rzeczywistym. Dzięki prawidłowej analizie warunków pracy i poszczególnych wartości technicy obsługujący mogą z dużą dokładnością stwierdzić, kiedy filtry umieszczone pomiędzy produkcją a sprężarką śrubową są tak zatkane, że należy je wymienić. Jest to niezbędne, aby chronić sprężarki śrubowe Delta Screw przed niemożliwymi do uniknięcia cząstkami pyłu lub tytoniu powstającymi podczas produkcji.
Wynik
Spojrzenie na inżynierię przemysłową w JTI pokazuje, jak ważne w projektach są kompletne systemy oraz ścisła współpraca inżynierska. Decyzje inwestycyjne coraz rzadziej podejmowane są w oparciu o ceny poszczególnych maszyn, a coraz częściej na podstawie szczegółowej analizy całkowitego kosztu posiadania. Dostępność również odgrywa tutaj kluczową rolę, ponieważ przestój w produkcji w przypadku awarii zwykle jest wielokrotnością kwot, które początkowo można było zaoszczędzić przy zakupie maszyn.