Zaopatrzenie przetwórni mleka, zakładu produkcji nabiału
Współczesne mleczarnie to wysoce zautomatyzowane zakłady przemysłowe, w których niezawodność, higiena i efektywność procesów technologicznych stanowią absolutny priorytet. Wymagania stawiane producentom nabiału – zarówno przez normy sanitarne, jak i oczekiwania rynku – wymuszają stosowanie nowoczesnych rozwiązań technicznych. Jednym z kluczowych obszarów technologii wykorzystywanych w przetwórstwie mleka jest pneumatyka oraz automatyka przemysłowa.
Sprężone powietrze, jako bezpieczne i czyste medium robocze, znajduje szerokie zastosowanie w każdej mleczarni – od automatycznego sterowania zaworami i siłownikami, przez napędzanie systemów transportu i pakowania, aż po procesy mycia instalacji (CIP). Kluczowe znaczenie ma tu nie tylko jakość i niezawodność poszczególnych komponentów, ale także ich odporność na działanie czynników chemicznych i możliwość łatwego utrzymania czystości zgodnie z normami higienicznymi.
W niniejszym artykule przedstawiamy kompleksowy przegląd rozwiązań pneumatycznych, automatyki i systemów sprężonego powietrza wykorzystywanych w mleczarniach – zarówno w obszarach produkcyjnych, jak i wspomagających. Omawiamy także konkretne komponenty i technologie dostępne w ofercie Pneumat System, firmy specjalizującej się w projektowaniu, dostawie i serwisowaniu układów pneumatycznych dla przemysłu spożywczego.
Uniwersalne medium – sprężone powietrze
Sprężone powietrze jest czystym, bezpiecznym i łatwo dostępnym nośnikiem energii. W porównaniu z rozwiązaniami elektrycznymi lub hydraulicznymi, pneumatyka wyróżnia się:
niskim ryzykiem zapłonu i zanieczyszczenia, co ma kluczowe znaczenie w branży spożywczej,
prostotą instalacji i konserwacji,
odpornością na czynniki zewnętrzne – w tym wodę, parę, tłuszcze i środki czyszczące,
szybką reakcją i precyzyjnym sterowaniem w aplikacjach dynamicznych.
W mleczarniach systemy pneumatyczne znajdują zastosowanie zarówno w instalacjach procesowych (produkcyjnych), jak i pomocniczych (mycie, kontrola jakości, pakowanie, transport).
Rola pneumatyki i automatyki w zakładzie mleczarskim
Sterowanie i bezpieczeństwo procesów
W mleczarniach pneumatyka odgrywa kluczową rolę w sterowaniu zaworami i siłownikami, zapewniając precyzyjne prowadzenie procesów: od dozowania surowca, przez mieszanie, aż po napełnianie i pakowanie. Zawory i elektrozawory pneumatyczne oraz siłowniki otwierają i zamykają przepływ zgodnie z sygnałami automatyki, co umożliwia błyskawiczne reakcje i minimalizuje zużycie energii.
Higiena i mycie (CIP)
Wysoka jakość pneumatycznych elementów – certyfikowanych, łatwych do czyszczenia i odpornych na intensywne mycie (IP69K) – jest kluczowa dla zapewnienia bezpieczeństwa żywności. Takie komponenty utrzymują sterylność i przedłużają żywotność instalacji.
Elastyczność produkcji
Pneumatyka umożliwia szybkie przestawienia linii produkcyjnych – np. zmiana formatu opakowania czy rodzaju produktu – dzięki prostej wymianie siłowników, zaworów czy modułów sterujących. Automatyka pozwala także na sterowanie poprzez protokoły przemysłowe, jak Ethernet/IP, IO-Link, Profibus itp.
Transport surowców i produktów
Systemy pneumatycznego transportu służą do przesyłania proszków, granulatu, cukru, a nawet odparowywania czy pakowania. Dzięki zamkniętym układom są izolowane od środowiska, co zmniejsza zanieczyszczenia i ryzyko degradacji produktu.
Jakość powietrza – filtracja i osuszanie
Sprężone powietrze musi być czyste, suche i pozbawione olejów. Instalacje wyposażone są w filtry ciśnieniowe, osuszacze (chłodnicze, adsorpcyjne, membranowe), filtro-reduktory, separatory oraz precyzyjne manometry – by chronić urządzenia i zapewnić bezpieczeństwo żywności.
| Typowe zastosowania pneumatyki w mleczarni | |
| Zastosowanie | Funkcja |
| Siłowniki pneumatyczne | Automatyczne otwieranie/zamykanie elementów, regulacja dozowania, przemieszczanie komponentów. |
| Zawory sterujące | Precyzyjne kierowanie strumieniem płynów surowych i produktów. |
| Filtry, reduktory, manometry | Oczyszczanie i regulacja ciśnienia powietrza dla stabilności procesu. |
| Separatory membranowe | Zapewnienie jakości powietrza w strefach krytycznych (pakowanie, dozowanie). |
| Przygotowanie powietrza – Filtro-reduktor | Jednostki łączące filtrację, regulację ciśnienia i smarowanie. |
| Szybkozłącza i armatura ze stali nierdzewnej | Bezpieczne połączenia w strefach kontaktu z żywnością. |
| Pneumatyczne transportery | Transport proszków i granulacji, izolując produkt przed środowiskiem. |
| Osuszacze i filtry końcowe | Usuwanie wilgoci i zanieczyszczeń z powietrza używanego w produktach spożywczych. |
Kluczowe produkty pneumatyczne stosowane w mleczarstwie
Siłowniki pneumatyczne
Siłowniki odpowiadają za ruch liniowy lub obrotowy – stosowane są m.in. w:
otwieraniu i zamykaniu zasuw, zaworów i pokryw,
pozycjonowaniu komponentów na liniach napełniających i etykietujących,
napędzaniu systemów dozujących (śmietana, mleko UHT, jogurt),
automatyzacji linii CIP (Cleaning in Place).
Do mleczarni rekomendowane są siłowniki wykonane ze stali nierdzewnej (INOX), odporne na korozję i przystosowane do mycia wysokociśnieniowego. Modele zgodne z normami ISO 15552 i ISO 6432 pozwalają na łatwą standaryzację i wymianę komponentów.
Zawory i elektrozawory pneumatyczne
Zawory sterujące kierunkiem przepływu powietrza są niezbędne do sterowania pracą siłowników i innych elementów wykonawczych. W mleczarstwie stosuje się:
zawory kulowe i motylkowe ze stali nierdzewnej – do cieczy i CIP,
elektrozawory 3/2, 5/2, 5/3 – do precyzyjnego sterowania napędami,
wyspy zaworowe – zintegrowane z systemami automatyki (np. przez IO-Link).
Zawory powinny posiadać wysoką klasę szczelności (IP67/IP69K) oraz certyfikaty dopuszczające do kontaktu z żywnością (FDA, EC 1935/2004).
Złączki i armatura pneumatyczna
Połączenia przewodów i komponentów muszą być higieniczne, trwałe i odporne na działanie mleka, tłuszczów oraz detergentów. W mleczarniach stosuje się:
złączki wtykowe ze stali nierdzewnej, często z uszczelkami FKM lub EPDM,
armaturę sanitarną – Tri-Clamp, DIN 11851, SMS,
przewody poliuretanowe i teflonowe (PTFE) – elastyczne, odporne chemicznie i termicznie.
Jednostki przygotowania powietrza
Aby układ pneumatyczny działał niezawodnie, sprężone powietrze musi być czyste, suche i odpowiednio przygotowane. W tym celu stosuje się:
filtry wstępne i dokładne – usuwające cząstki stałe, oleje, wilgoć,
osuszacze chłodnicze i adsorpcyjne – zapewniające punkt rosy do -40°C,
filtroreduktory z manometrami – stabilizujące ciśnienie zasilania.
W krytycznych strefach kontaktu z żywnością stosuje się filtry sterylne z membranami PTFE, które gwarantują jakość powietrza klasy ISO 8573-1.
Sprężarki i sieci sprężonego powietrza
Źródłem energii jest stacja sprężonego powietrza – zwykle oparta na sprężarkach śrubowych z odzyskiem ciepła oraz inteligentnym sterowaniem. Instalacje rozprowadzające powietrze wykonywane są z:
rur aluminiowych – lekkich, odpornych na korozję i osady,
systemów INFINITY lub Effebi Press – umożliwiających szybki montaż bez spawania.
Sieci muszą być zaprojektowane z uwzględnieniem stref higienicznych, punktów spustowych kondensatu i łatwego dostępu serwisowego.
Efektywność energetyczna układów pneumatycznych w mleczarstwie
Redukcja strat sprężonego powietrza
Sprężone powietrze, choć niezwykle funkcjonalne, jest kosztownym nośnikiem energii – szczególnie jeśli układ nie jest odpowiednio szczelny i zoptymalizowany. W zakładach mleczarskich ogromne znaczenie ma wykrywanie i eliminacja wycieków w:
złączkach i przewodach,
siłownikach ze zużytą uszczelką,
instalacjach rurowych (np. z aluminium czy INOX),
filtrach i zaworach bezpieczeństwa.
Pneumat System oferuje audyty energetyczne instalacji sprężonego powietrza, które pozwalają zidentyfikować miejsca strat, obliczyć ich koszt i wskazać działania naprawcze.
Systemy odzysku ciepła
Nowoczesne sprężarki (np. kompresory śrubowe) pozwalają na odzyskanie nawet do 94% wytworzonego ciepła, które może być wykorzystane do ogrzewania wody technologicznej lub wspomagania systemów CIP. Pneumat System dostarcza sprężarki i komponenty kompatybilne z systemami odzysku energii.
Inteligentne sterowanie ciśnieniem
Zastosowanie regulatorów proporcjonalnych i zaworów o zmiennej charakterystyce umożliwia dostosowanie ciśnienia w czasie rzeczywistym do bieżącego zapotrzebowania. Zamiast utrzymywać stałe, wysokie ciśnienie w całej instalacji, układ reaguje elastycznie, obniżając zużycie energii nawet o 30%.
Bezpieczeństwo procesowe i standardy higieniczne
Komponenty dopuszczone do kontaktu z żywnością
W środowisku mleczarskim wszystkie komponenty muszą spełniać rygorystyczne normy:
FDA, EC1935/2004, NSF-H1 – dla elementów mających kontakt z produktem (uszczelki, tłoki, złączki),
IP69K – odporność na intensywne mycie wysokociśnieniowe i środki chemiczne,
Clean Design – minimalizacja szczelin i martwych przestrzeni.
Pneumat System oferuje złączki nierdzewne INOX, siłowniki ze stali kwasoodpornej, a także przewody poliuretanowe i węże teflonowe odporne na mleko, śmietanę, detergenty oraz parę wodną.
Układy bezpieczeństwa
Do zabezpieczenia instalacji mleczarni wykorzystywane są:
Zawory bezpieczeństwa – zapobiegające przekroczeniu dopuszczalnego ciśnienia,
Zawory szybkiego odpowietrzania – stosowane w siłownikach przy pracach awaryjnych,
Zamki blokujące siłowniki – uniemożliwiające przypadkowy ruch tłoka podczas prac serwisowych.
Wdrożenie kompleksowych systemów pneumatycznych w mleczarni – jak robimy to w Pneumat.?
Analiza potrzeb – audyt wydajności, identyfikacja procesów wymagających automatyzacji i wysokiej higieny.
Dobór komponentów – siłowniki, zawory, filtry oraz układy przygotowania powietrza dopasowane do obszarów CIP, transportu, napełniania.
Projektowanie instalacji – wykorzystanie wiedzy Pneumat System w zakresie projektowania i dokumentacji technicznej.
Wdrożenie i integracja – montaż, testy, integracja z automatyką, sterowaniem.
Szkolenia i serwis – przeszkolenie personelu i wdrożenie procedur utrzymania ruchu, konserwacji i monitoringu parametrów.
Optymalizacja – ciągły nadzór i audyt zużycia powietrza, parametryzacja pracy i efektywność energetyczna.
Autor:
Magdalena Skotnica
Doradca ds.
techniczno-handlowych
Pneumat.
Autor:
Magdalena Skotnica
Doradca ds.
techniczno-handlowych
Pneumat.
