AxFlow esittelee uuden sekoitustekniikan suomalaiselle meijerituotetehtaalle

SPX Flow Lightnin -tuotteita jakelevan AxFlow Finlandin kanssa tehdyn yhteistyön ansiosta Valio käyttää nyt MBE 750 -sekoitinta Turengin tehtaan uudessa aseptisessa sekoitus-/puskurisäiliössään.

Valio on 16 maito-osuuskunnan omistama yritys ja Suomen suurin elintarvikkeiden viejä (lähde Valio.com), jonka tuotteiden osuus on 25 prosenttia Suomen elintarvikkeiden kokonaisviennistä. Valio on maailman ainoa meijeriyritys, jonka perintöön kuuluu Nobel-palkittua innovaatiotoimintaa. Siksi ei liene yllätys, että yrityksen insinöörit tutustuivat mielenkiinnolla nouseviin sekoitustekniikoihin, kun Turengin tehtaalle suunniteltiin ja asennettiin korvaavaa tuotantolinjaa UHT-pohjaisten tuotteiden aseptiseen valmistukseen.  Vuonna 2017 yrityksen oma insinööriosasto huomasi uuden, mutta kaupallisesti hyödyntämättömän magneettikytkentäisen Lightnin-MBE-sekoittimen potentiaalin. Tiimi tutkii uusia tekniikoita, joilla voitaisiin tehdä parannuksia tuotteisiin ja tuotantoon. Näin havaittiin edut, joita aseptiselle tuotantolinjalle olisi sekoittimesta, jossa ei ole pohjaluukkua, läpimenevää akselia ja tiivistettä. AxFlow Oy oli luonnollinen valinta yhteistyötahoksi jonka kanssa arvioitiin uuden sekoittimen potentiaalia. Lightnin-tuotteiden jakelijana AxFlow oli jo aiemmin ollut mukana monissa hankkeissa Valion tehtailla eri puolilla maata.

Aseptinen tuotantolinja

”Hankkeen tavoitteena oli korvata olemassa oleva tuotantolinja, jolla valmistetaan UHT-tuotteita, kuten ruokakermoja, vispikermaa ja vaniljakastikkeita”, kertoo Valion projektivastaava Juuso Pulli. Uuden tuotantolinjan keskeinen tekijä on 10 000 litran puskurisäiliö sterilointilaitoksen ja pakkauslinjan välillä. Puskuri pitää tuotteet jatkuvassa suspensiossa yhden baarin ylipaineessa. Se edellyttää jatkuvaa sekoittamista tuotteiden siirtyessä sterilointilaitoksesta pakkausten täyttölinjalle. Alkuperäinen säiliö vaihdettiin uuteen. Säiliön ja sekoitinosan puhdistaminen oli tehtävä usein, jotta voitiin varmistaa tuotteiden virheettömyys. Sen vuoksi huolto oli aikaavievää ja kallista.

”Magneettikytkentäisen sekoittimen etu on se, että magneettisesti liikuteltava siipipyörä sijaitsee säiliön sisään hitsatulla levyllä. Tällöin läpimenevää akselia ja tiivistysjärjestelmää ei tarvita”, selittää Ilkka Härkönen, AxFlow Finlandin myynti-insinööri. ”Vaihtoehtona oli pystysekoitin, mutta se olisi vaatinut mekaanisen tiivisteen höyryhuuhtelulla, jotka tekevät ratkaisusta kalliin ja hankalasti hallittavan. Vaarana oli myös se, että sekoitin toimisi liian nopeasti, jolloin vaahtoaminen ja paksuuntuminen vahingoittaisi kermaisia tuotteita.”

Magneettinen toiminta

MBE-sarjan tuotteissa käytetään magneettikytkentää siipipyörän liikuttamiseen. Niissä ei ole läpimenevää akselia, eikä siten myöskään tarvetta akselitiivisteelle. Näin vuotoriskiä ei ole ja kontaminaation riski on vähäinen. Ratkaisun etuja ovat suuri vääntömomentti ja ihanteellinen puhdistettavuus. Pohjaan asennetut magneettisekoittimet sopivat hyvin matala- ja keskiviskoosisten aineiden sekä kiintoaineiden sekoittamiseen. MBE-sekoittimessa käytetään kolmiteräisiä Lightnin A281 -hybridisiipipyöriä, jotka toimivat sekä aksiaalisesti että radiaalisesti. Avoin siipipyörän sisäosa huuhtelee sekoittimen liukulaakereita jolloin laite pysyy puhtaana ja hygienisenä.

Säädettävän taajuusmuuttajan ohjaama MBE-sarja kattaa laajan tehoalueen 0,09–7,5 kW nopeuksilla 200–1000 rpm (kuva 3). Laaja valikoima lisävaihtoehtoja, kuten erilaisia laakereita, renkaita, voimansiirtolaitteita ja runkomateriaaleja, tekee sekoittimesta erittäin joustavan. Se sopii jopa 500 cP:n nesteviskositeetille.

Sekoitin toimii sekvensseissä täyttääkseen Valion tuotantoprosessin vaatimukset. Hellävaraisesti ja hitaasti pyörivä terä pitää nesteen jatkuvassa suspensiossa siten, että tuotteen ominaisuudet säilyvät pakkauslinjastolle saakka. Sekoittimet pysähtyvät automaattisesti, kun tuotteen alapinta säiliössä saavuttaa etukäteen määritetyn tason.

”Aseptisella tuotantolinjalla nyrkkisääntö on pitää asiat mahdollisimman yksinkertaisina”, toteavat Juuso Pulli ja Timo Saarenpää. ”Vuosien mittaan koetut ongelmat johtivat uuden tekniikan tutkimiseen.  Koska meillä ei ollut referenssikohteita tukenamme, eikä kenelläkään ollut kokemusta tämän valmistajan sekoittimen käytöstä, meidän piti ottaa iso harppaus ja kantaa riski. Tunsimme vanhaan tekniikkaan liittyvät ongelmat ja punnitsimme niitä uuden tekniikan epävarmuutta vasten.”

AxFlow työskenteli yhdessä FS-Dynamics Finlandin kanssa kehittääkseen uudesta sekoittimesta 3D-virtausmallin. Siinä käytetään CFD-menettelyjä, jotta asiakas voi arvioida ratkaisun suorituskykyä olemassa olevaan järjestelmään nähden.  Ohjelma osoitti selvästi uuden sekoitusprosessin tehokkuuden.

Yhteenveto

”AxFlow toimi hankkeessa erittäin ammattitaitoisesti ja osoitti haluavansa ymmärtää tuotantoon liittyviä prosesseja”, Juuso Pulli kehuu. ”Työskentelimme yhdessä 3D-mallinnuksen parissa reilun kuukauden ajan. Vastaan tuli monia kysymyksiä, joihin etsimme yhdessä ratkaisuja. Koko hankintaprosessi; mallinnus ja esikäsittely mukaan lukien kestivät lähes vuoden.”

Valiolla on suuret odotukset järjestelmälle. Kustannuksia halutaan vähentää pitkällä aikavälillä, elinkaarikustannuksilla on suurin merkitys. ”Tiedämme, että huolto on paljon nopeampaa kuin vanhassa järjestelmässä, mutta on vielä liian varhaista arvioida kustannussäästöjä. Magneettisessa sekoittimessa ei ole kuluvia osia, ja siitä syystä valitsimme tämän järjestelmän. Säästämme siis huollossa ja varaosissa. Alkuinvestointi on ollut suuri, joten toivomme, että elinkaarikustannuksilla saavutetaan säästöjä pitkällä aikavälillä”, Juuso Pulli toteaa.

AxFlow Oy:lle hanke on ollut menestys. Se on osoittanut yrityksen halukkuutta tutkia, arvioida ja suositella SPX Flow’n uusimpia edistysaskeleita sekoitustekniikan alalla. Lightnin Mixersin MBE-sarjan ensimmäinen kaupallinen käyttökokemus on hieno sulka AxFlow’n hattuun.

Tekijä: Bryan Orchard, Public Relations Ltd

Suomennos: Comactiva Language Partner AB