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Uncorked - Restaurando a reputação corrompida da cortiça

Apesar da sua longa tradição, talento romântico e vantagens funcionais, a reputação da rolha de cortiça foi prejudicada por um efeito colateral desagradável. Em uma pequena porcentagem de garrafas, o fenômeno conhecido como cortiça mancha deixa alguns bebedores de vinho com um mau gosto na boca - e levou a um aumento do uso de fechos sintéticos e tampas de rosca. Diam Bouchage desenvolveu o primeiro processo de purificação de cortiça baseado na extracção de fluidos supercríticos - com a automatização B&R de nível de campo a controlo de supervisão, bem como a segurança integrada.

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(Fonte: Diam Bouchage)

Cão molhado, papelão mofado, adega da avó - os aromas reveladores da cortiça alteram o sabor do vinho e tornam-no insatisfatório. Como uma das falhas mais comuns que afligem vinho engarrafado, o risco de corrupção de cortiça tem desempenhado um papel na crescente dependência de encerramentos alternativos. No entanto, além das reações emocionais dos amantes do vinho apavorado para encontrar o seu vinho favorito agora tem uma tampa de rosca, as alternativas também podem ser propensas a outros tipos de mancha aroma, bem como funcionalmente inadequados para vinhos com necessidades de envelhecimento a longo prazo.

Tecnologia de ponta para um sabor autêntico do vinho

Para manter as vantagens funcionais e estéticas da cortiça sem o risco de efeitos colaterais desagradáveis, a Diam Bouchage, principal fabricante francês de rolhas de cortiça, encontrou uma forma de extrair o tricloroanisole (TCA), principal fonte de cortiça, juntamente com outros 150 aromáticos indesejáveis Moléculas. A resposta é Diamant, um processo revolucionário baseado na extração de fluidos supercríticos (SFE) usando dióxido de carbono. O dióxido de carbono supercrítico é também utilizado para descafeinar o café e extrair fragrâncias ou óleos essenciais, mas o processo Diamant representa a primeira aplicação do SFE na purificação da cortiça.

O sucesso desta inovação levou Diam Bouchage a expandir dramaticamente a produção, adicionando uma nova fábrica de purificação de cortiça na sede da Céret às duas já existentes em Espanha. Usando o processo Diamant, esta planta purifica mais 3.600 toneladas de grânulos de cortiça, elevando a capacidade total de Diam Bouchage para dois bilhões de rolhas por ano, ou cerca de 10% da produção mundial de rolhas de cortiça. Um aspecto crucial do desenvolvimento da planta de purificação foi assegurar que ela se integra perfeitamente com as etapas subsequentes realizadas no local - desde a moldagem e modelagem até a marcação, revestimento e acabamento. Para sua solução, Diam Bouchage convocou o parceiro de longa data Natex, um integrador de sistemas austríaco e construtor de plantas especializado na implementação de processos SFE.

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Além de oferecerem recursos de supervisão distribuídos, os terminais de operação da B&R permitem que os operadores da fábrica executem uma série de tarefas importantes, desde abrir e fechar os fechos de alta pressão de rápida ação até iniciar o subsistema que esvazia ou preenche cada extrator de cortiça. (Fonte: Diam Bouchage)

Automação de plantas flexível com APROL

Do software de controle de processos APROL aos sistemas de controle de campo X20, a Natex automatizou toda a planta com a tecnologia B&R. Como uma empresa altamente especializada, a Natex precisava de uma solução de automação flexível que permitisse a rápida implementação de processos para seus clientes. "Tendo equipado duas pequenas usinas piloto com a APROL no passado, nós sabíamos que os sistemas B&R atenderiam às nossas necessidades de flexibilidade e confiabilidade para este projeto em larga escala", explica Harald Huber, técnico executivo da Natex responsável pela engenharia elétrica, instrumentação e sistemas de controle.

O sistema APROL implementado pela Natex abrange toda a fábrica da SFE, com cerca de 2.500 pontos de E/S. É composto por três estações operacionais principais com triagem em cadeia, uma estação de engenharia e dois servidores de tempo de execução redundantes. Adicionalmente, até cinco estações operacionais remotas podem ser conectadas através da rede local de Diam Bouchage. "O feedback dos nossos operadores da fábrica tem sido muito positivo em relação à facilidade de utilização", relata Huber. "Eles apreciam especialmente todos os recursos de análise de processo e registro que o APROL oferece, como TrendViewer, AuditTrail e ShiftLog, apenas para citar alguns."

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A extração de fluidos supercríticos requer monitoramento e controle precisos dos dados de processo das 50 válvulas de controle do sistema e 300 sensores analógicos. A solução Natex possui quatro controladores X20 e 450 módulos de E/S X20 distribuídos em 32 nós de rede POWERLINK. (Fonte: Diam Bouchage)

Supercrítico CO 2 sob controle com 450 módulos X20

Quando um líquido é aquecido acima de sua temperatura crítica e comprimido acima de sua pressão crítica, ele entra em um estado supercrítico com propriedades únicas e muito úteis. Neste estado - nem totalmente gasoso nem totalmente líquido - é capaz de dissolver e extrair seletivamente material indesejado. Como o fluido supercrítico para o processo Diamant, o dióxido de carbono - um gás quimicamente inerte e não tóxico, bem como um solvente verde que não deixa resíduos - provou ser o ideal.

Como um processo de lote de alta pressão, a purificação Diamant requer monitoramento e controle precisos de variáveis ​​de processo, como pressão, temperatura e vazão em várias seções da planta. A planta inclui um total de 50 válvulas de controle e aproximadamente 300 sensores analógicos. Para coletar os dados do processo, a Natex integrou quatro controladores X20, um para cada linha, e 450 módulos de E / S X20 distribuídos em 32 nós de rede POWERLINK.

Quase todos os sinais dos sensores são processados ​​por módulos de entrada X20 HART. Os sinais de temperatura têm o seu próprio módulo de temperatura X20 PT100. Juntamente com módulos de saída X20 HART, as válvulas de controle com posicionadores eletro-pneumáticos controlam precisamente a pressão de trabalho, adicionando ou removendo dióxido de carbono do ciclo de purificação conforme necessário. Os dados HART são transferidos para o controlador X20 através da rede POWERLINK em tempo real e encaminhados para as estações de operação APROL.

Apesar da complexidade do aplicativo, a implementação do projeto foi agradavelmente descomplicada "Sempre tivemos contato próximo com as equipes de desenvolvimento e suporte da B&R", relata Huber. "Além disso, tivemos acesso rápido e direto à B&R para fornecimento de peças sobressalentes, o que é uma grande vantagem em comparação com outros fornecedores".

Centralizado e distribuído - Controle onde é necessário

O servidor DTM no controlador X20 oferece acesso fácil e completo a todos os dispositivos de campo HART usados ​​na planta, permitindo melhor diagnóstico e configuração fácil. Isso permite alta precisão de posicionamento em aplicações de servo altamente dinâmicas. Além dos equipamentos controlados via POWERLINK, o sistema APROL integra também os variadores de velocidade utilizados para as bombas e compressores, que são baseados no PROFIBUS DP.

Para operação e manutenção locais, onze dos terminais de operação do Power Panel T30 da B&R estão posicionados em torno da planta. Além de oferecer recursos de supervisão distribuídos, eles permitem que os operadores da fábrica executem uma série de tarefas importantes, como abrir e fechar os fechos de alta pressão de ação rápida ou iniciar o subsistema que esvazia ou preenche cada extrator com cortiça. Eles também ajudam a equipe de manutenção em testar os compressores após o serviço.

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Onze terminais de operação da B&R estão posicionados em toda a planta de purificação de cortiça implementada pelo parceiro de integração de sistemas da Natex - Diam Bouchage e especialista em processos de extração de fluidos supercríticos. (Fonte: Diam Bouchage)

Harald Huber, Engenharia Elétrica, Instrumentação e Controles, Natex
 

"Sempre tivemos contato próximo com as equipes de desenvolvimento e suporte da B&R. Além disso, tivemos acesso rápido e direto à B&R para fornecimento de peças sobressalentes, o que é uma grande vantagem em comparação com outros fornecedores. "

Controle de falha para um processo de alta pressão

O processo Diamant precisa estar continuamente operacional por longos períodos de tempo. Para satisfazer os requisitos de alta disponibilidade, a Natex aproveitou as muitas opções de redundância oferecidas pelos sistemas B&R. Além dos servidores de tempo de execução APROL redundantes e do barramento de processo redundante baseado em Ethernet, o construtor da planta SFE também pôde implementar uma rede de controle redundante usando um barramento POWERLINK em uma topologia em anel. Esta solução não só maximiza a confiabilidade operacional da planta, mas também permite hot pluging no gabinete de controle, o que torna a manutenção mais eficiente.

Devido às altas pressões envolvidas no processo, e em resposta a uma análise de risco HAZOP, a Natex fez com que certos componentes fossem compatíveis com SIL 2 - incluindo os fechos de alta pressão de ação rápida nos extratores. Entre outras medidas, eles asseguraram que o extrator é sem pressão e isolado do resto da planta antes da abertura.

Natex implementou estas e outras funções de segurança usando PLCs seguros e módulos de E / S seguros da série X20 da B&R, proporcionando-lhes as vantagens adicionais de segurança integrada, como fiação reduzida e manutenção mais fácil. Eles também contam com os módulos de entrada X20 NAMUR e os CLPs X20 seguros para conectar os interruptores de proximidade necessários para as válvulas relevantes de segurança.

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Quatro CLPs X20 controlam 32 nós POWERLINK em topologia em anel, enquanto os CLP seguros X20 executam funções de segurança compatíveis com SIL2. (Fonte: B&R)
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