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Caso di studio | Food & Beverage
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Generare energia pulita dai rifiuti organici

Con il continuo aumento dei costi energetici, un importante produttore di cereali utilizza la digestione anaerobica per generare energia dai rifiuti organici. Questo permette di ridurre i costi energetici e l’impatto ambientale.

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impianto di biogas 75

Sfida

  • Progettare, costruire e mettere in servizio un impianto di digestione anaerobica per generare energia dai rifiuti per un'azienda leader nella produzione di cereali 

Soluzioni

Controllo motori avanzato 

  • Il Allen-Bradley® CENTERLINE® 2500 MCC offre un controllo motori di alto livello
  • Il Allen-Bradley® CompactLogix™ PLC controlla tutti i processi dell'impianto
  • I PowerFlex® drives offrono la flessibilità necessaria per soddisfare i requisiti applicativi

Visibilità e allarmi a livello di impianto

  • FactoryTalk® View SE offre una visualizzazione accurata in tempo reale del processo con allarmi via SMS
  • PlantPAx®  aiuta a ridurre i costi di progettazione offrendo al contempo una migliore diagnostica e analisi dei dati

Risultati

Generazione di energia pulita

  • Il gas viene prodotto con successo dall'impianto di digestione anaerobica
  • Quando sarà completamente operativo, saranno prodotti 1.5 MW di elettricità e calore
  • L'energia generata compenserà completamente i requisiti energetici esistenti dell'impianto
  • L'applicazione esemplifica lo schema Clean Energy Futures del governo australiano

La gestione dei rifiuti è una questione complessa che può avere effetti significativi sull'ambiente e richiede un'attenta considerazione.  Nuove tecnologie e processi intelligenti per evitare, ridurre e recuperare i rifiuti possono contribuire a diminuire la quantità di rifiuti destinati alla discarica.

Il processo di digestione anaerobica trasforma i rifiuti commerciali e industriali in elettricità, calore e metano pulito in loco. Produce grandi quantità di biogas, composto da metano e anidride carbonica. La frazione di metano purificata può essere immagazzinata, pressurizzata e utilizzata per generare energia elettrica e calore in loco, con l'energia in eccesso immessa nella griglia o utilizzata per alimentare macchinari e veicoli.

Con l'aumento continuo dei costi energetici, sempre più produttori stanno realizzando i vantaggi dell'utilizzo della digestione anaerobica per creare energia per i loro impianti.

Con un forte impegno verso le proprie responsabilità sociali e ambientali, un produttore leader di prodotti e ingredienti di alta qualità a base di cereali ha recentemente commissionato a un'azienda energetica australiana la realizzazione di un impianto di digestione anaerobica presso il proprio stabilimento di produzione.

L'impianto genererà gas metano dai gusci di avena e utilizzerà questo combustibile in un'unità generatrice combinata di calore ed energia per compensare completamente i loro requisiti energetici esistenti e futuri, con l'energia in eccesso esportata nella griglia.

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The Allen-Bradley CENTERLINE 2500 MCC delivers high-level motor control

Una soluzione modulare

Auto Control Systems (ACS), Silver System Integrator di Rockwell Automation, è stata incaricata di sviluppare il sistema di automazione e controllo per l'impianto di digestione anaerobica. Con sede a Perth, Australia, ACS è un fornitore leader di sistemi di automazione e controllo industriale e servizi in Australia.

Andrew Taylor, engineering manager di ACS, ha illustrato l'importanza di avere una soluzione modulare per l'impianto. “Una soluzione modulare offre la flessibilità di aumentare o diminuire la scala in base alle esigenze. La soluzione di automazione e controllo che abbiamo sviluppato ha fornito questa flessibilità in un pacchetto modulare e containerizzato. Dopo essere stata costruita e pre-testata qui a Perth, è stata trasportata presso il sito del cliente pronta per l'installazione”, ha spiegato.

Il Allen-Bradley® CENTERLINE® 2500 IEC Low Voltage motor control center (MCC) di Rockwell Automation è stato il cuore della soluzione. Grazie alla connettività Ethernet, il CENTERLINE MCC ha semplificato il processo di pre-collaudo e la tecnologia ArcShield ha aumentato la protezione contro i guasti da arco elettrico interno, fornendo un ulteriore livello di sicurezza.

Il controllo dei processi dell’impianto è stato fornito dal PLC Allen-Bradley CompactLogix™ e i PowerFlex® 525 e 753 AC drives garantiscono l’affidabilità necessaria per soddisfare i requisiti applicativi dell’impianto.FactoryTalk® View SE offre una visione accurata in tempo reale del processo con allarmi via SMS e ha permesso ad ACS di utilizzare le librerie  PlantPAx® per ridurre i costi di ingegneria.

“Un impianto pilota per questa tecnologia è stato sviluppato quasi 10 anni fa e l’affidabilità continua di quell’impianto che utilizza la tecnologia Rockwell Automation è impressionante, è una soluzione comprovata. Il CENTERLINE MCC è stata un’ottima scelta perché, sapendo che il nuovo standard AS/NZS 61439 sarebbe stato presto obbligatorio, era importante assicurarsi che la soluzione soddisfacesse i requisiti di questo standard”, ha dichiarato Taylor.

Raj Singh, channel account manager di Rockwell Automation, ha aggiunto: “Il nostro obiettivo finale è aiutare le aziende a ridurre il tempo che intercorre tra l’ideazione e la commercializzazione. Sfruttando le librerie di oggetti di processo PlantPAx DCS si riducono i costi generali richiesti per l’infrastruttura di automazione, offrendo al contempo una migliore diagnostica e analisi. Nel complesso, le caratteristiche del sistema incidono positivamente sul ciclo di vita delle operazioni dell’impianto, assicurando che sistemi modulari e a livello di impianto favoriscano la produttività, migliorino la redditività e riducano i rischi complessivi delle operazioni.”

Trasformare i rifiuti in energia

Il processo di digestione anaerobica inizia nel serbatoio di stoccaggio dove vengono conservati i gusci di avena prima di essere lavorati. I gusci vengono quindi iniettati nei serbatoi dei reattori dove vengono riscaldati, mescolati e poi raffreddati. Le quattro fasi principali del processo sono idrolisi, acidogenesi, acetogenesi e metanogenesi. Ogni fase digerisce la materia in parti più piccole, con il risultato finale di una miscela di metano, biogas, acqua e digestato. Il biogas grezzo viene quindi utilizzato per generare calore ed elettricità per l'impianto, con l'energia in eccesso che viene esportata alla griglia.

Il processo di digestione anaerobica è continuo e pertanto deve essere monitorato attentamente per quanto riguarda pH e temperatura dal sistema di controllo. ACS si è occupata dell'accreditamento dell'area pericolosa e ha pieno accesso remoto all'impianto. 

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PowerFlex drives provide flexibility to meet application requirements

Produzione di avena sostenibile

La digestione anaerobica offre molti vantaggi alle aziende, tra cui l'eliminazione dei costi di trasporto e delle tariffe per lo smaltimento dei rifiuti, la riduzione dei costi energetici, la possibilità di alimentare veicoli e macchinari con biogas potenziato, la monetizzazione dei preziosi crediti di carbonio nell'ambito del Clean Energy Futures Scheme del governo australiano e la monetizzazione dell'elettricità in eccesso immessa nella griglia.

L'impianto di digestione anaerobica è stato messo in funzione con successo e il gas viene attualmente prodotto. Al momento questo gas viene bruciato, ma quando l'impianto sarà pienamente operativo, produrrà 1.5 MW di elettricità e calore che saranno utilizzati per compensare completamente i requisiti energetici esistenti dell'impianto.

Pubblicato 12 dicembre 2021

Argomenti: Drive Sustainability Sostenibilità Energia Food & Beverage Produzione di energia Renewable Energy Convertitori di frequenza Controllori programmabili Safety Motor Control PlantPAx FactoryTalk View
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