Digital tvilling hjælper Arla mejeri med Clean-in-Place-planlægning

Et samarbejde mellem Arla Foods, SPX Flow, FORCE Technology og Alexandra Instituttet bruger en digital løsning til overvåge mikrobiel vækst, så det bliver nemmere at planlægge, hvornår fødevare- eller mejeriproduktionsanlæg skal rengøres.

Clean-in-Place (CIP)-planlægning kræver et system, hvor udstyr og rør i et fødevare- eller mejeriproduktionsanlæg kan rengøres og desinficeres uden at skulle afmonteres, hvilket sikrer mere ensartet hygiejne og reducerer nedetiden.

Et tidligere samarbejde mellem FORCE Technology, Alexandra Instituttet og Kold College viste potentialet i anvendelsen af digitale tvillinger og augmented reality (AR). Hvor digitale tvillinger og augmented reality (AR) vil kunne hjælpe systemoperatører og produktudviklere med at designe, udvikle, styre og optimere ydeevnen.

Nu samarbejder FORCE Technology, Alexandra Instituttet, Arla Foods og SPX Flow om at finde en ny måde til at overvåge mikrobiel vækst digitalt, så det bliver nemmere at planlægge, hvornår der skal rengøres.

Behov for et værktøj til at vurdere, hvornår der skal gøres rent
Regelmæssig rengøring er afgørende i mejeriproduktion, fordi indholdet af termoresistente mikroorganismer spiller en essentiel rolle i dannelsen af biofilm i pladevarmeveksleren.

“Dannelse af biofilm er forskellig fra gård til gård; dermed indeholder mælken fra gårdene forskelligt niveau af mikroorganismer fra biofilm. Det er niveauet af mikroorganismer fra biofilmen, der er vigtig i forhold til dannelsen af biofilm i produktionsudstyret på mejeriet, siger Annette Baltzer Larsen, Senior Consultant i FORCE Technologys Audit and Verification.

I dag har mejerier typisk 6-7 timers produktionstid for at være på den sikre side. Noget mælk kan tåle 12-14 timers produktionstid, uden at man går på kompromis med kvaliteten, men problemet er, at mejeriproducenter ikke vil løbe den risiko, da de ikke ved, om det er sikkert med længere produktionsperioder. Det er essensen i det nye samarbejde.

Digitale værktøjer og online prædiktioner kan hjælpe med at opretholde kvalitet og forbedre effektiviteten
I det nye samarbejde forsøger man at ændre den måde, hvorpå vækst af biofilm bliver monitoreret og prædikteret ved at benytte digitale værktøjer til at forbedre beslutningstagningen. Det er afgørende at overvåge biofilmvækst i mejeriproduktionen for at forhindre kontaminering, opretholde produktkvaliteten og sikre fødevaresikkerheden ved at opdage og håndtere potentielle kilder til bakterievækst og patogener.

Formålet med samarbejdet er at komme med online prædiktioner af biofilmvækst, så beslutningstagere kan planlægge og optimere CIP for at reducere risikoen for at kontaminere mejeriprodukter. Der er ønsket at optimere produktionsudstyrets effektivitet og vedligehold på varmevekslere.

FORCE Technology udvikler en digital tvilling af SPX’s varmeveksler og en model af biofilmvækst og implementerer tvillingemodellen på Alexandra Instituttets AR-platform, som skal demonstreres på Arla Foods’ mejeriproduktionsfacilitet i Taulov.

Arla Foods søger nye måder for at få en mere bæredygtig produktion
Arla Foods’ mejerivirksomhed i Taulov er et af verdens mest avancerede mejeriproduktionsanlæg, som årligt producerer 52.000 tons ost og vejer 500 millioner kg mælk.

“Vi er altid på udkig efter ny teknologi og løsninger, der kan hjælpe os med at blive bedre. Derfor investerer vi i forskningsprojekter og samarbejder tæt med leverandører og interessenter for at finde nye måder at drive en endnu mere bæredygtig produktion på. Vi ser digitalisering som en katalysator og et værktøj til at styre ressourceforbruget, og en digital tvilling vil give os bedre viden om vores produktion i realtid og hjælpe os med at se, hvor vi kan sætte ind for at styre og overvåge væksten af biofilm. Med en digital tvilling undgår vi gætterier og antagelser om produktionstider og rengøring. Vi kan planlægge rengøring i forhold til udviklingen af biofilm, og i nogle tilfælde kan vi måske øge længden af produktionsperioderne,” siger Frits Mogensen, Senior Operations Manager hos Arla Foods i Taulov.

Varmevekslere er nøglen til at producere mejeriprodukter med mindre spild og større effektivitet
Varmevekslere i mejeriproduktionen bruges til at nedkøle eller opvarme mælk og andre mejeriprodukter effektivt og hurtigt, hvilket forlænger deres holdbarhed og gør dem sikre at indtage for forbrugerne.

APV, som er et centralt brand i SPX FLOWs palette af løsninger, har været involveret i pladevarmevekslere siden starten for 100 år siden. Med deres baggrund og ekspertise mener de, at det er afgørende at være med til at drive innovation på området:

“Vi har et tæt samarbejde med Arla Foods om at levere skræddersyede løsninger til deres behov. Og da de deltog i dette projekt, var det et naturligt valg for os også at deltage. Vi leverer data om vores pladevarmevekslere for at lette opbygningen af den digitale tvilling. Vi håber, at det vil fremme forståelsen af mejeriforarbejdningen, så systemerne kan optimeres til fordel for vores kunder samt reducere spild og forbedre energieffektiviteten. Vi håber, at disse data vil gøre det muligt at indføre længere driftstid og bedre kunne forudsige, hvornår der er behov for CIP. Til gengæld vil det give os viden til at optimere vores udstyr og hele den overordnede proces,” siger Jørgen E. Pedersen, Key Account Director i SPX Flow.

Alexandra Instituttets AR-ekspertise er afgørende for at kunne visualisere simuleringsresultater
Alexandra Instituttet er et dansk GTS-institut med fokus på at udvikle og anvende avancerede digitale teknologier for at skabe en økonomisk og samfundsmæssig effekt. Instituttet har stor ekspertise inden for augmented reality, som giver interaktiv visuel vejledning ved at overlejre digital information på brugerens syn på det fysiske miljø.

“I dette samarbejde bidrager vi med web- og AR-visualisering af simuleringsdataene, som kan bruges som beslutningsværktøj. AR-visualisering kan hjælpe med at forenkle data og nødvendige handlinger, fordi Taulov har et kontrolrum med 12 skærme, hvor alle de data, de har brug for at reagere på, bliver vist. Vi arbejder også på at lave et operatør-dashboard til varmeveksleren, som indeholder trin-for-trin-instruktioner om, hvordan man udfører specifikke vedligeholdelsesopgaver eller udfører fejlfinding; hvis der er en specifik alarm, kan mejerioperatører få instrukser om, hvordan problemet kan løses,” siger Kaspar Rosengreen Nielsen, Principal Software Architect i Digital Experience and Solutions Lab.

Hjælper mejeriprocesser med at køre rent og sikkert i længere tid
“Med dette samarbejde får vi indsigt i den virkelige produktionsverden og kan hjælpe med at sikre produktkvalitet og produktionsoptimering ved at muliggøre intelligente beslutninger om produktsikkerhed. Når resultaterne er klar, vil ethvert fabriksanlæg, der udfører pasteuriseringsproces i en pladevarmeveksler, kunne bruge dem til at forbedre CIP-planlægning. Producenter af pladevarmevekslere kan bruge dem til udviklingsformål – til at optimere produktet, så det kan fungere sikkert i længere tid og blive nemmere at rengøre,” siger projektleder Anders Brix Skovgaard Madsen, FORCE Technology.