通过热灌装节约能源

Jeff Smith在一家专门生产软饮料的饮料公司工作。作为可持续发展经理，他被公司管理层委以重任，探讨如何降低生产过程中的能源消耗。一方面，公司需要从商业角度出发，优化生产成本。另一方面，公司深知自己对环境保护的责任--因此，公司给自己定下了目标，通过审查生产流程寻找节能措施。 

其中一个选项就是节省日常生产中的能源消耗，而且这里确实有多种可能性。但哪一种更高效？也就是说：在哪里可以用最少的费用快速取得可见的结果？带着这个问题，Jeff Smith找到了克朗斯公司。因为多年以来，他的企业一直使用克朗斯的PET生产线灌装可乐和汽水饮料。而灌装流程正是许多企业在节能方面具有很大潜力的生产环节。 

聚焦灌装流程 

为什么会出现这种情况，克朗斯销售团队中负责生命周期服务的Jonas Sittenauer对此进行了解释：“投产调试时，我们目前的CSD灌装机设定在大约20℃的灌装温度，而较老型号的温度值通常为16℃。”但是，在日常运行中，这些数值并非实际情况。他进一步解释说：“有些客户的生产线已经运行很多年，当我与他们交谈时，常常发现他们实际上在12到14℃的温度下进行灌装--其实他们本可以做得更好。”他们为什么不这样做？“这有多种原因，最常见的可能是较低的灌装温度能够确保生产过程更加稳定，因为饮料的泡沫会减少”，Jonas Sittenauer表示。这对性能来说是好事，但在成本节省和可持续性方面还有优化潜力！ 

而克朗斯看到了这种潜力，通过与客户合作，检查是否可以在不降低设备性能的前提下提高灌装温度。“这并非什么很难的事情，只需要对机器进行微调--如果处于极限范围，这些调整可能会相当棘手。当然，我们会帮助客户找到适合其产品的完美参数”，克朗斯研发团队的Valentin Becher博士说。 

第一步：数据采集与分析 

为此，他编写了一份调查问卷，由Jeff Smith填写。问卷中记录了每种饮料的配方、PET瓶的容量以及最大允许压力和膨胀范围、生产速度以及工厂的其他细节、产品在后续价值链中所处的温度。随后，Valentin Becher博士分析所有这些数据，并利用一个新的详细生产流程模型为每种饮料与容器的组合分别确定最大可能的灌装压力，再利用这个压力推导出最高灌装温度。 

接下来，他将所有数据传送给灌装技术团队的Johannes Vogl。这位专家负责检查灌装过程是否包含可以利用的时间余量，因为当温度更高时，灌装需要更多的时间。随后，他计算在不降低性能的情况下可用的最大处理时间。因为处理时间与温度是相关的：“我们根据灌装机设计、瓶子和饮料的组合进行的计算，常常会得出24甚至30℃的数值。然而，这些数值能否在实际生产中直接应用，还需要取决于许多不同的因素。因此，我们总是先在现场逐步提高温度，逐步接近这个温度范围。当然，首要任务是确保生产线的生产不受任何限制地继续进行”，Johannes Vogl表示，Valentin Becher博士补充说：“计算结束后，我们针对每种饮料-容器组合得出各自的建议灌装温度--从而提供一套量身定制的方案，借此降低生产线的能耗。” 

第二步：现场实施 

克朗斯公司随后将所有这些计算结果展示给客户，然后双方共同讨论接下来的进程。而这些进程将从笔记本电脑上的理论研究过渡到灌装机上的实际应用。“即使我们已经计算出了一切--最终我们还必须确保它在实际应用中能够发挥作用”，Johannes Vogl说。 

当然，优先考虑的始终是生产线的生产流程能够不受限制地持续进行。 Johannes Vogl灌装技术部

克朗斯公司随后与客户团队一起着手寻找日常生产中的完美灌装温度--在生产运行过程中完成！“我们从分析中知道什么是最大可能，并针对每种SKU（即饮料种类和瓶装规格）逐步接近这些数值。在此过程中，生产正常进行”，Johannes Vogl表示。即使大家最终共同决定将灌装机的温度设定为“仅仅”20℃，但这也是一个非常可观的数值！“从12℃到20℃--这是一个8℃的跳跃—但从第一秒钟开始，它就会在能耗上显现出来”，Jonas Sittenauer强调说。 

从12℃到20℃--这是一个8℃的跳跃--但从第一秒钟开始，它就会在能耗上显现出来。 Jonas SittenauerLCS销售

第三步：可选的软件组件和升级服务 

为什么通常在20℃就结束了--尽管理论上还可以更高？“首先必须保证生产的稳定性。然而，尤其是对于较老的生产线，还需要很多手动操作--而且员工并不总是具备足够的知识，因此也无法始终确保灌装机持续、安全、高效地运行在其调节极限上”，Jonas Sittenauer这样解释第一步中相对保守的温度设定。当然，在热灌装方面还可以进一步挖掘潜力--通过各种升级来为操作人员提供支持。 

一方面，可以采用像Cluster Filling或Dynamic Filling Pressure Control这样的软件，借此显著简化生产停机后的重新启动过程：与立即将灌装机恢复到满负荷运行不同，这样的升级可以实现自动调整的速度提升和压力控制。因此，由于生产速度提升过快而导致产品起泡的风险以及由此带来的排放损失和质量问题可以得到避免，而且无需操作人员进行干预。“对于较老的生产线，机器停机在每个班次中多次发生，这种启动方式无疑极大地减轻了生产线员工的工作负担，同时还能保证更加稳定和高效的生产”，Jonas Sittenauer表示。 

另一方面，克朗斯还能通过其他升级选项降低因更高灌装压力导致的二氧化碳消耗增加。在混比机环节存在多种可能。其中一种是调整压力控制系统。在这种情况下，当灌装机停止生产时，Contiflow继续保持在生产状态，直到达到需要释放二氧化碳的液位为止。此时，并非将二氧化碳释放到外部，而是停止Contiflow的运行。当液位再次下降时，生产可以非常快速地重新启动。这样，可以始终确保灌装机的产品供应。另一种具有巨大节约潜力的可能性是在生产过程中使用氮气或压缩空气代替二氧化碳。在这种情况下，二氧化碳仅在设备启动时使用。根据经验，更换产品气体并不会导致质量损失，但建议这种选项主要用于对氧气不敏感的产品。在灌装机上也有类似的可能性。例如，在生产启动后，一旦系统已充满并稳定运行，可以使用无菌空气代替二氧化碳来保持背压。

关注整线 

克朗斯在热灌装方面也对生产线进行整体考量，这一点不仅体现在混比机的升级上。另一个例子是在环境温度和空气湿度较高的地区，因为除了冷却器的温差可以降低之外，加热器的温差也可以降低。特别是在较温暖的国家，原水的温度也比灌装机运行时所需的16℃甚至12℃要高。这意味着原水必须先进行冷却，然后才能与其他成分混合并进行冷灌装--这些工序可以根据以后的温度设置进行省略。 

灌装完成后，由于采用热灌装，需要平衡的温差也更低。这里指的是加热器，它将产品加热到露点以上的温度，以防止容器上形成冷凝水，从而为最佳的贴标和包装效果创造条件。 

“从整个生产过程来看，温度是上下波动的。通过提高灌装温度，温差也随之降低，从而减少了生产过程中所需的总能量”，Jonas Sittenauer表示，他继续总结说：“我们不仅优化灌装机，还优化整条生产线。” 

我们不仅优化灌装机，还优化整条生产线。 Jonas SittenauerLCS销售

未来，这种优化、全面的可持续方案将由产线解决方案（Line Solutions）领域的团队集中提供和管理--无论是现有设备还是新增设备。该团队的同事们将为客户就生产中的可持续性专题提供全面的咨询，而不是仅仅局限于热灌装这一主题。 

目标达成：节省成本与可持续性 

让我们回到Jeff Smith。他与克朗斯合作，对灌装机及其相邻的机器进行了多项优化--从而明确完成了上级交给他的任务。生产现在明显更加节能，同时他也让团队在生产线上的日常工作变得更加轻松。这是一个典型的双赢局面，对所有相关方都有益！ 

克朗斯团队在老式灌装机上推广碳酸软饮料热灌装方案，不仅推动了日常生产的成本节约，还证明了可持续生产不仅在新投资中才有可能实现。