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스마트 재작업 시스템으로 손실된 반죽을 재사용하는 Spiromatic

Spiromatic의 스마트 재작업 시스템은 손실된 반죽을 재사용할 수 있게 합니다. 그 결과, 원자재 폐기물이 30% 감소합니다.

반죽 공장 및 산업용 베이커리에서 반죽 손실은 고질적인 문제입니다. 반죽은 금방 사용할 수 없게 되기 때문에 손실된 반죽을 회수하는 것은 최근까지 어려웠습니다. Spiromatic은 반죽을 최대 48시간 동안 사용할 수 있는 상태로 유지하고 생산 공정에서 제어된 방식으로 재사용하는 완전 자동화된 플랜트를 개발했습니다.

최대 30%의 손실

피자 (도우) 제조업체는 직사각형의 반죽 시트에서 원형 피자 베이스를 찍어냅니다. 이 과정에서 대부분의 모서리와 가장자리가 손실됩니다. Spiromatic의 영업 이사(Commercial director)인 Roel Molenaers는 "최대 30%의 반죽이 폐기되거나 애완동물 사료로 버려집니다."라고 말합니다. "반죽은 금방 부풀어 오르기 시작하고, 한 번 부풀어 오르면 더 이상 재사용할 수 없기 때문에 반죽을 재사용하는 것은 불가능합니다.”

곡물 가격 상승 등의 이유로 이러한 손실에 대한 해결책을 요구하는 Spiromatic의 고객이 점점 늘어났습니다. "전통적으로 Spiromatic은 설탕과 밀가루 같은 고형물 운송 분야에서 성장해 왔습니다. 최근 몇 년 동안은 물, 기름 등 액체를 다루는 작업이 점점 더 많아졌습니다. 그 결과 액체 처리에 대한 많은 전문 지식을 구축했습니다. 당사는 이 방향, 즉 반죽을 액화하여 재사용하는 방법을 모색하기 시작했습니다.”

2년 후, Spiromatic의 재작업 플랜트가 완성되었습니다. 남은 반죽은 회전하는 칼날이 있는 탱크로 분무됩니다. "칼날이 섬유질을 자르고 물이 반죽을 적십니다. 이렇게 얻은 새로운 반제품을 냉장 탱크에 보관합니다. 이곳에서 48시간 동안 사용할 수 있는 상태로 유지됩니다.”

BAC Spiromatic - quote Roel Molenaers

Spiromatic 소개

Spiromatic은 베이커리 부문에서 고체 및 액체 성분의 저장, 정량 주입 및 운송을 위한 자동화 시스템을 개발합니다. 솔루션은 대형 벌크 사일로에서 미세 정량 주입 첨가제에 이르기까지 다양합니다.

반죽이 부풀기 시작하면 더 이상 재사용할 수 없습니다.
Roel Molenaers, 영업 이사, Spiromatic

모든 레시피는 새로운 과제

Spiromatic의 자동화 전문가인 Tom Windels는 "첫 번째 과제는 냉각이었습니다."라고 말합니다. "반죽은 살아있는 제품입니다. 그리고 그 생명 활동을 일시 중지해야 합니다. 너무 빨리 냉각하면 생명 활동이 멈춥니다. 너무 천천히 냉각하면 계속 부풀어 오르기 시작합니다. 또한 불균일하게 냉각하면 반죽이 부분적으로 부풀어 오릅니다. 다행히 당사는 이미 열교환기에서 액체를 냉각하는 데 많은 경험을 가지고 있었습니다.”

두 번째이자 가장 큰 과제는 반제품을 다시 첨가하는 것이었습니다. "이는 단순히 펌핑하는 문제가 아닙니다. 첨가하는 재작업 물량은 고객마다, 심지어 레시피마다 다릅니다. 최종 제품에 대해서는 아무것도 변하지 않아야 합니다. 맛, 색상 및 기타 특성이 완전히 동일하게 유지되어야 합니다. 따라서 고객 테스트를 기반으로 각 레시피가 '허용'할 수 있는 재작업의 양을 결정해야 합니다. 이를 위해 당사는 모바일 설치 장치를 설계했습니다.”

“확장성 문제 또한 해결하기 어려웠습니다. 실험실 규모에서는 프로세스가 산업 환경과 다르게 작동합니다. 라인에 꽤 많은 복잡성이 존재하지만 결과적으로 효과가 있었습니다. 남은 유일한 제한 요소는 고객의 건물 크기뿐입니다. 고객이 48시간 이내에 모든 재작업 물량을 사용할 수만 있다면, 당사 프로세스의 규모에는 제한이 없습니다.”

BAC Spiromatic Tom Windels
신선한 반죽과 재작업 간의 균형이 중요합니다. 최종 제품을 완벽하게 유지하면서 이를 자동화하는 것이 가장 큰 과제였습니다.
Tom Windels, 자동화 전문가, Spiromatic

PID Control을 통한 스마트 제어

이 시스템의 핵심은 견고한 PLC인 이중화(redundant) 구조의 SIMATIC S7-1516입니다. "소규모 테스트 장비의 경우 소형 PLC로도 충분합니다. 하지만 대규모 통합 프로젝트에서는 서로 통신하기 위해 여러 대의 PLC를 사용하곤 했습니다. 이로 인해 많은 오버헤드가 발생하여 전체 시스템이 점점 더 복잡해졌습니다. Siemens는 모든 것을 하나의 PLC에 수용하고 이중화하여 유지할 것을 권장했습니다. 이 방식은 완벽하게 작동합니다.”

Spiromatic의 설치 환경은 PLC에 상당히 많은 것을 요구합니다. "당사는 온도 센서 및 점도 측정을 통해 지속적으로 품질을 모니터링합니다. 여기에는 체적 및 질량 유량계, SIWAREX 계량 모듈 등이 포함됩니다. PLC는 이 모든 데이터를 처리하고 TIA Portal의 기술 객체인 PID Control을 기반으로 프로세스를 자동으로 조정합니다. 덕분에 통합이 훨씬 쉬워졌습니다.”

Spiromatic의 CEO인 Ludo Dejaeghere는 "PLC는 재작업 생성, 제어된 첨가, 플랜트 전체 세척이라는 세 가지 프로세스를 동시에 조정해야 합니다."라고 말합니다. "일부 고객은 플랜트를 풀타임으로 운영하므로 생산을 계속하는 동안 플랜트의 일부를 세척해야 합니다. 당연히 세척제가 생산 라인에 유입되어서는 안 됩니다. 이러한 유연성과 모듈성에는 높은 컴퓨팅 성능이 필요합니다.”

BAC Spiromatic - PID Control

궁극의 최적화

이 재작업 플랜트가 시장에 출시된 지 1년이 지났습니다. 점점 더 많은 제조업체가 이제 최대 30%의 음식물 쓰레기를 방지하고 있습니다. 이는 원자재 비용을 절감할 뿐만 아니라 원자재 생산, 운송 및 폐기물 처리 과정에서의 CO₂ 배출량도 감소시킵니다. Siemens의 어카운트 매니저인 Thomas Vermeir는 "저에게 있어 Spiromatic은 이를 통해 베이커리 업계에 새로운 표준을 제시했습니다."라고 말합니다. "이 시스템 없이 생산을 이어갈 수 있는 제조업체가 과연 있을까요? 이토록 획기적인 혁신에 협력하게 되어 매우 자랑스럽습니다.”

BAC Spiromatic - Thomas Vermeir
저에게 있어 Spiromatic은 이를 통해 베이커리 업계에 새로운 표준을 제시했습니다. 이 시스템 없이 생산을 이어갈 수 있는 제조업체가 과연 있을까요?
Thomas Vermeir, Account Manager, Siemens

Ludo는 다음과 같이 덧붙입니다. "당사는 6년 동안 Siemens의 OEM 파트너로 협력해 왔습니다. 당사는 많은 지원을 받고 있으며, 이는 이 프로젝트를 성공적으로 이끄는 데 확실히 도움이 되었습니다. 이것이 바로 당사가 고객과 협력하고자 하는 방식이기도 합니다. 즉, 함께 솔루션을 모색하는 파트너십을 의미합니다. Siemens는 엄청나게 광범위한 기술을 보유하고 있으면서도 여전히 매우 높은 반응성을 유지하고 있습니다. 당사 역시 고객에게 연중무휴 24시간 지원을 제공하기 때문에 이러한 부분은 매우 중요합니다.”

이 재작업 플랜트는 이미 피자 및 페이스트리 가공업체에 도입되었습니다. 시장에는 여전히 원자재를 최적으로 사용하지 않는 제조업체가 많습니다. 하지만 Spiromatic은 이미 다음 프로젝트인 제과류(baked goods) 재사용 프로젝트를 진행 중입니다. "아직 초기 단계이지만 궁극적으로는 어떤 이유로든 기준을 충족하지 못하는 모든 제과류 제품도 재사용할 수 있기를 원합니다. 그러면 음식물 쓰레기가 훨씬 더 많이 줄어들 것입니다.”

Siemens의 심층적인 지원과 지속적인 가용성 덕분에 이 프로젝트를 성공적으로 마무리할 수 있었습니다.
Ludo Dejaeghere, CEO, Spiromatic

핵심 이점

  • 손실되는 반죽 최대 30% 감소
  • 재료 재사용을 통한 원자재 비용 절감
  • 운송 및 폐기물 처리 감소로 인한 에너지 및 CO₂ 절감
  • 정밀한 공정 제어를 통해 일정한 제품 품질 유지
  • 가동 시간 증가: 세척 중에도 시스템이 병렬로 계속 실행됨

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