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Caso di studio

Full Sail Brewing migliora i processi grazie ai dati di produzione

Il nuovo processo di filtrazione usa l'acqua in modo più efficiente, genera meno sprechi e ridimensiona il carico di lavoro del dipendente
Full Sail Brewing migliora i processi grazie ai dati di produzione hero image

Soluzioni

Risultati

  • Riduzione della durata del ciclo di fermentazione del 50%, con aumento complessivo della capacità del 25%
  • Riduzione della quantità di materie prime necessarie con il nuovo processo, riduzione annuale dei costi del 5% e vendita redditizia degli scarti di grano
  • Riduzione del tempo speso nella gestione manuale dei dati, da allocare alla produzione
  • Migliore qualità del prodotto - Migliore controllo sulla qualità di ciascun prodotto con accesso ai dati in tempo reale e ottimizzazione dei batch
  • Migliore capacità di rispondere rapidamente agli errori di produzione prima che sia troppo tardi

Contesto

La popolarità delle birre artigianali in America è in crescita. Il volume dell'industria birraria artigianale è cresciuto del 9% nella prima metà del 2009, mentre le vendite di birra globali negli USA sono calate del 2,7%.

Full Sail Brewing Company è alla guida di questa crescita. Il birrificio, con sede in Oregon, produce tre varietà di birra artigianale, insieme a una serie di birre stagionali e speciali.

Prendendo il malto, il luppolo e il lievito da fonti locali in Oregon, Washington e Idaho, Full Sail tratta gli ingredienti con acqua che proviene da un pozzo di granito profondo sul Monte Hood. Il risultato? Birre dal sapore inconfondibile e dal basso impatto ambientale.

Full Sail tra i primi 25 produttori di birra negli Stati Uniti per volume, ma l'azienda si concentra più sulla realizzazione di una birra di elevato livello in termini di gusto e di qualità. L'azienda, inoltre, si impegna per mantenere la propria cultura aziendale, fondata su un buon equilibrio tra lavoro e vita privata.

Sfida

Questo equilibrio tra lavoro e vita privata, insieme all'efficienza e al potenziale di rendimento dell'azienda, erano messi a rischio dal processo di produzione tradizionale. Come quasi tutti i produttori di birra artigianale, Full Sail si serviva di un recipiente manuale per la birra, chiamato "lauter tun", per filtrare la miscela di acqua e grano tritato che è alla base della bevanda.

La filtrazione della miscela è un elemento fondamentale del processo produttivo. Dopo che i granelli d'orzo sono stati maltati e macinati, il grano macinato e l'acqua calda vengono mescolati per creare una miscela di cereali. Questa viene tenuta a temperatura costante affinché gli amidi rilasciati al suo interno dal malto possano essere convertiti in zucchero da fermentare.

L'acqua ricca di zucchero, nota come mosto, viene quindi separata dal resto. Il mosto viene quindi pompato nel recipiente di fermentazione per la bollitura. Il luppolo viene aggiunto durante la bollitura per dare il sapore amaro e l'aroma di una particolare birra, bilanciando la dolcezza degli zuccheri del malto. Il mosto viene quindi raffreddato e miscelato con il lievito, quindi passato alla fermentazione, al condizionamento e al filtraggio prima di essere imballato e spedito.

Il sistema classico aveva servito bene l'azienda. Dal 2005 al 2010, Full Sail ha aumentato la produzione annua di oltre il 15%.

Tuttavia, la società ha capito che la produzione futura avrebbe messo sotto pressione il proprio sistema di filtrazione della miscela manuale, e che gli sforzi per aumentare l'efficienza, ridurre i costi e migliorare ulteriormente la qualità erano limitati dal sistema esistente.

Il sistema di filtrazione della miscela di Full Sail richiedeva test e segnalazioni manuali dei dati a ciclo continuo. Inoltre, il residuo del grano nel lauter tun, un sottoprodotto venduto dall'azienda come alimento per il bestiame, aveva un contenuto di umidità dell'82%.

Ciò significa che prezioso liquido andava via insieme al sottoprodotto. Allo stesso tempo, trasportare materiale così pesante era costoso. L'azienda stava perdendo soldi nella transazione, poiché essenzialmente pagava i coltivatori per prendere il sottoprodotto.

Full Sail ha preso in considerazione l'idea di passare a un sistema di produzione completamente computerizzato, molto popolare tra i produttori di birra americani. Ma per vedere un ritorno sull'investimento, Full Sail avrebbe dovuto mettere in funzione questo sistema 24 ore al giorno e 7 giorni su 7. L'azienda non era intenzionata a compromettere il buon rapporto tra lavoro e vita privata dei suoi dipendenti.

L'obiettivo di Full Sail era di aggiornare il processo al fine di migliorare la qualità del prodotto, aumentare l'efficienza di filtrazione, la capacità e il rendimento. L'azienda desiderava inoltre ridurre la dipendenza degli operatori attraverso l'automazione, creare una soluzione modulare e ridurre l'impatto ambientale totale di ciascun lotto, il tutto mantenendo turni di lavoro di 4 giorni a settimana e 10 ore al giorno, per un buon equilibrio tra lavoro e vita privata.

Soluzioni

Per raggiungere questi obiettivi, Full Sail ha deciso di aggiornare il suo tino filtro manuale tradizionale con un sistema di filtrazione della miscela completamente automatizzato e collegato in rete.

Full Sail ha invitato Aurora Industrial Automation da Portland, Oregon, per progettare e implementare il nuovo sistema. Fornitore di soluzioni informative del programma Rockwell Automation® PartnerNetwork™, Aurora ha implementato una soluzione di controllo e informazioni che consente a Full Sail di applicare le informazioni di produzione nelle sue operazioni.

Il nuovo sistema di filtrazione della miscela sfrutta il PlantPAx™ sistema di automazione dei processi di Rockwell Automation. Nell'ambito del sistema PlantPAx, Aurora ha integrato la soluzione PlantPAx Logix Batch and Sequence Manager (LBSM).

LBSM è conforme a ISA-S88, una serie di standard e terminologia per il controllo batch. Il sistema consente a Full Sail di configurare le sequenze direttamente nei sistemi di controllo Allen-Bradley® ControlLogix® controllore attraverso la soluzione di interfaccia operatore FactoryTalk® View interfaccia operatore senza necessità di applicazione software batch basata su server.

Se aumentassero i batch richiesti, Full Sail potrebbe facilmente sostituire LBSM con una soluzione software completa, comeFactoryTalk Batch, senza costose riprogettazioni o test.

Per ottenere informazioni sul nuovo sistema, Aurora ha implementato una strategia di intelligence basata sul software FactoryTalk di Rockwell Automation.

Mediante una rete EtherNet/IP, FactoryTalk Historian identifica e raccoglie data tag direttamente dal sistema PlantPAx per dati di produzione granulari in tempo reale. Con oltre 60 passaggi nel processo di filtrazione, il filtro della miscela genera grandi quantità di dati.

Con il vecchio sistema, Full Sail otteneva solo quattro o cinque punti di dati da ciascuna produzione nel tino filtro. Il nuovo filtro per la miscela, dotato di software FactoryTalk, riesce ora a estrarre fino a 250 data tag.

Full Sail usa quindi il software FactoryTalk VantagePoint per aggregare tutti questi dati in dashboard predefiniti. I dashboard forniscono indicatori di performance chiave in tempo reale e basati sul ruolo, ovvero preziose informazioni di produzione che Full Sail può utilizzare per migliorare le operazioni.

Risultati

Il passaggio a un processo automatizzato e abilitato alle informazioni ha dato subito i suoi frutti.

I dati in tempo reale possono essere ora recuperati in lassi di tempo variabili, per ottenere una funzionalità ottimale del sistema e identificare incoerenze o problemi in un batch.

Il software per report e dashboard può estrarre dati all'istante dai sistemi cronologici e legacy per creare un'origine dati virtuale e omogenea utile per creare report.

Consente di accedere a informazioni su singoli batch speciali o trend più generali per dirigere la produzione futura. Se una produzione subisce un problema grave, è possibile tenere traccia e analizzare i relativi parametri esatti.

"Produciamo circa 20 varietà di birra", ha affermato James Emmerson, Executive Brewmaster per Full Sail. "Ora chi produce un batch può avvalersi delle informazioni relative alle produzioni precedenti, indipendentemente da quando risalgono. I produttori possono vedere i parametri esatti che hanno generato un batch corretto e ottimizzare la produzione in base a tali informazioni."

Grazie al nuovo sistema PlantPAx, la capacità di produzione è aumentata del 25%, mentre i tempi di ciclo sono stati quasi dimezzati. La visibilità nel processo di produzione di cui godono ora gli operatori permette loro di ottimizzare la produzione corrente in tempo reale. Full Sail si è già servita di queste intuizioni per ridurre il costo annuale delle materie prime del 5%.

L'azienda è riuscita a ridurre molta più umidità dal grano usato, e il sottoprodotto viene venduto con un margine di guadagno.

Inoltre, Full Sail stima che riuscirà a ridurre l'utilizzo di acqua di 1 milione di galloni l'anno, favorendo il raggiungimento dei propri obiettivi di sostenibilità.

Ciò significa che, nel nuovo sistema, non sarà necessario pagare, pompare, riscaldare e raffreddare quasi 3,8 milioni di litri d'acqua. Non utilizzare acqua nel processo costituisce di per sé un vantaggio ambientale enorme.

I risultati sopra descritti sono specifici per l'utilizzo da parte di Full Sail Brewing Company di prodotti e servizi di Rockwell Automation insieme ad altri prodotti. I risultati possono variare per altri clienti.

Pubblicato 1 settembre 2011

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