Proiectul LIFE Multi-AD 4 AgroSME își propune să dezvolte in vederea industrializarii un reactor anaerob multifazic de înaltă performanță, care generează biogaz bogat în metan, conceput special pentru tratarea apelor uzate generate în întreprinderile mici și mijlocii din industria alimentară; vinuri si produse din fructe.
Sistemul Multi-AD va fi fabricat la cerere pentru fiecare caz de tratare a apelor uzate din industrie. Acesta va funcționa continuu, făcând posibilă tratarea întregului volum în mai puțin de 20 de ore. Va reduce în proporție de peste 90% COD (cererea chimică de oxigen) a apei uzate și va avea un sistem de recuperare a biogazului generat, care va avea cel puțin 80% metan, și va oferi utilizatorilor finali un flux suplimentar de energie.
Obiectivul principal este dezvoltarea, optimizarea și automatizarea sistemului de control pentru a maximiza stabilitatea procesului anaerob și a-l face robust față de schimbările în compoziția apei uzate sau în condițiile de funcționare. Sistemul de control va regla automat variabilele de ieșiri controlabile (T, pH, debit), utilizând algoritmi si funcții logice. Principalele funcții ale sistemului de automatizare sunt: monitorizarea nivelului, temperaturii și pH-ului în rezervoare, afișarea parametrilor și alarmarea operatorului la depășirea parametrilor limitelor normale de funcționare.
Sistemul de automatizare a fost realizat pe baza unei scheme tehnologice inovative, ce include detalii despre modul în care apa uzată de la cramă este furnizată la stația de tratare a apelor uzate pentru a fi alimentat reactorul Multi-AD și modul în care biogazul rezultat este procesat pentru a permite o valorificare ulterioară.
Proiectul LIFE Multi-AD a încheiat cu succes etapa de dezvoltare a sistemului de control avansat bazat pentru automatizarea controlului parametrilor procesului. În această etapă, pe baza rezultatelor acțiunilor anterioare s-a construit o unitate de lucru demonstrativă 1:1 a reactorului Multi-AD la scară industrială de 100 m3 pentru a valida performanța acesteia.
Funcționarea cu succes a reactorului anaerob depinde de menținerea factorilor de mediu aproape de gama de confort a microorganismelor. De exemplu, variația temperaturii, modificările substraturilor sau concentrația substratului pot duce la oprirea producției de gaz. Parametrii importanți în acest proces sunt: temperatura, pH-ul, alcalinitatea, potențialul redox, rata de încărcare organică (OLR), concentrația solidă și substanțele nutritive.
Contributia partenerului SIS consta in automatizarea întregului proces. Această călătorie a început în faza de proiectare, când s-a analizat procesul și s-a creat cea mai bună configurație pentru dulapul de automatizare al acestei instalatii. În plus, s-a folosit software-ul TIA Portal V16 pentru a programa logica, folosind o abordare „cauză-efect”, interconectând astfel întreaga stație și făcând operarea cât mai sigură posibil. Procedurile de simulare și testare au fost realizate folosind extensia PLCSim, pentru a ne asigura că oferim o logică care funcționează ca un farmec.
Automatizarea nu înseamnă nimic fara control si monitorizare, așa că s-au dezvoltat două soluții pentru această aplicație.
Prima solutie consta intr-o interfață fizică HMI, amplasată pe usa dulapului de automatizare, creată cu ajutorul software-ului WinCC Siemens; este o reprezentare grafică a întregii stații, permitand operatorului să schimbe valorile de referință, să activeze și să dezactiveze pompe, sa monitorizeze valorile și multe altele.
Interfata cu operatorul (HMI) cuprinte zece ecrane: ecranul principal, patru ecrane de detaliu, ecranul de pompe, ecranul de electrice, ecranul de timere și ecranul de alarme. Ecranul principal prezintă schema completa a sistemului si permite navigarea prin intermediul butoanelor spre celelalte ecrane. Ecranele de detaliu au scopul de a urmări fiecare zona a sistemului cu toate elementele și parametrii asociți acestora. În ecranul de limite sunt vizibile toate valorile extreme ale sistemului pe fiecare element cu posibilitatea de ajustare de catre operator. Lista mesajelor de alarma a sistemului este disponibilă in ecranul de alarme.
Unitatea demo Multi-AD realizată va fi instalată și testată pe sistem cu posibilitatea de reproiectare, astfel putandu-se optimiza modelul și parametrii operaționali ai acestuia. În cele din urmă, faptul că reactorul Multi-AD este complet automatizat cu control avansat, se incadreaza in conceptul Industry 4.0, deoarece dispozitivul nostru utilizează un număr mare de senzori și implementează mașini de calcul inteligente, printre alte tehnologii.
Acest proiect LIFE Multi-AD ofera o soluție tehnologică inovatoare, gata să fie adoptată de întreprinderile mici și mijlocii din industria alimentară și băuturi.