Inteligentne sterowanie procesem z wykorzystaniem technologii Lab-on-a-Chip i inteligentnego suszenia opartego na sztucznej inteligencji

Automatyczna kontrola jakości czyszczenia i suszenia oraz zużycia zasobów i kosztów

Stała, wysoka jakość procesu oraz oszczędności energii, zasobów i kosztów eksploatacji – to wymagania, które muszą dziś spełniać procesy czyszczenia na bazie wody. Aby bezpiecznie i skutecznie sprostać tym wymaganiom, firma Ecoclean opracowała innowacyjny system Lab-on-a-Chip. Dzięki zautomatyzowanym analizom opartym na różnych metodach pomiarowych utrzymuje on optymalny poziom jakości kąpieli czyszczących i płuczących. Nowa technologia Smart-Drying umożliwia oparte na sztucznej inteligencji, inteligentne sterowanie i optymalizację procesów suszenia za pomocą gorącego powietrza i próżni.

W nowej technologii Smart Drying sztuczna inteligencja umożliwia inteligentne sterowanie procesami suszenia gorącym powietrzem i próżnią w celu zminimalizowania zapotrzebowania na energię i skrócenia czasu cyklu. Kolejnym krokiem jest wykorzystanie sztucznej inteligencji do sterowania i optymalizacji procesów czyszczenia i płukania. Źródło zdjęcia: Shutterstock / Frank60

Rosnące wymagania dotyczące jakości komponentów prowadzą do bardziej złożonych procesów czyszczenia. Należy przy tym stabilnie i powtarzalnie przestrzegać określonych specyfikacji czystości. Coraz częściej wiąże się to z większymi obowiązkami w zakresie dokumentacji parametrów procesowych. Jednocześnie pojawia się wymóg czyszczenia w sposób bardziej oszczędzający energię i zasoby, aby zmniejszyć ślad węglowy i koszty. Przeciwstawia się temu brak wykwalifikowanego personelu z odpowiednim wykształceniem i kompetencjami w zakresie czyszczenia.
Ecoclean reaguje na tę sytuację wprowadzając innowacyjne rozwiązania, takie jak system Lab-on-a-Chip (LOC) oraz technologia Smart-Drying, służące do automatycznego monitorowania i inteligentnego sterowania jakością czyszczenia. Rozwiązania te zapewniają optymalny przebieg procesów czyszczenia i suszenia, a dzięki ciągłemu rejestrowaniu parametrów spełniają również wymogi dokumentacyjne.  

LOC – kompleksowa analiza środków czyszczących i kąpieli za pomocą jednego systemu

Do analizy stężenia środków czyszczących lub pasywujących, a także zanieczyszczenia kąpieli, dotychczas potrzebne były różne czujniki, które były dostosowane do danego medium lub procesu w kąpielach. Ponadto pomiary wymagają zazwyczaj wielu ręcznych interwencji. Żmudne określanie jakości kąpieli często prowadzi do tego, że środek czyszczący jest dozowany niezależnie od zużycia. Również wymiana kąpieli jest nadal częściowo przeprowadzana w zależności od czasu. Oba te czynniki mogą prowadzić do nieoptymalnej jakości kąpieli, a tym samym czyszczenia, jak również do marnotrawstwa zasobów.

Sytuacja ta ulega zmianie dzięki nowemu systemowi LOC, który można zintegrować zarówno z instalacjami zanurzeniowymi z wieloma wannami, jak i komorowymi. Połączenie różnych metod pomiarowych w jednym systemie otwiera ogromne możliwości w zakresie analizy środków czyszczących i kąpieli. Dzieje się to bez konieczności wyposażania każdej wanny w różne czujniki oraz niezależnie od zastosowanego środka czyszczącego lub pasywującego oraz procesu. W systemach zintegrowanych z instalacją pobieranie próbek odbywa się automatycznie z poszczególnych stacji połączonych z jednostką analizującą.

Jeśli chodzi o stabilną, wysoką jakość procesów oraz oszczędności energii, zasobów i kosztów eksploatacji, innowacyjny system LOC otwiera zupełnie nowe perspektywy dzięki zautomatyzowanej analizie kąpieli czyszczących i płuczących w oparciu o różne metody pomiarowe. Źródło zdjęcia: Ecoclean GmbH

Do określenia stężenia środka czyszczącego dostępne są metody miareczkowania, pomiaru wartości pH, przewodności oraz, po raz pierwszy, pomiaru napięcia powierzchniowego. Ta ostatnia metoda umożliwia w modułowych systemach czyszczących oddzielne określenie zawartości środków powierzchniowo czynnych w kąpieli, a tym samym pozwala na precyzyjne dozowanie tego składnika. Zanieczyszczenie kąpieli można badać za pomocą pomiaru fluorescencji i przewodności. Metody te zostaną w przyszłości uzupełnione o procedury określania całkowitego zanieczyszczenia organicznego (TOC) oraz pomiaru cząstek stałych. Rodzaj pomiarów, które mają być przeprowadzone na próbce pobranej z kąpieli, można wprowadzić za pomocą sterownika instalacji. Pomiędzy pobraniem próbek z kąpieli automatyczne płukanie zapewnia, że wyniki są wyświetlane na ekranie bez zniekształceń, a w razie potrzeby inicjowane są odpowiednie działania, na przykład dozowanie środka lub wody lub wymiana kąpieli.

W przypadku dostępnej również wersji autonomicznej próbki pobiera się ręcznie z badanych kąpieli, a dalsza procedura przebiega również automatycznie. W obu wariantach metody pomiarowe można łączyć w zależności od potrzeb, a dodatkowe funkcje lub nowe metody pomiarowe można łatwo zintegrować.

Smart Drying – optymalne suszenie przy minimalnym nakładzie czasu i energii

Suszenie jest nie tylko jednym z najbardziej energochłonnych procesów, ale ze względu na czasochłonność stanowi również wąskie gardło w procesie czyszczenia części. Mimo to często pojawiają się problemy – zwłaszcza gdy trzeba czyścić i suszyć różne elementy. Aby być po bezpiecznej stronie, procesy suszenia są często projektowane na zbyt długi czas w oparciu o najgorszy scenariusz, co skutkuje zwiększonym zapotrzebowaniem na energię, a co za tym idzie – wysokimi kosztami i zmniejszoną wydajnością.

Celem jest zatem uzyskanie optymalnie wysuszonych części z instalacji przy zminimalizowanym zużyciu energii i czasu. Zostało to zrealizowane przez firmę Ecoclean dzięki opartej na sztucznej inteligencji, inteligentnej technologii Smart Drying do połączonych procesów suszenia gorącym powietrzem i próżniowego. Podstawą jest czujnik wilgotności i temperatury opracowany specjalnie do tego zastosowania, który stał się już standardem w różnych typach instalacji tego producenta.

Do określenia rzeczywistego stężenia środka czyszczącego dostępne są metody miareczkowania, pomiaru wartości pH, przewodności oraz pomiaru napięcia powierzchniowego, a zanieczyszczenie kąpieli można wykryć za pomocą pomiaru fluorescencji i przewodności. Metody pomiarowe można łączyć w zależności od potrzeb, a dodatkowe funkcje lub nowe metody pomiarowe można łatwo zintegrować. Źródło zdjęcia: Ecoclean GmbH

Aby sterować suszeniem w sposób zoptymalizowany pod kątem czasu i energii, model AI technologii Smart Drying został najpierw wyszkolony na danych z tysięcy prób suszenia z wykorzystaniem najróżniejszych komponentów i parametrów docelowych. W oparciu o tę wiedzę sztuczna inteligencja ocenia jakość danego procesu suszenia poprzez analizę parametrów wilgotności, temperatury i ciśnienia w komorze procesowej. Następnie decyduje, jakie działanie jest najbardziej sensowne w następnej kolejności dla uzyskania optymalnego suszenia. W przypadku elementów cienkościennych lub elementów z tworzyw sztucznych może to być na przykład doprowadzenie gorącego powietrza. Istotne dla zastosowania technologii Smart Drying są stabilne pod względem technologicznym, powtarzalne procesy, dzięki którym w komorze procesowej zawsze panują takie same warunki. Zużyte uszczelki lub nieregularnie kalibrowane czujniki powodują tutaj na przykład zmiany.

Kolejnym krokiem w rozwoju firmy Ecoclean jest wykorzystanie wiedzy zdobytej dzięki uczeniu maszynowemu do zastosowania sztucznej inteligencji w sterowaniu i optymalizacji procesów czyszczenia i płukania.

Kontakt:
Ecoclean GmbH, 52156 Monschau, Niemcy,
telefon +49 2472 830, www.ecoclean-group.net

 

 

Źródło: Ecoclean