Gegründet im Jahre 1983 in Montecavolo in den Hügeln der Reggio Emilia, wo der Parmigiano Reggiano (Parmesankäse) herstammt, hat sich das Unternehmen Parmareggio auf Molkereiprodukte spezialisiert. 2009 übernahm Parmareggio die Firma Fiordalba SRL und eine Sahnemolkerei in Modena; seither wird auch Butter produziert, so dass das Unternehmen nicht nur führend in der Käse-Erzeugung des Parmigiano Reggiano ist, sondern auch in der Erzeugung, Verpackung und Vermarktung von Butter. Dieses positive Ergebnis bestärkte das Unternehmen, die Sahnemolkerei, umzubauen und zu automatisieren. Das Ziel: Die Erzeugung effizienter zu gestalten und eine Zertifizierung zu erhalten.

Der bereits teilweise mit Movicon von Progea überwachte Produktionsbetrieb wurde modernisiert und neue Systeme integriert. Auch die Überwachung selbst besitzt nun Funktionen wie Re-dundanzschaltung und Qualitätszertifizierung. Mit der Konstruktion und Montage betraute man den Movicon-Systemintegrator I.T. Technologies SRL, der sich als Dienstleister auf Lösungen im Bereich Konstruktion und Elektroanlagen, SPS-Programmierung und SCADA/HMI-Design-Engineering spezialisiert hat. 

Die gesamte Produktionsanlage besteht hauptsächlich aus Rohrleitungen und Pumpen, über die das Produkt durch die verschiedenen Bearbeitungsprozesse gefördert wird. Die Abläufe werden über drei SPS-Systeme, die innerhalb der Anlage in Edelstahlkonsolen untergebracht sind, automatisch gesteuert. Das System muss für höchste Sicherheit sorgen – und zwar sowohl über die verschiedenen Betriebsphasen hinweg als auch bezüglich der Betriebsparameter und chemischen Werte, welche durch die organoleptischen Eigenschaften des Produkts vorgegeben sind. Dies ist für die Wahrung der Qualität und des Hygienestandards besonders wichtig. 
 

Die SCADA-SPS-Architektur

Nach der Modernisierung führt das Personal die Anlage über ein Überwachungssystem von der Leitwarte aus, wo sich zwei PC-Stationen mit Windows 7 und dem Movicon-11-Setup in redundanter Konfiguration befinden. Die Redundanz des Systems garantiert den kontinuierlichen Betrieb der Produktionslinien, was bei Anlagen, die 24 Stunden am Tag laufen und korrekt überwacht werden müssen, entscheidend ist. Andernfalls leidet die Qualität des Endprodukts. Dieses SCADA-System muss je nach Regulierungsstandard auch in der Lage sein, alle Betriebs- und Temperaturparameter aufzuzeichnen und nachzuverfolgen.

Alle Produktionsdaten sind in einer Datenbank gespeichert und können über Trends und Protokolle zur Qualitätszertifizierung des Fertigungsprozesses herangezogen werden.

© Progea

Um all diese Anforderungen zu erfüllen, steuert die Movicon-Redundanz die Serververfügbarkeit (Primär- und Sekundärserver) transparent und vollautomatisch, indem es die Einsatzfähigkeit und die Verfügbarkeit der historischen Daten stets synchron verwaltet.

Die Bedienoberfläche ist so gestaltet, dass jeder Betriebsstatus immer vollständig dargestellt wird. Das grafische User Interface ist in zwei Rahmen unterteilt: Der eine zeigt auf diversen Seiten den Betriebsstatus an, der andere enthält je nach Kontext die entsprechenden Betriebsbefehle. Mit Hilfe des Redundanzsystems verfügen die Bediener zur besseren Visualisierung des Gesamtprozesses und des Personaleinsatzes über zwei Bedienpulte mit zwei Bildschirmen. Zum Beispiel kann ein Mitarbeiter sich an einem Bedienpult auf einem Bildschirm einen Sahnesammelbehälter anzeigen lassen und gleichzeitig über das Befehlsmenü einen Spülprozess in der Pasteurisieranlage starten, während ein anderer Mitarbeiter die Entrahmungsproduktion steuert und gleichzeitig einen Qualitätsbericht des chemischen Labors zu den CIP-Spülprozessen ausdruckt.  

Movicon ist im Netz via Ethernet an drei Siemens-S7-SPSen angeschlossen, die folgende Funktionen erfüllen: Eine SPS verwaltet das Produktionsleitsystem, die anderen zwei SPSen verwalten das CIP-System und den Lagerprozess. Die Kommunikation erfolgt über die Verwendung der nativen Movicon-S7-TCP-Kommunikationstreiber, die die Daten in der Echtzeit-Datenbank von Movicon erfassen und zusammenführen. 

Die Prozessdaten werden nicht nur visuell und über Befehle auf der Bedienoberfläche verwaltet, sondern auch über den MS-SQL-Server in zugehörigen Datenbanken erfasst und gespeichert. Diese Funktion dient maßgeblich zur Qualitätssicherung der Produktion; sie verwendet regelmäßige Berichte, Trends und Datenanalysen.

Eine Störmeldefunktion meldet eventuelle Fehlfunktionen am System sofort und leitet den Anlagenführer und das Wartungspersonal Schritt für Schritt bis zur vollständigen Wieder­herstellung des Systems an. Alle Daten sind in Datenbanken abgelegt, um schnell und einfach die Fehler­analyse vornehmen zu können, indem der ursprüngliche Kontext und der ak­tive Nutzer zu jenem Zeitpunkt aufrufbar sind. 
 

Richtlinien einhalten

Der Kunde wünschte ferner, dass die Anlage entsprechend der Richtlinie der FDA ‚CFR21 Part 11‘ geführt werden muss. Normalerweise gelten diese Vorschriften für die Pharmaindustrie, sie können aus gesundheitlichen Erwägungen jedoch auch für Prozesse gelten, die Erzeugnisse zum Verzehr oder Verbrauch herstellen, wie etwa im ­Lebensmittel- oder Kosmetiksektor.

Mit den Prozess­bildern von Movicon haben die  Mitarbeiter stets die gesamte Produktion im Blick. So ist das sichere ­Management der gesamten Anlage gewährleistet.

© Progea

Die Butter-Erzeugung von Parmareggio wendet daher in Anlehnung an die Vorschriften CFR21 Part 11 Sicherheitskriterien an, so dass nur befugtes Personal Zugang erhält. Dies bewerkstelligt das Unternehmen über das wirkungsvolle Nutzer- und Bedienermanagement von Movicon. Zusätzlich zu den diversen Anforderungen der Nutzerprivilegien (Bereichs- und Zugangslevel) verwaltet das System die historischen Daten der elektronischen Signaturen, so dass Verantwortliche jede Aktion entsprechend zurückverfolgen können. Audits lassen sich in der Datenbank mit verschlüsseltem Zugang speichern und können in Berichten entsprechend dokumentiert werden. 

Die geforderte Hygiene wird durch das automatische CIP-Reinigungs- und Desinfektionssystem sichergestellt. CIP bedeutet Clean-In-Place und ist ein automatischer Reinigungsprozess in geschlossenem Kreislauf zur Rei-nigung der Innenseiten aller diversen Bestandteile der Produktionslinien, so dass keinerlei Systeme oder Bauteile mehr ausgebaut werden müssen. Ein solches Reinigungssystem hat folgende Vorteile:
■ Einheitliche Behandlung aller Flächen, die direkt mit dem Produkt in Berührung kommen. 
■ Verhinderung mechanischer Beschädigungen durch Wegfall des Teileausbaus. 
■ Ausschluss von Kontaminationsrisiken aufgrund der Offenheit der Anlagen und der Reinigungsgeräte. 
■ Automatischer Ablauf und Wiederholbarkeit sowie Rückverfolgbarkeit der einzelnen Phasen durch Aufruf der entsprechenden Infos aus den gespeicherten Systemdaten.

Mit der CIP werden die Reinigungsmittel – also die in das Produktionssystem eingespritzten chemisch und biologisch aktiven Substanzen – wieder aufgefangen, über Rohrleitungen in den CIP-Systemkreislauf zurückgeführt und in Behältern gesammelt. So kann beim Zufügen neuer Spüllösungen die Flüssigkeit regeneriert und wiederverwendet werden. In Produktionsanlagen mit CIP ist stets sichergestellt, dass die Reinigung wirksam erfolgt und umfassend den Standards der FDA sowie den Gesundheits- und Qualitätsanforderungen entspricht.

Der gesamte Umbauprozess wurde innerhalb des angesetzten Zeitplans durchgeführt und abgeschlossen. Dank der Erfahrung der Techniker von I.T. Techno­logies und der Movicon-Software-Plattform, konnten Konstruktionen rasch und ohne Produktionsstopp umgebaut werden. Mit der Movicon-Plattform war auch die vorher installierte Version mit der neuesten Version kompatibel und wiederherstellbar. Somit blieb die zuvor getätigte Investition des Unternehmens weiterhin gesichert.

Autor: Markus Stadelhofer ist Geschäftsführer von Progea Deutschland.

Die Butter-Erzeugung

Der Rohstoff zur Herstellung der Parma­reggio-Butter ist frische Sahne. Diese wird gesammelt, zentrifugiert und im Anschluss daran sofort pasteurisiert. Dieser entscheidende Prozessschritt wird über das Movicon-System laufend überwacht und dokumentiert. Damit ist sichergestellt, dass die Verfahren und Prozesse auch den europäischen Regelungen entsprechen. Nach der Pas­teurisierung darf sich die Sahne auf natürliche Weise in Bottichen setzen. Während dieser Phase werden die Temperaturen fortlaufend geregelt und kontrolliert, damit sich eine perfekte Streichfähigkeit des Endprodukts ergibt. 

Die pasteurisierte Sahne wird anschließend verwirbelt, damit sich die Fettkügelchen in der Sahne zu Butter zusammenklumpen. Jetzt übernimmt das NIRS-System (Near Infrared Reflectance Spectroscopy – Nahinfrarot-Spektroskopie) die Steuerung. Es kontrolliert laufend alle chemischen Parameter des Produkts und fügt ständig Milch-Enzyme hinzu. 

Vom Verbutterungsprozess bis zur Verpackung erfolgt der Fertigungsfluss der Butter-Erzeugung vollständig automatisiert; auch sind keine Bediener an den Anlagen präsent. Sind alle diese Produktionsphasen durch-laufen, wird die Butter vor dem Versand in einem Kühlraum mit kontrollierten und dokumentierten Temperaturen gelagert.