Automazione di processo, mai più senza

La tendenza del settore lattiero-caseario è di un forte aumento delle nuove tecnologie relative ai sistemi di automazione, di strumentazione e di controllo, indispensabili per la tracciabilità dei prodotti, la ripetibilità dei processi e la sicurezza igienica.

Negli ultimi trent’anni l’automazione di processo ha avuto un forte impatto in tutto il settore lattiero-caseario, dalla conduzione degli impianti all’incremento di produttività, dai processi al confezionamento alla logistica. Insomma in tutte le aree aziendali. In termini percentuali, il fatturato globale dell’automazione e strumentazione nell’industria alimentare non è significativo, mentre in valore assoluto, 456 milioni di euro (dati 2010, fonte G.I.S.I. – SDA Bocconi), è un dato rilevante, tenuto conto delle potenzialità di espansione di questo mercato.

Ancor oggi, le nuove tecnologie relative ai sistemi di automazione, di strumentazione e di controllo, come i sensori e gli attuatori intelligenti, i sistemi di supervisione con software applicativo per elaborazione dati, il controllo di processo, i sistemi di visione, riguardano essenzialmente le aziende di grandi o medio- grandi dimensioni meno le piccole, dove è ancora forte l’impatto delle produzioni manuali rispetto a quelle automatizzate. La pressione dei mercati, le nuove normative sulla tracciabilità, tuttavia, stanno dando un grosso impulso, anche alle piccole realtà, a investire nell’automazione di processo e strumentazione.

Un freno per le Dop?

Mentre le aziende che lavorano il latte e le centrali del latte sono in una fase avanzata di automazione, i caseifici vivono situazioni differenti. La produzione dei formaggi industriali può contare su una buona automazione di processo sia nella fase primaria della lavorazione del latte (il ricevimento, la refrigerazione, lo stoccaggio, la pastorizzazione ecc.), sia nelle fasi che portano alla produzione del formaggio vero e proprio (formazione della cagliata, messa in forma, stagionatura ecc.). Analizzando, invece, il settore della produzione casearia Dop, che in Italia fa numeri importanti, possiamo dire che a fronte di una fase primaria della lavorazione del latte altamente automatizzata, seguono fasi nelle quali sono privilegiate le qualità organolettiche del formaggio e in cui l’automazione lascia molto spesso spazio alla lavorazione manuale.

Sono i Consorzi di tutela, attraverso i disciplinari di produzione, a stabilire quali possano essere i livelli di meccanizzazione e automazione compatibili con gli standard di qualità. In ogni caso, la tendenza generale nel settore lattiero-caseario è di un forte aumento del ricorso all’automazione e alla strumentazione, sempre più indispensabili per la tracciabilità del prodotto, la ripetibilità dei processi e la sicurezza igienica. Soprattutto in riferimento alla tracciabilità dei prodotti e dei lotti di produzione, le soluzioni automatizzate saranno sempre più decisive per la conservazione dei dati, che potranno riguardare il corretto mantenimento della catena del freddo, le cause di eventuali non conformità del prodotto e per una più semplice gestione delle criticità. Allo steso tempo, attraverso il controllo rigoroso dei cicli di lavaggio CIP, l’automazione di processo è in grado di garantire il rispetto delle norme igienico-sanitarie.

La grande rivoluzione

Ma che cos’è l’automazione di processo? È il governo del processo mediante apparecchiature elettroniche ed elettriche, strumentazione, software. Dell’automazione si può avvalere una singola apparecchiatura, come per esempio una polivalente, un processo, come un’unità UHT, o un’intera infrastruttura di processo. Quello dell’automazione di processo è un settore in continua evoluzione con innovazioni che puntano soprattutto a incrementi di prestazione. L’avvento dell’automazione di processo ha cambiato il modo di lavorare delle aziende lattiero-casearie. Prima di essa, a presidiare le apparecchiature o gli impianti vi erano operatori che seguivano passo dopo passo l’andamento delle lavorazioni e si adoperavano, grazie a pannelli elettromeccanici, a modificare, se era necessario, le condizioni operative.

Oggi, invece, la maggior parte del lavoro è dato dall’impostazione delle operazioni. Un’installazione di automazione svolge i seguenti ruoli convenzionali, indipendentemente dalle sue dimensioni: il governo del processo con sistemi di controllo basati su PLC (Programmable Logic Controller) e il comando e controllo da parte degli operatori con Interfacce Operatore, siano essi semplici pannelli locali o grandi sistemi di supervisione. In questi ultimi anni si sono affermati ulteriori sistemi con ruoli ad alto valore aggiunto come la tracciabilità e la rintracciabilità con sistemi MIS (Management information system – sistema informativo direzionale), l’integrazione verticale aziendale con livelli MES (Manufacturing execution system) e ERP (Enterprise resource planning).

Come funziona

Un impianto di un’azienda lattiero-casearia è costituito da tante apparecchiature, come le valvole pneumatiche, i motori, gli strumenti, i serbatoi e così via. Grazie all’automazione tutte queste apparecchiature comunicano la propria condizione del momento a un dispositivo centrale in grado di governare tutto l’impianto, conosciuto come PLC. Esso si compone di una parte hardware (consistente in un microprocessore elettronico) e una parte software (una serie di istruzioni per eseguire un programma corrispondente al processo di produzione).

Il PLC segue il processo in continuo. Se nell’ambito del programma software deve esserci un cambio di condizione, per esempio, che lo stato di una valvola deve modificato (da chiusa ad aperta o viceversa), il PLC genera un segnale in uscita che ordinerà la modifica. Un impianto si può comporre da molteplici componenti di automazione, come inverter, elettrovalvole, regolatori, sonde di livello, trasmettitori di temperatura. L’operatore mette in funzione l’apparecchiatura, può intervenire interrompendo il processo o modificando alcuni parametri, come la temperatura di pastorizzazione, vedere lo storico di allarmi o guasti ecc. grazie a un’interfaccia operatore, denominata anche HMI (human machine interface).

Essa è composta da uno o più PC e da monitor in cui appaiono tutte le molteplici lavorazioni in corso. Lo sviluppo dell’automazione di processo si deve anche all’evoluzione degli strumenti in termini di funzioni, precisione di lettura, affidabilità e ripetibilità delle misure e degli stati. Le aziende hanno a disposizione sensori che segnalano gli stati si/no o aperto/ chiuso e quelli che svolgono una misurazione in continuo dei valori tipo temperatura, portata, pH e pressione.

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