密歇根州的校训宣称，“如果你想寻找一个愉快的半岛，看看你周围。”
在规划新建设施时，研究的众多关键问题中有两个是原材料的密切供应和合格劳动力的可用性。在密歇根州的圣约翰。在美国，MWC为其新的奶酪和乳清加工设施找到了一个完美的家ProFood世界被提名为2021年制造业创新奖得主。
MWC位于兰辛以北约15英里处，位于美国汽车制造业的中心地带，不仅在当地找到了才华横溢的劳动力，还为其新的加工设施提供了充足的牛奶供应。
这个375,000平方英尺的乳品设施每天接收800万磅的生牛奶，并由此每天生产约85万磅奶酪，每块40磅和640磅。MWC还以每小时约3000磅的速度生产乳清蛋白浓缩物和分离物，包装在20公斤和散装袋中。
MWC于2020年10月启动，现在占地超过9英亩，加工密歇根州约25%的牛奶。
完整过滤资源公司(CFR)提供了接收和处理原料奶的交钥匙工艺解决方案，然后与沈大伟公司协调MWC的建筑和公用事业需求。该工厂包括一些当今最大的设备制造商的最新技术和设备，包括利乐、GEA和SPX Flow的APV部门。
40磅重的奶酪块被梅特勒-托莱多金属探测器探测到
二次包装前。
“MWC是基于西南奶酪的成功而成立的，”Glanbia Nutritionals乳制品业务副总裁乔治·查佩尔(George Chappell)说。“我们与MWC的合作伙伴关系与我们与西南奶酪的合作伙伴关系相同，这是一种合资模式，基于Glanbia营养公司经营合资公司的销售和营销部分。”美国奶农(DFA)和Select Milk供应所有牛奶，而Glanbia负责运营和产品分销。MWC由这些自2008年以来一直在新墨西哥州经营西南奶酪的合作伙伴于2018年成立。
查佩尔说:“我们几乎所有设施的主要吸引力都是牛奶供应。”“基于之前的合资关系，这是一个自然的选择。Glanbia将继续寻找机会发展壮大，并保持其作为美国第一大奶酪和乳清产品供应商的强大地位。”
产品质量和一致性
在设计MWC工厂时，Glanbia依靠了从其他工厂(包括西南奶酪工厂)获得的数十年知识。Chappell说:“我们将这些应用到流程、建造以及我们如何运营这个设施上。
MWC的高级现场总监David North解释说，圣约翰工厂增加了新的自动化和更新的维护程序，同时吸取了公司其他设施的经验。“我们接受了供应商带来的所有这些想法和最新的改进，并将它们融入到这个工厂中。”
查佩尔还说，在过去15到20年里收到的客户反馈以及从中获得的知识也影响了圣约翰的设施设计。他说:“当我们刚开始创立西南奶酪公司时，我们并不是一个640磅(每块)的供应商。“西南奶酪公司是我们第一家生产640的工厂，所以对我们来说，在那里学习是一个艰难的过程。圣约翰工厂的美妙之处在于，我们已经这样做了15年多，我们有一个非常好的成功流程和配方，在这里得到了应用。”
这种丰富的经验使MWC能够更快地提高产量并满足客户的要求。诺斯说，该公司的成功是基于产品的一致性，以及该工厂拥有成熟的技术，可以生产成熟的产品。Chappell表示同意。“当你走过这些设施时，你可以发现很多和其他设施一样的设备，至少是更新的设施。但我们如何使用这些设备是我们工厂内部的知识产权。”
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奶酪和乳清加工厂具有最先进的技术 |
精益生产
虽然将成熟的工艺技术引入工厂，帮助工厂取得了成功，但诺斯并没有低估劳动力因素。“为了让它运作良好，我们必须有真正优秀的人才、培训和招聘计划。”
MWC从西南奶酪公司引进了员工，他们目前与圣约翰的员工一起工作。诺斯说，这给了新员工信心，因为这项工作与他们以前做过的其他工作不同，而且它确保了员工的安全。他表示:“我们知道设备是一流的，但如何培训操作工厂的人员对我们来说是关键。”
一旦员工接受培训，MWC就会采用Glanbia绩效系统(GPS)，这是一种kaizen类型的模型，可以观察事物是如何工作的，然后确定如何提高效率。查佩尔的座右铭是“高效之前要有效”，虽然该设施目前处于加速阶段，但很快就会进入效率阶段。
查佩尔说，GPS是精益制造工具的集合。“它的美妙之处在于，我们在食品行业处于领先地位，特别是在奶酪和乳清方面。我们已经将这些原则和工具应用到我们运营设施的方式中，不仅应用在我们的运营方式上，还应用在我们如何建造和安装设施上。”
例如，MWC在创业阶段就采用了早期管理的原则。查佩尔说:“这是我们从流程构建到最终产品提升的管理方式。”这是将项目整合在一起的关键，或Chappell所说的操作准备。他说:“这是从工厂建成到你商业化并将产品送到客户手中的过渡。这是整个过程中至关重要的一部分，如果你不习惯这样做，就很容易错过。”
预防性维护至关重要
North表示，能与来自汽车和工程文化的员工一起工作，他感到很幸运，他们可以很容易地融入MWC的自主维护和早期管理文化。
North宣称，预防性维护(PM)是绝对关键的。“美妙之处在于，我们从西南奶酪公司(Southwest Cheese)提取了这些pm，并把它们带到这里。我们只是调整了它们，因为许多设备非常相似，有一些细微之处，所以我们可以直接将这些pm放入我们的系统中。”
在MWC，生产经理不必担心设备故障，因为维护人员执行任务，如振动分析和热成像。事实上，该工厂全年每天24/7运行，100%的正常运行时间。
线路转换通常在就地清洗(CIP)过程中执行。诺斯说:“在我们的一条生产线上，这就是我们从40磅产品转向640磅产品的地方，反之亦然。”“与一些工厂生产多个sku时的做法相比，这非常简单。”
该工厂目前每年加工约3亿磅美式切达奶酪。诺斯解释说:“我们可以50/50分成，大约1.5亿磅640磅和150磅40磅。”“或者我们可以直接生产3亿磅40磅的奶酪。这给了我们一些其他工厂所没有的灵活性。”
块前重新设计，以提供更小的足迹，一个卫生的提升系统，和最新的自动装袋40磅块奶酪。根据利乐公司的说法，块状成型机为运营商提供了更高的安全特性，MWC的运营总拥有成本更低。
40磅重的奶酪块被装箱密封，然后被运送到隔壁房间的托盘中。
该工厂还包括来自利乐的640磅奶酪块成型生产线，该生产线从块成机中取出40磅碎块，并利用Loos Machine & Automation制造的7个最先进的真空室生产均匀的640磅奶酪块。每个定制的真空室都采用紧密密封设计，允许最大的降压和CIP，便于清洗，增加生产正常运行时间，并消除密闭空间的危险。MWC有两个独立的乳清生产流程。乳清渗透液是奶酪加工过程中的副产品，通过管道桥被送到相邻的Proliant乳制品配料厂。该桥每小时输送95,000磅的渗透液到Proliant，这样它就可以制造渗透粉。(阅读Proliant的设施在这里)。
MWC的工厂有16个大型利乐水平奶酪桶，每批奶酪可以生产10,000磅。大桶采用最新的密封技术，易于维护，并减少泄漏的可能性。奶酪带系统结合了先进的乳清和奶酪凝乳分离技术，这将减少CIP的停机时间，从而增加生产时间。”
交钥匙流程解决方案提供可持续收益
设备被规划、建模，并与Shambaugh协调，以确保它可以放置在结构内部，并在建筑空间完成之前组装。连接的工艺管道与公用设施和大型组合管架上的电缆桥架协调，从结构上悬挂到额外的30,000平方英尺的奶酪CIP、培养存储、二级包装和专用于奶酪制造过程的支持空间。
MWC聘请CFR为接收和处理生奶提供交钥匙工艺解决方案，并与沈大伟协调建筑和公用事业需求，以确保具有成本效益，及时，安全，成功的启动，CFR的共同所有人约翰·帕克说。“在制造开始之前，我们使用了各种工艺建模、流体建模、3d设备和管道建模来规划维护通道、安装便利性和操作工作流。”
工厂的工人们穿过原始的走廊，这些走廊展示了公司的价值观，比如相互尊重和共同取胜。
八个灵活的接收舱通过自动混合防阀组接收生牛奶。原料奶经过双重过滤、标准化和巴氏灭菌，然后再制成奶酪。CFR的共同所有者Tim Isenberg说:“设计中加入了专用的能量回收系统，节省了16000 PPH的蒸汽和1000吨的制冷。”
CFR为乳清厂提供了工艺解决方案，使用工艺建模、流体建模、3-D设备和管道建模来规划维护访问、使用安装和操作工作流程。“整个乳清厂都设计了双生产线，”Park说。乳清的储存，巴氏杀菌和分馏也适用于soace。
Shambaugh项目经理Caleb Casper指出，使用3d建模来确定所有排水管的位置是项目成功的关键部分。随着时间的推移，任何滴漏都可能导致地板恶化。Shambaugh在适当的位置放置了枢纽排水管，并设计了捕集托盘以防止水打到地板上。在CIP过程中，随着阀门的脉冲，液体直接流向轮毂排水管。
使用短碗滗水器的奶酪粉回收系统最大限度地减少了澄清乳清中的细菌生长。在43,000平方英尺的乳清处理空间中安装了12个总表面积为65,000平方英尺的过滤系统，包括两个CIP室。该系统的设计目的是每天从乳清过程中回收约95%(约80万加仑)的水，并将其转化为1类水，供整个工厂使用。
查佩尔说，管理废物的最好方法是从一开始就不产生废物。MWC试图消除所有的浪费，最大限度地利用所有的水。“乳制品行业是一个独特的环境，因为87%的牛奶是水。在牛奶被排放到废水处理设施之前，我们用牛奶中的水来清洁我们的设备，”他说。“这让我们可以最大限度地减少我们需要使用的水。它还减少了排出的水量。”
在可持续发展的其他领域，MWC计划组建有重点的改进团队，研究如何最大限度地减少浪费，提高运营效率。目前，诺斯表示，该工厂的变频驱动器(vfd)已达到80%。
诺斯说，当乳清和奶酪加工线运行时，奶酪一侧的废热可以用于乳清一侧。“我们将在巴氏杀菌器中使用另一组盘子，我们可以在那里传递热量。当乳清这边下来的时候，我们可以把热量传递回奶酪那边。这对我们每磅产品的成本消耗多少能源有很大的影响。”
利乐分离器放置在乳清处理区。
空气处理
建筑还需要满足MWC严格的温度、湿度和过滤要求。Shambaugh高级机械工程师Alex Sumajin说:“开放式产品加工方法在处理房间的潜在负荷以及如何处理空气流动以最小化潜在的起雾方面提出了独特的挑战。”除了这些挑战之外，空间所需的大量空气也带来了自己的困难。Shambaugh的团队选择了关键过程空气(CPA)处理系统，能够在所需的温度渗透下提供高达100%的外部空气。
根据Sumajin的说法，这些设备是双层隔热的，包括用于除湿的不锈钢乙二醇冷却盘管，用于支持主动除湿和空间温度控制的蒸汽再热盘管，以及用于需要回火外部空气时的气体加热。
CPA整体排气操作在vfd，能够调制，以保持空气压力，同时也减少钣金回风管道安装。Allen-Bradley可编程逻辑控制器(PLC)系统支持HVAC系统，并在整个过程人机界面(HMI)中集成了用于CPA操作模式选择的过程控制。Sumajin说:“其结果是非常严格的温度和湿度控制，达到MERV 14的三级过滤，以实现最终的食品安全和质量，主动压力控制，以确保保持卫生区域，CPA设备和气流分配管道的充分冲洗能力，并集成到过程控制中，以便操作人员可以从工厂的HMIs管理HVAC系统。”
此外，公用事业和化工管道和电缆桥架便于将来的维护和扩展，同时确保卫生、清洁的安装。
Ritzert说，遇到的许多项目挑战之一是避免在处理区域使用地面支撑。“由于综合工艺/公用事业/电气机架的点负载超过7000磅，因此需要一些思考、独创性和规划才能将机架连接到预制屋顶的底部。”
如果没有使用3d建模，该项目将面临所有必要的公用事业和电气连接以及工艺互连管道细节的挑战。
MWC高级现场总监David North和Glanbia营养公司的乳品运营副总裁George Chappell国家知识产权和从其他Glanbia设施带来的经验使圣约翰项目取得了巨大的成功。
符合COVID-19协议
虽然MWC在大流行开始前完成了大部分工厂验收测试(FAT)，但一旦冠状病毒猖獗，所有加工商都必须考虑进行FAT的新方法。MWC与客户进行了虚拟工厂参观。查佩尔说，在正常情况下，客户会在工程和设计阶段同时参观现场。由于疫情期间无法做到这一点，MWC投资了一个机器人。
查佩尔解释说:“一个小机器人只是跟着我们四处走动，我们会用它带客户在工厂里进行一次虚拟之旅。”“如果他们想看一些具体的东西，我们可以带他们去那些地方，展示或演示各种各样的东西。”
如今，随着COVID限制有所放松，MWC仍然坚持严格的安全计划，允许更小的、精选的团体进入。
在工厂第一天运营之前，雇佣了近150名工人。由于空间限制，大流行期间无法在现场进行培训。为了保证员工的安全和与社会保持距离，MWC租用了邻近的建筑进行培训和测试。诺斯解释说，这最终证明是一个非常好的计划。意想不到的培训氛围造就了坚实的员工文化。
卡斯珀说，沈大伟与格兰比亚、州和地方当局合作，确保所有必要的COVID-19法规都得到满足。十多个协议解决方案被构思出来，并在几天内实现。实现了联系人跟踪解决方案，以跟踪人员的移动和现场互动。环卫人员每小时要清理一次高接触区域。设置了一个温度检查点。
查佩尔解释说:“由于制定了相应的协议，进行了沟通，进行了清理，我们得以克服恐惧。”因此，MWC能够达到项目的里程碑。“这本身就是一项令人兴奋的任务，”他补充道。
诺斯指出，沈博父子成功地完成了建筑阶段，没有发生COVID-19感染。他补充道:“S&S在为我们管理整个流程方面做得非常出色。”事实上，该项目在17个月内提前交付。
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食品安全文化
MWC每月进行20至30分钟的在线培训，内容涉及食源性病原体和洗手等主题，以使员工了解食品安全，因为许多员工来自汽车制造文化，必须了解食品加工行业的食品安全和卫生需求。还有一个入职流程，所有员工在踏入工厂之前都必须参加。
Chappell说:“这个理念非常简单。“我们通过设计、工程和我们的工作来提高食品质量。然后，我们在上面加一层。这就是食品安全文化。当你这样想的时候，它是相当简单的，但执行起来并不简单。但如何生产高质量、食品安全的产品很简单。”
MWC通过在同行面前提供认可来表彰工作出色的员工。内部奖杯被转移到表现最高水平的植物区域。
在世界工人大会上，保障工人的安全也是至关重要的。查佩尔解释说:“安全是我们不容商量的问题之一，我们毫不羞耻地要求员工对安全工作负责。”
他说:“在整个过程中，我们的工程师和作战准备团队一起工作，确定难以到达的地方并消除它们。”“所以，你通过设计消除了一些风险，然后，有些事情你不能做，这就是文化分层发生的地方。”
里泽特说，处理空间的干净设计使这家工厂有别于其他工厂。“食品厂的地板，特别是地板上难以清洁的部分，是对产品完整性和食品安全的最大挑战之一。将废物引向排水沟，倾斜的地板使高流量区域变得干燥，确定易于清洁的排水沟，避免地板支撑是早期规划活动的关键要素。”
管家也是MWC的核心竞争力。有一个有组织的工作场所和5S协议可以塑造一个植物文化。查佩尔说:“如果你创造一种行为、一种心态和一种文化，让我们不接受泄漏，或者我们不接受到处都是东西，这有助于支持安全、质量和可持续性。”“举个简单的例子，如果没有家政服务，你可能会接受你有一根水管摊开在地上。如果你从表面上看，这并不是什么大问题，直到有人被它绊倒并受伤，或者它成为一种污染物。”
北所赞同的。“我们一直称其为100%审计就绪。如果我们有审计师在现场，我们就不需要为此做准备。”“我们随时准备好了。”
Chappell解释说，当建造一个绿地设施时，Glanbia通常打算在未来扩大设施。“我们可以提高效率。当我们进入一个新场地时，我们会非常有意识地决定一开始要提高哪些效率，然后再提高哪些效率。我们已经有了一系列将在未来几年实施的节能项目，”他说。“我们非常清楚我们今天带来了什么，明天我们会做什么。我们有几个可持续发展项目，我们将带来更好的能源效率，所有这些都可以在未来的某一天分层。”
牛奶筒仓最多可容纳56万加仑牛奶。
一个可行的蓝图
Ritzert说，他不记得有哪个项目团队的每一个方面都超出了预期，包括优秀的业主、一流的现场管理团队、优秀的工艺供应商、分包商和顾问、优秀的当地劳动力，以及致力于项目成功的当地政府。他说:“只有通过这些人中的每一个人的行动，我们才能完成这个庞大而复杂的项目，并克服障碍。”
查佩尔看到了这家工厂的美好未来，并表示奶酪和乳清市场在经济上具有弹性。“我们可以经历市场变化的起伏，但人们会继续吃奶酪，继续购买蛋白质产品。”
但查佩尔说，随着消费者购买习惯的改变，MWC能够管理市场状况，并能够调整其生产，以满足其销售品牌和自有品牌产品的庞大客户群。
他说:“在过去的30年里，对奶酪的需求一直在以2%到3%的速度稳步增长。”“实际上，你每5到8年就可以建立一个这样规模的新设施。如果你看看我们作为合资企业和格兰比亚营养品公司所做的过往记录，你会发现我们的增长速度与市场需求所能支持的速度基本相同。”
查佩尔说，如果他被要求建造一个类似的设施，他会感到非常舒服。“我们知道蓝图。我们知道如何让它自始至终发挥作用，从设计一个想法到完全完成和执行。”但是查佩尔说，20年前他和诺斯不会这样说话。“这是我们多年来学习和开发的作品。我们现在有了一个可行的蓝图。”
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