小さなステップ、大きな貢献
これは、「世界中で愛される小さなヘルシードリンク工場」の物語で、ビジネスが成功すれば人や地球も生き生きと活動するのに役に立つことを示しています。かつてあるメーカーが、2022年春までに、エネルギー消費量を削減し、自社の脱炭素化の目標を支援するための設備を稼働させるという大きな夢を抱いていました。ブレンダーと名付けられたその工場は、クライアントであるinnocent社の新しいジュースとスムージーの生産工場です。地球上で最も素晴らしいスムージーがブレンドされるだけでなく、GEAの独自のプロセス、加熱、および冷凍の専門家などの優秀な人が集まって優秀なチームを作る場所でもあります。
オランダのロッテルダム港にある新しいジュース生産施設を「世界中で愛される小さなヘルシードリンク工場」と呼ぶのは、大胆な野心に背を向けずに、大きな枠組みの中でその地位を控えめに固める率直なスタイルにすぎないかもしれません。実際、工場ではヨーロッパ大陸とイギリス向けに冷蔵ジュースとスムージーを年間最大3億リットル製造しています。さらに、同様の改善を目指す他社にとって、これが強力な手本となるという点は言うまでもなく、その影響は同社の事業規模をはるかに超えるものとなるでしょう。innocentは、節約する水の一滴一滴、削減する二酸化炭素の1トン1トン、節約するエネルギーの1キロワット/時、削減する廃棄物の1キロ1キロが有意義な貢献になることを理解しているためです。
本物のエンジニアリングの真髄
GEAの専門家は、innocentの大きな夢をずっと後押しし、それらが実現するようできるだけの努力を惜しみません。innocentの設計チームとジョイントプロジェクトでは、効率的で信頼性の高いプロセス設計が工場フロアの機械および部品の合計よりも優れたものであることが示されました。本物のエンジニアリングの真髄はその背後にあり、理想的にはその前にあるものだからです。そしてこの専門知識こそが、生産工程全体を通じてエネルギー効率と水効率を向上させるよう設計されたプロセスの確立を支えているのです。
顧客がプロセスの非常に早い段階でGEAを導入するためにより細かい部分についての設計図を再検討することは、そう頻繁にあることではありません。幸い、innocentのブレンダーのプロジェクトではまさにこれを行うことができました。そのため、各ボトルの製造中に放出された温室効果ガスの量は、隅々まで徹底的に精査されました。
「工場設計に地球の意見も反映」

このプロジェクトでは、多くの人が自由な議論に参加し、さまざまな視点をぶつけ合い、計画を修正し、お互いに激励し合うことで新しい解決策を見つけていきます。「工場の設計段階において、地球の意見も反映させたいと考えているんです」と、innocentのアンディ・ジョインソン氏は話します。innocentではチーフブレンダーと呼ばれる元工場長である同氏は、この壮大なプロジェクトの責任者です。自らのチームと共に、計画のあらゆる段階において、エネルギー効率の向上、水使用量の削減、資源利用の最適化につながる機会がないか、入念に検討してきました。二酸化炭素排出量と水消費量を削減し、廃棄物を資源として扱う解決策のみが採用されています。
対極の調和
エネルギーカスケードを解決する鍵は、どのようにしてすべての多面的な詳細が全体像を作るのか、あるいはどのようにミクロからマクロの視点にズームアウトするのかを理解することです。プロジェクトのプロセスを監督しているフランツ・ヨーゼフ・ヘルムスは、GEAの哲学をきわめて簡潔に説明してくれます。「細部にまで掘り下げ、各業務工程がその後のすべての工程に与える影響を踏まえて評価することを、決して厭いません。すべての決定には、多次元のドミノ効果があります。innocentとそのチームを皮切りに、限界を押し上げることに挑戦し、それに対応してきました。コンセプトデザインが当社のアイデアと一緒に成長するにつれ、チームはそれに適応し、実現させてきました」。このような画期的な工場を設計するには、多くのパートナーからのかなりの経験とスキルが必要です。しかし、GEAがいたおかげで、innocentにはそのような課題に挑み続けるパートナーを獲得することができたのです。
「最新テクノロジーを使うことで、持続可能性の観点から可能な限り最先端を行く工場を設計することができます」
フランツ・ヨーゼフ・ヘルムス
GEAノンアルコール飲料エンジニアリング責任者
理にかなった方法
ロバート・アンスワースはGEAの加熱・冷凍の専門家の一人で、GEA NEXUSの包括的なエンジニアリングソリューションに重点を置くことで、innocentプロジェクトの設計チームを補完しました。このアプローチにより、加熱および冷却の要件が通常の事後ではなく計画段階でプロセスに考慮されるようになりました。アンスワースが説明する通り、事後のアプローチは潜在能力の甚大な浪費となります。個々のプラント構成要素やプロセス工程を単独で最適化しても、効率は少しずつ向上するに過ぎませんが、全体像を見渡すことで、エネルギー効率を改善し、それに伴うカーボンフットプリント削減の機会を見出すことができるのです。
「プロセスのスキルと加熱や冷却の専門知識を組み合わせることで、どこかで0.5パーセント以上の改善を実現させることができるのです。特定の部品の交換やパラメータの調整といった個別の対策だけでは、真の成果は得られません」
ロバート・アンスワース
GEA Heating & Refrigeration Technologiesグローバル持続可能性技術部長
では、GEAとinnocentのワーキンググループは、再生可能電力の利用を拡大しつつ、操業に伴う温室効果ガス排出量を削減するというブレンダーの目標を支援するために、具体的にどのような手段を講じているのでしょうか。計画の過程では、エネルギー消費量の削減、エネルギーのリサイクルと再利用、そして自家発電を行うための4つのサブタスクが浮上しました。4幕構成のエネルギーストーリーとも言えます。

第1章:エネルギー消費量の削減
食品や飲料加工施設になくてはならないものが加熱です。調理、殺菌、保存に必要不可欠です。その反対には冷却があり、熱処理製品の温度を下げることで、味、栄養、およびビタミン含有量に加え、舌触りを維持します。熱はエネルギーであるため、プロセスの各ステップでの加熱の必要性を評価し、それに応じて調整することが重要です。GEAの専門家と協力することで、多くのエリアでの加熱と冷却の必要性を最小限に抑えることに成功しました。結果として、工場全体のエネルギー必要量の削減につながりました。
例えば、殺菌温度を95℃から90℃に下げることが可能で、エネルギーのバランスが3%向上しました。これにより、ヒートポンプを取り付け、冷凍ジュースを蒸気ではなく温水で解凍することができるようになります。GEAは、2つの別々の加熱回路を使用するようinnocentに助言しました。一方は洗浄用に65℃に設定し、もう一方は殺菌・滅菌用に90℃に設定するというものです。さらに、innocentはジュースを製造工程に必要な温度まで冷却するだけであり、これにより不要なエネルギー消費量を抑えることができます。
innocentがこれらの変更に着手する前に、GEAは徹底的なテストを実施しました。「熱の要求が調整されたとしても、技術により高水準の品質を実現できることを確認することが重要でした。その答えは、確かにイエスです。例えば、ヒートポンプに合わせて低温殺菌するなどです。食品加工において、これはまさに大胆な挑戦と言えます」と、ヘルムスは述べています。これらの小さな調整で、見通し全体が変わります。
第2章:エネルギーの再利用
このストーリーの第2章では、GEAは、熱の損失を最小限に抑えるためにプロセスのある特定のポイントで使用されたエネルギーをどのようにリサイクルすることができるのかを特定しました。innocentは、より表面積が広い熱交換器と一緒によりエネルギー効率の高い低温殺菌装置を使用します。もう一つの実用的なソリューションは、エアコンプレッサーからの廃熱で洗浄用の水を加熱することです。GEAは、再生可能エネルギーで稼働する蒸気発生器を使用できるよう、蒸気の使用量を最小限に抑える必要がありました。「従来から、飲料製造の媒体としてすべての熱は蒸気を使用して100℃以上で供給されます。しかし、それに疑問を感じました。現在、蒸気を必要とするのは滅菌だけで、それは熱のほんの一部にすぎません」と、アンスワースは語ります。
「熱交換器の原理を最大限に活用することで、再利用を大幅に促進させ、未使用の蒸気に浪費される膨大な量のエネルギーを制限しました」
アンディ・ジョインソン
Innocent元チーフブレンダー

第3章:エネルギーのアップサイクル
家庭ごみを再利用、転用してアップサイクリングすることについて、私たちの誰もが理解しています。しかし、エネルギーとはどのような関係があるのでしょうか?ソリューションはヒートポンプです。innocentのエネルギー最適化ストーリーの第3章のヒーローです。ヒートポンプを使用することで、ジュースの生産に使用されるエネルギー、特に冷却システムからの廃熱は、閉ループで再循環させることができます。innocent向けのGEAの設計では、ヒートポンプは65°Cと90°Cの温度回路の間の連結部に置かれます。100°C以上の温度が要求される加熱プロセスでは、電気ボイラーが温度を上昇させます。ヒートポンプ同様、ボイラーも稼働にはエネルギーが必要です。
設計プロセスで終わるおとぎ話のように聞こえるものは、魔法とは何の関係もありません。これらは、プロセスのステップとパラメータを明らかにするだけでなく、新しくより良いものに関して互いに刺激し合うことの見返りです。GEAとinnocentは、どちらも伝統的な方法に疑問を持つことで恩恵を受けました。innocentは気候中立な工場を目指していますが、工業生産に必要なエネルギー量については、現実を直視しています。

第4章:自立型再生可能エネルギー発電
これで、工場の北と南にあるソーラーパネルと大型風力タービンを使用して独自のエネルギーを生成するという第4章とinnocentの決定につながります。この会社はローカルのユーティリティ供給を侵害したり、グリッド容量を消費したりしないことが重要であると感じました。その代わり、労働力は生産に必要なすべてを作り出すので、ブレンダーは自給自足が可能になるでしょう。
将来像を垣間見せる形で、アンディ・ジョインソン氏は、工場がロッテルダム港に立地していることから、innocentの飲料がもはや道路を何キロも移動する必要がなくなり、その結果、輸送に伴う温室効果ガスの排出削減に寄与することになると説明しています。オレンジジュースは依然として陸路での輸送が必要であるため、innocentは、排気ガスを一切排出しない世界初の総重量50トンの電気トラックに、将来的に積み込むための準備を進めています。

レモンを使った水の節約と既存の枠にとらわれない考え方
二酸化炭素排出量の削減には、責任が伴います。ブレンダーの全体的な資源効率を向上させるため、GEAはジュース製造における水消費量と廃棄物発生量に対しても、同社の「マイクロ・マクロ」アプローチを適用しました。このプロセスのすべてのステップを検証したフランツ・ヨーゼフ・ヘルムスによると、「当社は、必要な洗浄面積を最小限に抑えつつ、Fluidorの先駆的な技術を活用して、水ではなく空気の竜巻で配管を洗浄する独自のCIPシステムを導入することで、消費量を大幅に削減しました。Fluivacシステムを採用することで、innocentがプロセス配管からジュースの98%を回収できるようになります」、とのことです。
ヘルムスが強調する資源効率化の考え方の一例として、「天然のシール洗浄液として水ではなくレモン汁を使用していること」が挙げられます。「pH値が低いため、細菌の増殖を防ぐことができるから」です。コンデンサを設置したことでinnocentは当初の設計段階で推定された量よりも水の消費量が45%減少しました。GEAは、FluivacシステムをGEA CIPシステムに適合させることにより、さらに一歩前進しました。これらの組み合わせで、水の消費量が大幅に減少します。意思のある所に道は開けるのです。

より大きな変化をもたらす
アンディ・ジョインソン氏は、目を輝かせながらこう話します。「このプランを通してずっと私たちに寄り添い、従来型の設計アプローチへの挑戦に助力してくれたのですから、GEAには脱帽です。全ての細かな細部が大きな成功をもたらします。」

スマートなヒートポンプの設計で金賞受賞
GEAとinnocentのドリンクが、オランダの新しいジュース工場「The Blender」のインテリジェントヒートポンプ設計でヨーロッパヒートポンプ協会(EHPA)のピープルズ チョイス アワードの金賞を共同で受賞しました。EHPAは毎年「ヒートポンプ賞」を授与し、優れたヒートポンププロジェクトやソリューションを表彰しています。審査員らは、両社がプロジェクトの初期段階から最新技術と製造プロセス、冷暖房の要件を統合し、不要なエネルギー消費を削減するとともに、エネルギーの回収と再利用を可能にする先見性のある生産設計を構築した点に感銘を受けました。チーム全体を讃えましょう!
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