Verder dan de machine: betere prestaties van de installatie ontsluiten

Fabrieken worden vaak machine voor machine verbeterd. Maar ze werken als één geheel. Een koelsysteem en een droger kunnen elk efficiënt werken, terwijl er toch een kans onbenut blijft: de één voert de warmte af die de ander juist nodig heeft. Of apparatuur werkt misschien precies zoals bedoeld, volgens productie-eisen die inmiddels zijn veranderd. Het is ook geen eenmalige onderneming. Betere bedrijfsprestaties beginnen met het identificeren van de juiste kansen, worden voortgezet door geïntegreerde implementatie en zijn afhankelijk van het geleidelijk verbeteren van de bedrijfsvoering. Dit is de gedachte achter GEA’s Better Journey: Think Better, Build Better en Run Better.

Drie zuivelprojecten laten zien wat dit in de praktijk inhoudt. Bij Arla Foods bracht een bredere kijk op de energiestromen een kans aan het licht die verder reikte dan de sproeidroger zelf. Bij Aurivo werden de verwerkings-, verwarmings- en koelsystemen zo op elkaar afgestemd dat er vrijwel geen brandstofolie meer hoeft te worden verbrand voor de pasteurisatie. Bij de Michigan Milk Producers Association (MMPA) helpen gegevens en voortdurende ondersteuning door deskundigen de prestaties van de droger op de lange termijn te behouden en verbeteren.

Verschillende installaties, verschillende uitdagingen, maar één gemeenschappelijke benadering: het totaalbeeld in ogenschouw nemen, dit omzetten in een geïntegreerde oplossing en blijven verbeteren naarmate de productiebehoeften veranderen.

Think Better: de juiste vragen stellen

In Arla’s AKAFA-melkpoederfabriek in Denemarken keken Arla en GEA verder dan de droger en beschouwden ze de fabriek als een geheel. Een uitgebreide energieaudit in 2018 onthulde een kans: de sproeidroger had grote hoeveelheden warmte nodig, terwijl andere delen van de installatie juist gekoeld moesten worden. Twee afzonderlijke eisen die deel uit zouden kunnen maken van dezelfde oplossing.

Vervolgens behaalden Arla en GEA een wereldprimeur door een GEA AddCool®-systeem met hogetemperatuurwarmtepomp in een operationele sproeidroger voor zuivelproducten te integreren. De energie die bij het koelen werd teruggewonnen, kon nu opgewaardeerd worden en opnieuw worden ingezet als bruikbare warmte. Het systeem vermindert het aardgasverbruik voor de productie van de hete lucht die nodig is voor sproeidrogen met 59%; wanneer het systeem wordt aangedreven met hernieuwbare elektriciteit, vermindert het de CO₂-emissies met ongeveer 1.500 ton per jaar.

Zoals Line Brandt Pedersen, Director, Supply Chain Sustainability bij Arla Foods, het verwoordt: “Een belangrijke les uit het AKAFA-project is dat duurzaamheid en prestaties, inclusief het financiële aspect, heel goed samen kunnen gaan.” Het project begon met emissies, maar de oplossing moest uiteindelijk op alle drie de fronten werken.

Build Better: het totaalbeeld in de praktijk brengen

Bij Aurivo in Ierland maakte een soortgelijke aanpak de boilers op brandstofolie vrijwel overbodig voor de pasteurisatie. Tijdens een omvangrijke modernisering van de zuivelfabriek van Aurivo in Killygordon installeerde GEA een grotere pasteurisator en andere vloeistofverwerkingsapparatuur, terwijl ook een verouderd koelsysteem werd vervangen. Dat bood de mogelijkheid om de systemen op elkaar af te stemmen.

In plaats van de warmte die tijdens het koelen werd afgevoerd zomaar te verwerpen, integreerde GEA een warmtepomp om die energie terug te winnen en op te warmen tot een bruikbare temperatuur. Op die manier kon warm water van ongeveer 78°C worden gebruikt voor pasteurisatie. “We hebben niet alleen een warmtepomp of een pasteurisator geleverd, maar we hebben ook de pasteurisator geoptimaliseerd voor gebruik in combinatie met de warmtepomp”, legt Kenneth Hoffmann, Product Manager Heat Pumps bij GEA, uit. De oliegestookte boilers draaien nu ongeveer één uur per week; net lang genoeg om elke procescyclus op gang te brengen.

Bij de technische ontwikkeling moest ook rekening worden gehouden met een melkveebedrijf dat op volle toeren draaide; een zorgvuldige coördinatie was van cruciaal belang. “Een van onze grootste angsten was langdurige stilstand en dat we niet aan onze klanten zouden kunnen leveren”, herinnert Stephen Carlin, Engineering Manager bij Aurivo, zich. Hij meldde dat de inbedrijfstelling niet van invloed was op de melkverwerkingscapaciteit of -kwaliteit.

Door de uitgebreide modernisering werden de CO₂-emissies op de locatie in Killygordon met 80% teruggebracht. Binnen het hele proces van verwerking, verwarming en koeling daalde het energieverbruik met ongeveer 12%, terwijl de melkverwerkingscapaciteit per uur toenam met 80% toenam en de jaarlijkse besparingen op de bedrijfskosten meer dan € 347.000 bedroegen.

Zelfs een goed ontworpen installatie blijft niet vanzelf optimaal functioneren. Producten, volumes en bedrijfsomstandigheden blijven veranderen, wat betekent dat ook de optimalisering moet doorgaan.

Run Better: in de loop van de tijd steeds beter worden

In de installatie van MMPA in Ovid, Michigan, leidde het personeelsverloop onder operators tot wisselende prestaties van de sproeidroger. Door een wiskundig model van de droger te combineren met realtime bedrijfsgegevens maakte de geavanceerde procesregeling van GEA OptiPartner de prestaties minder afhankelijk van de individuele operator. Het systeem past bedrijfsparameters zoals temperatuur en luchtstroom automatisch aan en neemt daarmee een groot deel van de voortdurende fijnafstelling voor zijn rekening die nodig is om de productie zo dicht mogelijk bij het optimum te houden.

De voordelen waren in het hele proces merkbaar: de productiviteit nam toe en het specifieke energieverbruik van de droger daalde met 6,4%. De verbeteringen zijn behouden gebleven sinds OptiPartner in 2021 werd geïnstalleerd. Maar het systeem zelf is niet statisch. Het kan veranderen naarmate recepten worden aangepast, apparatuur opnieuw wordt geconfigureerd of de productieprioriteiten verschuiven.

GEA combineert OptiPartner met Performance Care, een abonnementsservice voor voortdurende optimalisering. Een toegewijde GEA-specialist werkt langere tijd met de installatie en gebruikt prestatiegegevens om de bedrijfsparameters te verfijnen, problemen op te lossen en verdere mogelijkheden in kaart te brengen. Zoals Kristina Uhd, Digital Optimization Specialist bij GEA, het verwoordt: “Ons werk begint eigenlijk pas na de inbedrijfstelling”. En voor Gasper Calandrino, Engineering Director bij MMPA, is die voortdurende samenwerking van cruciaal belang: “Het grootste gewin voor ons is dat we altijd een hulpbron hebben die bij de systeem- en procesprestaties betrokken is”.

De volgende kans

Deze projecten geven een goed beeld van de huidige prestaties van installaties. Een fabriek is niet zomaar een verzameling machines, maar een systeem van op elkaar inwerkende processen – en een systeem dat voortdurend verandert. Een installatie die vijf jaar terug werd geoptimaliseerd, vervult nu wellicht een iets andere functie.

Ook behoeft niet elke verbetering een omvangrijke nieuwe installatie (of algoritme). Tijdens de levensduur van een installatie kunnen zich kansen voordoen door onderhoud, apparatuurupgrades, aanpassingen of simpelweg door herziening van een proces dat jaren geleden werd ontworpen. De inbedrijfstelling is een belangrijke mijlpaal, maar niet de laatste beslissing op het gebied van efficiëntie die ooit voor een installatie zal moeten worden genomen.

En het werk gaat door met alle drie de klanten. Arla en GEA onderzoeken de mogelijkheid om op de AKAFA-locatie stapsgewijs extra sproeidrogers in gebruik te nemen. Bij Aurivo is het project overgegaan van de bouwfase naar de exploitatiefase, waarbij GEA doorlopende service, bewaking en optimalisering verzorgt. En bij MMPA wijzen de ervaringen met geavanceerde procesregeling bij de sproeidroger op de volgende kans: uitbreiding van de aanpak naar de verdampers.

In elk geval heeft één stap tot de volgende geleid. Betere prestaties van installaties zijn niet het resultaat van slechts één technologie of beslissing. Ze komen voort uit de aaneenschakelingen van het volledige traject. Samen laten de drie projecten zien hoe Think Better, Build Better en Run Better met elkaar samenhangen: inzicht in de hele installatie is bepalend voor wat er wordt gebouwd, en de ervaring die we opdoen bij het runnen ervan, laat zien waar we vervolgens onze aandacht op moeten richten.

Omdat een installatie nooit stilstaat, houdt ook het werk om haar te verbeteren nooit op.