Um pequeno passo, uma contribuição gigante
Esta é a história da "pequena fábrica de bebidas saudáveis favorita da terra", que mostra que um negócio de sucesso também pode ajudar as pessoas e o planeta a viver bem. Era uma vez uma fabricante que tinha o grande sonho de colocar em operação um projeto destinado a reduzir o consumo de energia e apoiar as ambições de descarbonização da empresa até a primavera de 2022. Chamado de misturador, a fábrica seria a nova planta de produção de suco e smoothie de nosso cliente innocent. Um lugar onde não apenas os smoothies mais maravilhosos da terra seriam misturados, mas também onde as pessoas mais inteligentes se juntariam para criar equipes competentes, incluindo alguns dos próprios especialistas em processos, aquecimento e refrigeração da GEA.
Referir-se à sua nova unidade de produção de suco no porto de Rotterdam, na Holanda, como "a pequena fábrica de bebidas saudáveis favorita da terra" pode ser apenas a maneira da innocent de assumir modestamente o seu lugar no grande esquema das coisas, sem recuar em suas ousadas ambições. Na verdade, no futuro próximo, a planta está fabricando até 300 milhões de litros de sucos e smoothies resfriados por ano com destino à Europa continental e ao Reino Unido. E isso sem falar na importância disso como um exemplo significativo para outras empresas que buscam realizar melhorias semelhantes, o que terá um impacto muito além de sua área de atuação. Porque a innocent sabe que cada gota de água que conserva, cada tonelada de dióxido de carbono que reduz, cada quilowatt-hora de energia que economiza e cada quilograma de desperdício que reduz representa uma contribuição significativa.
A verdadeira arte da engenharia
Os especialistas da GEA estão sempre apoiando os grandes sonhos da innocent, fazendo o possível para ajudar a torná-los realidade. Em seu trabalho de projeto conjunto com a equipe de design da innocent, eles provaram que um design de processo eficiente e confiável é mais do que a soma de máquinas e peças de componentes no piso da fábrica. Isso porque a verdadeira arte da engenharia é o que está por trás dela - e idealmente o que vem antes dela. E é essa expertise que ajuda a estabelecer processos destinados a melhorar a eficiência energética e hídrica em toda a produção.
Não é sempre que os clientes chamam a GEA logo no início do processo, o que torna possível retornar à prancheta de desenho para afinar muitos dos pontos mais delicados. Felizmente, isso é exatamente o que aconteceu com o projeto do misturador da innocent. Para isso, a quantidade de gás de efeito estufa liberada durante a produção de cada garrafa foi revista à lupa.
“Dando ao planeta um lugar na mesa de design da fábrica”
Este projeto é um mix de pessoas sem medo de se envolver em um debate aberto, enfrentar o choque de diferentes perspectivas, revisar planos e estimular uns aos outros a encontrar novas soluções. “Queremos dar ao nosso planeta um lugar na mesa de design da fábrica”, diz Andy Joynson, da innocent. Como ex-Diretor da Unidade, ou misturador-chefe, como costumam dizer na innocent, ele é o responsável por este projeto inovador. Juntamente com sua equipe, ele verificou se cada etapa do planejamento foi avaliada quanto a oportunidades de melhorar a eficiência energética, reduzir o consumo de água e otimizar o uso de recursos. Apenas as soluções que reduzem as emissões de dióxido de carbono e o consumo de água e tratam os resíduos como um recurso preenchem os requisitos.
Nosso Yin e Yang
A chave para resolver a cascata de energia é entender como todos os detalhes multifacetados formam o quadro geral ou fazem o zoom da perspectiva micro para a macro. Franz-Josef Helms, que está supervisionando a parte do processo do projeto, resume a filosofia da GEA: “Não hesitamos em nos aprofundar nos detalhes e avaliar cada etapa operacional com vistas a seu impacto em todas as etapas subsequentes. Cada decisão tem efeitos colaterais multidimensionais. Desde o início com a innocent e sua equipe, nós nos desafiamos e nos sentimos desafiados a ultrapassar os limites. À medida que o design de conceito cresceu com nossas ideias, nossa equipe continuou se adaptando - e fazendo acontecer”. É preciso muita experiência e habilidade de muitos parceiros para se unir e alcançar um design de planta tão inovador. Mas com a GEA ao seu lado, a innocent tem um parceiro que não recua diante desse tipo de desafio.
“Com as tecnologias mais avançadas disponíveis, podemos projetar instalações que chegam ao limite do que é possível em termos de sustentabilidade.”
Franz-Josef Helms
Chefe de Engenharia, Bebidas não alcoólicas, GEA
Isso faz sentido
Robert Unsworth é um dos especialistas em aquecimento e refrigeração da GEA que completou a equipe de design do projeto da innocent com seu foco em Soluções de Engenharia Integral NEXUS da GEA. Graças a essa abordagem, os requisitos de aquecimento e resfriamento são levados em consideração no processo logo no estágio de planejamento, em vez de após o fato, como geralmente é o caso. Como explica Unsworth, essa abordagem tardia é um terrível desperdício de potencial. Embora a otimização isolada de componentes individuais da planta ou de etapas do processo traga ganhos incrementais de eficiência, analisar o panorama geral pode ajudar a identificar oportunidades para melhorar a eficiência energética e reduzir a pegada de carbono associada.
“Combinando habilidades de processo com experiência em aquecimento e resfriamento, você pode mover o ponteiro da melhoria além de meio ponto percentual aqui ou ali. Medidas isoladas, como substituir um componente específico ou ajustar um parâmetro, não trarão resultados concretos”.
Robert Unsworth
Gerente Técnico Global de Sustentabilidade, GEA Heating & Refrigeration Technologies
Então, exatamente quais medidas a GEA e o grupo de trabalho da innocent estão adotando para apoiar a ambição da empresa de reduzir as emissões operacionais de gases de efeito estufa e, ao mesmo tempo, aumentar o uso de eletricidade renovável? Durante o processo de planejamento, quatro subtarefas emergiram que ajudarão a innocent a reduzir o consumo de energia, reciclá-la e reutilizá-la, bem como produzir sua própria energia de forma regenerativa. Podemos dizer que é uma história de energia em quatro atos.
Capítulo um: reduzindo o consumo de energia
A única coisa que nenhuma instalação de processamento de alimentos ou bebidas pode prescindir é o aquecimento. É essencial para cozinhar, esterilizar e conservar. O outro lado da moeda é o resfriamento para reduzir a temperatura dos produtos processados com calor, preservando o sabor, o teor de nutrientes e vitaminas, bem como a textura. Como o calor é energia, é importante avaliar sua necessidade em cada etapa do processamento e fazer os ajustes necessários. Trabalhando lado a lado, os especialistas da GEA conseguiram minimizar a necessidade de aquecimento e resfriamento em muitas áreas. O resultado é uma redução nos requisitos de energia para a planta como um todo.
Por exemplo, as temperaturas de pasteurização podem ser reduzidas de 95°C para 90°C - melhorando o balanço de energia em três por cento. Isso torna possível instalar uma bomba de calor e descongelar sucos congelados com água morna em vez de vapor. A GEA aconselhou a innocent a usar dois circuitos de aquecimento separados - um ajustado em 65°C para limpeza e outro em 90°C para pasteurização e esterilização. Além disso, a innocent resfria os sucos apenas até a temperatura necessária para o processo, ajudando a evitar o consumo desnecessário de energia.
Antes da innocent implementar todas essas mudanças, a GEA conduziu testes completos: “Precisávamos ter certeza de que a tecnologia é capaz de atender aos padrões de qualidade, apesar dos requisitos de aquecimento ajustados. E a resposta é um rotundo sim. Por exemplo, pasteurizamos a uma temperatura mais baixa para se adaptar a bombas de calor. No processamento de alimentos, isso é nada menos que um ato de ousadia”, diz Helms. Esses pequenos ajustes mudam todo o panorama.
Capítulo dois: reutilizando energia
No capítulo dois desta história, a GEA identificou como a energia usada em certos pontos do processo pode ser reciclada para minimizar as perdas de calor. A innocent usará um pasteurizador mais eficiente em termos de energia, com uma área de superfície maior do trocador de calor. Outra solução prática é o aquecimento da água para limpeza com o calor residual dos compressores de ar. A GEA precisou reduzir ao mínimo a quantidade de vapor, de modo que fosse possível utilizar um gerador de vapor movido a energia elétrica de fontes renováveis. “Tradicionalmente, todo o calor é fornecido acima de 100°C usando vapor como meio na produção de bebidas”, diz Unsworth. “Mas questionamos isso. Agora, apenas uma fração do calor está exigindo vapor, que é usado para esterilização”.
“Ao aproveitar ao máximo o princípio de funcionamento do trocador de calor, conseguimos avanços extraordinários no reaproveitamento de energia e na redução da enorme quantidade de energia desperdiçada com o vapor não utilizado.”
Andy Joynson
Ex-mestre de mistura, innocent
Capítulo três: energia de upcycling
Todos nós sabemos sobre como reciclar o lixo doméstico, reutilizando-o e reaproveitando-o. Mas como funciona com energia? A solução são as bombas de calor, os heróis do terceiro capítulo da história de otimização de energia da innocent. Com sua ajuda, a energia usada na produção de suco - especificamente o calor residual do sistema de resfriamento - pode ser recirculada em um circuito fechado. No design da GEA para a innocent, ele estará situado na junção entre os circuitos de temperatura de 65°C e 90°C. Sempre que os processos de aquecimento exigem temperaturas acima de 100°C, as caldeiras elétricas aumentam a temperatura. Assim como as bombas de calor, essas também requerem energia para funcionar.
O que parece um final de conto de fadas para o processo de design não tem nada a ver com mágica. Essas são as recompensas não apenas de desnudar as etapas e parâmetros do processo, mas também de estimular um ao outro para criar coisas novas e melhores. Tanto a GEA quanto a innocent se beneficiaram ao pôr em causa o convencional. Embora a innocent queira uma fábrica neutra para o clima, não tem ilusões sobre as necessidades de energia da produção industrial.
Capítulo quatro: geração independente de energia renovável
Isso nos leva ao capítulo quatro e à decisão da innocent de gerar sua própria energia usando painéis solares e grandes turbinas eólicas ao norte e ao sul da unidade. A empresa sentiu que era importante não usufruir do fornecimento de serviços públicos locais ou gastar a capacidade da rede. Em vez disso, o misturador será autossuficiente, com a força de trabalho criando tudo o que precisa para a produção.
Em uma prévia do que o futuro reserva, Andy Joynson explica como a localização da fábrica no Porto de Roterdã faz com que as bebidas da innocent não precisem mais percorrer muitos quilômetros por rodovias – contribuindo, assim, para a redução das emissões de gases de efeito estufa relacionadas ao transporte. Como o suco de laranja ainda precisa ser transportado por via terrestre, a innocent trabalha para carregá-lo em uma frota dos primeiros caminhões elétricos do mundo com peso bruto de 50 toneladas e sem emissões de escapamento – algum dia.
Economizar água com limões e mais ideias inovadoras
Reduzir as emissões de dióxido de carbono exige comprometimento. Para melhorar a eficiência geral do uso de recursos do blender, a GEA também aplicou sua abordagem micro-macro ao consumo de água e à geração de resíduos na produção de sucos. De acordo com Franz-Josef Helms, cuja equipe também investigou cada etapa desse processo: “Fizemos a maior redução no consumo com um sistema CIP incomum que minimiza a área de superfície de limpeza necessária, mas também aproveita a tecnologia pioneira do Fluidor para limpar canos com um tornado de ar em vez de água. A adaptação do sistema Fluivac permite que a innocent recupere 98 por cento do suco da tubulação do processo”.
Um exemplo de pensamento de eficiência de recursos que Helms destaca é “o uso de suco de limão em vez de água como um líquido de limpeza de selagem natural, porque o baixo valor de pH evita o desenvolvimento de bactérias”. Ao instalar condensadores, a innocent consumirá 45% menos água do que o estimado no estudo de design original. A GEA deu um passo adiante com o sistema Fluivac, adaptando-o ao sistema GEA CIP. A combinação de ambos reduz drasticamente o consumo de água. Onde há vontade, há um caminho.
Inspirando mudanças mais amplas
Andy Joynson diz com um piscar de olhos: “Eu tiro meu chapéu para a GEA porque eles estiveram ao nosso lado durante toda essa jornada e ajudaram a desafiar as abordagens de design convencionais. Todos os pequenos detalhes se juntam para um grande sucesso” .
Ganhando ouro pelo design da bomba de calor inteligente
A GEA e as bebidas innocent ganharam conjuntamente o ouro no People's Choice Award da European Heat Pump Association (EHPA) pelo design da bomba de calor inteligente para a nova fábrica de suco “The Blender” na Holanda. Todos os anos, a EHPA concede o Prêmio de Bombas de Calor para reconhecer projetos e soluções de destaque nessa área. O público ficou impressionado com a forma como os parceiros integraram, desde o início, a tecnologia mais recente e os requisitos de processo, aquecimento e resfriamento – e desenvolveram um design de produção voltado para o futuro: que reduz o consumo desnecessário de energia e permite que ela seja recuperada e reutilizada. Parabéns a toda equipe!
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