Один маленький шаг — один гигантский вклад
Это история о «самой любимой на Земле маленькой фабрике полезных напитков», которая демонстрирует, что успешный бизнес может способствовать стимулированию здорового образа жизни людей и улучшению экологического состояния нашей планеты. Когда-то у одного производителя была большая мечта — внедрить к весне 2022 года комплекс технологических решений, направленных на сокращение энергопотребления и реализацию планов компании по декарбонизации. Производственное предприятие, получившее название «the blender» (блендер), должна стать новым предприятием нашего клиента — компании innocent — по производству соков и смузи. Место, где не только смешиваются самые полезные для здоровья коктейли, но и объединяются самые умные на планете люди в сплоченные команды, в которые входят также и некоторые специалисты компании GEA в сфере производственных процессов, технологий нагрева и охлаждения.
Назвав свое новое предприятие по производству соков в порту Роттердама в Нидерландах «самой любимой на Земле маленькой фабрикой полезных напитков», компания innocent, возможно, просто хочет скромно занять свое место в общественной системе вещей, не отступая от своих смелых амбиций. Фактически, завод производит до 300 миллионов литров охлажденных соков и смузи в год, предназначенных для рынков континентальной Европы и Великобритании. И это не говоря уже о его значимости как впечатляющего примера для других компаний, стремящихся к аналогичным улучшениям. Значение этого примера выйдет далеко за рамки масштаба самого проекта. Потому что в innocent знают, что каждая капля воды, которую они сохраняют, каждая тонна углекислого газа, которую они не выбрасывают в атмосферу, каждый киловатт-час энергии, который они экономят, и каждый килограмм отходов, который они сокращают, — все это и составляет значимый вклад.
Истинное инженерное искусство
Эксперты компании GEA помогают компании innocent воплощать в жизнь их большие мечты на протяжении всего их пути, делая для этого все возможное. В ходе совместной проектной работы с командой разработчиков из компании innocent они доказали, что эффективное и надежное проектирование технологических процессов — это нечто большее, чем просто совокупность машин и комплектующих в производственном цехе. Потому что истинное инженерное искусство — это то, что стоит за этим, а в идеале — то, что предшествует этому. И именно этот опыт помогает внедрять процессы, направленные на повышение эффективности энерго- и водопотребления на всех этапах производства.
Не часто заказчики привлекают экспертов компании GEA к проработке столь ранних этапов технологического процесса, когда еще не поздно вернуться к чертежной доске и скорректировать многие тонкости. К счастью, проект «Blender» от компании innocent оказался именно таким. Для этого количество парниковых газов, выделяемых при производстве каждой бутылки, рассчитывалось с особой тщательностью.
При проектировании завода особо учитывались факторы, влияющие на экологическое состояние нашей планеты
Для реализации этого проекта был создан своего рода «мозговой центр», в который входят люди, не боящиеся вступать в открытые дебаты по различным точкам зрения, пересматривать планы и стимулировать друг друга на поиски новых решений. «Мы хотим, чтобы при проектировании завода особо учитывались факторы, влияющие на экологическое состояние нашей планеты,» — говорит Энди Джойнсон (Andy Joynson) из компании innocent. В качестве бывшего директора по строительству или ответственного за «blender», как они любят шутить в компании innocent, он отвечает за реализацию этого новаторского проекта. Вместе со своей командой он убедился в том, что на каждом этапе планирования проводится анализ возможностей повышения энергоэффективности, сокращения потребления воды и оптимизации использования ресурсов. В список утверждаемых попадают только те решения, которые позволяют снизить уровень выбросов углекислого газа и потребление воды, а также в которых отходы рассматриваются в качестве ресурса.
Наши «Инь и янь»
Ключом к решению энергетического каскада является понимание того, как все разноплановые аспекты формируют общую картину, или масштабирование от микро- к макроперспективе. Франц-Йозеф Хелмс (Franz-Josef Helms), курирующий технологическую часть проекта, в двух словах описывает философию GEA: «Мы стремимся разобраться во всех деталях и оценивать каждый практический шаг с точки зрения его влияния на все последующие этапы. Каждое решение влечет за собой многомерную цепную реакцию. С самого начала совместной работы со специалистами компании innocent нам приходилось решать сложнейшие задачи и при этом мы чувствовали, что нам необходимо еще больше расширять границы. По мере того, как концептуальный проект пропитывался нашими идеями и развивался, наша команда постоянно адаптировалась к возникающим условиям и непрестанно воплощала его в жизнь.» Для осуществления такого революционного проекта строительства завода требуется значительный опыт и мастерство многих партнеров. Но в лице компании GEA у компании innocent есть партнер, который смело смотрит в лицо подобным вызовам.
«Используя новейшие технологии, мы можем проектировать заводы, которые находятся «на самом краю возможного» с точки зрения концепции экологической рациональности», —
рассказывает Франц-Джозеф Хелмс
Руководитель инженерного отдела направления безалкогольных напитков GEA
Этот подход имеет смысл
Роберт Ансворт (Robert Unsworth) — один из экспертов компании GEA по системам нагрева и охлаждения, которые входят в состав команды проектировщиков в рамках проекта компании innocent, занимающейся разработкой Holistic Engineering Solutions GEA NEXUS. Благодаря такому подходу требования к системам нагрева и охлаждения учитываются на этапе планирования, а не постфактум, как это обычно бывает. Как объясняет г-н Ансворт, подход «постфактум» — это ужасное растрачивание потенциала. Хотя оптимизация отдельных компонентов установки или этапов технологического процесса в изоляции от остальных и позволяет получить постепенное повышение эффективности, рассмотрение ситуации в целом может помочь выявить возможности для повышения энергоэффективности и сокращения связанного с этим углеродного следа.
«Объединив навыки работы над технологическими процессами и знания в области технологий нагрева и охлаждения, можно добиться значительного улучшения ситуации на разных участках. Такие отдельные меры, как замена того или иного компонента или настройка какого-либо параметра, не принесут реальных результатов», —
Роберт Ансворт (Robert Unsworth)
Глобальный технический менеджер по устойчивому развитию, GEA Heating & Refrigeration Technologies
Итак, какие именно меры принимают GEA и рабочая группа innocent для поддержки стремления предприятия «blender» сократить эксплуатационные выбросы парниковых газов и одновременно увеличить использование электроэнергии из возобновляемых источников? В процессе планирования возникли четыре подзадачи, которые помогут компании innocent снизить потребление энергии, перерабатывать и повторно использовать ее, а также регенерировать собственную энергию. Можно сказать, что это «энергетическая постановка» в четырех действиях.
Глава первая: снижение энергопотребления
Без чего не может обойтись ни одно предприятие по производству продуктов питания или напитков, так это без системы нагрева. Нагрев необходим для обработки сырья, стерилизации и консервирования продукта. Другая сторона медали — это охлаждение для снижения температуры термически обрабатываемых продуктов с целью сохранения вкуса, содержания питательных веществ и витаминов, а также текстуры. Поскольку тепло — это энергия, важно оценить потребность в ней на каждом этапе обработки и внести соответствующие коррективы. Благодаря совместной работе специалистам компании GEA удалось свести к минимуму потребность в нагреве и охлаждении на многих участках. Результатом стало снижение потребности в энергии для всего предприятия в целом.
Например, температура пастеризации может быть снижена с 95°C до 90°C, что способствует улучшению энергетического баланса на три процента. Это позволяет установить тепловой насос и размораживать замороженные соки теплой водой вместо пара. Специалисты компании GEA порекомендовали руководству компании innocent использовать два отдельных нагревательных контура — в одном температура установлена на 65°C для очистки, а в другом — на 90°C для пастеризации и стерилизации. Более того, система «innocent» охлаждает жидкости только до температуры, необходимой для технологического процесса, что позволяет избежать избыточного потребления энергии.
Прежде чем на предприятии innocent были внедрены все эти изменения, эксперты компании GEA провели тщательные испытания: «Нам нужно было убедиться в том, что технология способна обеспечить соблюдение стандартов качества, несмотря на изменившиеся требования к теплу. И ответ на этот вопрос — однозначно «да». Например, мы осуществляем пастеризацию при более низкой температуре, чтобы это подходило для тепловых насосов. В пищевой промышленности это не что иное, как абсолютная отвага, — говорит г-н Хелмс. Эти небольшие изменения действительно меняют всю картину.
Глава вторая: повторное использование энергии
Во второй главе этой истории компания GEA продемонстрировала, как энергия, используемая на определенных этапах технологического процесса, может быть утилизирована в целях сведения к минимуму тепловых потерь. На предприятии innocent будет использоваться более энергоэффективный пастеризатор, с большей площадью поверхности теплообменника. Другим практичным решением является нагрев воды для очистки с помощью отработанного тепла от воздушных компрессоров. Компании GEA пришлось сократить расход пара до такого уровня, чтобы можно было использовать парогенератор, работающий на электроэнергии из возобновляемых источников. «Традиционно при производстве напитков все тепло подается при температуре выше 100°C с использованием пара в качестве рабочей среды, — говорит г-н Ансворт. «Но мы поставили это под сомнение. Теперь только для части тепла требуется пар, который используется для стерилизации.»
«В максимальной мере используя принцип теплообменника, мы добились невероятных успехов в повторном использовании энергии и снижении ее огромного количества, расходуемого на пар, который в итоге не востребован», —
подчеркивает Энди Джойнсон
Бывший ответственный за «blender», innocent
Глава третья: вторичное использование энергии
Всем нам хорошо известно о возможностях апсайклинга наших бытовых отходов путем их правильного повторного использования и приспособления их для другой цели. Но что это подразумевает в плане вторичного использования энергии? Решением являются тепловые насосы, которым посвящена третья глава истории об оптимизации энергопотребления в компании innocent. С их помощью энергия, используемая при производстве сока, в частности, отработанное тепло из системы охлаждения, может рециркулировать в замкнутом контуре. В рамках реализуемого компанией GEA проекта для компании innocent он будет находиться на стыке температурных контуров 65°C и 90°C. Там, где для процессов нагрева требуется температура выше 100°C, электрические котлы повышают температуру. Как и тепловые насосы, они тоже требуют энергии для функционирования.
То, что звучит как сказочное окончание процесса проектирования, не имеет ничего общего с волшебством. Это вознаграждение не только за то, что вы проектируете технологические этапы и параметры процесса, но и подстегиваете друг друга к новым и лучшим свершениям. И компания GEA, и компания innocent выиграли от того, что поставили под сомнение традиционный подход. Несмотря на то, что компания innocent стремится к созданию предприятия, не оказывающего отрицательного влияния на климат, она не питает иллюзий относительно потребностей промышленного производства в энергии.
Глава 4: независимое производство энергии из возобновляемых источников
Это подводит нас к четвертой главе и решению компании innocent генерировать собственную энергию с помощью солнечных батарей и больших ветровых турбин, расположенных к северу и югу от производственной площадки. Компания посчитала важным не прибегать к услугам местных поставщиков энергоресурсов и не расходовать мощности сети. Вместо этого предприятие «Blender» будет самодостаточным, а сотрудники будут самостоятельно создавать все необходимое для производства.
В рамках краткого обзора будущих перспектив Энди Джойнсон (Andy Joynson) объясняет, что благодаря расположению предприятия в порту Роттердама напитки innocent больше не будут перевозиться по автодорогам на большие расстояния, что поможет сократить выбросы парниковых газов, образующихся при транспортировке. Поскольку апельсиновый сок по-прежнему приходится перевозить по суше, компания innocent работает над тем, чтобы однажды начать использовать для его транспортировки парк первых в мире 50-тонных (полная масса) электрических тягачей, которые не производят выхлопные газы.
Экономия воды за счет лимонов и более нестандартного мышления
Сокращение выбросов углекислого газа требует принятия и соблюдения определенных обязательств. С целью повышения общей эффективности использования ресурсов на предприятии компания GEA также применила свой микро-макроподход к вопросам водопотребления и образования отходов при производстве соков. По словам г-на Франца-Йозефа Хелмса (Franz-Josef Helms), чья команда также работала над исследованием каждого этапа этого процесса: «Мы добились наибольшего снижения потребления благодаря необычной системе безразборной мойки (CIP), которая позволяет свести к минимуму необходимую площадь очищаемой поверхности, а также применить новаторскую технологию Fluidor для очистки труб с помощью «воздушного завихрения» вместо воды. Адаптация системы Fluivac позволяет компании innocent извлекать 98 процентов сока из технологического трубопровода».
В качестве примера мышления с фокусом на ресурсоэффективность г-н Хелмс выделяет «использование вместо воды лимонного сока в качестве натуральной жидкости для промывки уплотнений, поскольку низкий уровень pH предотвращает рост бактерий.» Благодаря установке конденсаторов предприятие innocent будет потреблять на 45% меньше воды, чем предполагалось в рамках первоначального проектного исследования. Компания GEA пошла в этом смысле еще дальше, адаптировав систему Fluivac к системе GEA CIP. Сочетание этих двух способов позволяет в значительной степени снизить потребление воды. Было бы желание, а возможность найдется.
Вдохновляя на более масштабные изменения
Энди Джойнсон говорит с блеском в глазах: «Я снимаю шляпу перед инженерами компании GEA, потому что они были рядом с нами на протяжении всего этого пути и помогли бросить вызов традиционным подходам к проектированию. Крупный успех складывается из мелких деталей». ”
«Золото» за разработку интеллектуального теплового насоса
Компании GEA и innocent drinks совместно получили главную золотую награду в номинации «People's Choice» (Народный избранник), присужденную им Европейской ассоциацией по тепловым насосам (EHPA) за интеллектуальную конструкцию теплового насоса на новом предприятии по производству соков «The Blender» в Нидерландах. Ежегодно EHPA вручает премию «Heat Pump Award» за реализацию выдающихся проектов и разработку решений в области тепловых насосов. Аудитория была впечатлена тем, как партнеры с самого начала интегрировали новейшие технологии и требования к технологическим процессам, системам нагревания и охлаждения, а также разработали перспективную концепцию производства, которая позволяет сократить потребление энергии и обеспечивает ее рекуперацию и повторное использование. Поздравляем весь коллектив!
#HPA2021 #устойчивое_развитие #углеродно-нейтральный #NEXUS
