خطوة صغيرة، مساهمة كبيرة
هذه قصة "مصنع المشروبات الصحية الصغير المفضل للأرض" والتي تُظهر أن الأعمال التجارية الناجحة يمكن أن تساعد الناس والكوكب على العيش بشكل جيد. ذات مرة، كان لدى الشركة المصنعة حلم كبير بالتكليف بعملية مستدامة صافية التكلفة بحلول ربيع عام 2022. المصنع الذي يطلق عليه اسم "الخلاط"، سيكون منشأة إنتاج العصير والسموذي الجديدة خالية التأثير لعميلنا، Innocent. مكان لا يتم فيه مزج أروع أنواع عصائر الأرض فحسب، بل أيضًا حيث يجتمع أذكى الأشخاص لإنشاء فِرق ذكية، بما في ذلك بعض خبراء GEA في المعالجة والتسخين والتبريد.
قد تكون الإشارة إلى مرفق الإنتاج الجديد للعصير في ميناء روتردام بهولندا باعتباره "مصنع المشروبات الصحية الصغير المفضل للأرض" مجرد طريقة Innocent لأخذ مكانها بشكل متواضع في المخطط الأكبر للأشياء دون التراجع عن طموحاتها الجريئة. في الواقع، ومن الآن فصاعدًا، تنتج المنشأة ما يصل إلى 300 مليون لتر من العصائر المثلجة والسموذي سنويًا، والموجهة إلى قارة أوروبا والمملكة المتحدة. وهذا بدون ذكر أهميته كمثال ساطع للشركات الأخرى من أجل التعلم منه والتكرار، والذي سيتجاوز بكثير أثره. لأن Innocent يعرفون أن كل قطرة ماء يتم حفظها، وكل طن من ثاني أكسيد الكربون تتم إزالته، وكل كيلوواط/ساعة من الطاقة يتم توفيرها وكل كيلوغرام من النفايات يتم تقليلها يضيف مساهمة ملحوظة.
فن الهندسة الحقيقي
يدعم خبراء GEA أحلام Innocent الكبيرة طوال الطريق، ويبذلون قصارى جهدهم للمساعدة في تحقيقها. في عملهم المشترك على مشروعهم مع فريق التصميم الخاص بـ Innocent، قاموا بإثبات أن تصميم المعالجة الفعال والموثوق هو أكثر من مجموع أجزاء الماكينة والمكونات في أرض المصنع. هذا لأن الفن الهندسي الحقيقي يكمن في ما وراء ذلك - أي، ما يأتي قبله على وجه التحديد. وهذه الخبرة هي التي تضمن إعداد المعالجات لجعل التصنيع مستدامًا حقًا.
لا يحدث كثيرًا أن يقوم العملاء بضم GEA إلى الفريق في وقت مبكر جدًا من العملية بحيث يمكن العودة إلى لوح الرسم في العديد من النقاط الدقيقة. لحسن الحظ، هذا بالضبط ما حدث مع مشروع "الخلاط" الخاص بـ Innocent. وهذا يعني أن المشروبات الصغيرة يمكن أن تلعب دورًا كبيرًا في تحقيق أحلام صانع المشروبات بتحقيق الحياد الكربوني. تحقيقًا لهذه الغاية، تمت مراجعة كمية الغازات الدفيئة المنبعثة أثناء إنتاج كل زجاجة بدقة شديدة.
"منح كوكب الأرض مقعدًا على طاولة تصميم المصنع"
هذا المشروع عبارة عن بوتقة ينصهر فيها الأشخاص الذين لا يخشون الانخراط في نقاش مفتوح ومواجهة تضارب وجهات النظر المختلفة ومراجعة الخطط وتحفيز بعضهم البعض لإيجاد حلول جديدة. يقول آندي جوينسون من Innocent: "نريد أن نمنح كوكبنا مقعدًا على طاولة تصميم المصنع". بصفته المدير السابق للموقع، أو رئيس الخلاط كما يحبون أن يقولوا في Innocent، فهو مسؤول عن هذا المشروع الرائد. وبالتعاون مع طاقمه، تحقق من أن كل خطوة في التخطيط مستدامة. فالحلول التي تقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون واستهلاك المياه وتعالج النفايات كمورد هي فقط التي تحقق هذا الخفض.
عمليتنا لموازنة الشيء ونقيضه
المفتاح لحل سلسلة الطاقة هو فهم كيف تشكل جميع التفاصيل متعددة الأوجه الصورة الكبيرة أو تنقلنا من المنظور الجزئي إلى المنظور الكلي. يلخص فرانز جوزيف هيلمز، الذي يشرف على جانب المعالجة للمشروع، فلسفة GEA باختصار: "نحن لا نخجل من البحث في التفاصيل وتقييم كل خطوة تشغيلية مع النظر لتأثيرها على جميع الخطوات اللاحقة. لكل قرار تأثيرات متعددة الأبعاد. منذ البداية مع Innocent وفريقهم، قمنا بتحدي الحدود وشعرنا بأننا ملزمون بتخطيها. مع نمو تصميم المفهوم مع أفكارنا، واصل فريقنا التكيف - وتحقيق ذلك." يتطلب الأمر خبرة ومهارة كبيرة من عدة شركاء للالتقاء معًا من أجل تحقيق هذا التصميم الرائد للمنشأة. ولكن مع وجود GEA إلى جانبها، تمتلك Innocent شريكًا لا يتجنب هذا النوع من التحديات.
باستخدام أحدث التقنيات المتاحة، يمكننا تصميم منشآت تتماشى مع أقصى ما هو ممكن من حيث الاستدامة."
فرانز جوزيف هيلمز
رئيس القسم الهندسي، المشروبات غير الكحولية، GEA
هذه الطريقة منطقية
روبرت أنسوورث هو أحد خبراء التسخين والتبريد في GEA الذي جمع فريق تصميم مشروع Innocent مع التركيز على الحلول الهندسية الشاملة (NEXUS). بفضل هذا النهج، يتم وضع متطلبات التسخين والتبريد كعامل في المعالجة مباشرة أثناء مرحلة التخطيط، بدلًا التفكير فيها بعد بدء العمل كما هو الحال عادةً. كما يوضح أنسوورث، فإن هذا النهج الأخير هو إهدار رهيب للإمكانيات. بينما يؤدي تحسين مكونات المنشأة الفردية أو خطوات المعالجة بشكل معزول إلى تحقيق مكاسب متزايدة في الكفاءة، فإنك تحتاج إلى إلقاء نظرة على الصورة الكبيرة لإجراء تحسينات جوهرية في استخدام الطاقة والبصمة الكربونية.
"من خلال الجمع بين مهارات المعالجة وخبرة التسخين والتبريد، يمكنك تحريك المؤشر عند التحسين بما يتجاوز نصف نقطة مئوية هنا أو هناك. يقول أونسورث إن الإجراءات المفردة، مثل استبدال مكون معين أو تعديل معلمة، لن تحقق نتائج حقيقية.
بفضل NEXUS يمكننا تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل بنسبة 30 في المائة أو أكثر، مع خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين بنسبة تصل إلى 90 في المائة. وإذا كانت المنشأة تستخدم الكهرباء الخضراء، فيمكن تحقيق الحياد الكربوني حتى. هذا هو بالضبط الطريق الذي تسلكه innocent.
روبرت أنسورث
مدير الاستدامة التقنية العالمية، تقنيات التدفئة والتبريد في GEA
إذن ما هي الخيوط التي تسحبها مجموعة عمل GEA وInnocent بالضبط من أجل ضمان تشغيل "الخلاط" كمرفق محايد للكربون يعمل بالطاقة المتجددة؟ خلال عملية التخطيط، ظهرت أربع مهام فرعية من شأنها أن تساعد Innocent على تقليل استهلاك الطاقة وإعادة تدويرها واستخدامها، وكذلك إنتاج طاقتها الخاصة بشكل متجدد. يمكنك القول إنها قصة طاقة في أربعة فصول.
الفصل الأول: خفض استهلاك الطاقة
الشيء الوحيد الذي لا يمكن لمرافق معالجة الأطعمة أو المشروبات الاستغناء عنه هو التسخين. فهو ضروري للطبخ والتعقيم والحفظ. الجانب الآخر من العملة هو التبريد لتقليل درجة حرارة المنتجات المعالجة بالحرارة، والحفاظ على النكهة، والمحتوى الغذائي والفيتامينات، بالإضافة إلى القوام. نظرًا لأن الحرارة هي طاقة، فمن المهم تقييم الحاجة إليها في كل خطوة معالجة وإجراء تعديلات مدروسة وفقًا لذلك. من خلال العمل معًا، نجح خبراء GEA في تقليل الحاجة إلى التسخين والتبريد في العديد من أجزاء المعالجة. والنتيجة هي انخفاض ملحوظ في متطلبات الطاقة للمنشأة ككل.
على سبيل المثال، يمكن خفض درجات حرارة البسترة من 95 درجة مئوية إلى 90 درجة مئوية - مما يؤدي إلى تحسين توازن الطاقة بنسبة ثلاثة بالمائة. ويجعل هذا تركيب مضخة حرارية وإذابة العصائر المجمدة بالماء الدافئ بدلًا من البخار أمرًا ممكنًا. أشارت GEA على Innocent باستخدام دائرتين منفصلتين للتسخين - واحدة على 65 درجة مئوية للتنظيف والأخرى على 90 درجة مئوية للبسترة والتعقيم. علاوة على ذلك، لن تقوم Innocent بتبريد العصائر إلا بقدر ما هو ضروري للغاية لأن كل درجة لا يحتاج المؤشر الزئبقي إلى الانخفاض فيها تعمل على تحسين كفاءة الطاقة بنسبة لا تقل عن أربعة بالمائة.
قبل شروع Innocent في كل هذه التغييرات، أجرت GEA اختبارات شاملة: "كنا بحاجة للتأكد من قدرة التكنولوجيا على تقديم معايير الجودة على الرغم من متطلبات الحرارة المُعدلة. والجواب هو نعم. فعلى سبيل المثال، نقوم بالبسترة بدرجة حرارة منخفضة لتناسب المضخات الحرارية. في معالجة الطعام، هذا لا يقل عن كونه عملًا جريئًا"، يقول هيلمز. هذه التعديلات الصغيرة تغير النتيجة بالكامل.
الفصل الثاني: إعادة استخدام الطاقة
في الفصل الثاني من هذه القصة، حددت GEA كيف يمكن إعادة تدوير الطاقة المستخدمة في نقاط معينة ضمن المعالجة من أجل تقليل فقد الحرارة. وستستخدم Innocent جهاز بسترة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، مع مساحة سطح أكبر للمبادل الحراري. الحل العملي الآخر هو تسخين مياه التنظيف بالحرارة المهدرة من ضواغط الهواء. كان على GEA تقليل كمية البخار إلى الحد الذي يمكن فيه استخدام مولد البخار الكهربائي الذي يتم تغذيته بالطاقة الخضراء. يقول أونسورث: "عادةً، يتم توفير كل الحرارة فوق 100 درجة مئوية باستخدام البخار كوسيط في إنتاج المشروبات". "لكننا قمنا بإخضاع ذلك للمراجعة. الآن، يحتاج جزء بسيط فقط من التسخين إلى البخار، والذي يُستخدم للتعقيم".
من خلال استغلال مبدأ المبادل الحراري لتحقيق أقصى قدر من التأثير، حققنا مكاسب لا تصدق في إعادة الاستخدام والحد من كم الطاقة الهائل المهدر على البخار غير المستخدم."
آندي جوينسون
الرئيس السابق للخلاطات، innocent
الفصل الثالث: إعادة تدوير الطاقة
نعلم جميعًا عن إعادة تدوير نفاياتنا المنزلية من خلال إعادة استخدامها وإعادة تخصيص الغرض منها. لكن كيف نقوم بذلك مع الطاقة؟ الحل هو المضخات الحرارية، أبطال الفصل الثالث من قصة تحسين الطاقة الخاصة بـ Innocent. فبمساعدة المضخات الحرارية، يمكن إعادة تدوير الطاقة المستخدمة في إنتاج العصير - وتحديدًا الحرارة المهدرة من نظام التبريد - في حلقة مغلقة. في تصميم GEA الذي قامت به لصالح Innocent، ستكون المضخات موجودة عند التقاطع بين دوائر درجة الحرارة الـ 65 درجة مئوية والـ 90 درجة مئوية. حيثما تتطلب عمليات التسخين درجات حرارة أعلى من 100 درجة مئوية، ستقوم الغلايات الكهربائية برفع درجة الحرارة. تمامًا كالمضخات الحرارية، تتطلب هذه أيضًا طاقة للعمل.
ما يبدو وكأنه قصة خرافية ينتهي إلى عملية تصميم لا علاقة لها بالسحر. هذه المكافآت ليست نتيجة لتخطيط خطوات العملية والمعلمات بشكل مجرد فقط، بل هي أيضًا نتاج لتحفيز بعضهما البعض على أشياء جديدة وأفضل. استفادت كل من GEA وInnocent من التدقيق في الأمور التقليدية. على الرغم من رغبة Innocent في مرفق محايد مناخيًا، ألا أنه لا يخفى عليها متطلبات الطاقة للإنتاج الصناعي.
الفصل الرابع: توليد الطاقة الخضراء المستقل
يقودنا ذلك إلى الفصل الرابع وقرار Innocent بتوليد الطاقة الخاصة بها من خلال استخدام الألواح الشمسية وتوربينات الرياح الكبيرة في شمال وجنوب الموقع. شعرت الشركة أنه من المهم عدم التعدي على إمدادات المرافق المحلية أو توسيع قدرة الشبكة. فبدلًا من ذلك، سيكون "الخلاط" مكتفيًا ذاتيًا، حيث تخلق قوة العمل كل ما تحتاجه للإنتاج.
في نظرة خاطفة على ما يخبئه المستقبل، يشرح آندي جوينسون كيف أن موقع المصنع في ميناء روتردام يعني أن مشروبات Innocent لن تسافر بعد الآن عدة كيلومترات برًا - وبالتالي سوف يتم القضاء على أطنان من الغازات الدفيئة. نظرًا لأن عصير البرتقال لا يزال بحاجة إلى النقل برًا، تعمل Innocent على تحميله بأسطول من أول شاحنات كهربائية في العالم بسعة 50 طنًا وخالية من الانبعاثات - في يوم واحد.
توفير الماء من خلال الاستعانة بالليمون، والمزيد من التفكير خارج الصندوق
يتطلب الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التزامًا. لضمان تصميم "الخلاط" ليكون مستدامًا بشكلٍ حقيقي، طبقت GEA أيضًا نهجها الجزئي والكلي لاستهلاك المياه وتوليد النفايات أثناء إنتاج العصير. وفقًا لفرانز جوزيف هيلمز، الذي راجع فريقه كل خطوة في هذه العملية أيضًا: "لقد حققنا أكبر تأثير على الاستهلاك باستخدام نظام تنظيف مكاني غير عادي يقلل من مساحة سطح التنظيف المطلوبة، ويستفيد أيضًا من التكنولوجيا الرائدة لـ Fluidor من أجل تنظيف الأنابيب باستخدام إعصار هوائي بدلًا من الماء. تكييف نظام Fluivac يسمح لـ Innocent باستعادة 98 بالمائة من العصير من أنابيب المعالجة".
من الأمثلة على التفكير في الاستدامة التي يسلط هيلمز الضوء عليها "استخدام عصير الليمون بدلًا من الماء كسائل طبيعي لغسيل السدادات، لأن قيمة الأس الهيدروجيني المنخفضة تمنع نمو البكتيريا." من خلال تركيب المكثفات، سينخفض استهلاك Innocent من المياه بمقدار 45 في المائة أقل مما كان مقدرًا في دراسة التصميم الأصلية. خطت GEA خطوة إلى الأمام مع نظام Fluivac من خلال تكييفه مع نظام التنظيف المكاني لـ GEA. يقلل الجمع بين الاثنين من استهلاك المياه بشكل كبير. حيثما توفرت الإرادة، وُجِدت الوسيلة.
إلهام التغيير على نطاق أوسع
قال آندي جوينسون وهو يغمض عينيه: "أنحني احترامًا لـ GEA لأنهم كانوا إلى جانبنا طوال هذه الرحلة، وساعدوا في تحدي أساليب التصميم التقليدية. كل التفاصيل الصغيرة تضيف نجاحًا كبيرًا. ”
