نهج SEnS-ible لاستخدام الطاقة في إنتاج SEnS-ible"الأجبان
11 Apr 2023
الموتزاريلا! إنه أحد أشهر أنواع الجبن في العالم، والدهون والسعرات الحرارية فيه منخفضة نسبيًا، لذا فهو خيار صحي أكثر من العديد من أنواع الجبن الأخرى. وبفضل خصائصه الممتازة في البشر والخبز - شكّل دفعةً قويةً للبيتزا وأطباق المعكرونة ومنتجات المخابز في جميع أنحاء العالم. تحتوي الموتزاريلا أيضًا على البروبيوتيك مثل بكتيريا Lactobacillus casei وLactobacillus fermentum. ما الذي قد لا يعجبك فيه؟
عند الاستمتاع بهذه البيتزا اللذيذة، من السهل أن تنسى أن مصنعًا وفريقًا شغوفًا من الخبراء في مكان ما كان مسؤولًا عن صنع طبقة الجبن التي يسيل لها اللعاب. عندما قام أحد كبار منتجي الجبن ومنتجات الألبان ببناء منشأة حديثة في شمال أوروبا - مخصصة لإنتاج جبن الموتزاريلا لسوق البيتزا - تم التأسيس لحلول الطاقة المستدامة الفريدة من GEA (SEnS) في مرحلة التصميم. كان هذا موجهًا تحديدًا لمساعدة معالجي الأغذية على الحد من استهلاكهم للطاقة ولخفض تكاليف التشغيل مع تحسين الإنتاجية أيضًا.
تُعد GEA رائدةً في حلول التكنولوجيا لصناعة منتجات الألبان. المعالجة وإنتاج الحرارة والتبريد تمثل ما يقرب من 60٪ من تكاليف الطاقة، وفي بعض الحالات أكثر من ذلك، ويُعد خفض هذه التكاليف دافعًا كبيرًا.
نفاد البخار من الغلايات
أحدث نهج SEnS الشامل ثورةً في تكامل العملية والمرافق. أدى تطبيق حلول التبريد والتسخين الموفرة للطاقة لمصنع الجبن إلى السماح للشركة بالتخلص من غلاية الغاز، والانتقال من البخار إلى الماء الساخن، وبالتالي خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. كانت نقطة البداية بسيطةً للغاية، كما يقول بيتر كايبر، مدير مبيعات التسخين والتبريد في GEA: "كيف نحول الحليب إلى جبن موتزاريلا بشكل مستدام وفعال قدر الإمكان؟"
يتعلق الأمر كله بالتكامل الذكي بين متطلبات العمليات ومتطلبات التبريد والتسخين. اتخاذ هذه النظرة الشاملة أدى إلى القرار بتركيب مضخة حرارية إضافية في الخطط، منذ البداية. يحول هذا الحل الحرارة المنبعثة من عملية التبريد إلى ماء ساخن عند 90 درجة مئوية، وذلك أكثر من كافٍ لعملية البسترة التي تتم عند درجة حرارة لا تقل عن 76 درجة مئوية. يستطيع أي مصنع للأغذية أو المشروبات الاستفادة من استخدام المضخات الحرارية ".- بيتر كايبر، مدير المبيعات في GEA Heating & Refrigeration
- بيتر كايبر، مدير المبيعات في GEA Heating & Refrigeration
ترجع بعض من أعلى متطلبات الحرارة إلى العمليات التي تستخدم الغلايات لبسترة المنتجات، والتي يتم بعد ذلك تبريدها مرةً أخرى باستخدام وحدة التبريد. والنتيجة هي هدر هائل في الطاقة. نصح فريق SEnS عملاءنا بأنه في مثل هذه الحالات يمكن إعادة استخدام الحرارة المهدرة وإعادة إدخالها في العملية بطريقة دائرية من خلال استخدام المضخات الحرارية، مما يجعل الغلاية القديمة المولدة للبخار بلا فائدة.
فريق بيتر كايبر على دراية تامة بتركيبات الماء المثلج هذه، مع عشرات التركيبات التي أجروها في مصانع الجبن والعديد من الصناعات الأخرى. عمل فريقا المهندسين معًا، وتبادلوا أفضل الممارسات والخبرات. مع عدم وجود مقاولين أو غيرهم من الوسطاء المعنيين، كان الاتصال واضحًا ودخلت الخطط موضع التنفيذ دون الكثير من اللغط.
"لقد أرادوا موردًا يتمتع بخبرة فعلية في التبريد والمعالجة، وبالطبع هنا يأتي دورنا؛ لدينا جميع الخبراء تحت سقف واحد، إضافةً إلى قدرتنا على الاستعانة بالاستشاريين (وكثيرًا ما قمنا بذلك). وقد كان ذلك مفيدًا للغاية هنا لإجراء اتصال مباشر مع فريق العميل الخاص، حتى نتمكن من التعاون والابتكار بشكل مشترك وضمان أفضل النتائج. "- بيتر كايبر، مدير المبيعات في GEA Heating & Refrigeration
- بيتر كايبر، مدير المبيعات في GEA Heating & Refrigeration
نهج SEnS-ible لاستخدام الطاقة
تحتوي محطة التبريد والتسخين المتكاملة خاصتنا على العديد من ضواغط التبريد ومضختين حراريتين - كل واحدة بسعة 2.5 ميجاوات. الحرارة المتولدة من تبريد الحليب إلى 4درجات مئوية يتم إعادة استخدامها في عملية البسترة.
أهمية الاستثمار في الاستدامة وكفاءة الطاقة لا يمكن إغفالها. ومع ذلك، يجب أن يكون الشركاء على استعداد لتبني نهج متكامل لعملية الإنتاج ولمتطلبات الطاقة. بالطبع، يجب أن تفكر الشركة دائمًا في الاستثمار الذي يوفر أسرع عائد، ولكن مع دعم SEnS، يمكن إعداد محطة بأفضل طريقة ممكنة مع مراعاة كفاءة الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون والتكلفة الإجمالية للملكية.
التحول من الغلاية التي تعمل بالوقود الأحفوري إلى المضخات الحرارية يضمن الاستخدام الفعال للحرارة المهدرة في صناعة الجبن. مع ارتفاع أسعار الطاقة الحالية، أصبح وقت الاسترداد أسرع من ذي قبل - وأحيانًا يكون أسرع من الوقت اللازم للتركيب نفسه!
الحلول المستدامة
تقدم SEnSنهج من ثلاث مراحل لتحقيق الاستدامة في صناعة الألبان: الخفض وإعادة الاستخدام وإعادة التدوير من حيث الطاقة والمياه والتيارات الجانبية؛ المرحلة الأولى هي استخدام معدات بأعلى كفاءة مثل أجهزة الطرد المركزي ذات الإدارة المباشرة، ومواتير IE4 مع محركات تردد للمضخات والضواغط، وتحسين العمليات لخفض استهلاك الطاقة من خلال إعادة النظر في درجات الحرارة المطلوبة على كلا الجانبين، البارد والدافئ.
المرحلة الثانية هي إعادة استخدام الطاقة من خلال التعاقب لأكبر عدد ممكن من التيارات الساخنة والباردة مباشرةً مقابل بعضها البعض. على سبيل المثال، يمكن استخدام الحرارة في مصل اللبن الناتج أثناء صنع الجبن لتسخين الحليب الخام مسبقًا قبل البسترة. يتمثل تيار طاقة كبير آخر يمكن إعادة استخدامه في الحرارة المنبعثة من محطة التبريد والتي كان يتم التخلص منها سابقًا في البيئة المحيطة.
تعمل إعادة التدوير على رفع الحرارة المعاد استخدامها من محطة التبريد من مستوى 35 درجة مئوية إلى درجات حرارة تصل إلى 90 درجة مئوية، بحيث يمكن توجيهها مرةً أخرى إلى عملية الإنتاج عند مستوى درجة حرارة أعلى. هذه هي الوظيفة التي تؤديها المضخة الحرارية بكفاءة تامة.
تتطلب غالبية تطبيقات معالجة الأغذية التبريد في مرحلة ما من العملية، ولكنها تحتاج أيضًا إلى حرارة كبيرة لعمليات مثل الغسيل والتنظيف المكاني (CIP). تعمل إعادة استخدام الطاقة المهدرة وإعادة تدويرها على خفض الحرارة المطلوبة من المصادر الأخرى، عادةً ما تكون الغلاية - والتي يتم التوقف التدريجي عن استخدامها تمامًا في كثير من الحالات - ويحسن هذا بشكل كبير من كفاءة واستدامة المعالجة بالكامل.
الأمونيا الصديقة للمناخ
نوصي باستخدام تكنولوجيا التبريد القائمة على المبردات الطبيعية، خاصةً الأمونيا، للمساعدة في تحقيق الأهداف البيئية بالتخلص التدريجي من استخدام الغازات المفلورة (F-gases) - والمساعدة في خفض الانبعاثات التي يتم ضخها في غلافنا الجوي.
تساعد حلول التسخين والتبريد خاصتنا الشركات على التحول إلى المبردات الطبيعية للوفاء بلوائح غاز التبريد الأكثر صرامة من أجل خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (بروتوكول كيوتو) وحماية طبقة الأوزون (بروتوكول مونتريال) من خلال التوقف عن استخدام الغازات المفلورة. الأمونيا هي مادة تبريد طبيعية، حيث تحل بسهولة وبسرعة محل تلك التي يتم تقييدها أو التخلص منها تدريجيًا. كان المبرد متواجدًا منذ حوالي 150 عام، ولكنه في نفس الوقت مبرد حديث للغاية.
تتمثل ميزة كبيرة أخرى للأمونيا في إمكانية استخدامه للتبريد والتسخين منخفضا التكلفة بفضل خصائصه الديناميكية الحرارية. يدوم النظام الذي يعمل بالأمونيا عادةً لمدة 20 عامًا أو أكثر، لذا لا يمثل طول العمر مشكلةً. الأمونيا كمادة هي أيضًا حل مستدام.
التعاون هو السر
يمكن تكوين تكنولوجيا التبريد والتسخين ذات الفعالية المثبتة لتوفير حلول مبتكرة قوية بما فيه الكفاية وتناسب مجموعة كبيرة من التطبيقات، من سالب 45 درجة مئوية إلى قمة التفوق الصناعي حاليًا بتطبيقات عند 95 درجة مئوية، مما يجعلها مثاليةً لعملية البسترة في مصانع الألبان. غطت تركيبات الماء المثلج من GEA العديد من التطبيقات المختلفة بما في ذلك الجبن ومسحوق الحليب ومسحوق حليب الماعز واللبن والمثلجات وغير ذلك الكثير.
بشكل أساسي، يمكن لأي نوع من مصانع الأغذية أو المشروبات خفض تكاليف الطاقة من خلال تركيب مضخة حرارية. كما يوضح بيتر كايبر: "تحتاج المصانع دائمًا إلى التبريد عندما تكون تحوي مجففًا بالرذاذ أو جهاز بسترة - وعندما نُدخِل المضخة الحرارية التي توفر على المصانع الكثير من تكاليف التشغيل إلى المعادلة. فإننا نجعلها عملية دائرية وتعاقبية تعيد استخدام موارد الطاقة.
"شركة GEA قريبة جدًا من الكثير والكثير من العملاء الحاليين ليس في مجال منتجات الألبان فقط، بل وفي مجال الأغذية والمشروبات بشكل عام. ولكن لا تزال هناك إمكانات هائلة لآلاف المصانع الأخرى للتحول من البخار إلى الماء الساخن واستخدام تكنولوجيا المضخات الحرارية الموفرة للطاقة لخفض الانبعاثات وتوفير المال على المدى القصير والطويل."
هدفنا هو التعاون مع العملاء وتقديم المشورة لهم حول الكيفية التي يمكننا سويًا العمل بها لبناء اقتصاد أكثر دائرية. القدرة على إعادة استخدام الطاقة وتسخيرها في عملية الإنتاج هي طريقة ثورية نقوم بهندستها من أجل عالم أفضل. يتطلب المستقبل المستدام طريقةً مختلفةً في التفكير اليوم.
حلول الهندسة المستدامة
