Un enfoque SEnS-ible del uso de energía en la producción de queso
11 Apr 2023
¡La mozzarella! Uno de los quesos más populares del mundo, relativamente bajo en grasa y calorías, por lo que representa una opción más saludable que muchos otros quesos. Gracias a sus excelentes propiedades para rallar y hornear, es el ingrediente que hace más apetitosas las pizzas, platos de pasta y productos de panadería en todo el mundo. La mozarella también contiene probióticos como las bacterias Lactobacillus casei y Lactobacillus fermentum. ¿Qué no le gusta?
Cuando se disfruta de una deliciosa pizza es fácil olvidar que unafábrica y un apasionado equipo de expertos en algún lugar fueron los responsables de crear su apetitosa cobertura de queso. Cuando uno de los principales productores de queso y productos lácteos construyó unas instalaciones de última generación en el norte de Europa, dedicadas a la producción de mozzarella para el mercado de la pizza, se utilizaron las exclusivas Soluciones de Energía Sostenible (SEnS) de GEA en la fase de diseño. Se trataba de ayudar al procesador de alimentos a reducir su huella energética y sus costes de funcionamiento, mejorando al mismo tiempo la productividad.
GEA está a la vanguardia de las soluciones tecnológicas para la industria láctea. El procesado, la producción de calor y la refrigeración suponen aproximadamente el 60% de los costes energéticos, y en algunos casos incluso más, por lo que reducir estos costes es un factor esencial para los fabricantes de queso.
Las calderas se quedan sin vapor
El enfoque holístico de SEnS revoluciona la integración de procesos y utilities. La implantación de soluciones de refrigeración y calentamiento eficientes en la fábrica de queso permitió a la empresa prescindir de una caldera de gas, pasando del vapor al agua caliente, y reducir así las emisiones de CO2. El punto de partida era muy sencillo, afirma Peter Kuiper, director de ventas de GEA Heating & Refrigeration: “¿Cómo convertimos la leche en mozzarella de la forma más sostenible y eficiente posible?”
“Se trata de una integración inteligente entre las demandas del proceso y las necesidades de refrigeración y calor. Adoptar esta visión holística condujo a la decisión de incluir una bomba de calor adicional en los planes, desde el principio. Esto convierte el calor liberado por el proceso de enfriamiento en agua caliente a 90 °C. Más que suficiente para la pasteurización, que tiene lugar a una temperatura mínima del producto de 76 °C. Cualquier fábrica de alimentos o bebidas puede beneficiarse del uso de bombas de calor”.- Peter Kuiper, director de ventas de GEA Heating & Refrigeration
- Peter Kuiper, director de ventas de GEA Heating & Refrigeration
Algunas de las mayores demandas de calor corresponden a procesos que utilizan calderas para pasteurizar los productos, que luego se vuelven a enfriar mediante una planta de refrigeración. El resultado puede ser un derroche masivo de energía. Nuestro equipo de SEnS aconsejó a nuestro cliente que, en tal situación, el calor residual puede reutilizarse y reciclarse en el proceso de forma circular mediante bombas de calor, dejando obsoleta la antigua caldera de vapor.
El equipo de Peter Kuiper tiene mucha experiencia en la instalación de estas instalaciones de agua helada, con docenas en su haber en fábricas de queso y muchas otras industrias. Los dos equipos de ingenieros trabajaron juntos, compartiendo las mejores prácticas y conocimientos. Sin contratistas ni otros intermediarios de por medio, la comunicación fue clara y los planes se pusieron en marcha sin mucho ruido.
“Realmente querían un proveedor con experiencia tanto en refrigeración como en procesos y, por supuesto, ahí es donde entramos nosotros. Tenemos a todos nuestros expertos bajo un mismo techo y, aunque podemos trabajar con consultores (y lo hemos hecho con frecuencia), en este caso fue muy beneficioso tener contacto directo con el propio equipo del cliente, para poder colaborar e innovar conjuntamente y garantizar el mejor resultado.”- Peter Kuiper, director de ventas de GEA Heating & Refrigeration
- Peter Kuiper, director de ventas de GEA Heating & Refrigeration
Enfoque SEnS-ible del uso de energía
Nuestra planta integrada de refrigeración y calentamiento cuenta con varios compresores y dos bombas de calor, cada una con una capacidad de 2,5 megavatios. El calor generado al enfriar la leche a 4 °C se reutiliza en el proceso de pasteurización.
Está claro que invertir en sostenibilidad y eficiencia energética es beneficioso. Sin embargo, los socios deben estar dispuestos a adoptar un enfoque integrado del proceso de producción y de las necesidades energéticas. Por supuesto, una empresa siempre debe sopesar qué inversión ofrece el retorno más rápido, pero con el apoyo de SEnS una planta puede establecerse de la mejor manera posible teniendo en cuenta la eficiencia energética, las emisiones de CO2 y el coste total de propiedad.
El cambio de una caldera alimentada por combustibles fósiles a bombas de calor garantiza un uso eficaz del calor residual para la fabricación de queso. Con los precios actuales de la energía en alza, el tiempo de amortización es más rápido que nunca, ¡a veces incluso más rápido que el tiempo necesario para la propia instalación!
Soluciones sostenibles
SEnS ofreceun enfoque de la sostenibilidad en tres fases para la industria láctea: reducir, reutilizar y reciclar en términos de energía, agua y flujos residuales. Lo primero es utilizar equipos con la máxima eficiencia como centrifugadoras de accionamiento directo, motores IE4 con variadores de frecuencia para bombas y compresores, y optimizar los procesos para minimizar el uso de energía reconsiderando las temperaturas requeridas tanto en el lado frío como en el caliente.
La segunda etapa consiste en reutilizar la energía poniendo en cascada el mayor número posible de flujos calientes y fríos directamente unos contra otros. Por ejemplo, el calor del suero generado durante la elaboración del queso puede utilizarse para precalentar la leche cruda antes de la pasteurización. Otro gran flujo de energía que reutilizar es el calor liberado por la planta de refrigeración que antes se perdía en la atmósfera.
Upcycling is lifting the reused heat from the cooling plant from a level of 35°C to temperatures of 90°C, so it can be applied again in the production process at a higher temperature level. This is the job a heat pump is perfectly fitted for.
The majority of food processing applications require refrigeration at some point in the process, but they also have significant heat requirements for operations like wash down and Cleaning in Place (CIP).Reusing and upcycling waste energy reduces the heat required from other sources, typically a boiler – which in many situations can eventually be phased out entirely – and this significantly improves the efficiency and sustainability of the complete process.
Amoníaco respetuoso con el clima
Recomendamos el uso de tecnologías de refrigeración diseñadas a partir de refrigerantes naturales, especialmente amoníaco, para ayudar a cumplir los objetivos medioambientales de eliminación progresiva del uso de gases fluorados (gases F) y reducir las emisiones que se vierten a la atmósfera.
Nuestras soluciones de calentamiento y refrigeración están ayudando a las empresas a cambiar a refrigerantes naturales para cumplir la normativa más estricta sobre gases refrigerantes, en orden a reducir las emisiones de efecto invernadero (Protocolo de Kioto) y proteger la capa de ozono (Protocolo de Montreal) al descontinuar el uso de gases fluorados. El amoníaco es el refrigerante natural por excelencia, que sustituye fácil y rápidamente a los que están siendo restringidos o eliminados. Existe desde hace 150 años pero al mismo tiempoquees un refrigerante muy moderno.
Otra gran ventaja del amoníaco es que puede utilizarse tanto para refrigeración como para calefacción de bajo coste gracias a sus propiedades termodinámicas. Un sistema que funciona con amoníaco suele durar 20 años o más, por lo que la longevidad no es un problema. El amoníaco como material también es una solución sostenible.
La colaboración es clave
La tecnología probada de refrigeración y calentamiento puede adaptarse para ofrecer soluciones innovadoras lo bastante robustas como para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones, desde los 45 grados bajo cero hasta los 95 grados, líderes en la industria, ideales para el proceso de pasteurización en una central lechera. Las instalaciones de agua helada de GEA han cubierto muchas aplicaciones diferentes, como queso, leche en polvo, leche en polvo de cabra, yogur, helado y mucho más.
Esencialmente, cualquier fábrica de alimentos o bebidas puede reducir sus costes energéticos instalando una bomba de calor. Como explica Peter Kuiper: “Las fábricas siempre necesitan refrigeración cuando tienen una torre de atomización o un pasteurizador, y cuando introducimos la bomba de calor se ahorran muchos costes operativos. Hacemos que sea un proceso circular, en cascada y reutilizando los recursos energéticos.
“GEA está muy cerca de muchísimos clientes existentes, no solo en el sector lácteo, sino en el de la alimentación y las bebidas en general. Pero aún existe un enorme potencial para que miles de fábricas cambien el vapor por el agua caliente y utilicen esta tecnología de bomba de calor para reducir las emisiones y ahorrar dinero a corto y largo plazo”.
Nuestro objetivo es colaborar con los clientes y asesorarles sobre cómo podemos trabajar juntos para construir una economía más circular. Ser capaces de reutilizar y utilizar la energía en cascada en el proceso de producción es una manera fenomenal de conseguir diseñar un mundo mejor. Un futuro sostenible requiere una forma diferente de pensar.
Soluciones de ingeniería sostenibles
