Een kleine stap, een enorme bijdrage
Dit is het verhaal van “‘s werelds favoriete gezonde drankjesfabriek” waarin wordt aangetoond dat een succesvolle onderneming ook mensen en het leven op de planeet kan helpen. Er was eens een fabrikant die ervan droomde om tegen het voorjaar van 2022 een duurzame, klimaatneutrale onderneming in bedrijf te stellen. De fabriek, de blender genaamd, zou de nieuwe productie-installatie voor sap en smoothies van onze klant innocent zijn. Een plek waar niet alleen de meest geweldige smoothies ter wereld werden gemengd, maar ook de slimste mensen bijeenkwamen om slimme teams samen te stellen, waaronder een aantal van onze eigen GEA-specialisten op het gebied van verwerking, verwarming en koeling.
Naar de nieuwe sapproductiefaciliteit in de haven van Rotterdam verwijzen met “‘s werelds favoriete gezonde drankjesfabriek” is wellicht alleen maar de bescheiden manier waarop innocent zijn plaats in het grotere geheel inneemt, zonder zijn gewaagde ambities bij te stellen. De installatie zal in de toekomst zelfs 300 miljoen liter gekoelde sappen en smoothies per jaar produceren, die bestemd zijn voor vasteland Europa en het Verenigd Koninkrijk. Om nog maar te zwijgen over het goede voorbeeld dat ze geven, waar andere ondernemingen, met een veel grotere voetafdruk, van zouden kunnen leren en een voorbeeld aan zouden kunnen nemen. Want innocent weet dat elke druppel water die ze besparen, elke ton koolstofdioxide die ze elimineren, elke kW/h energie die ze besparen en elke kilogram afval die ze reduceren, samen een enorme bijdrage leveren.
De ware kunst van de ontwikkeling
De experts van GEA staan voor de volle 100% achter de grote dromen van innocent en doen hun uiterste best om deze in vervulling te laten gaan. Tijdens de samenwerking met het ontwerpteam van innocent, hebben ze bewezen dat efficiënt en betrouwbaar procesontwerp meer is dan alleen de som van de machines en onderdelen op de fabrieksvloer. Dat komt doordat de ware kunst van de ontwikkeling erachter schuilgaat, en er idealiter aan vooraf gaat. En juist met deze expertise wordt ervoor gezorgd dat processen zodanig worden opgezet dat ze een echt duurzame productie opleveren.
Het gebeurt niet vaak dat klanten GEA al zo vroeg bij het proces betrekken dat voor veel van de fijnere aspecten kan worden teruggekeerd naar de tekentafel. Gelukkig is dat exact hoe het is gelopen met het blender-project van innocent. Op die manier kunnen de kleine dranken een grote rol spelen in het verwezenlijken van de dromen van de drankenproducent om koolstofneutraal te worden. Om dit te verwezenlijken is de hoeveelheid broeikasgassen die tijdens de productie van elke fles vrijkomt, goed onder de loep genomen.
“De planeet laten aanschuiven bij de ontwerptafel van de fabriek”
Dit project is een smeltkroes van mensen die niet bang zijn om open discussies en confrontaties aan te gaan, plannen te herzien en elkaar aan te sporen om nieuwe oplossingen te vinden. “We willen onze planeet laten aanschuiven bij de ontwerptafel van onze fabriek”, aldus Andy Joynson van innocent. Als de voormalige Site Director, of chief blender, zoals ze hem bij innocent graag noemen, is hij verantwoordelijk voor dit baanbrekende project. Samen met zijn team heeft hij gecontroleerd of elke stap in de planning groen is. Alleen oplossingen die de koolstofdioxide-emissies en het waterverbruik verlagen, en afval benutten als grondstof, komen erdoor.
Onze Yin-Yang
De sleutel tot het oplossen van de energiecascade is begrijpen hoe alle veelzijdige details het grote geheel vormen of uitzoomen van het micro- naar het macroperspectief. Franz-Josef Helms, die de proceszijde van het project overziet, vat de filosofie van GEA kort samen: “We schromen niet om details verder uit te diepen, en te analyseren welke gevolgen elke operationele stap heeft voor de daaropvolgende stappen. Elke beslissing heeft een multidimensionaal domino-effect. Van het begin af aan hebben we innocent en hun team uitgedaagd en waren wij ook gedreven om grenzen te verleggen. Naarmate het conceptontwerp met onze ideeën meegroeide, bleef ons team zich aanpassen en presteren.” Er is ontzettend veel ervaring en vakkundigheid van vele partners nodig om samen een dergelijk baanbrekend fabrieksontwerp te maken. Maar met GEA aan zijn zijde heeft innocent een partner die een dergelijke uitdaging niet uit de weg gaat.
“Met gebruik van de nieuwste technologieën die beschikbaar zijn, kunnen we installaties ontwerpen die tot het uiterste gaan wat betreft duurzaamheid.”
Franz-Josef Helms
Hoofd van engineering, Alcoholvrije dranken, GEA
Deze manier spreekt voor zich
Robert Unsworth is een van de verwarmings- en koelingsspecialisten van GEA die het ontwerpteam van het project van innocent bijstond met hun focus op GEA NEXUS Holistic Engineering Solutions. Dankzij deze benadering werd direct vanaf de planningsfase rekening gehouden met de verwarmings- en koelvereisten, en niet pas achteraf, zoals meestal het geval is. Zoals Unsworth uitlegt, is de laatstgenoemde benadering een enorme verspilling van potentieel. Hoewel het optimaliseren van individuele onderdelen of processtappen in de isolatie van installaties de efficiëntie enorm kan vergroten, moet ook naar het grotere geheel worden gekeken om aanmerkelijke verbeteringen in het energieverbruik en de koolstofvoetafdruk te maken.
“Door procesvaardigheden te combineren met expertise op het gebied van verwarming en koeling, kunnen de verbeteringen her en der meer dan een half procentpunt worden verhoogd. Individuele metingen, zoals de vervanging van een specifiek onderdeel of de afstelling van een parameter, leiden niet tot noemenswaardige resultaten”, aldus Unsworth.
Dankzij NEXUS kunnen we het energieverbruik en de bedrijfskosten met 30% of meer verlagen, terwijl de CO₂- en NOₓ-emissies met wel 90% dalen. Als de faciliteit groene elektriciteit gebruikt, kan ze zelfs koolstofneutraal worden. Dit is exact het pad dat innocent inslaat.”
Robert Unsworth
Global Technical Sustainability Manager, GEA Heating & Refrigeration Technologies
Welke handvatten gebruiken de werkgroep van GEA en innocent dan eigenlijk om ervoor te zorgen dat blender als koolstofneutrale faciliteit werkt die wordt aangedreven door hernieuwbare energie? Tijdens het planningsproces deden zich vier subtaken voor die innocent zullen helpen om het energieverbruik te verlagen, te recyclen en te hergebruiken, maar ook om regeneratief hun eigen energie te produceren. Je zou kunnen zeggen dat het een energieverhaal van vier hoofdstukken is.
Hoofdstuk 1: energieverbruik verlagen
Drank- of voedselverwerkingsfaciliteiten kunnen niet zonder verwarming. Het is nodig om te koken, steriliseren en conserveren. Anderzijds is ook koeling van essentieel belang om de temperatuur van warmtebehandelde producten te verlagen, en om de smaak, de voedingsstoffen, het vitaminegehalte en de textuur te behouden. Warmte is energie en daarom is het belangrijk om de noodzaak ervan tijdens elke processtap te beoordelen en naar aanleiding daarvan gepaste aanpassingen te maken. Dankzij de nauwe samenwerking zijn de GEA-specialisten erin geslaagd de noodzaak van verwarming en koeling op veel gebieden tot een minimum te beperken. Het grote voordeel is een aanmerkelijke reductie in de energievereisten voor de gehele installatie.
Zo kunnen de pasteurisatietemperaturen van 95°C worden teruggebracht tot 90°C, waardoor de energiebalans met 3% wordt verbeterd. Op die manier kan een warmtepomp worden aangebracht en kunnen bevroren sappen met warm water worden ontdooid, in plaat van met stoom. GEA adviseerde innocent om twee afzonderlijke verwarmingscircuits te gebruiken; één ingesteld op 65°C voor de reiniging en het andere op 90°C voor pasteurisatie en sterilisatie. Bovendien koelt innocent de sappen niet meer dan absoluut noodzakelijk, want met elke graad die het kwik niet hoeft te dalen, neemt de energie-efficiëntie met maar liefst 4% toe.
Voordat innocent al deze veranderingen doorvoerde, verrichtte GEA grondige tests: “We moesten zeker weten dat de technologie in staat is om de gewenste kwaliteitstandaarden te leveren, ondanks de aangepaste verwarmingsvereisten. En het antwoord is overduidelijk ja. We pasteuriseren bijvoorbeeld bij een lagere temperatuur om warmtepompen te kunnen gebruiken. In de voedselverwerking is dit een echt huzarenstukje”, aldus Helms. Deze kleine wijzigingen veranderen de gehele uitkomst.
Hoofdstuk 2: energie hergebruiken
In hoofdstuk 2 van dit verhaal, identificeerde GEA hoe de energie die op bepaalde punten in het proces werd gebruikt, kon worden gerecycled om warmteverliezen te minimaliseren. innocent gebruikt een energie-efficiëntere pasteuriseur, met een warmtewisselaar met een groter oppervlak. Een andere praktische oplossing is de verwarming van reinigingswater met afvalwarmte van de luchtcompressors. GEA moest de hoeveelheid stoom zodanig minimaliseren dat een elektrische stoomgenerator kon worden gebruikt die met groene energie werd gevoed. “Traditioneel wordt in de drankenproductie alle warmte boven 100°C opgewekt met stoom”, aldus Unsworth. “Maar daar hebben we vraagtekens bij gezet. Nu vereist slechts een fractie van de warmte stoom, die wordt gebruikt voor sterilisatie.”
“Door het principe van de warmtewisselaars optimaal te benutten, hebben we een enorme winst behaald met het hergebruiken en beperken van de enorme hoeveelheid verspilde energie van ongebruikte stoom.”
Andy Joynson
Voormalig Chief Blender, innocent
Hoofdstuk 3: energie upcyclen
We weten allemaal hoe we ons huishoudelijke afval upcyclen door het te hergebruiken en een nieuwe bestemming te geven. Maar hoe werkt dat met energie? De oplossing is warmtepompen, de helden uit het derde hoofdstuk van het verhaal over de optimalisering van de energie van innocent. Met hun hulp kan de energie die wordt gebruikt voor de sapproductie, vooral de afvalwarmte van het koelsysteem, worden gerecirculeerd in een gesloten circuit. In GEA’s ontwerp voor innocent gebeurt dit op de verbinding tussen de temperatuurcircuits van 65°C en 90°C. Daar waar de verwarmingsprocessen temperaturen hoger dan 100°C vereisen, verhogen elektrische boilers de temperatuur. Deze hebben net als warmtepompen energie nodig om te werken.
Wat klinkt als een sprookjesachtig einde van het ontwerpproces heeft niets met magie te maken. Deze vruchten kunnen niet alleen geplukt worden door de processtappen en parameters bloot te leggen, maar ook door elkaar aan te sporen om nieuwe en betere dingen te doen. Zowel GEA als innocent heeft er baat bij gehad om gewoonte in twijfel te trekken. Hoewel innocent naar een klimaatneutrale fabriek streeft, maken ze zich geen illusies over de energievereisten van industriële productie.
Hoofdstuk 4: onafhankelijke generatie van groene energie
Dat brengt ons bij hoofdstuk 4 en de beslissing van innocent om hun eigen energie te genereren met gebruik van zonnepanelen en grote windturbines ten noorden en zuiden van de locatie. De onderneming vond dat het belangrijk was om geen aanslag te doen op de plaatselijke nutsvoorzieningen of de netcapaciteit uit te breiden. In plaats daarvan zal de blender zelfvoorzienend zijn en zal het personeel alles creëren wat nodig is voor de productie.
In een vluchtige blik op de toekomst legt Andy Joynson uit hoe de locatie van de fabriek in de haven van Rotterdam ervoor zorgt dat de dranken van innocent geen kilometers meer over de weg hoeven te reizen, waardoor tonnen broeikasgassen worden geëlimineerd. Aangezien sinaasappelsap nog steeds over land moet worden vervoerd, werkt innocent er naartoe om het ooit op een vloot van ‘s werelds eerste emissievrije elektrische vrachtwagens van 50 ton bruto te vervoeren.
Water besparen met citroenen en meer buiten het kader denken
De koolstofdioxide-emissies verlagen vereist toewijding. Om ervoor te zorgen dat de blender echt duurzaam werd ontworpen, paste GEA ook zijn micro-macro-benadering van het waterverbruik en de productie van afval in de sapproductie toe. Franz-Josef Helms, wiens team iedere afzonderlijke stap van dit proces heeft getest, zegt ook: “We hebben de grootste deuk in het verbruik gemaakt met een ongebruikelijk CIP-systeem dat het vereiste reinigingsoppervlak minimaliseert, maar dat ook de vooruitstrevende technologie van Fluidor gebruikt om de leidingen te reinigen met een luchtwerveling in plaats van water. Door het Fluivac-systeem aan te passen, kan innocent 98% van het sap uit de procesleidingen terugwinnen.”
Een voorbeeld van duurzaam denken dat Helms benadrukt, is “het gebruik van citroensap in plaats van water als een natuurlijke spoelvloeistof voor de afdichtingen, omdat de lage pH-waarde bacteriegroei voorkomt.” Door condensors te installeren, verbruikt innocent 45% minder water dan in het oorspronkelijke ontwerponderzoek werd geschat. GEA ging nog een stap verder met het Fluivac-systeem, door het aan te passen aan het CIP-systeem van GEA. De combinatie van de twee zorgde voor een enorm veel lager waterverbruik. Waar een wil is, is een weg.
Aanzetten tot grotere veranderingen
Andy Joynson zegt met een schittering in zijn ogen, “Ik neem mijn pet af voor GEA, want ze hebben ons op deze hele reis bijgestaan en geholpen de conventionele ontwerpaanpakken op de proef te stellen. Alle kleine details leiden samen tot een enorm succes. ”
