Um pequeno passo, uma contribuição gigante
Esta é a história da "pequena fábrica de bebidas saudáveis favorita da terra", que mostra que um negócio de sucesso também pode ajudar as pessoas e o planeta a viver bem. Era uma vez um fabricante que tinha um grande sonho de comissionar uma operação net-zero sustentável na primavera de 2022. Chamado de misturador, a fábrica seria a nova planta de produção de suco e smoothie de nosso cliente innocent. Um lugar onde não apenas os smoothies mais maravilhosos da terra seriam misturados, mas também onde as pessoas mais inteligentes se juntariam para criar equipes competentes, incluindo alguns dos próprios especialistas em processos, aquecimento e refrigeração da GEA.
Referir-se à sua nova unidade de produção de suco no porto de Rotterdam, na Holanda, como "a pequena fábrica de bebidas saudáveis favorita da terra" pode ser apenas a maneira da innocent de assumir modestamente o seu lugar no grande esquema das coisas, sem recuar em suas ousadas ambições. Na verdade, no futuro próximo, a planta está fabricando até 300 milhões de litros de sucos e smoothies resfriados por ano com destino à Europa continental e ao Reino Unido. E isso para não falar de sua importância como um exemplo brilhante para outras empresas aprenderem e copiarem, o que excederá em muito sua presença. Porque a innocent sabe que cada gota de água que conserva, cada tonelada de dióxido de carbono que elimina, cada quilowatt-hora de energia que economiza e cada quilograma de desperdício que reduz representa uma contribuição notável.
A verdadeira arte da engenharia
Os especialistas da GEA estão sempre apoiando os grandes sonhos da innocent, fazendo o possível para ajudar a torná-los realidade. Em seu trabalho de projeto conjunto com a equipe de design da innocent, eles provaram que um design de processo eficiente e confiável é mais do que a soma de máquinas e peças de componentes no piso da fábrica. Isso porque a verdadeira arte da engenharia é o que está por trás dela - e idealmente o que vem antes dela. E é essa experiência que garante que os processos sejam configurados para tornar a fabricação verdadeiramente sustentável.
Não é sempre que os clientes chamam a GEA logo no início do processo, o que torna possível retornar à prancheta de desenho para afinar muitos dos pontos mais delicados. Felizmente, isso é exatamente o que aconteceu com o projeto do misturador da innocent. Isso significa que pequenas bebidas podem desempenhar um grande papel na realização dos sonhos de um fabricante de bebidas de alcançar a neutralidade de carbono. Para isso, a quantidade de gás de efeito estufa liberada durante a produção de cada garrafa foi revista à lupa.
“Dando ao planeta um lugar na mesa de design da fábrica”
Este projeto é um mix de pessoas sem medo de se envolver em um debate aberto, enfrentar o choque de diferentes perspectivas, revisar planos e estimular uns aos outros a encontrar novas soluções. “Queremos dar ao nosso planeta um lugar na mesa de design da fábrica”, diz Andy Joynson, da innocent. Como ex-Diretor da Unidade, ou misturador-chefe, como costumam dizer na innocent, ele é o responsável por este projeto inovador. Junto com sua equipe, ele verificou se todas as etapas do planejamento são ecológicas. Apenas as soluções que reduzem as emissões de dióxido de carbono e o consumo de água e tratam os resíduos como um recurso preenchem os requisitos.
Nosso Yin e Yang
A chave para resolver a cascata de energia é entender como todos os detalhes multifacetados formam o quadro geral ou fazem o zoom da perspectiva micro para a macro. Franz-Josef Helms, que está supervisionando a parte do processo do projeto, resume a filosofia da GEA: “Não hesitamos em nos aprofundar nos detalhes e avaliar cada etapa operacional com vistas a seu impacto em todas as etapas subsequentes. Cada decisão tem efeitos colaterais multidimensionais. Desde o início com a innocent e sua equipe, nós nos desafiamos e nos sentimos desafiados a ultrapassar os limites. À medida que o design de conceito cresceu com nossas ideias, nossa equipe continuou se adaptando - e fazendo acontecer”. É preciso muita experiência e habilidade de muitos parceiros para se unir e alcançar um design de planta tão inovador. Mas com a GEA ao seu lado, a innocent tem um parceiro que não recua diante desse tipo de desafio.
Usando as tecnologias mais recentes disponíveis, podemos projetar plantas que vão até o limite do que é possível em termos de sustentabilidade”.
Franz-Josef Helms
Chefe de Engenharia, Bebidas não alcoólicas, GEA
Isso faz sentido
Robert Unsworth é um dos especialistas em aquecimento e refrigeração da GEA que completou a equipe de design do projeto da innocent com seu foco em Soluções de Engenharia Integral NEXUS da GEA. Graças a essa abordagem, os requisitos de aquecimento e resfriamento são levados em consideração no processo logo no estágio de planejamento, em vez de após o fato, como geralmente é o caso. Como explica Unsworth, essa abordagem tardia é um terrível desperdício de potencial. Embora a otimização de componentes individuais da planta ou etapas do processo de forma isolada proporcione ganhos de eficiência incrementais, você precisa ter uma panorâmica para fazer melhorias substanciais no uso de energia e na pegada de carbono.
“Combinando habilidades de processo com experiência em aquecimento e resfriamento, você pode mover o ponteiro da melhoria além de meio ponto percentual aqui ou ali. Medidas individuais, como substituir um componente específico ou ajustar um parâmetro, não vão apresentar resultados reais”, diz Unsworth.
Graças às NEXUS, podemos reduzir o consumo de energia e os custos operacionais em 30% ou mais, ao mesmo tempo em que reduzimos as emissões de CO₂ e NOₓ em até 90%. Se a unidade usa eletricidade verde, é até possível alcançar a neutralidade de carbono. Esse é exatamente o caminho que a innocent está tomando”.
Robert Unsworth
Gerente Técnico Global de Sustentabilidade, GEA Heating & Refrigeration Technologies
Então, exatamente quais alavancas que o grupo de trabalho GEA mais innocent estão usando para assegurar que o misturador opere como uma instalação neutra em carbono alimentada por energia renovável? Durante o processo de planejamento, quatro subtarefas emergiram que ajudarão a innocent a reduzir o consumo de energia, reciclá-la e reutilizá-la, bem como produzir sua própria energia de forma regenerativa. Podemos dizer que é uma história de energia em quatro atos.
Capítulo um: reduzindo o consumo de energia
A única coisa que nenhuma instalação de processamento de alimentos ou bebidas pode prescindir é o aquecimento. É essencial para cozinhar, esterilizar e conservar. O outro lado da moeda é o resfriamento para reduzir a temperatura dos produtos processados com calor, preservando o sabor, o teor de nutrientes e vitaminas, bem como a textura. Como o calor é energia, é importante avaliar sua necessidade em cada etapa do processamento e fazer os ajustes necessários. Trabalhando lado a lado, os especialistas da GEA conseguiram minimizar a necessidade de aquecimento e resfriamento em muitas áreas. O resultado é uma redução notável nos requisitos de energia para a planta como um todo.
Por exemplo, as temperaturas de pasteurização podem ser reduzidas de 95°C para 90°C - melhorando o balanço de energia em três por cento. Isso torna possível instalar uma bomba de calor e descongelar sucos congelados com água morna em vez de vapor. A GEA aconselhou a innocent a usar dois circuitos de aquecimento separados - um ajustado em 65°C para limpeza e outro em 90°C para pasteurização e esterilização. Além do mais, a innocent apenas resfriará os sucos o quanto for absolutamente necessário, porque cada grau que o mercúrio não precisa diminuir melhora a eficiência energética em não menos do que quatro por cento.
Antes da innocent implementar todas essas mudanças, a GEA conduziu testes completos: “Precisávamos ter certeza de que a tecnologia é capaz de atender aos padrões de qualidade, apesar dos requisitos de aquecimento ajustados. E a resposta é um rotundo sim. Por exemplo, pasteurizamos a uma temperatura mais baixa para se adaptar a bombas de calor. No processamento de alimentos, isso é nada menos que um ato de ousadia”, diz Helms. Esses pequenos ajustes mudam todo o panorama.
Capítulo dois: reutilizando energia
No capítulo dois desta história, a GEA identificou como a energia usada em certos pontos do processo pode ser reciclada para minimizar as perdas de calor. A innocent usará um pasteurizador mais eficiente em termos de energia, com uma área de superfície maior do trocador de calor. Outra solução prática é o aquecimento da água para limpeza com o calor residual dos compressores de ar. A GEA teve que minimizar a quantidade de vapor de forma que pudesse ser usado o gerador elétrico de vapor alimentado por energia verde. “Tradicionalmente, todo o calor é fornecido acima de 100°C usando vapor como meio na produção de bebidas”, diz Unsworth. “Mas questionamos isso. Agora, apenas uma fração do calor está exigindo vapor, que é usado para esterilização”.
“Ao explorar o princípio do trocador de calor para o efeito máximo, obtivemos ganhos incríveis na reutilização e isso limitando a enorme quantidade de energia desperdiçada no vapor não utilizado”.
Andy Joynson
Ex misturador-chefe, innocent
Capítulo três: energia de upcycling
Todos nós sabemos sobre como reciclar o lixo doméstico, reutilizando-o e reaproveitando-o. Mas como funciona com energia? A solução são as bombas de calor, os heróis do terceiro capítulo da história de otimização de energia da innocent. Com sua ajuda, a energia usada na produção de suco - especificamente o calor residual do sistema de resfriamento - pode ser recirculada em um circuito fechado. No design da GEA para a innocent, ele estará situado na junção entre os circuitos de temperatura de 65°C e 90°C. Sempre que os processos de aquecimento exigem temperaturas acima de 100°C, as caldeiras elétricas aumentam a temperatura. Assim como as bombas de calor, essas também requerem energia para funcionar.
O que parece um final de conto de fadas para o processo de design não tem nada a ver com mágica. Essas são as recompensas não apenas de desnudar as etapas e parâmetros do processo, mas também de estimular um ao outro para criar coisas novas e melhores. Tanto a GEA quanto a innocent se beneficiaram ao pôr em causa o convencional. Embora a innocent queira uma fábrica neutra para o clima, não tem ilusões sobre as necessidades de energia da produção industrial.
Capítulo quatro: geração de energia verde independente
Isso nos leva ao capítulo quatro e à decisão da innocent de gerar sua própria energia usando painéis solares e grandes turbinas eólicas ao norte e ao sul da unidade. A empresa sentiu que era importante não usufruir do fornecimento de serviços públicos locais ou gastar a capacidade da rede. Em vez disso, o misturador será autossuficiente, com a força de trabalho criando tudo o que precisa para a produção.
Em uma prévia do que o futuro reserva, Andy Joynson explica que a localização da fábrica no Porto de Rotterdam significará que as bebidas da innocent não viajarão mais muitos quilômetros por estrada - eliminando assim toneladas de gases de efeito estufa. Como o suco de laranja ainda precisa ser transportado por terra, a innocent está trabalhando para no futuro carregá-lo em uma frota dos primeiros caminhões elétricos de 50 toneladas brutas e zero emissões do mundo.
Economizar água com limões e mais ideias inovadoras
Reduzir as emissões de dióxido de carbono exige comprometimento. Para garantir que o misturador seja projetado para ser verdadeiramente sustentável, a GEA também aplicou sua abordagem micro-macro ao consumo de água e geração de resíduos na produção de suco. De acordo com Franz-Josef Helms, cuja equipe também investigou cada etapa desse processo: “Fizemos a maior redução no consumo com um sistema CIP incomum que minimiza a área de superfície de limpeza necessária, mas também aproveita a tecnologia pioneira do Fluidor para limpar canos com um tornado de ar em vez de água. A adaptação do sistema Fluivac permite que a innocent recupere 98 por cento do suco da tubulação do processo”.
Um exemplo de pensamento sustentável que Helms destaca é “o uso de suco de limão em vez de água como um líquido de limpeza de selagem natural, porque o baixo valor de pH evita o desenvolvimento de bactérias”. Ao instalar condensadores, a innocent consumirá 45% menos água do que o estimado no estudo de design original. A GEA deu um passo adiante com o sistema Fluivac, adaptando-o ao sistema GEA CIP. A combinação de ambos reduz drasticamente o consumo de água. Onde há vontade, há um caminho.
Inspirando mudanças mais amplas
Andy Joynson diz com um piscar de olhos: “Eu tiro meu chapéu para a GEA porque eles estiveram ao nosso lado durante toda essa jornada e ajudaram a desafiar as abordagens de design convencionais. Todos os pequenos detalhes se juntam para um grande sucesso” .
