Uma abordagem SEnS-ible para o uso de energia na produção de queijo
11 Apr 2023
Muçarela! É um dos queijos mais populares do mundo, relativamente baixo em gordura e calorias, e por isso é uma opção mais saudável do que muitos outros queijos. Sendo ótimo para gratinar e assar, tem conferido todo o sabor a pizzas, pratos de massa e produtos de panificação em todo o mundo. A muçarela também contém probióticos como as bactérias Lactobacillus casei e Lactobacillus fermentum. Como não gostar?
Ao saborear aquela deliciosa pizza, é fácil esquecer que uma fábrica e uma equipe apaixonada de especialistas em algum lugar do mundo foram os responsáveis pela criação de sua cobertura de queijo de dar água na boca. Quando um importante produtor de queijo e laticínios construiu uma fábrica de última geração no norte da Europa - dedicada à produção de muçarela para o mercado de pizza - as Soluções de Energia Sustentáveis (SEnS) exclusivas da GEA foram implantadas já na fase de design. A finalidade foi especificamente a ajudar o processador de alimentos a reduzir sua pegada energética e seus custos operacionais, melhorando ao mesmo tempo a produtividade.
A GEA está na vanguarda das soluções tecnológicas para a indústria de laticínios. O processamento, a produção de calor e o resfriamento respondem por aproximadamente 60% dos custos de energia e, em alguns casos, até mais, portanto, reduzir esses custos é um grande impulsionador para os queijeiros.
Caldeiras sem vapor
A abordagem holística das SEnS revoluciona a integração de processos e utilitários. A implementação de soluções de aquecimento e resfriamento energeticamente eficientes para a fábrica de queijo permitiu à empresa abandonar uma caldeira a gás, passando do vapor para a água quente, e reduzir, assim, as emissões de CO2 O ponto de partida foi muito simples, diz o Gerente de Vendas da GEA Heating & Refrigeration, Peter Kuiper: "Como converter leite em muçarela da maneira mais sustentável e eficiente possível"?
É tudo uma questão de integração inteligente entre as demandas do processo e os requisitos de aquecimento e resfriamento. Ganhar esta visão holística levou à decisão de incluir uma bomba de calor adicional nos planos, logo desde o início. Ela converte o calor liberado do processo de resfriamento em água quente a 90°C. Mais do que suficiente para a pasteurização, que ocorre a uma temperatura mínima do produto de 76°C. Qualquer fábrica de alimentos ou bebidas pode se beneficiar do uso de bombas de calor”.- Peter Kuiper, Gerente de Vendas da GEA Heating & Refrigeration
- Peter Kuiper, Gerente de Vendas da GEA Heating & Refrigeration
Algumas das maiores demandas de calor são para processos que utilizam caldeiras para pasteurizar produtos, que são depois resfriados novamente em uma planta de refrigeração. O resultado pode ser um enorme gasto de energia. Nossa equipe de SEnS aconselhou nosso cliente que em tal situação o calor residual pode ser reutilizado e transormado no processo de forma circular utilizando bombas de calor, tornando a antiga caldeira geradora de vapor obsoleta.
A equipe de Peter Kuiper é extremamente bem versada na instalação desses sistemas de água gelada, com dezenas deles em seu portfólio para fábricas de queijo e muitas outras indústrias. As duas equipes de engenheiros trabalharam juntas, compartilhando as melhores práticas e conhecimentos. Sem a participação de empresas contratadas ou outros intermediários, a comunicação foi clara e os planos foram colocados em ação sem muita demora.
“Eles realmente queriam um fornecedor com experiência tanto em refrigeração quanto em processos e, é claro, foi aí que entramos. Temos todos os nossos especialistas em um único lugar e, embora possamos trabalhar com consultores (e temos frequentemente), foi extremamente benéfico aqui ter contato direto com a própria equipe do cliente, para que pudéssemos colaborar e inovar juntos e garantir o melhor resultado”.- Peter Kuiper, Gerente de Vendas na GEA Heating & Refrigeration
- Peter Kuiper, Gerente de Vendas na GEA Heating & Refrigeration
Uma abordagem SEnS-ible para o uso de energia
Nossa planta integrada de aquecimento e resfriamento tem vários compressores de resfriamento e duas bombas de calor - cada uma com uma capacidade de 2,5 megawatts. O calor gerado pelo resfriamento do leite a 4°C é reaproveitado no processo de pasteurização.
É evidente que investir na sustentabilidade e na eficiência energética é benéfico. No entanto, os parceiros devem estar dispostos a adotar uma abordagem integrada ao processo de produção e aos requisitos energéticos. É claro que uma empresa deve sempre ponderar qual investimento oferece o retorno mais rápido, mas com o apoio das SEnS uma planta pode ser montada da melhor maneira possível, levando em conta a eficiência energética, a emissão de CO2 e o custo do TCO.
A mudança de uma caldeira movida a combustível fóssil para bombas de calor garante o uso eficiente do calor residual para a produção de queijo. Com os preços atuais da eletricidade em alta, o tempo de retorno é mais rápido do que nunca - às vezes até mais rápido do que o tempo necessário para a própria instalação!
Soluções sustentáveis
As SEnS oferecem uma abordagem em três etapas para a sustentabilidade da indústria de laticínios: reduzir, reutilizar e transformar em termos de energia, água e fluxos residuais. A primeira é utilizar equipamentos com a mais alta eficiência como centrífugas de acionamento direto, motores IE4 com inversores de frequência para bombas e compressores e otimizar processos para minimizar o uso de energia, reconsiderando as temperaturas necessárias tanto na parte fria na parte quente.
A segunda etapa consiste em reutilizar a energia estratificando o máximo possível os fluxos quentes e frios diretamente uns contra os outros. Por exemplo, o calor no soro de leite gerado durante a fabricação do queijo pode ser utilizado para pré-aquecer o leite cru antes da pasteurização. Outro grande fluxo de energia a ser reutilizado é o calor liberado da planta de resfriamento que antes era lançado na atmosfera.
A transformação eleva o calor reutilizado da planta de resfriamento de um nível de 35°C para temperaturas de 90°C, para que possa ser aplicado novamente no processo de produção a um nível de temperatura mais alto. Este é o tipo de trabalho para o qual uma bomba de calor é perfeitamente adequada.
A maioria das aplicações de processamento de alimentos exige o resfriamento em algum ponto do processo, mas também tem requisitos significativos de calor para operações como lavagem e limpeza Cleaning in Place (CIP). A reutilização e transformação da energia residual diminui o calor requerido de outras fontes, normalmente uma caldeira - que, em muitas situações, pode eventualmente ser totalmente eliminada - e isso melhora significativamente a eficiência e a sustentabilidade do processo como um todo.
Amônia amiga do ambiente
Nós recomendamos o uso de tecnologia de resfriamento projetada em torno de refrigerantes naturais, especialmente a amônia, para auxiliar no cumprimento das metas ambientais de eliminação gradual do uso de gases fluorados (gases F) – e para ajudar a reduzir as emissões lançadas na nossa atmosfera.
Nossas soluções de aquecimento e resfriamento estão ajudando as empresas a mudar para refrigerantes naturais para atender às regulamentações cada vez mais rígidas sobre gases de resfriamento, a fim de reduzir as emissões de gases de efeito estufa (Protocolo de Kyoto) e proteger a camada de ozônio (Protocolo de Montreal) descontinuando o uso de gases fluorados. A amônia é o refrigerante natural, que está substituindo fácil e rapidamente aqueles que estão sendo restritos ou eliminados. Ela existe há quase 150 anos, mas é ao mesmo tempo um refrigerante muito moderno.
Outra grande vantagem da amônia é que ela pode ser usada para aquecimento e resfriamento de baixo custo, graças às suas propriedades termodinâmicas. Um sistema que funciona com amônia durará normalmente 20 anos ou mais, portanto, a longevidade não é um problema. A amônia como material também é uma solução sustentável.
A colaboração é fundamental
A tecnologia comprovada de aquecimento e resfriamento pode ser customizada para fornecer soluções inovadoras que sejam suficientemente robustas para se adaptar a um amplo leque de aplicações, desde 45 graus negativos a 95 graus positivos, o maior do setor, ideal para o processo de pasteurização em um laticínio. As instalações de água gelada da GEA têm coberto muitas aplicações diferentes, incluindo queijo, leite em pó, leite em pó de cabra, iogurte, sorvete e muito mais.
Basicamente, qualquer tipo de fábrica de alimentos ou bebidas pode reduzir seus custos de energia instalando uma bomba de calor. Como explica Peter Kuiper: "As fábricas sempre precisam de resfriamento quando têm uma secadora por pulverização ou um pasteurizador - e quando trazemos a bomba de calor que lhes poupa muitos custos operacionais. Fazemos dele um processo circular, em cascata e com reutilização dos recursos energéticos.
"A GEA está muito próxima de um grande número de clientes, não apenas no setor lácteo, mas também no de alimentos e bebidas em geral. Mas ainda há um enorme potencial lá fora para que muitas mais fábricas passem do vapor para a água quente e utilizem esta tecnologia de bombas de calor que economizam energia, a fim de que possam reduzir as emissões e economizar dinheiro a curto e longo prazo".
É nosso objetivo colaborar com os clientes e aconselhá-los sobre como podemos trabalhar juntos para construir uma economia mais circular. Ser capaz de reutilizar e estratificar a energia no processo de produção é um modo fenomenal de seguir o nosso lema ‘engineer for a better world’. Um futuro sustentável requer uma maneira diferente de pensar hoje.
Soluções de engenharia sustentável
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