Řešení plýtvání energií v potravinářském průmyslu

Potravinářský a nápojový průmysl je jedním z největších výrobních odvětví ve Spojeném království, a to jak z hlediska výroby, tak z hlediska vývozu. Pokroky v moderních výrobních technologiích poskytly výrobcům mnohem větší kontrolu nad jejich provozem a regulace teploty – jak z hlediska procesu, tak chlazení zařízení – je zásadní pro dosažení konzistentního výstupu. Často to však něco stojí.

V době, kdy nad sektorem výroby potravin a nápojů přetrvává stín legislativy týkající se spotřeby energie, Brent Hall, technický manažer společnosti ICS Cool Energy, nastiňuje, jak by účinnost chladicích systémů mohla být klíčem k dosažení úspor nařízených Evropskou unií.

Kolem chlazení v aplikacích zpracování potravin často panuje mylná představa. I když to někteří mohou považovat za nutné zlo, vzhledem k tomu, že spotřebovává velké množství energie, je přesto nedílnou součástí téměř všech aplikací v celém odvětví.

Stejně jako v mnoha jiných tržních odvětvích britské ekonomiky podléhá úroveň spotřeby energie v potravinářském průmyslu přísné správě podle směrnice Evropské unie o ekodesignu. Vzhledem k tomu, že většina legislativních změn je sladěna s konkrétními skupinami výrobků, ať už se jedná o čerpadla, ventilátory nebo kompresory, existuje neustálý proud aktualizací, o kterých musí být koncoví uživatelé informováni, aby zajistili, že jejich zpracovatelský závod bude fungovat v souladu s právními předpisy EU.

I když samotný objem může být pro koncové uživatele zastrašující, pochopení důsledků a zajištění jakýchkoli upgradů nebo investic do zpracovatelského zařízení v souladu s příslušnými legislativními mandáty směrnice o ekodesignu povede ke snížení celkové spotřeby energie v lokalitě a v konečném důsledku i jejich účtů za energie.

Ponořte se do detailů
V rámci chladicího systému – ať už se jedná o chladicí jednotku nebo přímý chladicí systém – je kompresor zdaleka největším spotřebitelem energie; A pro mě je jednou z největších výzev v oblasti spotřeby energie, kterým bude potravinářský a nápojový průmysl v příštích 10 letech čelit, jak snížit spotřebu energie kompresoru, aniž by to ovlivnilo celkový výkon chladicího systému.

Dosažení tohoto cíle však není snadný proces. Základní funkcí kompresoru je pumpovat plyn z jednoho tlaku na druhý, a to vždy spotřebuje určité množství energie – to je fyzika. Proto, i když zásady komprese par zůstanou stejné, je to právě technologie kompresoru, která se musí změnit, aby bylo dosaženo vyšší cílové účinnosti stanovené ve směrnici o ekodesignu (položka 31).

Abych se vypořádal s otázkou účinnosti kompresorů v chladicích systémech, řekl bych, že potravinářský a nápojový průmysl musí společně hledat inspiraci v provozních procesech některých větších kompresorů. Například bezolejové kompresory s magnetickými ložisky nabízejí vyšší úroveň účinnosti snížením počtu pohyblivých částí, odstraněním potřeby tradičních ložisek a souvisejícího tření.
S ohledem na proměnné

Zatímco bezolejové kompresory představují jednu z potenciálních cest pro inspiraci, ve skutečnosti tato technologie ještě není široce dostupná ve velikostech potřebných pro použití v chladicích systémech. Jednou z nejdostupnějších metod zlepšení energetické účinnosti na trhu chlazení je v konečném důsledku vývoj kompresorů, které využívají optimalizované pohony s proměnnými otáčkami. Pohony s proměnnými otáčkami se staly oblíbeným řešením pro modernizaci pro omezení neefektivity v řadě motorizovaných průmyslových procesů, jako jsou čerpací systémy, a princip je stejně vhodný pro kompresory.

Mnoho kompresorů, které jsou v současné době v provozu, běží na jedné pevné rychlosti bez ohledu na poptávku a obecně dosahují koeficientu výkonu (nebo energetické účinnosti) 3 kW chlazení na 1 kW výkonu. Použití optimalizace částečného zatížení prostřednictvím pohonu s proměnnými otáčkami u spirálových a šroubových kompresorů by však mohlo provozovatelům umožnit dosáhnout poměru chlazení 4,5–5 kW na každé 1 kW výkonu: což je zlepšení přibližně o 50–60 procent.
I když, stejně jako u většiny moderních technologických pokroků, bych očekával, že náklady na materiál budou vyhnány nahoru, toto počáteční navýšení kapitálu je kopřivou, které se průmysl musí chopit.

To se vyplatí, protože zvýšené výdaje na nová zařízení budou kompenzovány snížením spotřeby energie a následně i emisí uhlíku a účtů za energii. Vzhledem k integrální roli chlazení v potravinářském sektoru by se tato úspora mohla snadno promítnout do úspor tisíců liber pro zpracovatelské závody každý rok.

Závěrečné úvahy
Celkově se zdá, že tato technologie není příliš daleko, protože je v současné době k dispozici jako volitelné doplňky pro větší elektrárny. Aby však potravinářský a nápojový průmysl realisticky dosáhl úspor nařízených EU, musí se takový pokrok stát běžnou součástí všech chladicích zařízení během příštích 10 let, ne-li dříve.

Stručně řečeno, musíme zajistit, aby pokroky v technologii větších kompresorů pokračovaly i v menších kompresorech, jako jsou ty, které používají chladicí systémy v potravinářském průmyslu. Vzhledem k množství energie, kterou tradičně spotřebovává, je chladicí technologie oprávněně pod tlakem, aby přispěla k významným úsporám energie; Planeta koneckonců není nekonečná entita a my musíme přispět svým dílem, abychom se o ni starali.