101 sposobów racjonalnego gospodarowania energią w przemyśle napojowym część III – oczyszczanie ścieków, segregacja odpadów poprodukcyjnych

Dr inż. Lech Maryniak

W obecnym czasie podwyżki cen energii elektrycznej ale też i paliw są dla nas ciągłym wyzwaniem. Innym  równie mocnym wyzwaniem staje się dostępność energii elektrycznej dla odbiorców przemysłowych. Park wytwarzania oraz transmisji energii elektrycznej w kraju jest kompletnie przestarzały, co coraz częściej staje się powodem jej dostępności. Wszystkie te fakty maja niebagatelny wpływ na koszty wytwarzania dóbr konsumpcyjnych, w tym tych wytwarzanych przez przemysł spożywczy. Przemysł napojowy w warunkach krajowych, ale też europejskich jak i światowych charakteryzuje się bardzo dużą konkurencyjnością, co skłania do wdrażania innowacji. Na portalu AgroIndustry systematycznie będziemy publikować sposoby racjonalnego gospodarowania energią w przemyśle napojowym opracowane przez dr inż. Lecha Maryniaka. Zapraszamy do zapoznania się z III częścią cyklu.

Na przestrzeni ostatnich dwóch dekad zasadniczo zmieniły się standardy pakowania napojów. W naszej części Europy praktycznie zrezygnowano z używania opakowań zwrotnych na rzecz opakowań jednorazowych. Zmieniły się również formuły napojów. Wszystkie te zmiany miały i mają bardzo duży wpływ na technologie wytwarzania wspomnianych napojów. Dodając do tego powiększenie wolumenu wytwórczego wywołało to większy apatyt na media energetyczne w tym przemyśle.

Mając na uwadze powyższe fakty trzeba podjąć wyzwanie optymalizacji procesów wytwórczych w przemyśle napojowym. Na wstępie należy pokazać gdzie media energetyczne są wykorzystywane i na co należy zwrócić szczególną uwagę, żeby racjonalnie nimi gospodarować. Najważniejsza jednak wydaje się być świadomość potrzeby wprowadzania optymalizacji oraz ich wykorzystania na płaszczyźnie zarządzania operacyjnego, co będzie skutkować wdrażaniem odpowiednio proponowanych projektów.  Autor pracując w przemyśle napojowym w kraju i zagranicą pragnie podzielić się swoimi doświadczeniami z czytelnikami w celu poprawy świadomości wykorzystania energii w przemyśle napojowym, ale i też szeroko rozumianym przemyśle spożywczym. Celem artykułu jest również pokazanie możliwości oszczędzania mediów energetycznych, a w konsekwencji poprawienia konkurencyjności polskich przedsiębiorstw produkcji spożywczej.

W celu systematyzacji działań wprowadzania racjonalnego gospodarowania mediami energetycznymi w przemyśle napojowym należy podzielić przykładowy zakład produkcyjny na obszary, w których zachodzą główne operacje produkcyjne. Mając ustalony tak podział można dalej dokonać analizy zużyć tych mediów dla poszczególnych instalacji produkcyjnych i wprowadzić plan działań korygujących. Na Rys.1 przedstawiono przepływ surowców, półproduktów, wyrobów gotowych zaczynając od magazynu surowców a kończąc na magazynie wyrobów gotowych. Obszary produkcyjne zostały przedstawione, jako:

  • całkowity obszar zakładu produkcyjnego wraz ze strukturą budowlaną;
  • media produkcyjne i energetyczne – wytwarzanie;
  • ciągi procesowe – wytwarzanie produktu;
  • linie pakujące – pakowanie produktu;
  • magazyny surowców, magazyny wyrobów gotowych – składowanie;
  • oczyszczanie ścieków, segregacja odpadów po produkcyjnych – oczyszczanie, segregowanie.

Nawiązując do przedstawionych powyżej obszarów produkcyjnych należy przejść dalej do opisu sposobów racjonalnego gospodarowania mediami energetycznymi w przykładowym zakładzie produkującym napoje. Możliwości wprowadzania zmian poprawy wykorzystania mediów energetycznych w takim zakładzie autor zebrał w sposób tabelaryczny. W tabelach przedstawiono takie informacyjne jak:

  • obszary produkcyjne przykładowego zakładu produkcji napojów, gdzie zmiany wykorzystania mediów energetycznych miałyby następować;
  • zwięzły opis sposobów poprawy wykorzystania mediów energetycznych w procesach produkcyjnych;
  • procentowe oszczędności jaki będą dawać wprowadzone sposoby racjonalnej gospodarki mediami energetycznymi w stosunku do tradycyjnych rozwiązań, bądź nie wprowadzenia zmian;
  • zakresy pieniężne inwestycji scharakteryzowane jako :
    • niski do 50 tysięcy PLN;
    • średni w zakresie od 50 tysięcy do 500 tysięcy PLN;
    • wysoki powyżej 500 tysięcy PLN;
  • zwroty z inwestycji, obliczone w sposób prosty jako stosunek zysków z inwestycji do wartości inwestycji.

Przechodząc szczegółowo do opisów racjonalnego gospodarowania mediami energetycznymi w zakładzie produkcji napojów należy przedstawić następujące obszary:

 

Oczyszczanie ścieków, segregacja odpadów poprodukcyjnych

 Jest to obszar ważny choć w wielu przypadkach niedoceniany, traktowany jak przysłowiowa „czarna skrzynka”, to znaczy ścieki wchodzą do oczyszczalni ścieków, a z oczyszczali wychodzi woda o parametrach pozwalających dokonania zrzutu do najbliższych cieków wodnych. Tak oczywiście nie jest. Oczyszczanie ścieków jest procesem biochemicznym, wymagającym dużej staranności w jego nadzorowaniu. W procesie tym zużywane są również media energetyczne, którymi należy umiejętnie zarządzać. Fot.4 przedstawia prosty sposób oszczędzania energii elektrycznej przez zastosowanie płynnej regulacji obrotów zestawów pompowych, przepompowujących ścieki z jednej komory procesowej do drugiej. Należy dodatkowo nadmienić, że oczyszczalnia ścieków może być źródłem paliw w postaci bio-gazu, dającym dodatkowe wsparcie energetyczne dla zakładu. Szczegóły dotyczące używania biogazu w kotłowni zakładowej przedstawiono powyżej. Kluczowym elementem jest minimalizacja zużycia mediów energetycznych w procesie oczyszczania ścieków co zaprezentowano w Tab.4. Niezmiernie istotnym wyzwaniem jest ograniczanie odpadów końcowych, jeżeli takie się pojawią, powinna następować ich segregacja ze wskazaniem końcowym ich przeznaczenia.

Fot. 4. Zastaw pompowy w oczyszczalni ścieków wyposażony w płynną regulacje ich prędkości z zastosowaniem falowników VSD (Variable Frequency Drive). Zdjęcie wykonane przez autora.

Tab. 4. Przykłady racjonalnego zarządzania mediami energetycznymi oraz rozwiązania techniczne w obszarze oczyszczania ścieków i segregacji odpadów w zakładzie produkcji napojów. Źródło: Opracowanie własne. [kliknij żeby powiększyć]

Literatura dostępna w redakcji.

Udostępnij: