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 IV 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:
Ciągi procesowe. W tej części zakładu następuje wytwarzanie produktu. Do tego celu potrzebne są surowce produkcyjne ale również i media energetyczne. W wielu przypadkach obszar ten wymaga optymalizacji w celu osiągania właściwych wyników zużyć mediów energetycznych. Bardzo często ciągi procesowe są jedynie monitorowane pod kątem osiągania wyników ilościowych i jakościowych wytwarzanego tu produktu. Procesy zachodzące w tym obszarze zazwyczaj są traktowane jako zdefiniowane, także pod kątem zużycia mediów energetycznych. Tymczasem dokładna analiza pracy ciągów procesowych, a następnie możliwości dokonania zmian powinny prowadzić do uzyskiwania znacznych oszczędności mediów energetycznych. Przykładem takiej zmiany może być stosowanie lamp UV w procesie wytwarzania syropu prostego do dalszej produkcji napojów, zamiast klasycznej pasteryzacji. Mając zagwarantowaną na odpowiednim poziomie czystość cukru przeznaczonego do wytwarzania tego syropu opisanego parametrami jakościowymi można zrezygnować z klasycznej pasteryzacji zastępując ją lampami UV, odpowiednio do tego celu zbudowanymi. Takie przykładowe rozwiązanie dające możliwości oszczędzania do 60% energii, w porównaniu z klasycznym rozwiązaniem jakim jest pasteryzacja pokazano na Fot.5. W Tab.5 zebrano przykłady oszczędzania, ale też możliwości modernizacji maszyn i urządzeń występujących w tym obszarze.
Fot. 5. Lampy UV przeznaczone do zmniejszania ładunku mikrobiologicznego w wyprodukowanym uprzednio syropie prostym. Zdjęcie wykonane przez autora.
Tab. 5. Przykłady racjonalnego zarządzania mediami energetycznymi oraz rozwiązania techniczne w obszarze ciągów procesowych w zakładzie produkcji napojów. Źródło: Opracowanie własne.
Literatura dostępna w redakcji.
