Constrângerile legate de energie și resurse determină adesea industriile să găsească modalități inovatoare de a obține creșteri de eficiență și de a reduce costurile operaționale. Industria produselor lactate nu face excepție – citiți în continuare pentru a descoperi cum pompele de căldură ajută companiile din sectorul alimentar să-și regândească abordarea privind gestionarea termică.

Amploarea și costurile energetice ale industriei lactate europene
Uniunea Europeană este o forță mondială în producția de produse lactate. Conform datelor recente ale Eurostat, UE a produs o cantitate impresionantă de 161,8 milioane de tone de lapte crud în 2024. Transformarea acestui lapte crud în produsele de consum sigure și de înaltă calitate pe care le folosim zilnic, precum laptele de băut, iaurturile și brânzeturile, necesită un lanț de aprovizionare cu un consum energetic extrem de ridicat.

O cantitate uluitoare de energie utilizată pentru producția de produse lactate este dedicată proceselor termice. În instalațiile tipice de prelucrare a produselor lactate, aproximativ 70% din energia totală consumată este utilizată sub formă de căldură, furnizată în mod tradițional prin arderea combustibililor.

Având în vedere că UE urmărește atingerea neutralității climatice până în 2050, industria produselor lactate se confruntă cu o provocare critică: cum să-și decupleze procesele termice esențiale de combustibilii fosili pentru a reduce radical emisiile de carbon, fără a compromite siguranța produselor sau a crește costurile de exploatare.

Înapoi la elementele de bază: încălzirea și răcirea în producția de lapte
Călătoria de la laptele crud la produsele lactate gata de comercializare necesită un control precis și strict reglementat al temperaturii. Atât încălzirea, cât și răcirea industrială sunt fundamentale pentru siguranța produsului și durata de valabilitate:
• Răcirea inițială: Imediat după colectare la fermă, laptele crud trebuie răcit rapid la o temperatură sub 4 °C pentru a preveni dezvoltarea bacteriilor.
• Pasteurizarea: La fabrica de procesare, cel mai comun tratament termic este pasteurizarea la temperatură ridicată și durată scurtă (HTST). Aceasta necesită încălzirea laptelui la aproximativ 72 °C până la 75 °C timp de 15 secunde, urmată de o răcire imediată și rapidă până la o temperatură sub 7 °C.
• Tratamente termice avansate: Pentru a prelungi durata de valabilitate sau pentru laptele tratat la temperatură ultraînaltă (UHT), produsul este supus unei încălziri scurte și intense la temperaturi cuprinse între 135 °C și 140 °C, înainte de răcirea rapidă.

În mod tradițional, aceste temperaturi extreme necesare sunt gestionate de sisteme complet separate. Fabricile de procesare se bazează de obicei pe cazane alimentate cu combustibili fosili (de obicei gaz natural) pentru a genera abur sau apă caldă pentru încălzire, precum și pe răcitoare electrice independente pentru a furniza apa rece necesară răcirii.

Această abordare disociată este inerent ineficientă; răcitorul elimină căldura din lapte și o aruncă în atmosferă sub formă de deșeu, în timp ce cazanul arde simultan combustibili fosili pentru a genera căldură nouă.

Avantajul pompei de căldură: transformarea deșeurilor în resurse
Pentru a îndeplini obiectivele de sustenabilitate și eficiență, sectorul produselor lactate renunță la sistemele separate de încălzire și răcire. Soluția constă în integrare, mai precis prin adoptarea unei pompe de căldură industriale pentru reciclarea energiei termice.

O pompă de căldură este o tehnologie care funcționează pe baza unui ciclu termodinamic (evaporare, compresie, condensare și expansiune) folosind un agent frigorific specializat. În loc să ardă combustibil pentru a genera căldură de la zero, o pompă de căldură extrage căldura existentă dintr-o sursă cu temperatură scăzută, utilizează un compresor pentru a-i crește temperatura și presiunea și o furnizează sub formă de energie termică extrem de utilă.

Într-o unitate de producție lactată, pompa de căldură poate capta căldura reziduală de joasă calitate eliminată de procesul de răcire și o poate transforma pentru a furniza căldura necesară pasteurizării și spălării echipamentelor.

Avantajele adoptării sistemelor cu pompă de căldură în procesarea produselor lactate includ:
• Reduceri masive ale emisiilor de carbon: Prin înlocuirea cazanelor pe gaz cu pompe de căldură electrificate, unitățile pot reduce drastic emisiile directe de gaze cu efect de seră. Atunci când este alimentat cu energie electrică din surse regenerabile, procesul termic poate deveni practic neutru din punct de vedere al emisiilor de carbon.
• Încălzire și răcire simultane: O pompă de căldură oferă un dublu beneficiu. În timp ce acționează ca încălzitor pentru pasteurizare, „partea rece” a ciclului poate genera simultan apă cu gheață pentru a suplimenta cerințele de răcire ale unității.
• Economii semnificative de energie: Reutilizarea căldurii reziduale este mult mai eficientă decât generarea de căldură nouă. Conform studiilor de caz din industrie, integrarea pompelor de căldură pentru reciclarea căldurii în cadrul unei linii de pasteurizare poate reduce consumul de energie pentru pasteurizare cu până la 77%.
• Costuri de exploatare mai mici: Deși este necesară o investiție inițială de capital, creșterea exponențială a eficienței energetice protejează producătorii de produse lactate de volatilitatea piețelor de combustibili fosili, generând economii semnificative la costurile operaționale pe termen lung.

Realizați acest lucru corect cu un partener de încredere în gestionarea termică
Decarbonizarea producției de lapte nu mai este doar un obiectiv de mediu; este o necesitate economică. Realizarea fără probleme a acestei tranziții necesită o abordare holistică a consumului de energie al instalației.

În calitate de furnizor de prim rang de soluții și servicii de gestionare termică, Trane se află într-o poziție unică pentru a ajuta industria produselor lactate să facă față acestei schimbări. Cu experiența noastră vastă în domeniul răcitoarelor de înaltă performanță, al pompelor de căldură avansate și al sistemelor integrate de control, colaborăm cu producătorii din industria alimentară și a băuturilor pentru a le optimiza întregul ciclu de viață termic. Prin captarea căldurii reziduale și implementarea unor strategii inteligente de electrificare, Trane ajută producătorii din industria lactatelor să reducă costurile de exploatare, să diminueze amprenta de carbon și să construiască un viitor mai durabil pentru lanțul de aprovizionare alimentar.

Aflați cum un producător francez de brânzeturi a devenit mai durabil