Obmedzenia v oblasti energie a zdrojov často motivujú priemyselné odvetvia k hľadaniu inovatívnych spôsobov, ako zvýšiť efektívnosť a znížiť prevádzkové náklady. Odvetvie mliekarenskej výroby nie je výnimkou – čítajte ďalej a zistite, ako tepelné čerpadlá pomáhajú potravinárskym spoločnostiam prehodnotiť svoj prístup k riadeniu tepelnej energie.

Rozsah a energetické náklady európskeho mliekarenského priemyslu
Európska únia je globálnou veľmocou v oblasti mliekarenskej výroby. Podľa najnovších údajov Eurostatu vyprodukovala EÚ v roku 2024 impozantných 161,8 milióna ton surového mlieka. Premena tohto surového mlieka na bezpečné a vysoko kvalitné spotrebné výrobky, na ktoré sa spoliehame, ako sú pitné mlieko, jogurty a syry, si vyžaduje dodávateľský reťazec s vysokou energetickou náročnosťou.

Ohromné množstvo energie použitej na výrobu mliečnych výrobkov je určené na tepelné procesy. V typických zariadeniach na spracovanie mlieka sa približne 70 % celkovej spotrebovanej energie spotrebuje vo forme tepla, ktoré sa v minulosti získavalo spaľovaním palív.

Vzhľadom na to, že EÚ sa snaží dosiahnuť klimatickú neutralitu do roku 2050, mliekarenský priemysel čelí kľúčovej výzve: ako odpojiť svoje základné tepelné procesy od fosílnych palív, aby sa radikálne znížili emisie uhlíka bez ohrozenia bezpečnosti výrobkov alebo zvýšenia prevádzkových nákladov.

Späť k základom: Ohrievanie a chladenie pri výrobe mlieka
Cesta od surového mlieka k mliečnym výrobkom pripraveným na predaj si vyžaduje presnú a prísne regulovanú kontrolu teploty. Priemyselné vykurovanie aj chladenie sú základom bezpečnosti výrobkov a ich trvanlivosti:
• Počiatočné chladenie: Ihneď po nadojení na farme sa surové mlieko musí rýchlo ochladiť na teplotu pod 4 °C, aby sa zabránilo rastu baktérií.
• Pasterizácia: V spracovateľskom závode je najbežnejšou tepelnou úpravou pasterizácia pri vysokej teplote a krátkom čase (HTST). To vyžaduje ohrev mlieka na približne 72 °C až 75 °C po dobu 15 sekúnd, po ktorom nasleduje okamžité a rýchle ochladenie späť na teplotu pod 7 °C.
• Pokročilé tepelné úpravy: V prípade mlieka s predĺženou trvanlivosťou alebo mlieka spracovaného pri ultra vysokej teplote (UHT) sa produkt pred rýchlym ochladením vystaví krátkemu, intenzívnemu zahrievaniu na teplotu medzi 135 °C a 140 °C.

Tradične sa tieto nevyhnutné extrémne teploty riešia pomocou úplne oddelených systémov. Spracovateľské závody zvyčajne využívajú kotly spaľujúce fosílne palivá (obvykle zemný plyn) na výrobu pary alebo horúcej vody na ohrev a samostatné elektrické chladiace zariadenia na dodávku studenej vody potrebnej na chladenie

Tento nesúvislý prístup je zo svojej podstaty neefektívny; chladiaci agregát odvádza teplo z mlieka a vypúšťa ho do atmosféry ako odpad, zatiaľ čo kotol súčasne spaľuje fosílne palivá na vytvorenie nového tepla.

Výhoda tepelného čerpadla: Premena odpadu na zdroj energie
S cieľom splniť ciele v oblasti udržateľnosti a efektívnosti sa mliekarenský sektor odkláňa od oddelených systémov vykurovania a chladenia. Riešením je integrácia, konkrétne zavedenie priemyselného tepelného čerpadla na recykláciu tepelnej energie.

Tepelné čerpadlo je technológia, ktorá funguje na základe termodynamického cyklu (odparovanie, kompresia, kondenzácia a expanzia) s využitím špeciálneho chladiva. Namiesto spaľovania paliva na vytvorenie tepla od začiatku tepelné čerpadlo získava existujúce teplo z nízkoteplotného zdroja, pomocou kompresora zvyšuje jeho teplotu a tlak a dodáva ho ako vysoko využiteľnú tepelnú energiu.

V mliekarenskom závode môže tepelné čerpadlo zachytávať odpadové teplo nízkej kvality, ktoré vzniká pri procese chladenia, a zvyšovať jeho kvalitu tak, aby poskytovalo teplo potrebné na pasterizáciu a umývanie zariadení.

Medzi výhody zavedenia systémov tepelných čerpadiel v mliekarenskom priemysle patria:
• Výrazné zníženie emisií uhlíka: Nahradením plynových kotlov elektrickými tepelnými čerpadlami môžu prevádzky drasticky znížiť priame emisie skleníkových plynov. Ak je tepelný proces napájaný elektrinou z obnoviteľných zdrojov, môže sa stať prakticky uhlíkovo neutrálnym.
• Súčasné vykurovanie a chladenie: Tepelné čerpadlo poskytuje dvojitý prínos. Kým slúži ako zdroj tepla pre pasterizáciu, „studená strana“ cyklu môže súčasne vyrábať ľadovú vodu na pokrytie potrieb zariadenia v oblasti chladenia.
• Významné úspory energie: Opätovné využitie odpadového tepla je oveľa efektívnejšie ako výroba nového tepla. Podľa prípadových štúdií z odvetvia môžeintegrácia tepelných čerpadiel na recykláciu tepla v pasterizačnej linke znížiť spotrebu energie pri pasterizácii až o 77 %.
• Nižšie prevádzkové náklady: Hoci je potrebná počiatočná kapitálová investícia, exponenciálny nárast energetickej účinnosti chráni výrobcov mliečnych výrobkov pred kolísaním na trhoch s fosílnymi palivami a prináša významné dlhodobé úspory prevádzkových nákladov.

Urobte to správne s dôveryhodným partnerom v oblasti riadenia tepelnej energie
Dekarbonizácia výroby mlieka už nie je len environmentálnym cieľom; je to ekonomická nevyhnutnosť. Hladké dosiahnutie tejto transformácie si vyžaduje komplexný prístup k využívaniu energie v prevádzke.

Ako popredný poskytovateľ riešení a služieb v oblasti riadenia tepelnej energie má spoločnosť Trane jedinečnú pozíciu, aby pomohla mliekarenskému priemyslu zvládnuť túto zmenu. Vďaka našim hlbokým odborným znalostiam v oblasti vysokovýkonných chladiacich zariadení, pokročilých tepelných čerpadiel a integrovaných systémov riadenia spolupracujeme s výrobcami potravín a nápojov na optimalizácii celého ich tepelného životného cyklu. Využívaním odpadového tepla a zavádzaním inteligentných stratégií elektrifikácie pomáha spoločnosť Trane výrobcom mliečnych výrobkov znižovať prevádzkové náklady, výrazne znížiť uhlíkovú stopu a budovať udržateľnejšiu budúcnosť pre dodávateľský reťazec potravín.

Prečítajte si, ako sa francúzsky výrobca syrov stal udržateľnejším