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碳中和道路上的助力者——克朗斯攜手 Ustersbacher 啤酒廠打造可持續(xù)發(fā)展的典范
來(lái)源: 克朗斯(Krones)集團(tuán)作者: 克朗斯(Krones)集團(tuán)時(shí)間:2021-09-25 09:47:16點(diǎn)擊:1623

2020 年 9 月 22 日, 在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上, 中國(guó)首次向世界宣布中國(guó)碳達(dá)峰與碳中和的愿景——二氧化碳排放力爭(zhēng)于 2030 年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。


宣言擲地有聲, 承諾彰顯責(zé)任。 可以預(yù)見(jiàn), 實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略, 大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),將是今后企業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)。


踐行可持續(xù)發(fā)展之路,克朗斯早已身動(dòng)行遠(yuǎn)。多年來(lái),克朗斯大膽創(chuàng)新,用技術(shù)和產(chǎn)品攜手生產(chǎn)企業(yè)不斷實(shí)現(xiàn)綠色制造的夢(mèng)想,探尋經(jīng)濟(jì)收益的最大化。


啟程綠色之旅

2004 年

Ustersbacher 啤酒廠啟動(dòng) “品牌綠色之路” ,旨在打造保護(hù)環(huán)境的飲料生產(chǎn)流程。其措施包括在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中采用統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)。


2005 年

該啤酒廠安裝了第一個(gè)屋頂光伏電站,并在隨后的幾年里持續(xù)擴(kuò)建。如今,該系統(tǒng)的電力生產(chǎn)能力達(dá)到 1 兆瓦。


2010 年

該啤酒廠建立了一個(gè)以廢水為原料的試點(diǎn)沼氣廠,最初是為了降低水的 COD( 化學(xué)需氧量 )。此后,這套設(shè)備也用于發(fā)電,其目標(biāo)是能源的自給自足。


 創(chuàng)新設(shè)想 :能源自給的啤酒廠

2011 年

2011 年,克朗斯公司幫助 Ustersbacher 首次完成了能源消耗清單及測(cè)算。


“如果想要大幅度降低二氧化碳排放,遠(yuǎn)離石化能源,只有采用完整的閉環(huán)系統(tǒng)才是一條正確之路?!?/p>

——斯坦尼克 (Steinecker) Helmut Kammerloher 先生


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Ustersbacher 的管理層也同意他的觀點(diǎn)。因此,這兩家公司共同努力,使 Helmut Kammerloher 的想法逐漸成為現(xiàn)實(shí) :一個(gè)釀酒廠,始終保持較低且適宜產(chǎn)品的工藝溫度,熱能可以很容易地回收。借助一套中央蓄能系統(tǒng),大量減少石化能源的使用,同時(shí)大幅度削減峰值用量。隨后幾年,兩家公司多年的合作最終促成了Brewnomic 系統(tǒng)的誕生。該解決方案的核心任務(wù)是實(shí)現(xiàn)啤酒廠的能源獨(dú)立,通過(guò)回收利用釀造過(guò)程中的廢棄物質(zhì)來(lái)生產(chǎn)電力,實(shí)現(xiàn)自我供應(yīng),達(dá)到能源自給自足。換句話說(shuō),它的目的是將釀酒廠與發(fā)電站集于一身。


 2015 年

作為雙方合作的第一個(gè)項(xiàng)目,2015 年克朗斯對(duì)Ustersbacher 啤酒廠的糖化設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)改造。拆除了舊的煮沸鍋,安裝新的 ShakesBeer 糖化鍋以實(shí)現(xiàn)浸出糖化工藝。同時(shí),還安裝了 EquiTherm 熱能回收系統(tǒng),并將原有的熱水冷凝器改造成蒸汽冷凝器,為過(guò)濾麥汁加熱器提供熱源。在 EquiTherm 熱能回收系統(tǒng)中,通過(guò)麥汁冷卻器獲取大約 96℃的熱水,同樣存放在中央蓄能器中。借此,可以再利用作為糖化鍋的加熱能源。


“ 此后,我們的所有耗能設(shè)備幾乎都切換到低溫系統(tǒng),這樣還能減少對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的損害。唯一需要高溫的是麥汁煮沸和扎啤桶殺菌,兩者需要大約 130℃的高溫。在其它區(qū)域,所有的耗能設(shè)備都接入了中央低壓熱水蓄能器?!?/p>

——Helmut Kammerloher 先生


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核心升級(jí) :聯(lián)合供能系統(tǒng)和沼氣設(shè)備

 

2015 年

2015 年,Ustersbacher 啤酒廠決定安裝一臺(tái)熱電聯(lián)合供能系統(tǒng)(CHP)。根據(jù)克朗斯的建議,這套系統(tǒng)配置了更高溫度的單一熱流設(shè)計(jì),大約 110℃。運(yùn)行過(guò)程中, 84℃左右的熱水進(jìn)入 CHP 系統(tǒng),用來(lái)冷卻引擎,然后以 110℃的溫度流出 CHP 系統(tǒng)。如此的熱水溫度轉(zhuǎn)換帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。一方面,該系統(tǒng)可以直接將 110℃熱水供應(yīng)給所需設(shè)備,以加熱介質(zhì)。另一方面,在加熱過(guò)程中,又可以產(chǎn)生 84℃的熱水,再度回流到 CHP 系統(tǒng)作為補(bǔ)充。在低溫啤酒廠,這樣的熱水循環(huán)可以滿足大多數(shù)設(shè)備的需要。相比之下,一個(gè)常規(guī)的 CHP 系統(tǒng)通常輸送來(lái)自發(fā)電機(jī)冷卻裝置的大約 80℃的熱水,但這需要 70℃或者更低的回流溫度。實(shí)際上,啤酒廠基本不會(huì)有 70℃的排放熱水。此外,在啤酒廠中,常規(guī)的 CHP 系統(tǒng)通常利用高溫廢氣來(lái)協(xié)助加熱用水,這經(jīng)常受到負(fù)載波動(dòng)的影響。與眾不同的是,憑借特殊的循環(huán)管路設(shè)計(jì)以及較高的溫度供應(yīng)能力,Ustersbach 啤酒廠的 CHP 系統(tǒng)能夠持續(xù)提供超過(guò) 90% 的高效率。此后,克朗斯還為 Ustersbacher 啤酒廠安裝了一臺(tái)低壓蓄能器,由CHP 系統(tǒng)(目前也由沼氣設(shè)備)持續(xù)提供 110℃的熱源。借助這種級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)合, Ustersbacher 啤酒廠的 CHP 系統(tǒng)基本覆蓋了玻璃瓶生產(chǎn)線、CIP 設(shè)備和其它耗能設(shè)備的大部分熱能供應(yīng)。


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 2017 年

2017 年,Ustersbach 啤酒廠新建了糖化車間,全部采用了克朗斯斯坦尼克設(shè)備。


 “誰(shuí)擁有智能先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備,誰(shuí)就能釀造出更加優(yōu)質(zhì)的啤酒。并且我們已經(jīng)證明這并非虛言 :2020 年,我們榮獲了德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)頒發(fā)的聯(lián)邦榮譽(yù)獎(jiǎng)——巴伐利亞最佳啤酒廠?!?nbsp;

——總經(jīng)理 Stephanie Schmid 女士


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2018 年

2018 年 當(dāng) 灌 裝 設(shè) 備 改 造 納 入 日 程 時(shí),Ustersbacher 啤酒廠再次選擇了克朗斯公司作為合作伙伴 :引進(jìn)一臺(tái)新的 Modulfill HES 灌裝機(jī),能力為每小時(shí) 5.5 萬(wàn)瓶。為了實(shí)現(xiàn)更為嚴(yán)苛的安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)灌裝機(jī)還配備了一套非常高效的外部清洗裝置,一臺(tái)采用衛(wèi)生型設(shè)計(jì)的產(chǎn)品分配器,以及可以整體沖洗的皇冠蓋封蓋機(jī)和免潤(rùn)滑的升降氣缸。不論是 CIP 刷洗杯的送入還是探針與灌裝液位之間的調(diào)整,全部自動(dòng)完成。機(jī)器操作人員還可以通過(guò)觸摸屏控制產(chǎn)品用水、工藝用風(fēng)、無(wú)菌空氣、二氧化碳以及電能的消耗值。另外,這臺(tái)灌裝機(jī)還能在較高溫度下完成灌裝,以保證其能隨后并入 CHP 系統(tǒng)。


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 2019 年

作為下一項(xiàng)任務(wù),2019 年 Ustersbacher 啤酒廠以及來(lái)自斯坦尼克公司的專家開(kāi)始著手改進(jìn)原有的沼氣系統(tǒng)。根據(jù)克朗斯的建議,沼氣不僅要為 CHP 系統(tǒng)供能,還要供能給熱水鍋爐。然而當(dāng)時(shí),多余的沼氣皆被白白燃燒掉,因?yàn)槠【茝S還沒(méi)配置能夠處理和利用多余沼氣的系統(tǒng)。為此,克朗斯在基于 Botec F1 流程控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了沼氣控制系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠去除沼氣中的硫化物和殘留水分。與此同時(shí),該啤酒廠還將廢酵母排入沼氣設(shè)備,借此進(jìn)一步提高收益。


同年,克朗斯優(yōu)化了洗瓶機(jī)內(nèi)部的熱交換器,增加了流動(dòng)偏轉(zhuǎn)和引導(dǎo)對(duì)流,進(jìn)一步降低了這臺(tái)耗能設(shè)備的回流溫度。借此,可以將峰值時(shí)間的溫度從104℃降低到平均 90℃。降低回流溫度的控制也由Botec F1 完成,這同樣也改善了儲(chǔ)能單元內(nèi)的熱分層。


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2020 年

作為當(dāng)前的最后一項(xiàng)任務(wù),Ustersbacher 啤酒廠于 2020 年夏季安裝了一套克朗斯提供的二氧化碳回收裝置。這也是對(duì)可持續(xù)發(fā)展的另項(xiàng)投資 :該啤酒廠借此可以最大化利用現(xiàn)有的廢棄資源,即發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳。如果沒(méi)有回收裝置,這部分二氧化碳將作為廢氣排放到空氣中,而 Ustersbacher 啤酒廠卻因生產(chǎn)需要必須外購(gòu)工業(yè)二氧化碳。


這套設(shè)備的回收能力為每小時(shí) 300 千克二氧化碳,每年最多可以節(jié)省 800 噸二氧化碳。Ustersbacher 啤酒廠將回收的二氧化碳用于啤酒和檸檬水的灌裝。此外,二氧化碳汽化時(shí)釋放的冷卻能量被送入中央制冷單元,從而減少了制冷裝置的電能消耗。此后,制冷裝置反過(guò)來(lái)使用二氧化碳進(jìn)行二氧化碳液化,因?yàn)樵陂]環(huán)系統(tǒng)中,二氧化碳被認(rèn)為是目前最環(huán)保的制冷劑。


下一步 :在制冷系統(tǒng)中增加能量回收

Ustersbacher 啤酒廠的下一個(gè)投資項(xiàng)目將是在制冷系統(tǒng)中增加能量回收。通過(guò)提高溫度,可以降低對(duì)制冷能力的需求,這將明顯改善工廠的性能系數(shù)(COP)。當(dāng)然,這需要在更高的溫度下灌裝啤酒。通常情況下,清酒罐中成品啤酒的溫度大約為 0℃。這些啤酒在 6℃至 7℃進(jìn)行冷灌裝。為了避免周轉(zhuǎn)箱中的低溫瓶因環(huán)境濕度出現(xiàn)冷凝,必須根據(jù)情況對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)升溫處理。如果在啤酒過(guò)濾后前往常溫清酒罐的過(guò)程中,使用專門配置邏輯控制和流量計(jì)系統(tǒng)的熱交換器對(duì)啤酒進(jìn)行升溫,相應(yīng)的,水套冷卻水的溫度則從 14℃降到 6℃至 7℃。這樣,不僅可以取消暖瓶工序,而且水套冷水成為冰水,由此減少了制冷設(shè)備的負(fù)荷。


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通常情況下,啤酒廠使用 3℃至 4℃的冰水,借此對(duì)發(fā)酵罐內(nèi) 10℃至 14℃的啤酒進(jìn)行噴淋降溫。在Ustersbach 啤酒廠,對(duì)于采用下層發(fā)酵的艾爾啤酒,只需要 6℃至 8℃的冰水溫度已經(jīng)能夠滿足要求。這要?dú)w功于 EquiTherm 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的溫水平衡。通過(guò)較高的目標(biāo)溫度,可以改善制冷設(shè)備的 COP 值,減少電能消耗。


效果顯而易見(jiàn) :能源消耗大約降低 50%

“ 借助上述措施,Ustersbacher 啤酒廠進(jìn)一步落實(shí)了斯坦尼克 Brewnomic 方案的創(chuàng)意。在我看來(lái),Ustersbacher 啤酒廠就是可持續(xù)發(fā)展的典范。在某種程度上,這是因?yàn)樗臉I(yè)主家族最為看重的不是快速獲得投資回報(bào),而是生產(chǎn)的可持續(xù)性。他們?cè)敢獾却L(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間,直到投資能夠收回成本?!?/p>

——Helmut Kammerloher 先生


Ustersbacher 啤酒廠基于各種提升效率的措施,其生產(chǎn)能耗比行業(yè)內(nèi)的平均值低約 50%。


Ustersbacher 啤酒廠

Ustersbacher 是一家位于德國(guó)巴伐利亞的中型傳統(tǒng)啤酒企業(yè) , 具有四百多年的歷史。自誕生之日起,旗下 Ustersbach 啤酒產(chǎn)品皆根據(jù)巴伐利亞 1516 年的純凈法而釀造,加上原材料全部精選于巴伐利亞,產(chǎn)品質(zhì)量有口皆碑,屢獲德國(guó)質(zhì)量金獎(jiǎng),并被授予全球GGA 產(chǎn)品標(biāo)簽 ( 受保護(hù)的地理標(biāo)志 ) 和 IFS 認(rèn)證。時(shí)至今日,Ustersbacher 公司的發(fā)展愈加多元化,其生產(chǎn)的產(chǎn)品不僅包括十幾種不同的啤酒,業(yè)務(wù)還逐漸延伸到礦泉水和其他無(wú)酒精飲料領(lǐng)域。但無(wú)論時(shí)代如何變遷、消費(fèi)趨勢(shì)如何流轉(zhuǎn),“可持續(xù)發(fā)展”的經(jīng)營(yíng)理念始終印刻于 Ustersbacher 公司的前進(jìn)之途,并為之行之不渝,造就一條與眾不同的生產(chǎn)“綠色之路”。這從該企業(yè)家族逐年對(duì)能源再生利用的強(qiáng)化投資可見(jiàn)一斑。


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