7 do 9 marca 2017 – zarezerwuj czas.
Zapraszamy na stoisko firmy ENRECO na targach Food Tech 2017, które odbędą się między 7 a 9 marca w centrum wystawienniczym Ptak w Nadarzynie pod Warszawą.
Na naszym stoisku będzie można zobaczyć Pompę Ciepła na czynnik R744 (CO2). Naładowaną czynnikiem i gotową do działania. Niezwykle wydajną i jednocześnie prostą w instalacji i obsłudze.
Nasza firma to przede wszystkim inżynieria chłodnicza i pomp ciepła: projektowanie, consulting, audyty.
Branża spożywcza przeżywa coraz szybsze zmiany. Drastyczne zamknięcie rynków wschodnich zmusza do przejścia praktycznie tylko i wyłącznie na rynek wewnętrzny i rynki zachodnie. To wymusza zmiany. Zmiany i adaptację albo śmierć. Mimo iż jeszcze relatywnie niewiele pieczywa eksportuje się z Polski to na zasadzie naczyń połączonych odczuwa je także i branża piekarnicza. Po tym pozornie pesymistycznym wstępie można by przypuszczać, że autor niniejszego artykułu widzi lub wróży kryzys. Na szczęście jest odwrotnie. Zapotrzebowanie na dobre pieczywo z Polski nieustannie rośnie. Zmianom, a raczej adaptacjom ulega także technologia. Jeszcze do niedawna brzydkie słowo „oszczędność” nabiera bardziej charakteru optymalizacji produkcji. Optymalizacja jest obecna na każdym etapie od pozyskania składników aż po talerz końcowego odbiorcy produktu. Należy produkować wydajniej, nie tracąc na jakości lub nawet ją zwiększać. Schładzanie w produkcji pieczywa jest jednym z rozwiązań, które pomoże w budowie nowoczesnego i biznesowo opłacalnego zakładu produkcyjnego.
Poniżej przedstawiono schematycznie główne etapy produkcji chleba. Niniejszy artykuł będzie opowiadał o niewielkim bardzo elemencie całego procesu: schładzanie (zaznaczone na zielono), które może pojawiać się w procesie produkcji kilkukrotnie.
Tabela 1. technologia produkcji pieczywa
Schładzanie w produkcji pieczywa w zależności od temperatury może odbywać się na dwa sposoby:
Poniżej przedstawiono schematycznie typowy, spotykany w znacznej większości przypadków układ chłodniczy.
Rysunek 1. obieg chłodniczy
Aby Państwa produkt – czyli chleb był najwyższej jakości oraz w odpowiedniej cenie ważne jest aby każdy element z powyższego schematu był wysokiej klasy oraz odpowiednio pracował z resztą układu.
Każdy z etapów oznaczonych na schemacie 1 może, ale nie musi występować w procesie produkcji.
Pomysł na schładzanie w produkcji pieczywa przed garowaniem – czyli opóźniony rozrost jest w Polsce relatywnie nowy. Schładzanie odbywa się w komorze o budowie podobnej do komory szokowej, czyli z wymuszonym przepływem powietrza, nakierowanym w taki sposób aby przepływało ono równomiernie przez wózki z ciastem. Jak napisano wcześniej każdy proces we współczesnej piekarni należy usprawniać, sprawiać, że jest bardziej wydajny i oszczędny. W przypadku instalacji chłodniczej oszczędność można realizować na dwa sposoby:
Nie w pełnym wymiarze obydwie te metody można zastosować jednocześnie. A co równie ważne nie każda z nich nawet jeśli skuteczna technologicznie będzie opłacalna finansowo.
Aby zdecydować którą z powyższych metod zastosować należy najpierw rozważyć potencjalne zapotrzebowanie na energię w skali całego zakładu.
W piekarni zużywa się energię w postaci energii elektrycznej, gazu i ciepła. Energia odpadowa z instalacji chłodniczej występuje tylko w postaci ciepła. Energię cieplną odzyskuje się już dziś także z pieców. Odzyskuje się jej bardzo duże ilości i to w temperaturach bardzo przydatnych dla przemysłu. Wodę można ogrzać z łatwością do 90°C.
Jaka jest energia odzyskana z chłodnictwa?
20% ciepła odzyskanego z układu chłodniczego pozwala ogrzać wodę do 65°C. Pozostałe 80% pozwala zaś ogrzać wodę do 30°C. To niestety oznacza, że na tle ciepła odzyskanego z pieców jest jego bardzo mało i jest w temperaturach mało przydatnych do wykorzystania (ewentualnie cwu lub ogrzewanie budynku).
Wnioskować więc można, że na dzień dzisiejszy w większości instalacji chłodniczych w celu optymalizacji kosztów należy starać się zmniejszać ilość energii elektrycznej pobieranej niż starać się odzyskać to co już włożono.
Do powyższych rozważań założono czas zwrotu inwestycji w oszczędność energii poniżej 4 lat, oraz wielkość instalacji chłodniczej ograniczoną do garowania – bez dużych chłodni o mocach powyżej 100 kW.
Podstawowym pytaniem na jakie należy odpowiedzieć jest to jaki czynnik chłodniczy należy zastosować;
W doborze czynnika musi pomóc wykwalifikowany projektant. Jako perspektywiczne uważa się czynniki naturalne. Szczególnie, że niektóre z nich mają bardzo wysoką sprawność (taką jak dawno wycofany R22).
Wymagana najniższa temperatura podczas opóźniania rozrostu to zazwyczaj -20°C. Najwyższa obliczeniowa temperatura otoczenia do którego oddajemy ciepło to około 30 do 35°C. Różnicę temperatur przestawiono schematycznie poniżej.
Rysunek 2. temperatury w układzie chłodniczym
Im różnica temperatur (A+B+C) jest mniejsza tym mniej energii elektrycznej będzie zużywać instalacja chłodnicza. To oznacza często konieczność większej inwestycji w chłodnicę powietrza (A) oraz skraplacz (B). Taka inwestycja jednak zazwyczaj się zwraca w okresie znacznie poniżej 4 lat. To znaczy dopłata z tytułu bardziej wydajnego urządzenia kompensuje się w zmniejszonym zużyciu energii.
Poniżej przedstawiono różnicę w zużyciu energii.
Moc chłodnicza: 10 kW
Czynnik chłodniczy: R404A
Ta: +45°C (temp. zewnętrzna +30°C)
Tc: -32°C (temp. w komorze -20°C)
Roczne zużycie energii elektrycznej: 8,11 kW x 10h/dobę x 300 dni = 24 330 kWh/rok
Moc chłodnicza: 10 kW
Czynnik chłodniczy: R404A
Ta: +37°C (temp. zewnętrzna +30°C)
Tc: -26°C (temp. w komorze -20°C)
Roczne zużycie energii elektrycznej: 5,55 kW x 10h/dobę x 300 dni = 16 650 kWh/rok
Moc chłodnicza: 10 kW
Czynnik chłodniczy: R290 (propan)
Ta: +37°C (temp. zewnętrzna +30°C)
Tc: -26°C (temp. w komorze -20°C)
Roczne zużycie energii elektrycznej: 4,25 kW x 10h/dobę x 300 dni = 12 750 kWh/rok
Różnica: 11 580 kWh x 0,35pln/kWh = 4 053 pln/rok a to prawie 50% kosztów w stosunku do układu nazwijmy go najprostszym.
Przy urządzeniach większych proporcje pozostają te same.
Zaletą takiego „przewymiarowania” wymienników jest także fakt, że w przypadku warunków ekstremalnych, np.: szczególnie wysokich temperatur zewnętrznych, zapylenia lub innych podobnych urządzenie nadal będzie pracowało poprawnie. Kolejna zaleta to mniejsza ususzka przechowywanego produktu.
Inną metodą na zmniejszenie zużycia energii jest odpowiednie dobranie mocy sprężarki do mocy wymaganej przez urządzenie chłodnicze. Standardowo sprężarki produkowane są w pewnych znamionowych mocach. Rzadko idealnie dopasowanych do unikalnego zapotrzebowania procesu technologicznego klienta. Rozwiązaniem jest zastosowanie falownika, który płynnie steruje wydajnością sprężarki dopasowując ją precyzyjnie do chwilowego zapotrzebowania. To daje ostatecznie mniejsze zużycie energii i co nie mniej istotne precyzyjne sterowanie temperaturą nie tylko w całej objętości komory, ale także nawiewanego powietrza.
Inne istotne nie tylko dla jakości chłodzonego towaru ale także dla zużycia energii czynniki na które mamy wpływ to: przepływ powietrza przez towar, kształt kanałów nawiewnych, czas otwarcia drzwi, lokalizacja komory chłodniczej, dobranie elementów automatyki instalacji chłodniczej, umiejscowienie agregatu chłodniczego.
Czynnikami na który wpływ mamy ograniczony są: temperatura początkowa, końcowa i wilgotność chłodzonego towaru.
Powyżej wymienione rozwiązania to tylko dwa z wielu wymogów, które należy spełnić aby urządzenie chłodnicze tak jak i każdy proces technologiczny w piekarni nie tylko istniało, ale jeszcze było wydajne i skuteczne.
Powyższe uwagi dotyczą tak samo opóźnionego rozrostu jak i przechowywania w warunkach chłodniczych.
Zmiany technologiczne zachodzące w branży piekarskiej (mniej cukierniczej) przypominają te z lat ubiegłych z branż produkcji owoców lub mięsnej. Zmiany gospodarcze jak i chęć rozwoju popychają do zwiększenia zaawansowania technologicznego, skali i intensywności produkcji. Nie wystarcza już aby właściciel piekarni znał się jedynie na pieczeniu chleba (nawet najlepszego). Powoli musi wiedzieć także co kryje się wewnątrz urządzeń, których ma na zakładzie coraz więcej. Ma to znaczenie tak dla jakości produktu jak i wyniku finansowego. Ostatecznie ma znaczenie dla przyszłości jego firmy.
Dla Przegląd Piekarski i Cukierniczy
Maurycy Szwajkajzer
W branży chłodniczej są czynności, których nie należy robić: łączyć rur calowych z metrycznymi, obniżać zbyt szybko temperaturę w mroźniach podczas uruchomienia, malować grubo farbą ciasno pasowanych elementów. Takie przykłady można mnożyć bez końca.
Oczywiście wykonanie tych czynności jest możliwe, ale pochłania nieproporcjonalnie dużo roboczogodzin, wymaga nieprofesjonalnych metod i ostatecznie daje słabe wyniki. Branża chłodnicza jest pełna takich przykładów. Należy je potraktować jako metaforę. W chłodnictwie łączymy to przy czym pracuje się siłą z tym nad czym pracuje się ostrożnie i z wyczuciem. Wbrew pozorom ten typ działania nie zaczyna się w momencie rozpoczęcia budowy. Rozpoczyna się on już w momencie przyjęcia zapytania od klienta. Można powiedzieć, że wydaje się miliony w monetach jednozłotowych. Ten kto lepiej opanuje łączenie zgrubnych elementów z drobnymi ten wygrywa. Jest wiele sposobów podziału etapów procesu inwestycyjnego. W tabeli 1. przedstawiono jeden z nich – specyficzny dla chłodnictwa. Jak widać poza pracą instalatorską w procesie inwestycyjnym jest wiele etapów wymagających pracy inżyniera, w tym także projektowanie instalacji chłodniczych. Od tego jak dobrze potrafi my je wykonać sami lub jak wykona je firma, której je powierzymy, zależy sukces lub porażka obu stron – klienta i oferenta.
Głównym zadaniem inżynierskim stojącym przed klientem jest odpowiednio precyzyjne określenie swojej potrzeby i przygotowanie materiałów, które pozwolą porównać oferty. Odpowiednio przygotowane zapytanie powinno zawierać:
Zlecenie przez inwestora „nie technologicznego” dokumentacji przetargowej na zewnątrz zapewnia zamawiającemu dostęp do aktualnych technologii i znajomości przepisów, a jednocześnie nie wymaga tworzenia nowych działów technicznych.
Niestety, często klient w poszukiwaniu oszczędności lub wykonując jedynie „przymiarkę do inwestycji”, omija przygotowanie do zapytania. W efekcie dostaje bardzo różne oferty i brak realnej możliwości oszacowania kosztów – nie mówiąc już o podstawach do decyzji na temat technologii. Oczywiście brak specyficznej technicznej wiedzy u klienta na temat chłodnictwa nie musi być czymś złym. Jak autor pisał we wcześniejszym artykule na temat outsourcingu, klient „nie technologiczny” może z powodzeniem zlecić stworzenie dokumentacji przetargowej na zewnątrz. Takie podejście zapewnia zamawiającemu dostęp do aktualnych technologii i znajomości przepisów, a jednocześnie nie wymaga tworzenia nowych działów technicznych. W przypadku, gdy praca do wykonania nie jest nową budową należy zacząć od audytu, który precyzyjnie ustali stan aktualny. Z drugiej strony, główne zadanie inżynierskie wykonawcy to odpowiednie zaprojektowanie instalacji, gdy przetarg już został wygrany. W tym momencie weryfikowane są założenia z oferty.
Przed przystąpieniem do budowy należy przygotować przynajmniej:
Poprawnie wykonane dokumenty są bazą,
z którą może pracować kierownik robót i – co nie mniej ważne – zapewniają nam na placu budowy dostęp do odpowiednich stref w odpowiednim czasie. A wiemy, że instalacja chłodnicza często jest budowana jako ostatnia. Przesunięcia w terminach wszystkich poprzednich wykonawców zbiegają się dokładnie w czasie naszych prac. Na podstawie odpowiednio napisanej dokumentacji, odbiór UDT jest znacznie mniej skomplikowany. Nie warto wspominać jakie są konsekwencje niepoprawnie przygotowanych dokumentów wymienionych powyżej.
W Polsce, pod względem podejścia do sposobu realizacji inwestycji, istnieją niejako dwa światy. Jeden, w którym z większym lub mniejszym sukcesem zachowuje się ścieżkę opisaną w tabeli 1. (potrzeba biznesowa – projekt – zapytanie – realizacja) i drugi, w którym w poszukiwaniu oszczędności lub pozornego uproszczenia realizacji odrzuca się wszystko, co nie jest częścią fizyczną inwestycji (potrzeba biznesowa – zapytanie – realizacja).
Z obserwacji autora wynika, iż w pierwszej grupie znajdują się przede wszystkim klienci i dostawcy instalacji z zagranicy. W drugiej klienci i dostawcy Polscy. Grupy te w bardzo nieznacznym stopniu się mieszają. Tymczasem wejście na wyższy standard przygotowania i obsługi klienta pod względem dokumentacji pozwoli Polskim firmom walczyć jak równy z równym z międzynarodowymi korporacjami nie tylko w Polsce, ale może i za granicą. Oczywiście opinia powyżej nie jest regułą. Na odpowiednim podejściu projektowym i organizacyjnym wiele zyskać może tak klient, jak i instalator
Ile to kosztuje? Istnieje wiele metod wyceny prac inżynierskich, w tym projektowych – w naszej branży najczęściej stosowana jest wskaźnikowa i wartościowa.
Metoda wskaźnikowa wynika z doświadczenia i ogólnie stosowanych praktyk. Wyraża się w % wartości danej części inwestycji w stosunku do całości. Projekt chłodniczy zawierający:
ale już bez projektu centrali lub nadzoru autorskiego budowy jest wart między 1 a 3% całości.
Metoda wartościowa polega na oszacowaniu czasu pracy projektanta i pomnożeniu go przez koszt roboczogodziny, któ- ra zawiera wszystkie koszty – także dodatkowe (biuro, dojazd itd.). Zwykle roboczogodzina pracy projektanta to między 120 a 180 zł. Przygotowanie projektu instalacji chłodniczej o wartości 1 000 000 zł. trwa około 2 tygodni dla dwóch osób:
2 x 5 x 8 x 2 = 160 h
160 h x 150 pln/h = 24 000 zł
Wydruki (3 egzemplarze) = 1500 zł
Razem: 25 500 zł, czyli 2,5 % wartości inwestycji
Czy jest to dużo, czy mało, należy rozpatrywać w kategorii tego, co kompletna dokumentacja może dać każdej ze stron. Czy klient jest w stanie dzięki odpowiednio przygotowanej dokumentacji wynegocjować cenę obniżoną o więcej niż 2,5%? Czy instalator dzięki odpowiedniemu podejściu formalnemu jest w stanie w ogóle startować w przetargu, a potem ograniczyć czas obecności na budowie, kupić precyzyjnie materiały, lub sprostać wymaganiom klienta, proponując innowacyjną technologię, która spełnia wymagania małego zużycia energii i ekologii? Odpowiedź na to pytanie czytelnik na pewno zna.
W zakres pracy biura projektowego mogą wchodzić także:
Podsumowując, na odpowiednim podejściu projektowym i organizacyjnym wiele zyskać może tak klient, jak i instalator. Każda ze stron ma swoje obowiązki i wymagania. Klient powinien ograniczyć czas instalatora poświęcony pomiarom i analizom na obiekcie. Z drugiej strony, ma prawo wymagać precyzyjnej i innowacyjnej oferty. Oferent ma za zadanie skupić się na ofertowaniu technologii nowoczesnej i powinien dostać w tym celu odpowiednie materiały. Takie podejście pozwoli każdej ze stron robić to, w czym jest najlepsza i pozostać przy starych przysłowiach: „płacę i wymagam” oraz „praca i płaca”.
Dla Chłodnictwo & Klimatyzacja
Maurycy Szwajkajzer
