FrieslandCampina rolmodel voor zuivelsector
‘Verdergaande elektrificatie, verbeterde efficiëntie, minder CO2-uitstoot en een rolmodel voor de zuivelsector.’ Dat waren redenen voor FrieslandCampina om samen met de Noorse ‘start up’ Olvondo de eerste stoomproducerende warmtepomp van Nederland te plaatsen in de vorm van een pilot in hun fabriek in Maasdam. Een interessante uitdaging, temeer omdat recent ook het hele productievolume van de Rotterdamse fabriek naar Maasdam was overgebracht. De dagelijks aangevoerde rauwe melk die gebruikt wordt voor de productie van dagverse zuivel wordt op deze locatie in de meeste gevallen, voor verdere bewerking, eerst gepasteuriseerd. Een energie-intensief proces. Met de inzet van de nieuwe stoomproducerende warmtepomp kan dit voortaan aanmerkelijk duurzamer. In dit artikel meer hierover.
Gerrit Westhoff, Global SHE & Sustainability Director bij FrieslandCampina vertelt hoe zij enkele jaren geleden via een collega alumni van de TUDelft in contact kwamen met de Noorse ‘start up’ Olvondo. Een jonge onderneming die de eerste stoomproducerende warmtepomp had ontwikkeld. De eerste pilots met deze nieuwe stoompomp, bij een Noors zuivelbedrijf en een bedrijf in de farmacie, hadden ze inmiddels met succes afgerond. Voor de 3e generatie van deze warmtepomp waren ze op dat moment op zoek naar een groter demonstratiebedrijf in de zuivel om nog meer ‘vlieguren’ te kunnen maken. “Hoewel een dergelijk project intensief is en we daarbij zeker niet over één nacht ijs kunnen gaan omdat het natuurlijk geïmplementeerd moest worden in een werkende fabriek, sprak dit idee ons wel aan. Samen met andere zuivelbedrijven in de wereld hebben we ons namelijk gecommitteerd om binnen enkele jaren te gaan voldoen aan strenge klimaatdoelstellingen.”
Forse CO2-reductie
“Eén van de eisen, die uit deze klimaatdoelstellingen is voortgevloeid, is dat we bij FrieslandCampina onze CO2-uitstoot de komende jaren met maar liefst 63% moeten terugdringen. Op basis van de resultaten van de eerste pilots en uitvoerige berekeningen bleek dat we met de implementatie van bovengenoemde innovatie in één klap onze CO2-uitstoot met circa 1300 ton zouden kunnen terugdringen en daarnaast nog eens zo’n 16 TJ zouden kunnen besparen op het energieverbruik. Veelbelovend dus en daarom is besloten om hieraan mee te werken. Als het project een succes wordt, dan kan het in een later stadium worden uitgerold naar andere fabrieken van FrieslandCampina en is er voortaan ook een ‘best practice’ beschikbaar voor collega-zuivelbedrijven. Onze opgedane kennis en ervaring delen we dan ook graag met ze”, aldus Westhoff.
Achtergrond
FrieslandCampina is een internationaal opererende coöperatie, die melk van melkveehouders in 55 fabrieken wereldwijd verwaard naar zuivelproducten voor consumenten en B2B-producten voor de professionele horeca en de babyvoedingsindustrie. 28 van de 55 fabrieken zijn gevestigd in Nederland, waar dagelijks Henriëtte van Norel talloze consumentenproducten van bekende en minder bekende merken (Campina, Friesche Vlag, Chocomel, Optimel, Lattiz) het daglicht zien. Van de in totaal 18.000 medewerkers wereldwijd, werken zo’n 4.000 medewerkers in Nederland.
Proef in Maasdam
Eén van de fabrieken van FrieslandCampina staat in het Nederlandse Maasdam. In deze fabriek worden jaarlijks zo’n 120 verschillende consumentenproducten (lees: SKU’s) vervaardigd in verschillende volumes (500 ml, 1 en 2 liter) van circa 32 miljoen liter melk. Van gepasteuriseerde magere, halfvolle en volle melk tot drinkyoghurt, vla, kwark en seizoensproducten (oranje vla, herfstvla). Voor de consumptiemelk wordt in de fabriek in Maasdam gewerkt met een zogeheten ‘pull-systeem’. Dagelijks worden de binnenkomende orders van de verschillende retailers ingepland en aan de hand daarvan wordt elke dag opnieuw de batchgrootte voor de pasteurisatie bepaald. De gepasteuriseerde melk gaat daarna door naar de vullijnen en na het afvullen in de juiste verpakkingen, direct op transport naar klanten. Van boer naar consument in een zo kort mogelijk tijdsbestek.
Anders is dit voor producten zoals vla en drinkyoghurt. De hiervoor aangeleverde rauwe melk wordt na pasteurisatie eerst opgeslagen in één van de 6 silo’s op het terrein, voor maximaal 48 uur. Zodra er bestellingen binnenkomen voor deze producten dan wordt de gepasteuriseerde melk uit de tijdelijke opslag gehaald voor verdere verwerking.
Strakke planning
Om elke dag opnieuw de juiste producten in de juiste hoeveelheden op het juiste tijdstip te kunnen uitleveren aan de verschillende distributiecentra worden met behulp van SAP uitvoerige jaarplanningen en weekplanningen gemaakt. Planningen die steeds concreter worden zodra de betreffende dag dichterbij komt. Zo wordt een weekplanning veelal dagelijks bijgewerkt. Treedt onverwachts een storing op in het systeem of is minder melk nodig dan in eerste instantie gedacht, dan gaat de melk door naar één van de andere locaties van FrieslandCampina voor de productie van een ander product, zoals babyvoeding, kaas of melkpoeder. Westhoff legt uit.
“De processen in onze fabrieken zijn uitermate dynamisch omdat elke dag opnieuw wordt gewerkt met een natuurproduct. Niet alleen garanderen we maximale verwaarding naar onze leden toe, ook proberen we productieverlies tot een minimum te beperken. Het streven is eigenlijk altijd om ervoor te zorgen dat er zoveel mogelijk melk in de meest winstgevende producten terechtkomt. Kortom: onze planning is een complexe puzzel, die zelfs ‘last minute’ nog kan worden aangepast als één van onze vrachtwagens ergens onverwacht in een file terechtkomt.”
FOCUS OP DUURZAAMHEID”
Pasteurisatie
“Pasteurisatie is één van de belangrijkste en meest energie-intensieve processen in een zuivelfabriek voor dagverse producten”, zo vertelt Nienke van Driel, werkzaam als Procestechnoloog bij de technologie-afdeling van de Global Supply Chainorganisatie van FrieslandCampina. “Bij dit proces wordt rauwe melk opgewarmd tot 72° C gedurende 15 seconden, terwijl de melk door een platenwisselaar stroomt. Na pasteurisatie wordt de melk teruggekoeld naar een temperatuur van circa 2° C. Een deel van de gepasteuriseerde melk gaat rechtstreeks door naar de afvullijnen om te worden afgevuld in diverse soorten melkverpakkingen (magere, halfvolle en volle melk. Een ander deel gaat voor de productie van vla-, yoghurt- en kwarkproducten voor opslag in één van de silo’s tot verdere verwerking.
Het verwarmen van het water in de platenwisselaar van de pasteur geschiedt met behulp van stoom en voor het terugkoelen van de gepasteuriseerde melk en de opslag in de silo’s worden duizenden liters ijswater gebruikt. Dit is een gecombineerd proces. Het pasteuriseren van een batch duurt, afhankelijk van de grootte van de batch, in de regel zo’n 4 tot 8 uur en geschiedt met een doorstroming van 20m3 p/u. Om te allen tijde de 12 opgestelde vullijnen zo flexibel en optimaal mogelijk te benutten, worden sommige vullijnen uitsluitend ingezet voor kwark- en yoghurtachtige producten. Dit in verband met de viscositeit van die substanties en het type verpakking. Alle vulmachines worden na een van te voren vastgestelde, maximale runtijd gereinigd om microbiologie tegen te gaan.
Bron: FrieslandCampina
Stoom
Van Driel: “Voordat besloten werd om over te gaan tot plaatsing van de stoompomp, zijn eerst alle warmte- en koude-behoeften in deze fabriek in kaart gebracht. Onderzocht is onder andere hoe de verschillende processen in de fabriek qua energiebehoefte op elkaar kunnen worden afgestemd. Dit vanuit het oogpunt van kosten en efficiency. Ook is geïnventariseerd welke processen in een bepaald temperatuurgebied zitten om deze van heet water te kunnen voorzien in plaats van stoom. Daarna zijn een aantal theoretische cases uitgewerkt om na te gaan op welke manier het bovengenoemde initiatief ook economisch rendabel zou kunnen zijn.
Evenals een conventionele warmtepomp gebruikt ook deze stoomproducerende warmtepomp immers energie. Ook is nagedacht over de vraag hoe we het verbruik van de gebruikers zo evenredig mogelijk kunnen verdelen over de tijd, zodat er een gemiddelde constante vraag ontstaat. Een warmtepomp inzetten bij een piekerig verbruik is namelijk lastig, omdat er dan een grote buffer nodig is om een teveel tijdelijk in op te slaan.”
PROMOTIE-ONDERZOEK
Op een Finse universiteit wordt momenteel een promotie-onderzoek uitgevoerd naar de technologie die schuil gaat achter deze nieuwe warmtepomp. De resultaten van dit onderzoek worden in de loop van 2025 verwacht.
Drie systemen
In Maasdam waren al verschillende systemen aanwezig om de koeling van processen zo efficiënt mogelijk te laten verlopen. Naast ijswater wordt gewerkt met koel water (21–31° C) om processen voor te koelen en tegelijkertijd een deel van de restwarmte te benutten. Om ook het verwarmen van de processen op een zo efficiënt mogelijke manier te doen, zijn zoveel mogelijk processen aangesloten op heet water van 85° C. Daarvoor is geïnvesteerd in een conventionele warmtepomp en een heet waternet.
Er waren echter ook talloze processen waarvoor een hogere temperatuur nodig was dan 85° C. In die energiebehoefte kon niet worden voorzien met een traditionele warmtepomp, maar wel met de nieuwe stoompomp. Met deze pomp, die helium als koudemiddel gebruikt, kunnen namelijk temperaturen worden bereikt tot maar liefst 180° C. Dit omdat helium een grotere temperatuurlift heeft dan ammoniak, waarop conventionele warmtepompen werken. Westhoff vult aan: “Daarom is ervoor gekozen om de stoompomp, met een capaciteit van 1.400 kW, aan te sluiten op het reeds bestaande stoomnetwerk. Wel moesten daarvoor technische aanpassingen worden doorgevoerd in de fabriek en is een warmwaternet aangelegd voor water van 85° C door de hele fabriek.”
Ervaring
Op de vraag hoe het nieuwe systeem precies werkt, antwoordt Van Driel: “In het nieuwe systeem is de conventionele warmtepomp aangesloten op het koelwater-systeem. Deze warmtepomp produceert heet water van 85° C en koelt tegelijkertijd de restwarmte van 31° C van de ijswatercondensors terug tot 21° C. Het hete water wordt gebruikt door zoveel mogelijk processen én aan de ’koude’ kant van de stoompomp. Dit zorgt voor een ‘baseload’ op de conventionele warmtepomp. De stoompomp produceert stoom die direct aan het stoomnet wordt toegevoerd. Het bestaande netwerk, inclusief de bestaande stoomboiler, is voorlopig in gebruik als ‘back up’-systeem. Dit omdat de nieuwe technologie nog niet wetenschappelijk is bewezen. Zodra de pilot wel succesvol is afgerond, kan wellicht op termijn tot ontmanteling van het bestaande systeem worden overgegaan en kan het systeem worden uitgerold naar andere fabrieken van FrieslandCampina.”
Overige fabrieken
Westhoff vertelt: “Bovenstaande innovatie is interessant voor de zuivelindustrie, maar ook voor andersoortige bedrijven waar gewerkt wordt met een combinatie van ijswater en stoom. Deze technologie is bij uitstek dé manier om in rap tempo de voetprint in de wereld aanzienlijk te verkleinen. Als FrieslandCampina willen wij graag de voortrekkersrol op ons nemen, om de wereld duurzamer te maken. Onze opgedane kennis en ervaring delen we dan ook graag.”
Het magazine fysiek ontvangen? Klik hier om een kennismakingsabonnement af te sluiten.
Vacatures bekijk je via de vacaturepagina.
