踐行綠色發展理念,將ESG(環境、社會和公司治理)理念融入發展戰略,越來越多的食品企業正在用實際行動履行企業社會責任,走低碳發展之路。同時,國家也不斷出臺相關政策推動企業節能減排。《推動大規模設備更新和消費品以舊換新行動方案》提出,在設備更新行動中,要加強對節能降碳技術的推廣和應用,推動企業采用更加節能的設備和工藝,提高能源利用效率。這將有助于促進食品工業的節能減排和可持續發展。在第二十四屆中國方便食品大會舉辦期間,中國食品科學技術學會組織方便食品、休閑食品行業代表對二氧化碳技術在食品工業中的應用展開研討。來自旺旺、瑪氏、百事、康師傅、統一等企業中設備應用代表或制冷裝備的企業代表與專家們圍繞在食品工藝及配套能源體系應用情況及創新需求,以及如何節能減排進行了深入探討與交流。中國食品科學技術學會(CIFST)副秘書長王蘇,CIFST冷凍與冷藏食品分會副主任委員、上海海洋大學食品學院院長謝晶教授主持此次會議。
制冷劑排放是溫室氣體排放主要來源之一
“目前食品加工行業還存在低碳意識淡薄,綠色發展理念執行力度低等問題。”謝晶表示,碳中和不只是碳減排,更是技術與經濟的競賽。科技創新是實現碳中和目標的重要保障。近年來,工業化推動食品行業快速發展的同時,也帶來了不可忽視的能源消耗和碳排放。制冷劑排放是非二氧化碳溫室氣體排放的主要來源之一。數據顯示,制冷所需能耗占冷凍食品生產企業全年能耗的70%以上。此外,食品冷凍冷藏常用的冷庫耗能高,制冷能耗占社會總能耗的15%—19%,年增速約為20%。謝晶認為,當前,作為實現碳中和的主體,企業既面臨減碳的壓力,也面臨更大機遇,應當盡快制定并實施完善的碳中和戰略和路徑,實現零碳發展的快速轉型。新型制冷劑與環保制冷技術、熱質傳遞過程及強化換熱技術、制冷系統的優化及節能技術、食品冷鏈技術成為制冷技術主要研究方向。
謝晶介紹,制冷常用天然工質如烴類化合物、二氧化碳制冷劑R744、R717(氨)制冷劑等。其中,二氧化碳是純天然的制冷劑,對環境友好,但其臨界點較低。盡管目前跨臨界二氧化碳還有一些需要解決的問題,但已應用于空調、制冰,食品冷凍設備領域,尤其在商超制冷設備的發展尤為迅速。依托國家“十三五”重點研發計劃項目課題的資助,研發團隊搭建了跨臨界二氧化碳兩級壓縮噴射制冷系統,研制了帶噴射器的船載冷艙二氧化碳跨臨界制冷系統。
跨臨界二氧化碳換熱效率較高
青島海爾開利冷凍設備有限公司高級整體解決方案經理傅軼駿認為,“雙碳”目標下,乳制品加工、肉類加工、油脂加工、物流等領域的食品冷鏈及工藝冷熱節能減排潛力較大,實踐證明,跨臨界二氧化碳比氨具有更高的換熱效率。他在會上分享了二氧化碳冷熱綜合能源體系行業實踐方案。他舉例說,人造奶油需要經過特殊的加工設備才能將原料油或乳液轉變為具有可塑性的人造奶油產品。國內一家食品企業于2017年10月引進的二氧化碳制冷產線,將產能提升40%以上,節能28%,同時產品品質明顯提升,延展性、韌性和塑性均有明顯改善。傅軼駿表示,二氧化碳冷熱聯供產品已從小型并聯主機機組,應用到大型物流中心。在食品加工領域,要將冷熱綜合考慮,進行有機結合,即把熱源有效利用,可以實現有效節能。“隨著二氧化碳在國內應用越來越多,供應鏈越來越完善,價格也將更具優勢。”
傅軼駿介紹,在生產環境溫度低時,二氧化碳能效好。在熱回收系統方案中,氨制冷系統的熱回收受限于環境溫度等因素影響,而二氧化碳的熱回收,則可與產線有效搭配,對熱源做穩定供應。如何在保持現有鍋爐系統的前提下,實現二氧化碳冷熱聯供,值得關注。對于工廠來說,在炎熱夏季,做熱源有效綜合利用,可以雙贏。他以歐洲項目為例,可為烘焙企業做到60%的熱源回收,解決了客戶的痛點。
上海電氣集團股份有限公司中央研究院相關負責人介紹了熔鹽儲換熱一體式零碳供能系統。從目前來看,熔鹽儲熱技術發展加快,具有較好的應用潛力。
把“冷”“熱”耗能賬單減為一張
在討論環節,與會企業圍繞二氧化碳制冷制熱性能優勢、熔鹽儲能安全性、冷熱循環利用等問題,以及企業在響應“雙碳”及設備以舊換新政策方面采取的措施進行了互動交流。
統一企業(中國)投資有限公司生產管理室工程技術部經理何勇談到,傳統食品企業大多配有小型冷庫,通常采用氟利昂制冷,面臨節能減排壓力。采用二氧化碳制冷裝備時,系統能否兼容,效益如何?對此,制冷裝備企業表示,可用R290工質,應用于小型系統中。R290在制冷性能方面具有優勢,但具有可燃性。
對于食品企業在生產加工中普遍面臨的熱源浪費問題,制冷企業回應,可通過“熔鹽+熱泵”加以回收,綜合回報期相對縮短。
旺旺集團生產研發群設備中心副總處長何成兵指出,對于食品烘焙線、飲料生產線,如何從整體上實現節能降耗?對此,制冷裝備企業表示,企業要根據自身實際產線情況進行改造,把外置能源變成內置能源,供熱時實現冷回收,制冷時實現熱回收。
一些食品加工產線在淡旺季時對能源需求有所不同,如何對裝備進行改造,以解決低負荷下的能源需求,滿足生產和綠色發展?開利商業冷凍亞太區產品市場及業務發展總監李鵬表示,要根據產線實際情況,制定定制化方案。
瑪氏食品(嘉興)有限公司制冷系統負責人徐鑫對于二氧化碳機組的安全性提出了疑慮。對此,傅軼駿表示,二氧化碳作為冷媒,相對安全。而且對于二氧化碳檢測,安全規范更嚴格,依據濃度探測有兩級報警。
據了解,方便食品企業最大的能源使用是蒸汽。同時,在生產過程中產生的大量閑置熱源無處可去,是否可通過技術和裝備實現回收,循環利用?李鵬認為,這需要冷熱工藝和食品工藝的結合,構建一個冷熱節能體系。他同時表示,這也需要深入生產企業進行現場調研,以合理設計方案。
康師傅集團供應鏈中心生產技術組主管王軍談到,通過方便面工藝創新,可實現蒸汽零耗用。此外,如何把生產中的顯熱加以綜合回收利用,還需要多探討、多交流。
謝晶表示,食品生產企業大多都是耗能大戶。在節能減排方面,要通過技術創新等多種方式把“冷”“熱”一體化。一方面,可以降低企業運營成本;另一方面,也可以體現社會責任,為實現“雙碳”目標而努力,為社會的可持續發展作出貢獻。