客人列2021年10月29日

食品和饮料行业如何减少用水?

艾米丽·牛顿

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食品和饮料的生产和加工消耗大量的水——无论是在产品中还是作为各种清洁、冷却和实用目的的必要材料。由于气候变化和干旱威胁着现有的水源,企业和消费者越来越关注工业如何广泛使用水资源。

通过将最佳实践、创新技术和流程变革正确地结合起来,食品和饮料行业的企业可以发现效率低下的问题,并显著降低其用水消耗。

日益严重的水资源短缺鼓励高效用水

行业对用水态度的转变背后有两个主要因素。

首先是美国和世界大部分地区的干旱日益普遍。在过去的几年里,加州经历了有史以来最严重的干旱。专家们认为,气候变化可能会使它们更加严重,1促使种植者减少工业用水消耗,找出低效的地方。

干旱的连锁反应,比如野火,也鼓励人们更加保守地用水。

在美国以外的地方,情况也差不多——大约占世界人口的五分之一2生活在缺水地区,四分之一面临缺水。专家预测,这场危机在未来几年可能会变得更糟。因此,水价可能会上涨。

为什么企业正在研究新的用水管理策略

与此同时,消费者对企业环境管理意识的增强,也促使行业领导者重新评估导致水资源稀缺的餐饮用水3..消费者,尤其是年轻消费者,比以往任何时候都更加关注企业如何使用资源和优先考虑可持续实践。

有证据表明,消费者愿意花更多的钱4被认为是环保的或采用绿色生产方式的商品。这鼓励企业将可持续发展作为公司的优先事项。

此外,水是餐饮生产中必不可少的输入。减少用水量可以通过降低废水处理成本直接或间接地节省企业资金。

所有这些都意味着餐饮企业有机会减少用水量。

低效用水的重点领域

根据最近的一份技术论文,餐饮行业的水消耗有三个关键领域5从Haskell。

最大的是就地清洗(CIP),这是一种人工干预最小的过程设备的自动清洗,它消耗了餐饮厂使用的所有非产品水的一半。

以冷却塔的形式进行的热交换约占餐饮用水的16%,剩余的用水在各种清洁和公用事业需求中分配。

通常,这三个地区的用水在某种程度上都是低效的。

CIP系统中的水效率低下

CIP被采用为一种简化餐饮部工厂清洁和卫生的方法。在CIP出现之前,这些过程通常是劳动密集型的,不安全的,不一致的,需要全厂停工,影响生产力。

CIP的采用提高了工厂的正常运行时间和工人的安全。然而,CIP过程的低效会产生大量的碳6水的浪费。

在典型的CIP卫生过程中,水用于提供初始和最终的漂洗,以及在使用腐蚀性和酸性清洗剂之间。每个阶段都有浪费的机会。由于设备过大或通过管道从CIP设备移动到正在清洗的工艺设备时,水也可能丢失。

冷却塔和其他餐饮设备的水效率低

冷却塔利用水的蒸发特性来实现高效的热交换。一些冷却塔的失水是不可避免的——在这个过程中蒸发的东西可能无法保存。

然而,冷却塔水中的悬浮和溶解固体会降低效率——增加了它们正常运转所需的水量。

在某些情况下,老化的设备也可能引起问题。一些设施,由于它们的年龄或维修实践,有大量的泄漏。维修、更换和有效的保养可以帮助这些设施减少漏水造成的水损失。

识别和减少水的消耗和浪费

除了确定关键的用水量领域外,Haskell报告还建议制造商进行工艺改变,以减少多达50%的用水量。

想要减少用水量的企业应该从审计当前用水开始。这将提供企业如何使用水的基本信息。虽然存在各种不同的策略,但有效的审计通常采用全工厂的方法。他们根据从开始到结束的全部投入和产出来评估消费。

这种审计策略将帮助企业识别与生产过程没有直接关系的水的过度消耗。例如,站点美化有时可能是一个重要的消费来源,简单的更改可以减少这些美化实践7.处理过的废水或中水可用于灌溉现场的植物。

让草长得更高也可以减少它需要的水量,因为它提供了减少土壤水分蒸发的荫凉。

虽然大部分的水消耗可能来自CIP、冷却和公用事业这三个挑战领域,但确定其他领域的水消耗可以帮助企业最大限度地减少浪费。

降低CIP系统的效率低下

CIP装置和管道的设计会显著影响系统的性能和效率。例如,过大的管道和距离清洁设施较远的CIP设备可能会不必要地增加系统用水。

产品回收系统还可以帮助企业减少水的消耗,即使重新设计CIP单位是不切实际的。

流量、温度、浊度和电导率传感器可以形成一个回收系统的基础,使每个CIP清洗阶段的长度最小化。它可以将产品、产品水混合物和水转移到单独的网络中,允许作为牲畜饲料重复使用和再利用。

这些传感器还可以产生有价值的过程数据,可用于改进模型或识别系统效率低下。

在某些情况下,一次性设备可以让企业完全消除清洁的需要。然而,这可能意味着浪费塑料、金属和其他材料。因此,这可能并不总是一个理想的解决方案,在一个工厂的水的过度消耗。

降低冷却塔和各种公用事业过程的低效

虽然企业无法回收由于蒸发而损失的水,但改进的冷却塔水过滤可以减少工厂冷却所需的水。

工厂管理人员也可以实施从废物流中回收有价值部件的系统。这些组件的分离或回收有助于企业恢复价值和节约用水。

例如,携带脂肪和蛋白质的废水可以用微滤膜撇去,以回收这些成分。蛋白质可以被回收作为产品成分,而脂肪不会被释放到城市废物系统。这种过滤还可以实现更大的现场水回用,这通常是减少消耗的最佳方法之一。

最佳实践可以优化餐饮行业用水

虽然食品和饮料制造消耗大量的水,但最佳实践和设备更改可以帮助工厂所有者减少现场消耗。

重新安排CIP装置,升级冷却塔过滤,投资于回收废物的系统,可能有助于企业节约用水。即使是对场地管理的小改变——比如用污水灌溉场地景观——也可以帮助公司减少水浪费。

艾米莉·牛顿是一名工业记者。她定期报道公用事业和能源部门的新闻。艾米丽也是《纽约时报》主编彻底改变了

参考文献

  1. 努奇泰利(2021年6月8日)。加利福尼亚,“美国的花园”,正在变干.耶鲁大学气候连接。https://yaleclimateconnections.org/2021/06/california-americas-garden-is-drying-out/
  2. 全球五分之一的儿童没有足够的水来满足他们的日常需求.(2021年3月17日)。联合国儿童基金会。https://www.unicef.org/press-releases/one-five-children-globally-does-not-have-enough-water-meet-their-everyday-needs
  3. 我们需要防止水资源短缺的原因。彻底改变了。https://revolutionized.com/prevent-water-scarcity/
  4. 埃森哲调查发现,超过一半的消费者愿意为可重复使用或回收的可持续产品支付更多的钱.(2019年6月4日)。埃森哲。https://newsroom.accenture.com/news/more-than-half-of-consumers-would-pay-more-for-sustainable-products-designed-to-be-reused-or-recycled-accenture-survey-finds.htm
  5. 海尔德曼,D.和普莱斯,R.(2018, 7月6日)。回收和再利用:3个领域削减非产品水的消耗在你的工厂.Haskell。https://www.haskell.com/insights/recapture-and-reuse-how-to-cut-water-consumption/
  6. 实现可持续就地清洁的方法(2018年4月5日)https://www.haskell.com/insights/methods-to-achieve-sustainable-clean-in-place/
  7. 如何在工业设施内节约用水.坎姆顿实验室。有https://chardonlabs.com/resources/conserve-water-industrial-facility