Energia kannattaa kierrättää

Elintarviketeollisuuden lämmitys- ja jäähdytysprosesseissa syntyy hukkalämpöä, jota voidaan käyttää uudelleen.

Yhä useammat yritykset tehostavat energian kierrätystä ja laativat tiekarttoja siitä, missä järjestyksessä tehostustoimet kannattaa toteuttaa.

Hukkalämpökartoitus antaa kokonaisvaltaisen kuvan tehdasalueen energioista, ja erityisesti niistä, joiden uudelleen käyttäminen on helppoa. Ei ole kovin tavatonta, että laitoksen tarkoin tunteva käyttöhenkilöstö ajan mittaan hyväksyy hukkalämmöt tehtaan ominaispiirteenä. Siksi usein tarvitaan ulkopuolinen asiantuntija osoittamaan harakoille menevä lämpö ja keksimään sille edullisin käyttökohde.

Helpoimpia tapauksia ovat suhteellisen lämpimät kohteet, kuten uunien tai patojen jäännöslämmöt, jotka voidaan ottaa talteen kiinteistöjen lämmitykseen lähes sellaisinaan, ilman lämpötilan kohotusta. Vaadittavat investoinnit ovat suhteellisen pieniä, mutta pääosassa tapauksia ylijäämä voidaan käyttää hyödyksi vain lämmityskaudella.

Jos energia voidaan palauttaa takaisin prosessiin, sen käyttökausi muodostuu pidemmäksi. Yksinkertaisimmillaan tämä on vaikkapa puhtaasti nestefaasissa tapahtuvissa prosesseissa. Esimerkiksi jatkuvatoiminen väkiviinatislaus kykenee ottamaan alitteen ja tisleen energiat lämmönvaihtimilla ja siirtämään ne takaisin syötteeseen.

Jos talteen otettava lämpö on haaleata, sen uudelleen käyttö edellyttää usein lämpöpumppua. Tällaisia kohteita on elintarviketeollisuudessa suhteellisen paljon, ja niiden hyötykäyttöjä harkitaan laajasti.

Atria kartoitti lämpönsä

Monen muun elintarvikealan yrityksen tavoin Atrialla on kiinnitetty yhä enemmän huomiota hukkalämpöihin. Kyse on luonnollisesti kustannustehokkuudesta, mutta asialla on myös yrityksen imagoon liittyvä puoli. Kun tuotteet ovat jokaiselle tuttuja, niiden tuottamiseen käytetyn energian ja hiilidioksidipäästöjen määrä heijastuu koko yrityskuvaan.

– Teimme ensiksi hukkalämpökartoituksen yhdessä Calefa Oy:n kanssa. Olimme hyödyntäneet ylijäämälämpöjä aiemminkin, mutta kartoitus paljasti, että läheskään kaikkea säästöpotentiaalia ei ollut vielä käytetty, kertoo Atria Suomi Oy:n tekninen päällikkö Eero Yliselä.

Energiatehokkuuspäällikkö Eero Yliselä kertoo, että elintarviketeollisuudessa löytyy helposti hyödynnettäviä hukkalämpöjä. Kuva: Atria

Calefa suunnittelee ja toteuttaa teollisuudelle ja voimalaitoksille kokonaisratkaisuja, joissa tuotannossa syntyviä hukkalämpöjä kierrätetään uusiokäyttöön. Atrialla syntyi kartoituksen ansiosta eräänlainen reittikartta, jota seurataan suunnittelussa ja investoinneissa.

Atrian Nurmon tehdas käyttää tuotannossaan sekä prosessihöyryä että kaukolämpöä. Höyry ja lämpö hankitaan paikalliselta lämpölaitokselta, jossa käytetään pääasiassa kiinteää polttoainetta lämmön tuotannossa. Nyt tarkoituksena on vähentää oleellisesti ostetun, polttamalla tuotetun kaukolämmön määrää.

Jäähdytyksestä lämpö pesuveteen

Atrian Kauhajoen teurastamolla on mittava jäähdytyslaitos; siellä tulistuksen hukkalämpö on yli 70-asteista. Tulistuslämpöä syötetään muun muassa autojen pesuun, sillä kaluston kuljetustilojen puhdistaminen vaatii lämmintä pesuvettä. Tulistuslämpöä syntyy kuitenkin reilusti enemmän kuin pesu tarvitsee.

Calefa suunnitteli ja toteutti järjestelmän, jossa tämä ylijäämä siirretään laitoksen muiden käyttövesien lämmittämiseen. Hyödyntämällä tulistuslämpöä myös muiden lämpimien vesien lämmitykseen parannettiin koko kylmäjärjestelmän lämmöntalteenoton tehokkuutta.

Myös Atrian Sahalahden laitoksilla tehtiin kartoitus hyödyksi otettavista energioista. Siellä lämpöpumpun ja käyttöveden lämmityksen välille rakennettiin energiavaraaja, joka optimoi energian saatavuutta ja käyttöä. Lisäksi tehtiin putkikytkentä, joka mahdollisti tarvittaessa lämmön käytön myös ilmanvaihtoon. Ratkaisulla saatiin kasvatettua lämmön uusiokäyttöä merkittävästi.

Uuden järjestelyn käyttöönotto tapahtui ilman tuotantokatkoja tai muuta dramatiikkaa. Yliselän mukaan käynnistyksen vaiheet yhdistyivät normaaliin tuotannolliseen arkeen.

Höyryt takaisin lämmitykseen

Saarioisten Sahalahden tehtaalla on otettu valmistuksessa syntyvä, noin 85-asteisena purkautuva höyry ilmanvaihdon tarpeisiin. Laitoksella oli jo suuri toisiolämmön talteenotto- ja jakeluverkko, johon tämäkin energia oli suhteellisen helppo siirtää.

– Valmistuslinjan primääriteho on noin 450 kilowattia, mutta vielä ei ole selvää, kuinka suuri osuus sekundäärilämmöstä voidaan lämmityskauden aikana käyttää hyväksi. Toistaiseksi ei ole tarkkoja numeroita siitä, mikä energiantarve toisiopiirissä on, kertoo Saarioisten tekninen päällikkö Jari Savolainen.

Toteutus oli passiivinen lämmön talteenotto ilman lämpöpumppua. Tästä seurasi, että järjestelmän toteuttaminen oli suhteellisen yksinkertainen ja investointikustannuksiltaan edullinen. Siksi voidaan olettaa, että myös investoinnin takaisinmaksuaika on lyhyt.

Talteenotot yleistyvät lähitulevaisuudessa

Viime vuosina on näkynyt selvä suuntaus erilaisten hukkalämpöjen kierrätykseen vaihteleviin käyttökohteisiin. Tuotanto- ja toimistotilojen lämmitys on yleensä helpoimpia sovelluksia, samoin lämmön siirtäminen käyttöveteen joko sellaisenaan tai lämpöpumpulla korotettuna.

– On aika selvää, että ensiksi otetaan käyttöön helpot kohteet, sillä niiden kohdalla takaisinmaksukin on tavanomaisesti nopeampi. Seuraavaksi tartutaan haastavampiin ratkaisuihin, joissa sovelletaan vaikkapa lämpöpumppuja ja lämpöakkuja, Eero Yliselä kertoo.

Hänen mukaansa kannattaa seurata koko ajan herkästi maailman kehitystä ja eteen tulevia teknisiä hyppäyksiä.

Hukkalämpöjä voidaan palauttaa myös valmistusprosesseihin. Erilaiset kuivatus- ja esilämmityskohteet sopivat hyvin valmistuslinjan loppupäässä vapautuvan energian kierrätykseen. On järkevää tutkia myös oman laitoksen ulkopuolisia käyttökohteita. Lämpöä voidaan myydä vaikkapa naapuritontilla sijaitsevalle käyttäjälle.

– Esimerkiksi Mäntsälässä toteutimme suuren kohteen, jossa datakeskuksen nielemä ja lämmöksi muuttunut sähköenergia syötetään kaupungin kaukolämpöverkkoon. Usein hukkalämpö on riesa, jonka poistaminen syö lisää energiaa. Sen siirtäminen ulkopuoliseen käyttöön on voitto kaikille osapuolille. Viime vuosina oleellisesti kehittynyt tekniikka on leikannut selkeästi näiden ratkaisujen takaisinmaksuaikaa, Calefa Oy:n toimitusjohtaja Petri Vuori kertoo.

Kirjoittaja on toimittaja ja prosessi-insinööri.