Asiakastarina
Carlsberg käsittelee ja kierrättää prosessivetensä
Tästä on haaveiltu vuosien ajan, ja nyt se on totta.
Carlsbergin panimossa halutaan puolittaa vedenkulutus vuoteen 2030 mennessä. Zero Water Waste ‑hanke on osa Carlsbergin Together Towards Zero ‑ohjelmaa. Carlsberg on kehittänyt Tanskan Fredericiassa sijaitsevassa tuotantolaitoksessaan Total Water Management ‑käsittelylaitoksen yhdessä konsulttien, yliopistojen ja Grundfosin kaltaisten teknologiatoimittajien kanssa. Panimon yhteydessä sijaitsevassa laitoksessa käsitellään lähinnä puhdistusprosesseissa käytettyä prosessivettä puhdistamalla vesi juomakelpoiseksi ja kierrättämällä se takaisin panimoon, jossa se käytetään uudelleen prosessivetenä. Laitos ottaa talteen ja kierrättää 90 % prosessivedestä.
Tanskan Fredericiassa sijaitsevan Carlsbergin panimon Total Water Management ‑laitoksen johtaja Andreas Kirketerp. Laitoksessa käsitellään ja puhdistetaan tehtaan prosessivettä, josta 90 % kierrätetään käytettäväksi uudelleen prosessivetenä.
Tilanne
Vesi on tärkeä ainesosa oluen valmistuksessa. Jos ei ole vettä, ei ole oluttakaan. Suurin osa käytetystä vedestä ei kuitenkaan päädy yleensä itse olueen. Tanskan Fredericiassa sijaitsevassa Carlsbergin panimossa noin 60–65 % kaikesta kulutetusta vedestä käytetään pääasiassa puhdistukseen. Sillä puhdistetaan esimerkiksi laitteistoja, lattioita, pintoja, putkia, säiliöitä, pullojen ja tölkkien pesulaitteita, jäähdytystorneja sekä lämpökattiloita. Tätä vettä kutsutaan prosessivedeksi.
Mieti, mikä kaikki on tänä päivänä mahdollista. Me todella voimme kierrättää prosessivettä ja käyttää sen uudelleen suljetussa vesikierrossa. Se on mahtavaa.
”Panimoiden vedenkulutus liittyy hygieniaan. Aiemmin korostettiin paljon sitä, että elintarviketuotanto kuluttaa runsaasti vettä”, sanoo Søren Nøhr Bak, joka on Carlsbergin insinöörikonsulttikumppanin NIRASin elintarvikkeissa ja juomissa käytettävään veteen erikoistunut asiantuntijajohtaja. ”Itse asiassa aiemmin panimot jopa kerskailivat sillä, kuinka paljon niissä kulutettiin vettä, koska se kertoi panimon todellisesta puhtaudesta. Nykyisin se ei enää toimi.”
Carlsberg-konserni kulutti vuonna 2015 maailmanlaajuisesti 3,4 vesilitraa yhtä tuotettua olutlitraa kohden, kertoo Tanskan Carlsbergin vastuullisuusjohtaja Tenna Skov Thorsted.
”Tavoitteenamme on laskea luku alle 1,7 litraan”, hän kertoo. Koko Carlsberg-konsernin vedenkulutus on siis tarkoitus puolittaa vuoteen 2030 mennessä. Tavoite on peräisin yrityksen Together Towards Zero ‑vastuullisuusohjelmasta, jolla pyritään saavuttamaan täysin suljettu vesikierto vuoteen 2030 mennessä muiden vastuullisuustavoitteiden lisäksi.
Prosessivettä käytetään muun muassa laitteistojen, lattioiden, pintojen, putkien, säiliöiden sekä pullojen ja tölkkien pesulaitteiden puhdistamiseen tehtaassa
Monivuotinen haave
Uusi tehdas on syntynyt laajan yhteistyön tuloksena Danish Partnership for Resource and Water-Efficient Industrial Food Production (DRIP) ‑hankkeessa. DRIP-hankkeessa yritykset, teknologiaratkaisujen tarjoajat, tutkimuslaitokset sekä terveys‑ ja elintarvikeviranomaiset ovat pyrkineet etsimään keinoja veden käytön ja kierrättämisen uudistamiseen sekä kehittämään veden puhdistusta ja kiertoa. Myös Carlsberg-konserni ja Grundfos osallistuivat hankkeeseen.
Carlsbergin Frederician tehtaalla on jo erilaisten pienemmän mittakaavan vedensäästöprojektien ansiosta onnistuttu vähentämään panimon vedenkulutus 2,8 vesilitraan yhtä olutlitraa kohden. Panimoon tarvittiin kuitenkin vieläkin kunnianhimoisempi hanke, jonka avulla päästäisiin 1,7 litraan tai jopa sen alapuolelle. Niinpä vuonna 2019, panimon sidosryhmien kanssa muutaman kuukauden ajan käytyjen vuoropuhelujen jälkeen, Carlsberg päätti edetä seuraavalle tasolle rakentamalla Total Water Management (TWM) ‑testilaitoksen, kertoo Søren Nøhr Bak.
”Carlsbergillä on ympäri maailmaa yli 80 panimoa, joista osa sijaitsee alueilla, joissa on pulaa vedestä”, Søren Nøhr Bak toteaa. ”Yritys halusi siis varmistaa ratkaisun toimivuuden hallitussa ympäristössä, jotta se voitaisiin ottaa käyttöön myös joissakin näistä muista panimoista.”
Tanskan Carlsbergin panimojohtaja Anders Kokholm kertoo: ”Tästä ratkaisusta on haaveiltu vuosien ajan. Väkeämme työskenteli hankkeen parissa muutamien muiden yritysten, esimerkiksi Grundfosin, kanssa. Myös oluen panemista kierrätetyllä vedellä testattiin, jotta näkisimme, että sekin on mahdollista. Kaikki tehtiin vain pienemmässä mittakaavassa. Sen jälkeen päätimme ryhtyä tositoimiin ja ottaa ratkaisun käyttöön.”
Lämmitettyä prosessivettä käytetään tölkitetyn ja pullotetun oluen pastörointiin.
Veden kierrätys panimossa on nyt mahdollista
”Projektin perusajatuksena on, että kaikki prosessivesi ohjataan jätevedenpuhdistamoon ja puhdistetaan turvallista, juomakelpoista vettä tuottavassa järjestelmässä, jotta vettä voidaan käyttää panimossa uudelleen”, Kokholm sanoo. ”Sitä ei käytetä oluen valmistusprosessissa, joten se ei päädy itse tuotteeseen. Sitä käytetään ainoastaan puhdistusprosesseissa.”
NIRASin elintarvikkeiden ja juomien veteen erikoistunut asiantuntijajohtaja Søren Nøhr Bak
NIRASin Søren Nøhr Bak kertoo, että koska ratkaisua ei ollut koskaan aiemmin kokeiltu vastaavassa mittakaavassa tanskalaisessa elintarvike‑ ja juomayrityksessä, ratkaisun laadun ja riskien arviointia varten piti ensin hankkia sekä Carlsbergin että Tanskan viranomaisten hyväksyntä, mikä jo itsessään oli suuri työ.
”Keskustelimme kaikkien laadusta kiinnostuneiden kanssa”, hän sanoo. ”Keskusteluihin ei osallistunut pelkästään Frederician panimon paikallinen laatuorganisaatio. Mukana olivat myös koko konsernin laatuorganisaatio sekä Coca-Colan ja Schweppesin laatuorganisaatiot, sillä laitoksessa valmistettiin myös niiden tuotteita. Muita tärkeitä osapuolia olivat luonnollisesti Tanskan ympäristöviranomaiset sekä Tanskan elintarvike‑ ja juomaviranomaiset.”
Kaikki osapuolet antoivat hankkeelle siunauksensa, ja koko käsittelyjärjestelmän toimittamisen sai tehtäväkseen Pantarein Water, joka on belgialainen jätevedenpuhdistamoiden avaimet käteen ‑ratkaisuiden toimittaja. Grundfos toimitti panimoon pumppuja ja järjestelmiä veden siirtoon ja tarkkaan annosteluun.
”Grundfos on luonnollisesti pumppuratkaisujen asiantuntija”, toteaa Pantareinin projektipäällikkö Bryan de Bel. ”Grundfosista oli meille suuri apu tarjousvaiheessa, kun halusimme valita kaikkiin tarjottaviin ratkaisuihin oikeat tuotteet. Selvitimme asiaa yhdessä perusteellisesti, jotta löytäisimme kestävimmät ja tehokkaimmat ratkaisut. Valinnassa huomioitiin myös energiankulutus ja vastuullisuus. Grundfosin asiantuntemus auttoi meitä huomattavasti.”
Søren Nøhr Bak lisää: ”Grundfos valittiin, koska halusimme varmistaa, että saisimme erittäin luotettavat pumppaus‑ ja annosteluratkaisut. Koko prosessi nimittäin häiriintyy, jos yhteenkin komponenttiin tulee jokin vika. Lisäksi halusimme ratkaisuja, joiden avulla voisimme valvoa ja hallita järjestelmää sekä seurata jatkuvasti, miten prosessi toimii odotuksiin nähden. Moni meistä oppi, että pumppu ei ole pelkkä pumppu, vaan se voi olla aidosti älykäs laite.”
Tanskan Fredericiassa sijaitsevassa Carlsbergin Total Water Management ‑laitoksessa käytetään anaerobista ja aerobista jäteveden käsittelyä. Vasemmanpuoleisessa anaerobisessa säiliössä tuotetaan biokaasua, jota Carlsberg käyttää panimoprosesseissa käytettävän lämmön tuottamiseen. Näin ratkaisu on entistäkin vastuullisempi.
Vettä puhdistava TWM-laitos
TWM-laitoksessa voidaan käsitellä päivässä 2 000 kuutiometrin verran saapuvaa prosessivettä, josta 90 % eli 1800 m3 saadaan otettua talteen ja kierrätettyä. Laitoksessa tuotetaan myös biokaasua, jolla Carlsberg lämmittää tilojaan, mikä tekee ratkaisusta entistäkin vastuullisemman.
Suurin osa epäpuhtauksista ja kiintoaineista poistuu jätevedestä anaerobisissa ja aerobisissa biologisissa prosesseissa sekä MBR-kalvosuodatuksessa. Tämän jälkeen käsitelty vesi suodatetaan uudelleen laitoksessa, jossa käytetään suljetun kierron käänteisosmoosia (CCRO). Näin myös veteen liuenneet suolat saadaan poistettua. Käänteisosmoosin permeaattivesi mineralisoidaan uudelleen kalsiumkarbonaatilla, jotta vedestä tulee vähemmän syövyttävää ja juomakelpoista. Stabiloitu vesi käsitellään UV-valolla. Siihen lisätään myös klooridioksidia, joka minimoi bakteerikasvun riskin ja estää mahdollisen biofilmin muodostumisen jakeluputkistoon.
Grundfos-pumpuista on hyötyä prosessin jokaisessa vaiheessa (katso alla oleva kaavio tai lataa se täältä), kertoo Andreas Kirketerp, joka on Total Water Management ‑laitoksen johtaja. Laitoksen pumpuista 95 % on Grundfosin toimittamia.
Tanskan Fredericiassa sijaitsevan TWM-laitoksen Grundfos-ratkaisut
Jätevedenpuhdistamon toimittaneen Pantareinin projektipäällikkö Bryan de Bel
Pantareinin Bryan de Bel toteaa: ”Kuten yleisesti tiedetään, kemikaalien käytössä on aina omat riskinsä. Siksi säästimmekin paljon aikaa ja vaivaa, kun saimme Grundfosilta kattavan annosteluratkaisun. Meille toimitetut ratkaisut sisälsivät kaiken tarvittavan annostelupumpuista putkiin ja venttiileihin, joten olimme erittäin tyytyväisiä. Lisäksi Grundfos-pumpuissa on ohjelmisto, jolla virtaamaa voidaan säätää. Juuri se takaa, että annostelu sujuu niin kuin pitääkin.”
Carlsbergin Total Water Management ‑laitoksen johtaja Andreas Kirketerp kertoo: ”Grundfosin pumput ovat erittäin luotettavia. Laitoksen tulee olla jatkuvasti käynnissä. Tällaisen prosessin rakentaminen ei ole halpaa, ja sen on maksettava itsensä takaisin. Laitos tuottaa 1 800 kuutiometrin verran vettä päivässä. Jos se siis seisahtuu yhdeksi päiväksi, vettä täytyy sekä ostaa että päästää kunnalliseen viemäriin yhteensä 1 800 kuutiometriä. Prosessin on siis pysyttävä käynnissä. Aina.”
Panimojohtaja Anders Kokholm mainitsee, että hanke toi käyttövarmuuden lisäksi mukanaan myös muita käytännön haasteita, joiden ratkaisemiseen meni aikaa.
”Yksi huolenaiheista oli se, että käsittelylaitoksesta tuleva vesi oli erilaista kuin kunnallisesta vedenjakeluverkostosta saatava vesi. Laitoksen vesi oli lämpimämpää”, Kokholm kertoo. Tanskassa vesijohtoverkoston vesi on lämpötilaltaan noin 8–9 °C, kun taas TWM:n tuottaman veden lämpötila oli 20–28 °C.
Tanskan Carlsberg panimojohtaja Anders Kokholm
”Miten tämä todellisuudessa vaikuttaisi panimomme toimintaan? Tutkimme tietysti asiaa etukäteen, mutta tällaista ei ollut oikeastaan kokeiltu aiemmin. Vaikuttaisiko se haitallisesti esimerkiksi mikrobiologiaan? Ratkaisu on kuitenkin osoittautunut hyvin toimivaksi. Monet käytössä olevista prosesseista on tarkoitettu sen varmistamiseen, että mikrobiologia on kunnossa – myös veden kulutuspisteissä. Lisäksi kaikki testimme ovat osoittaneet veden olevan puhdasta. Ratkaisu ei siis heikennä veden laatua lainkaan.”
Pantareinin Bryan de Bel kertoo: ”Säästimme paljon aikaa ja vaivaa, kun saimme Grundfosilta kattavan annosteluratkaisun. Meille toimitetut ratkaisut sisälsivät kaiken tarvittavan annostelupumpuista putkiin ja venttiileihin. Lisäksi Grundfos-pumpuissa on ohjelmisto, jolla virtaamaa voidaan säätää. Se takaa, että annostelu sujuu niin kuin pitääkin.”
Lopputulos
Nyt kun TWM-laitos on ollut toiminnassa puolen vuoden ajan, sen käyttöä on lisätty vähitellen täyteen kapasiteettiin asti. Se on Anders Kokholmin mukaan asteittain etenevä prosessi.
”Käyttöönotto on jännittävä vaihe. Opimme samalla paljon uutta. Otimme ratkaisun käyttöön alkuvuonna 2021 ja aloimme siirtää vettä laitokseen vähitellen, jotta jätevedenpuhdistamon bakteerit tottuisivat jäteveteemme”, Kokholm kertoo. ”Riittävän lietemäärän muodostuminen jätevedenkäsittelyä varten vie oman aikana. Laitosta ei siis saa käyntiin täydellä teholla hetkessä. Panimon yleinen veden ja valmistetun oluen määrän suhde on kehittynyt erittäin myönteiseen suuntaan. Emme ole vielä aivan tavoitetasolla, mutta sekin hetki koittaa aikanaan.”
Søren Nøhr Bak kertoo: ”Tämä mullistaa monen ajatusmaailman. Voiko vettä todella kierrättää elintarvike‑ ja juomateollisuudessa? Kyllä vain, se on nyt näytetty toteen. Voimme saatavilla olevan tekniikan avulla todella tuottaa prosessivedestä juomakelpoista vettä turvallisesti ja luotettavasti. Se on mahtavaa. Tämän ratkaisun mahdollisuuksiin kannattaa todella tutustua kaikkialla, missä vedestä on pulaa. Kaikkialla, missä jätevettä ei vielä käsitellä. Mieti, mikä kaikki on mahdollista. Me todella voimme kierrättää vettä ja käyttää sen uudelleen suljetussa vesikierrossa.”
”Carlsberg-konsernissa ratkaisua testataan ensin täällä, minkä jälkeen se voidaan ottaa käyttöön myös alueilla, joissa vedestä on pulaa”, Anders Kokholm lisää. ”Muun muassa tietyillä toiminta-alueillamme Intiassa ja Kiinassa kärsitään veden niukkuudesta. Prosessivetemme talteenotto ja sen käsittely juomakelpoiseksi tai sitä vastaavaksi on ehdottomasti askel eteenpäin. Kaikki nämä asiat vievät Carlsbergia lähemmäs kohti vuoden 2030 tavoitettamme.”
Grundfosin annostelujärjestelmiä käytetään sekä Carlsbergin TWM-laitoksessa että sen ulkopuolella.
Carlsbergin veden kierrätys lukuina
3,4 – Näin monta vesilitraa käytettiin keskimäärin vuonna 2015 yhtä tuotettua olutlitraa kohden maailmanlaajuisesti
<1,7 – Maailmanlaajuisena tavoitteena on saada yhtä tuotettua olutlitraa kohden käytettävä vesilitrojen määrä tälle eli puolet pienemmälle tasolle vuoteen 2030 mennessä, mikä on osa Carlsbergin Together Towards Zero ‑tavoitetta.
65 % – Prosessivetenä käytettävän veden kokonaismäärä.
2 000 m3/vrk – Total Water Management (TWM) ‑laitoksessa käsiteltävä prosessijäteveden määrä
1 800 m3/vrk – Tehtaalle uudelleenkäyttöä varten palautettavan puhtaan veden määrä eli 90 % kokonaismäärästä. Loput 10 % koostuvat lietteestä ja jätevesikonsentraatista, jotka lähetetään käsiteltäväksi kunnalliseen jätevedenpuhdistamoon
560 000 m3 – TWM-prosessin säästämä vesimäärä vuodessa (560 miljoonaa litraa)
9,6 % – Energiankulutuksen aleneminen TWM-laitoksen biokaasun tuotannon ja lämpimän veden kierrätyksen ansiosta
17 – Näin monta Carlsbergin panimoa sijaitsee vesipulasta kärsivillä alueilla maailmanlaajuisesti. Carlsberg aikoo käyttää TWM-laitoksen käyttöönotosta opittuja asioita näissä kohteissa hukkaveden vähentämiseen.
Prosessiveden käyttö – Muun muassa säiliöiden, putkien, koneiden, pintojen, pullojen ja tölkkien puhdistus, käytetään myös pastörointilaitteessa, kattilassa ja jäähdytystorneissa.
Tanskan Carlsbergin vastuullisuuspäällikkö Tenna Skov Thorsted
Lähteet
Tämän artikkelin tiedot ovat peräisin paikan päällä Carlsbergissä vuoden 2021 syys‑ ja lokakuussa sekä paikan päällä NIRASissa vuoden 2021 lokakuussa toteutetuista haastatteluista sekä Pantareinin kanssa vuoden 2021 lokakuussa käydystä videokeskustelusta verkossa. Lisätietoja DRIP-hankkeesta ja veden kierrätystä koskevista tutkimuksista on tällä sivustolla.
Huomautus: Kun lähteissä viitataan niin sanottuun juomaveteen, termillä tarkoitetaan veden korkeinta puhtaustasoa. Käsitellyn veden juominen olisi siis periaatteessa turvallista, mutta tässä tapauksessa sitä ei käytetä lopputuotteessa ainesosana.
Neljällä Grundfos NB ‑pumpulla kierrätetään vettä anaerobisissa, aerobisissa ja tasaussäiliöissä sekä Carlsbergin Total Water Management ‑laitoksen biokaasupesurissa.
Grundfosin toimittamat ratkaisut:
Grundfos, Pantarein ja Carlsberg ryhtyivät yhteistyöhön, jotta Tanskan Carlsbergin Fredericiassa sijaitsevaan Total Water Management ‑laitokseen löydettäisiin optimaalisimmat pumput ja annostelujärjestelmät koko käsittely‑ ja puhdistusprosessia varten. Laitokseen valittiin seuraavat ratkaisut:
- Uppoasennettavat SL-jätevesipumput ja ‑sekoittimet
- Päästä imevät NB-pumput veden kierrättämiseen biologisissa säiliöissä ja biokaasupesurissa
- Täydelliset annostelukaapit, joissa on digitaaliset annostelupumput, putket ja lisävarusteet, joita tarvitaan kaikissa käsittelyvaiheissa, sekä ultrasuodatus‑ ja käänteisosmoosikalvon CIP-pesurissa
- RO-järjestelmän tehokkaat pystyasennettavat monijaksoiset CR-pumput
- Täydelliset järjestelmät
- Oxyperm Pro desinfiointiin
- POLYDOS polymeerin tuotantoon
- DID veden desinfioinnin valvontaan ja ohjaukseen