逆浸透膜処理による粉末製造のエネルギー消費削減
粉末生産ラインにおいて水の除去は不可欠です。牛乳と乳清は主に水で構成されており、粉末にするには、水分をすべて除去する必要があります。水分や湿度が残っていると、完成品が台無しになる可能性があります。
このため、蒸発器と乾燥機は粉末製造において重要な役割を果たします。しかし、これらの機器は稼働に非常に多くのエネルギーを必要とします。実際、蒸発（特に蒸発乾燥）は、他の食品や飲料の生産工程よりも多くのエネルギーを消費します。
嬉しいことに、蒸発と蒸発乾燥によるエネルギー消費を削減する効果的で簡単な方法があります。実際、この単一の有益なソリューションを使用すると、3 つの異なる方法でコストを削減できます。逆浸透膜処理。
1. エネルギーコストの削減
最初の方法は、蒸発と蒸発乾燥設置の前に膜処理ステップを追加することです。蒸発器や噴霧乾燥機よりも少ないエネルギーを使用する逆浸透膜処理によって製品を事前に濃縮すればするほど、蒸発および蒸発乾燥段階で工程が消費するエネルギーが少なくなります。
液体供給製品を逆浸透膜でろ過すると、多くの蒸発装置で一般的な投入量である総固形分 12% と比較して、ホエイ固形分全体を 20～30%、または脱脂乳固形分を 35% に濃縮することが可能です。この液体含有量の大幅な減少により、エネルギー集約型蒸発器および噴霧乾燥機で行う作業量が減ります。
「エネルギー効率の向上による節約効果は、かなり大きなものとなります」とテトラパック膜処理ソリューションのゼネラルセールスマネージャー、クラウス・ヤコブセンは述べています。「典型的な生産シナリオでは、大容量の粉末プラントは、毎日の電力コストを1,200ユーロ以上削減できると試算しています。 これは年間で 425,000 ユーロの節約に相当します」
テトラパックの専門家が期待できる使用エネルギーの正確な削減と、膜処理ユニットの総所有コストを算出するので、どれだけ節約できるかを正確に把握することができます。しかし、いずれの場合も節約は相当なものになると思われます。
2. より小型のユニットを選択することによる投資コストの削減
工程に逆浸透ステップを追加することでコストを節約するのが 2 番目の方法です。蒸発器と乾燥機の容量要件を減らすことで、逆浸透でラインをアップグレードする際に、より小型のユニットを選択できます。蒸発器や乾燥機を最大限に活用する代わりに、中型ユニットを検討することもできます。その結果として得られたのが、投資コストを低く抑えることができます。
3. 水の回収と再利用
見落とされがちな 3 つ目の利点もあります。逆浸透を使用すると、蒸発器や乾燥機から凝縮水を回収して再処理と再利用を行うことができ、蒸発と蒸発乾燥の工程をさらにコスト効率の高いものにします。
収集後、凝縮水は逆浸透膜処理を使用して処理されます。この工程で不純物が除去され、すすぎ、CIP洗浄だけでなく、選択された浄化レベルに応じて製造工程の上流工程で使用する新たな水源も生成されるとクラウス・ヤコブセンは述べています。
「大手のお客様との協力して行った調査では、典型的な大型粉末ラインは毎日約 600 立方メートルの凝縮物を回収し再利用できると推定しています。これは約 4 日でオリンピックのプール 1 杯分に匹敵します」
プロセス水を収集して再利用することで、一般的な粉末工場での 1 日あたりの水消費量を推定 300 ユーロ削減できます。これにより、1 年間で 10 万ユーロ以上のコスト削減が実現します。 さらに、逆浸透でループを閉じることで、廃水処理または排出コストも 1 日あたり推定 1,200 ユーロ（年間 420,000 ユーロ）削減されます。
「逆浸透膜処理ソリューションの総所有コストを 436,000 ユーロと仮定すると、この技術に投資すれば、廃水処理および廃棄コストの削減により、1 年余りで元が取れることになります」とヤコブセンはコメントしています。
水道の消費量の減少と電気料金の引き下げを考慮すると、投資回収期間は 6 か月未満になります。