14°Workshop del Programma T.A.C.E.C.:
“Come generare cassa grazie al nuovo Decreto sui Certificati Bianchi”
Una testimonianza nel miglioramento
dell’efficienza energetica nell’utilizzo di
vapore di processo
Alberto Alice
Iacopo Vaja
Technical & Operational Manager
Energy & Utilities Manager
Casteggio Lieviti – AB|MAURI Group
Milano, 27 febbraio 2013
0
Chi siamo:
Casteggio Lieviti Srl è un’azienda leader a livello internazionale nella produzione di lieviti
per panificazione
Fatturato annuo : circa 60 Milioni di Euro
Produzione: circa 70’000 ton/anno di crema di lievito
Addetti: 180 interni + 40 esterni
Unità Produttiva, superficie: 65’000 m2
Certificato «BRC Global Standard» - livello A
1
La storia:
1941
’50
‘60-’80
1984
‘84–’98
Viene fondata Vinal - Inizia a S. Giuletta la produzione di vini e vermouth
Inizia a Casteggio la produzione di alcool e lievito
Si espande la produzione di lievito
Gist-brocades acquisisce Vinal
Gist-brocades vuole acquisire posizioni di leadership nel mercato del lievito
Viene introdotta a Casteggio la produzione di lievito secco
La produzione di crema di lievito passa da 16.500 ton (1984) a 78.400 ton (1998)
1998
2004
2005
2007
2
Gist-brocades viene acquisita da DSM (nasce DSM B. I.)
Produzione raggiunge 125’000 ton di crema di lievito
DSM B. I. viene acquisita da GILDE (nasce GBI Italy Srl)
GBI Italy viene acquisita da AB|MAURI (nasce Casteggio Lieviti S.r.l.)
AB|MAURI
AB|Mauri è Azienda Multinazionale nata nell’ Ottobre 2004 come
nuova divisione operativa di “Associated British Foods PLC”
(ABF) dall’acquisizione di “BURNS PHILP” e dalla sua integrazione
con la preesistente attività di ABF nel settore della panificazione
ABF è un diversificato gruppo alimentare internazionale
fondato nel 1935 e attivo nei seguenti settori:
Sugar & Agriculture
Retail
Grocery
Ingredients
Turnover di oltre £ 11 miliardi e 102’000 dipendenti in 43 paesi
3
La nostra produzione
Vengono prodotti vari tipi di ceppi di lievito, in funzione dei paesi di destinazione e
delle differenti applicazioni:
Lievito per panificazione:
Lievito fresco
Lievito secco
Lievito secco istantaneo (Fermipan)
Lievito secco attivo (Engedura)
Crema di lievito per le industrie di settore
Lievito per formulazioni specifiche nel campo dei miglioratori per panificazione e per utilizzi speciali:
Lievito arricchito con glutatione (GSH)
Lievito arricchito con S-Adenosil Metionina (BIO)
Lievito per formulazioni mangimistiche:
Lievito secco spray
4
La nostra produzione
La produzione di lievito offre l’opportunità di sviluppare e produrre co-prodotti che
trovano applicazione in altri mercati:
Mercato dell’alimentazione umana:
Aromex
Mercato dell’alimentazione animale:
Concentrato proteico da borlande di lievito
Mercato agricolo:
Salino potassico
5
La centrale termoelettrica cogenerativa
Impianto basato su due Gruppi Turbogas + Generatori di Vapore a recupero
Vapore 18 barr
al processo
Vapore 3,5 barr
al processo
Gas Metano
Consegna A.P.
Energia elettrica autogenerata
Power out
Power in
6
Sottostazione A.T.
Energia elettrica
al processo
Energy Management
Alcuni progetti recenti relativi al miglioramento nell’uso dell’energia:
Realizzata nuova centrale di cogenerazione da biogas
Biogas ottenuto da trattamento anaerobico delle acque reflue di processo
Ottenuta qualifica IAFR e Certificati Verdi
7
Energy Management
Alcuni progetti recenti relativi al miglioramento nell’uso dell’energia:
Realizzata nuova centrale di cogenerazione da biogas
Biogas ottenuto da trattamento anaerobico delle acque reflue di processo
Ottenuta qualifica IAFR e Certificati Verdi
Realizzato impianto per recupero calore sensibile dai gas esausti della Centrale Termica
Gas raffreddati da ~150°C a ~70°C; Riscaldata acqua in circuito chiuso che alimenta utenze a “bassa entalpia”
Progetto approvato per rilascio TEE
8
Energy Management
Alcuni progetti recenti relativi al miglioramento nell’uso dell’energia:
Realizzata nuova centrale di cogenerazione da biogas
Biogas ottenuto da trattamento anaerobico delle acque reflue di processo
Ottenuta qualifica IAFR e Certificati Verdi
Realizzato impianto per recupero calore sensibile dai gas esausti della Centrale Termica
Gas raffreddati da ~150°C a ~70°C ; Riscaldata acqua in circuito chiuso che alimenta utenze a “bassa entalpia”
Progetto approvato per rilascio TEE
Sistema completo di “Energy Metering” dello stabilimento
40 nuovi strumenti installati: misure portata vapore, En. elettrica, aria strumentale, En. Frigorifera, etc.
Tutte le misure connesse a DCS di fabbrica. Trend, Report, KPI, cost controlling, benchmarks, etc
9
Energy Management
Alcuni progetti recenti relativi al miglioramento nell’uso dell’energia:
Realizzata nuova centrale di cogenerazione da biogas
Biogas ottenuto da trattamento anaerobico delle acque reflue di processo
Ottenuta qualifica IAFR e Certificati Verdi
Realizzato impianto per recupero calore sensibile dai gas esausti della Centrale Termica
Gas raffreddati da ~150°C a ~70°C ; Riscaldata acqua in circuito chiuso che alimenta utenze a “bassa entalpia”
Progetto approvato per rilascio TEE
Sistema completo di “Energy Metering” dello stabilimento
40 nuovi strumenti installati: misure portata vapore, En. elettrica, aria strumentale, En. Frigorifera, etc.
Tutte le misure connesse a DCS di fabbrica. Trend, Report, KPI, cost controlling, benchmarks, etc
Realizzata nuova centrale frigorifera ad alto COP asservita al processo
3 nuovi chillers con condensazione ad acqua di torre (servizio continuo) + migliorato isolamento stoccaggi
10
Energy Management
Alcuni progetti recenti relativi al miglioramento nell’uso dell’energia:
Realizzata nuova centrale di cogenerazione da biogas
Biogas ottenuto da trattamento anaerobico delle acque reflue di processo
Ottenuta qualifica IAFR e Certificati Verdi
Realizzato impianto per recupero calore sensibile dai gas esausti della Centrale Termica
Gas raffreddati da ~150°C a ~70°C ; Riscaldata acqua in circuito chiuso che alimenta utenze a “bassa entalpia”
Progetto approvato per rilascio TEE
Sistema completo di “Energy Metering” dello stabilimento
40 nuovi strumenti installati: misure portata vapore, En. elettrica, aria strumentale, En. Frigorifera, etc.
Tutte le misure connesse a DCS di fabbrica. Trend, Report, KPI, cost controlling, benchmarks, etc
Realizzata nuova centrale frigorifera ad alto COP asservita al processo
3 nuovi chillers con condensazione ad acqua di torre (servizio continuo) + migliorato isolamento stoccaggi
Migliorata l’efficienza degli impianti di concentrazione per il trattamento dei brodi esausti
di fermentazione (“borlande”)
Le acque ad elevato COD derivanti dalla fermentazione non possono essere scaricate “tal quali”
Impianti di concentrazione con cui si estraggono sostanze vendute come “co-prodotti”:
• Mercato dell’alimentazione animale: Concentrato proteico da borlande di lievito
• Mercato agricolo: Salino potassico
Tali impianti erano i maggiori utilizzatori di vapore di processo dello stabilimento
Il progetto, illustrato di seguito, è stato oggetto di una pratica di richiesta TEE da poco conclusa
11
Situazione ante-intervento
Schema di flusso semplificato acque di processo:
FACTORY
FERMENTERY
HIGH ORGANIC STREAMS
(VINASSES)
LOW ORGANIC STREAMS
(50’000 mg/l COD)
6,5% DM
UASB 2
TO MUNICIPALITY
(<1’000 mg/l COD)
STEAM
POWER
6 effects
EVAPORATOR
DISTILLATE
UASB 1
BIOGAS
POTASSIUM
SALT
CONCENTRATED
VINASSES
45 % DM
Agricolture
STEAM
POWER
BIOGAS
ENGINES
RECONCENTRATOR
POTASSIUM FREE
DOUBLE CONCENTRATE
62 % DM
DOUBLE
CONCENTRATE
Animal Feed
12
(75% methane)
HEAT +
POWER
Situazione ante-intervento
Schema di flusso semplificato acque di processo:
Evaporatore a multiplo effetto:
Impianto avviato nel 1980
FERMENTERY
6 stadi in equicorrente
HIGH ORGANIC STREAMS
(VINASSES)
Utilizzava fino al 50% del vapore impiegato in fabbrica
(50’000 mg/l COD)
6,5% DM
Concentrava borlanda dal 6,5% al 45% DM circa
Rendimento medio: 0,230 tonst / tonev (@ 3,5 barr e 170°C)
STEAM
POWER
POTASSIUM
SALT
6 effects
EVAPORATOR
DISTILLATE
CONCENTRATED
VINASSES
45 % DM
Agricolture
STEAM
POWER
RECONCENTRATOR
POTASSIUM FREE
DOUBLE CONCENTRATE
62 % DM
DOUBLE
CONCENTRATE
Animal Feed
13
Situazione ante-intervento
Schema di flusso semplificato acque di processo:
Riconcentratore delle borlande:
Impianto avviato nel 1980
FERMENTERY
2 evaporatori a singolo effetto
HIGH ORGANIC STREAMS
(VINASSES)
Concentrava borlanda dal 40% al 62% DM circa
(50’000 mg/l COD)
6,5% DM
Rendimento medio: 1,6 tonst / tonev (@ 3,5 barr e 170°C)
STEAM
POWER
POTASSIUM
SALT
6 effects
EVAPORATOR
DISTILLATE
CONCENTRATED
VINASSES
45 % DM
Agricolture
STEAM
POWER
RECONCENTRATOR
POTASSIUM FREE
DOUBLE CONCENTRATE
62 % DM
DOUBLE
CONCENTRATE
Animal Feed
14
Situazione Post-Intervento
Schema di flusso semplificato acque di processo:
FACTORY
FERMENTERY
HIGH ORGANIC STREAMS
(VINASSES)
LOW ORGANIC STREAMS
(50’000 mg/l COD)
6,5% DM
New PRECONCENTRATOR
STEAM
POWER
UASB 2
Pre-CONCENTRATED
VINASSES
TO MUNICIPALITY
(<1’000 mg/l COD)
14 % DM
STEAM
POWER
6 effects
EVAPORATOR
DISTILLATE
UASB 1
BIOGAS
POTASSIUM
SALT
CONCENTRATED
VINASSES
45 % DM
Agricolture
STEAM
POWER
BIOGAS
ENGINES
New RECONCENTRATOR
POTASSIUM FREE
DOUBLE CONCENTRATE
62 % DM
DOUBLE
CONCENTRATE
15
(75% methane)
Animal Feed
HEAT +
POWER
Situazione Post-Intervento
Schema di flusso semplificato acque di processo:
Nuovo Pre-concentratore delle borlande avviato
nel 2010
FERMENTERY
Tecnologia:
Evaporatore a film cadente a doppio passo con ricircolazione
esterna
HIGH ORGANIC STREAMS
(VINASSES)
(50’000 mg/l COD)
6,5% DM
Ricompressione meccanica dell’evaporato
New PRECONCENTRATOR
STEAM
POWER
Compressore centrifugo sotto inverter
Condizioni operative:
Pre-CONCENTRATED
VINASSES
Pressione lato prodotto = 0,8 bara (T ebollizione = 94°C)
14 % DM
STEAM
POWER
POTASSIUM
SALT
6 effects
EVAPORATOR
DISTILLATE
CONCENTRATED
VINASSES
45 % DM
Pressione lato vapore = 1,02 bara (T ebollizione = 100°C)
Borlanda viene concentrata dal 6,5% al 14% DM circa
Consumi energetici (media 2011/2012)
Vapore vivo: 0,045 tonst / tonev (@ 3,5 barr e 170°C)
Agricolture
STEAM
POWER
New RECONCENTRATOR
POTASSIUM FREE
DOUBLE CONCENTRATE
62 % DM
DOUBLE
CONCENTRATE
16
Animal Feed
Energia elettrica = 20 kWh/ tonev
Situazione Post-Intervento
Schema di flusso semplificato acque di processo:
Sistema Pre-concentratore + Evaporatore 6 effetti,
Prestazioni sistema completo:
FERMENTERY
Consumo specifico vapore vivo: 0,120 tonst / tonev
HIGH ORGANIC STREAMS
(VINASSES)
Evaporato totale (2011): 330’000 tonev
(50’000 mg/l COD)
6,5% DM
Tonnellate di vapore risparmiate (2011): 36’000 tonst
Energia termica risparmiata (2011): ~90’000 GJ
New PRECONCENTRATOR
STEAM
POWER
Pre-CONCENTRATED
VINASSES
14 % DM
STEAM
POWER
POTASSIUM
SALT
6 effects
EVAPORATOR
DISTILLATE
CONCENTRATED
VINASSES
45 % DM
Agricolture
STEAM
POWER
New RECONCENTRATOR
POTASSIUM FREE
DOUBLE CONCENTRATE
62 % DM
DOUBLE
CONCENTRATE
17
Animal Feed
Situazione Post-Intervento
Schema di flusso semplificato acque di processo:
Nuovo Ri-concentratore delle borlande
Impianto avviato nel 2010
FERMENTERY
Evaparatore 3 effetti in controcorrente
HIGH ORGANIC STREAMS
(VINASSES)
Concentra borlanda dal 40% al 62% DM circa
(50’000 mg/l COD)
6,5% DM
Rendimento medio: 0,36 tonst / tonev (@ 3,5 barr e 170°C)
New PRECONCENTRATOR
STEAM
POWER
Pre-CONCENTRATED
VINASSES
14 % DM
STEAM
POWER
POTASSIUM
SALT
6 effects
EVAPORATOR
DISTILLATE
CONCENTRATED
VINASSES
45 % DM
Agricolture
STEAM
POWER
New RECONCENTRATOR
POTASSIUM FREE
DOUBLE CONCENTRATE
62 % DM
DOUBLE
CONCENTRATE
18
Animal Feed
Certificati Bianchi
Presentata pratica per richiesta TEE a consuntivo, con la collaborazione del Gruppo HERA
Proposto una metodologia di calcolo del «saving» energetico:
Determinata una «baseline» di consumi e rendimenti degli impianti esistenti – ante-intervento
Periodo di riferimento «baseline»: 2008/2009
Determinati consumi e rendimenti nella situazione post-intervento
Note le produzioni di evaporato ed i consumi post-intervento, con i rendimenti della «baseline» si determina il consumo
equivalente che si avrebbe avuto ante-intervento
Si determinano quindi i TEP annui risparmiati con l’introduzione dei nuovi impianti
Pratica è stata accolta: Delibera AEEG 238/2012 del 7 giugno 2012
Avviata rendicontazione dei TEP risparmiati nel 2011 e 2012
Contestualmente alla rendicontazione sono stati predisposti tutti i documenti inerenti alla
certificazione delle misure utilizzate negli algoritmi di calcolo dei TEP risparmiati:
Tutti gli strumenti di misura installati con i nuovi impianti erano corredati da certificati di taratura originali recenti
Tutti gli strumenti di misura presenti negli impianti esistenti sono invece stati soggetti ad una complessa campagna di
verifica per valutare eventuali errori. Di seguito alcuni esempi:
19
Verifica portata vapore evaporatore a
6 effetti esistente
Gruppo di misura esistente:
Flangia calibrata installata nel 1980 con l’impianto e misura pressione differenziale
Portata di vapore determinata tramite calcolo su DCS di fabbrica, con compensazione in p e T vapore. Campo: 0-20 ton/h
Misure acquisite in continuo su DCS di fabbrica e registrate
Verifica misure storiche – Installato nuovo gruppo di misura:
Acquistata ed installata nuova flangia calibrata e misura pressione differenziale, certificati e calibrati in campo
Acquistati ed installati nuove sonde per misura p e T vapore, certificati e calibrati in campo
Portata di vapore calcolata da “energy computer” dedicato, con compensazione in p e T vapore. Campo: 0-15 ton/h
“Energy computer” trasmette segnale a DCS di fabbrica che registra misura portata
Svolti test comparativi tra gruppo di misura esistente e nuovo gruppo. Determinato errore.
20
Verifica portata distillato da evaporatore 6
effetti esistente
Gruppo di misura esistente:
Misuratore di portata magnetico installato
Campo misura: 0-100 m3/h
Misure acquisite in continuo da DCS di fabbrica e registrate
Verifica gruppo di misura esistente:
Test in campo con strumento campione
Strumento campione “in serie” a strumento esistente
Strumento campione corredato da certificati di calibrazione rilasciati da
laboratori accreditati
Test condotto da tecnici di primaria azienda del settore misure
Rilasciato documento attestante errore
21
Verifica portata vapore da generatori di
vapore
Nell’algoritmo di calcolo rientrano alcune misure che riguardano la centrale termoeletterica, al
fine di determinare l’energia primaria effettivamente risaparmiata
Gruppo di misura esistente:
Flange calibrate e misura pressione differenziale
Portata di vapore determinata tramite calcolo su DCS di fabbrica, con compensazione in p e T vapore.
Misure acquisite in continuo da DCS di fabbrica e registrate
Verifica gruppo di misura esistente:
Test in campo con strumento campione su ∆p flangia, p vapore e T vapore
Strumenti campione corredati da certificati di calibrazione rilasciati da laboratori accreditati
Test condotto da tecnici di primaria azienda del settore misure
Verificato errore complessivo della catena di misura esistente, rilasciato documento attestante errore
22
Verifica misure elettriche
Gruppo di misura esistente:
Convertitore di potenza voltamperometrico con uscita 4-20 mA (potenza istantanea)
Acquisizione potenza istantanea ed integrazione (determinazione energia elettrica totalizzata) svolta da DCS di fabbrica
Nuovo gruppo di misura:
Installato totalizzatore energia eletrica assorbita certificato MID
Installati T/A certificati
Verificato errore complessivo della catena di misura esistente
23
Conclusioni
I nuovi impianti realizzati hanno consentito di modificare sostanzialmente i profili di consumo di
vapore di processo dello stabilimento
Il progetto aveva un pay-back sostenibile con il solo saving energetico
E’ stata avviata di recente la rendicontazione dei TEP risparmiati ai fini della pratica TEE
Ci si attende che il ritorno economico associato ai TEE sui 5 anni di incentivazione possa
arrivare a coprire tra il 30-40% dell’intero costo iniziale, rendendo l’investimento ancora più
attrattivo e consentendo di re-investire in efficienza energetica
Tutte le misure che rientrano nell’algoritmo di calcolo dei TEP risparmiati sono state verificate
Laddove sono stati riscontrati errori si è proceduto a correggete le misure acquisite ai fini della
rendicontazione così da determinare i valori esatti
24
… domande ?
25