Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

Transkript

1 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri Midtvejsrapport April 2015

2 2 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

3 Indhold Forord og sammenfatning Kortlægning af vandforhold i mejerier Vandtyper, der anvendes i mejerier Status for vandkortlægning hos mejerierne Niveau 0: Overordnet vandbalance Niveau 1: Balance over forsyningsfunktioner Niveau 2: Balance på procesniveau Behov for forbedret datagrundlag Anvendelse af andre ressourcer knyttet vil vandforbruget Status på vandindtag og spildevandsudledning fra mejerierne Vandindvinding Vandkvalitet Vandforbrug i relation til produktion Spildevandsforhold Potentiale for øget vandeffektivitet i mejerier Definition af vandeffektivitet Systematik for identifikation af muligheder for forbedret vandeffektivitet De 6 R er Vurdering af besparelsespotentiale ved bedre måling Vurdering af potentiale for besparelse i membranfiltreringsanlæg Indledende vurdering af potentiale for vandgenbrug Water-fit-for-purpose Vandkvalitetskriterier Beregning og visualisering af genbrugspotentiale Potentiale for øget anvendelse af mælkevand Vandbesparelsesprojekter identificeret i Vandeffektive Mejerier Potentialet for spredning af vandeffektivisering inden for mejeribranchen Internationale erfaringer med vandbesparelser i fødevareindustrien Tiltag til øget vandeffektivitet Barrierer og drivkræfter for øget vandeffektivitet Implementering af Branchekoder, modeller for risikovurdering og kontrol af mikrobiel kvalitet Adgang til d0kumenteret teknologi og ledelsessystemer for øget vandeffektivitet Styrkede mekanismer til spredning af viden og erfaringer Fremme af vandeffektivitet via lovgivning og regulering Fødevareregulering Status for BREF arbejdet Potentielle anvendelser af sekundære vandstrømme Forretningsmodeller og øget vækst og eksport Kort om forretningsmodeller Indledende kortlægning af mejeriernes forretningsmodeller Workshop om forretningsmodeller i mejeribranchen Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 3

4 4.4 Design af spørgeskemaundersøgelse Næste skridt Referencer Bilag: A. Arbejdsplan og milepæle 2015 B. Status for vandkortlægning på mejerier C. Status for BREF arbejdet 4 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

5 Forord og sammenfatning Målet med projektet er at nedbringe vandforbruget i mejeribranchen i Danmark under hensyntagen til mejeriernes økonomi, fødevaresikkerhed, arbejdsmiljø og miljøforhold. Der tilstræbes holistiske løsninger, hvor også energi og ressourceforhold indgår - ligesom løsninger med styrket organisering og ledelse vil indgå. Et delmål er at styrke dansk eksport af systemløsninger og dertil knyttet mejeri- og vandteknologi. Projektet vil i høj grad fokusere på en bred integrering, hvor der sikres de størst mulige besparelser i branchen som helhed. Det betyder bl.a., at en stor del af projektet vil være praktisk og anvendelsesorienteret og adressere barrierer og muligheder, som er blevet identificeret i det partnerskab, som blev gennemført i 2013 for det Vandløse Mejeri. Projektet gennemføres fra 16. december 2013 til 31. december 2015 af 19 partnere under en partnerskabsaftale med et samlet budget på 18,1 mio. kr., hvoraf Naturstyrelsen har bevilget et tilskud på 7,5 mio. kr., fordelt med 5 mio. kr. til timer og 2,5 mio. kr. som tilskud til udstyr hos de deltagende mejerier. I den forløbne projektperiode har de deltagende partnere, som består af flere mejerier, besluttet at følgende deltager i de konkrete projektaktiviteter: Hos Arla Foods deltager Rødkærsbro, HOCO og Vimmerby, og hos Mammen Ost deltager Sædager mejeri. Herudover deltager Thise, Them og Nørager mejerier. Udkastet til midtvejsrapporten beskriver de foreløbige resultater, som er opnået i partnerskabet fra projektets start og indtil marts Det er vist, at vandeffektiviteten, målt som forbrug af forsyningsvand i forhold til indvejet mængde af mælk, har været ret konstant gennem en årrække i de deltagende oste- og konsummejerier, mens den er øget i mejerier, der producerer mælkepulver og ingredienser (HOCO og Vimmerby). Vandeffektiviteten ligger inden for den variation, der er rapporteret internationalt. Mens vandeffektiviteten varierer afhængigt af produkt kan det også ses, at alderen på produktionsudstyr og de anvendte teknologier spiller en rolle. Det er desuden vist, at der ikke generelt findes data om vandmængder og kemisk og mikrobiel vandkvalitet i mejerierne for de væsentlige procesinterne strømme. Bedst dokumenteret er processtrømme for CIP anlæg. Kortlægningen af de procesinterne strømme har gradvist udviklet sig under projektperioden mht. detaljeringsgrad. Det har under kortlægningen vist sig, at flere mejerier ikke har et tilstrækkeligt antal målere til at foretage den detaljerede kortlægning og heller ikke let adgang til at få et overblik over vanddata. Der er derfor iværksat et pilotprojekt på Thise i samarbejde med Kamstrup med nye målere og dataopsamling. Resultatet af den detaljerede kortlægning og anvendelsen af data fra de nye målere viser en lang række muligheder for at øge vandeffektiviteten - med en forøget vandeffektiviteten på op til 20% som et realistisk mål. Et handlingsprogram for at øge vandeffektiviteten er under udarbejdelse og skal vurderes med hensyn til en række kriterier (økonomi, praktisk gennemførlighed og bæredygtighed). Thise har allerede igangsat et projekt med installering af flowventiler til regulering Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 5

6 af pakdåsevand, og dokumentationen for en forøget vandeffektivitet vil blive sikret via de nye målere. Handlingsplanen for Thise omfatter tiltag til at minimere vandforbrug, til nye processer med mindre vandforbrug, til genbrug af vand fra en proces til en anden og til recirkulation og genindvinding af vand og udledning af spildevand. Minimering af vandforbrug ved kilden, installering af nye og mere vandeffektive processer og genbrug af procesvand/mælkevand efter rensning i f.eks køletårne har ikke umiddelbart indflydelse på fødevaresikkerheden. Ved genbrug og recirkulering er der derimod behov for at tage stilling til vandkvalitet og fødevaresikkerhed. Her arbejder projektet på flere fronter - dels en kortlægning af mikrobiel kvalitet og stabilitet af vand til genbrug, dels teknologi til fjernelse af organisk stof og vækstpotentiale for vand til genbrug og endelig en branchekode, som beskriver, hvilke teknologier og målemetoder der skal anvendes for at sikre vandkvaliteten. Handlingsplaner for de fire øvrige mejerier (Them, Nørager, Sædager og Rødkærsbro) vil blive etableret i den resterende projektperiode. Slutteligt arbejdes der med forretningsplaner, ligesom nogle af projektets partnere deltager aktivt i BAT/BREF arbejdet i EU. 6 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

7 1. Kortlægning af vandforhold i mejerier 1.1 Vandtyper, der anvendes i mejerier Det er naturligt i et projekt med fokus på vandeffektivitet at se på, hvilke vandtyper der findes i et mejeri, og hvilke vandtyper der specielt har potentiale til at blive udnyttet mere effektivt. I den simpleste betragtning har mejerierne tre typer af vand - vand fra vandforsyning af drikkevandskvalitet; vand, som findes inden for mejeriet mure og vand, der afledes som spildevand. I en bredere betragtning tilføres der også vand med mælken, og vand fraføres igen delvist med de produkter, mejeriet producerer, eller fordamper i mejeriets processer. Vandet, som findes inden for mejeriets mure, er således en kombination af vand af drikkevandskvalitet og vand fra mælken, som er separeret fra denne i mejeriets processer. På samme måde består spildevandet, der afledes fra mejeriet, af vand, som er sammensat af vand fra en lang række forskellige processer i mejeriet, og som også indeholder vand fra overflader og sanitært vand i mejeriet. I en industriel sammenhæng anvendes ofte en samlet betegnelse for vandet inden for en industris mure: procesvand - som er karakteriseret som det vand, der tilføres industrien via vandforsyning og via mælken minus det vand, der bruges til sanitære formål (bad og toilet). I et mejeri er der yderligere vandet fra mælken, som kan indgå i mejeriets processer efter behandling. Vi anvender betegnelsen mælkevand for denne type af vand, hvor mælkevand er Vand, der før genindvinding var en del af mælk eller et mælkeprodukt. Det er samme definition, som der arbejdes med i forbindelse med branchekoderne for mejerier. En given vandstrøm inden for mejeriets mure kan overordnet karakteriseres ved (i) kilden til vandet (forsyningsvand med eller uden vand fra mælken); (ii) den teknologi, hvor vandet tilføres- /behandles - eksempelvis et blødgøringsanlæg eller et CIP anlæg; (iii) anvendelse af vandet efter den teknologiske behandling.procesvandstrømmen kan også karakteriseres ved hjælp af konkrete målinger af vandvoluminer og den kvalitet, vandet har. I projektet Vandeffektive Mejerier er det valgt at tage en bred betragtning af vand, som omfatter vand fra vandforsyning og vand fra mælken, og kortlægge de procesvandsstrømme, som findes inden for mejeriernes mure med henblik på at vurdere disses potentiale til at indgå i en øget vandeffektivitet uden at gå på kompromis med fødevare-, miljø- og arbejdsmiljøsikkerheden. De følgende afsnit beskriver resultaterne af kortlægningen som er det første trin i dette. 1.2 Status for vandkortlægning hos mejerierne En detaljeret vandkortlægning er igangsat på alle de 5 deltagende mejerier. På Nørager og Rødkærsbro mejerier under ledelse af Krüger, på Thise, Them og Sædager mejerier under ledelse af DHI. Kortlægningen bliver foretaget systematisk på forskellige niveauer: Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 7

8 - Niveau 0: Mejeridriften anses for en black box, og kun input- og output-strømme fra mejeriet registreres - Niveau 1: Forsyningsfunktioner (kedel, blødgøring, køletårne, CIP, vallekoncentrering mv.) kortlægges individuelt, mens mejeriprocesserne ikke kortlægges individuelt - Niveau 2: Mejeriprocesserne kortlægges individuelt på procesniveau Kun på Thise Mejeri er kortlægningen på Niveau 2 afsluttet, og da der er væsentlig forskel på, hvor langt kortlægningen er kommet, er det kun muligt at sammenligne mejerierne på et helt overordnet niveau (Niveau 0), mens sammenligner på delprocesser (f.eks. indvejning, CIP osv.) afventer yderligere data. I stedet anvendes data fra Thise Mejeri til at præsentere kortlægningsprocessen Niveau 0: Overordnet vandbalance Krüger og DHI har anvendt to forskellige kortlægningsprincipper på Niveao 0 i sidste ende er resultatet dog nogenlunde det samme. Der er afprøvet to metoder til kortlægning illustreret i Figur 1-1 og Figur 1-2. Figur 1-1 Illustration af vandkortlægningsmetode anvendt af Krüger eksemplificeret ved Rødkærsbro Mejeri. pt er alene foretaget den overordnede vandbalance. Vandindhold i alle indgående og udgående strømme er kortlagt (inkl. kemikalier, hjælpestoffer mv.). DHI har i sin metode negligeret en række mindre betydende strømme og alene koncentreret sig om de væsentligste vandholdige strømme: 8 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

9 INDGÅENDE UDGÅENDE ( Afdamp ) ( Ost ) ( Mælk ) ( Konsum ) ( Valle ) ( Øvrige ) ( Byvand ) ( Slam ) ( Lagune ) ( Spildevand ) ( Faciliteter ) Figur 1-2 Overordnet vandbalance af vandindtag, vand i mælk, spildevand, fordampning og vand i produkter (eksempel fra thise Mejeri). Mejeriernes vandeffektivitet er sammenfattet i nedenstående Tabel 1-1. Tabel 1-1 Resultatet af kortlægningen på Niveau 0 for de fem deltagende mejerier (detaljer fremgår af Bilag B). Mejeri Rødkærsbro Nørager Thise Them Sædager Produktion Gul ost Hvid ost Blandet Gul ost Hvid ost Vandforbrug Spildevandsproduktion Vandforbrug pr kg indvejet mælk 0,68 1,84 1,29 1,36 1,43 måleperiode I afsnit 1.2 vises resultaterne af kortlægningen fra de deltagende mejerier. Som indledning til afsnittet beskrives den viden, mejerierne har om vandforbrug og udviklingstendenser hen over de seneste år. Der angives dels vandforbrug, dels nøgletal, hvor forbruget sættes i relation til produktionen. Resultaterne vises som totale vandbalancer, herunder hvor meget af vandet det har været muligt at redegøre for, og der redegøres så vidt muligt for både rent vand og mælkevand i forhold til de definitioner af vandtyper, der er givet i afsnit 1.1. Variationer henover året og med de forskellige produktioner illustreres. Videre i afsnittet ses der nu på, hvor vandet bruges på procesniveau. De største vandforbrug er identificeret, og hvor dette er muligt, redegøres der for genanvendelse af vand i nogle af de processer, der er i mejerierne Niveau 1: Balance over forsyningsfunktioner På Niveau 1 kortlægges vandforbruget på centrale forsyningssystemer. Dette er gennemført for Them, Sædager og Thise mejerier. I Figur 1-3 nedenfor vises procesflowdiagram Niveau 1 for Thise Mejeri. På dette niveau er procesflowdiagram stor set identisk på alle mejerier. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 9

10 INDGÅENDE S11 UDGÅENDE Køletårn S10 blowdown ( Afdamp ) blowdown P1 Mælk V8 V9 S9 Isvand V4 RO Valle (Vandgenbrug) ( Ost ) ( Konsum ) ( Valle ) P4 P3 V1 Vand V2 Blødt Vand S7 Regen. V3 RO vand S8 koncentrat V6 V5 CIP/ vask Processer Damp/ hedvand kondens S5 S3 Spildevand udligningstank + fedtudskiler ( Øvrige ) ( Slam ) ( Lagune ) P2 S2 S1 V10 V7 S6 Kedelhus blowdown S4 Kontor bad/ wc S12 ( Spildevand ) ( Faciliteter ) Figur 1-3 Niveau 1: Vandforbrug på procesniveau og spildevandsafledning på procesniveau. Overordnet procesdiagram for vandforhold i processen (eksempel vist for Thise Mejeri). Der er muligt at sammenligne specifikke vandforbrug på dette niveau mellem de enkelte mejerier. Da der ikke er indsamlet tilstrækkeligt med data på alle mejerier, er det dog for tidligt at sammenligne mellem mejerierne. Som eksempel vises i Figur 1-4 herunder specifikt vandforbrug for Thise. Figur 1-4 Dette diagram viser fordelingen af specifikt vandforbrug på forsyningsfunktioner. Værdierne er angivet som m 3 /1.000 ton indvejet mælk (eksemplificeret ved Thise Mejeri) Niveau 2: Balance på procesniveau På dette niveau har kun Thise Mejeri afsluttet sin kortlægning. Vandbalancen etableres på enkeltprocesser i mejeriet. Et eksempel på et forsimplet procesflowdiagram for Thise Mejeri fremgår af Figur Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

11 INDGÅENDE ( Afdamp ) UDGÅENDE ## Oplyst ( Blowdown ) ## Beregnet ## Ukendt ## Usikre S10 Køletårn blowdown S9 Isvand PROCESSER (??? ) V14 13 Valle RO (vandgenbrug) S11 ( Afdamp ) V6 P1 ( Mælk ) ( Kemi ) V8 V9 Cleaning In Place V5 V16 V4 1 2 Centrifuger Skumsal (inkl. blødtvands anlæg) (pasteur) 3???? UF (indvejning) UF (sur) Sur 6 7 Smørkanon 8 10 Osteri Ostevand (varme) 11 Saltlager ( Konsum ) ( Valle ) ( Øvrige ) P4 P3 P2 V2 Blødt Vand 4 Reolvasker 5 Kassevasker Tapperi 9 Ostevasker 12 ( Ost ) V1 ( Byvand ) S7 V3 RO vand Udskub (produkt rest) Desinfektion/ Forskyl Lud Mellemskyl Syre Slutskyl Sterilt vandskub Produkt rest?? ( Damp ) S3 Regen. S8 Hedvand koncentrat S6 V7 ( Køling ) Kedelhus S4 S5 V11 Slanger V12 Pakdåser V13 V15 Spildevand udligningstank + fedtudskiller ( Slam ) ( Lagune ) S2 S1 V10 ( Kondens tab ) ( Blowdown ) Kontor bad/wc ( Spildevand ) ( Faciliteter ) S12 Figur 1-5 Niveau 2: Forsimplet procesflowdiagram for Thise Mejeri på Niveau 2. Det er nødvendigt at gennemføre kortlægningen til dette niveau for at vurdere det fulde potentiale af vandbesparelser og genbrug, herunder fastsætte vandkvalitetskrav til de enkelte delprocesser, som evt. vil kunne anvende genbrugsvand. På dette niveau er CIP nedbrudt i delprocesser, og for oversigtens skyld er øvrige delprocesser grupperet i procesafsnit (Figur 1-6). m^3 vand / 1000 ton mælk m^3 vand / 1000 ton mælk 91,1 88,6 70,9 76,8 174,8 Skumsal Centrifuger Osteri Andet 48,1 96,1 Forskyl Lud Mellemskyl Syre Slutskyl 95,8 101,4 Figur 1-6 Niveau 2: Specifikt vandforbrug på delprocesser (Thise Mejeri 2013) Behov for forbedret datagrundlag Resultatet af vandkortlægningen på niveau 2 er nået via direkte målinger på delprocesser men ofte også via massebalancer og estimater. Der er således et behov for at forbedre datagrundlaget og dermed beslutningsgrundlaget for valg af scenarier for forbedret vandeffektivitet. Der er på Thise Mejeri gennemført et projekt i samarbejde med Kamstrup og DHI med etablering af et stort antal ekstra vandmålere med automatisk dataopsamling og formidling af data til relevante brugere. Dette projekt præsenteres i afsnit Anvendelse af andre ressourcer knyttet vil vandforbruget I kortlægningen arbejdes der også med vandets indhold af mulige andre ressourcer såsom energi, råvarer, produktrester og kemikalier og der sættes i lighed med vand værdi på disse ressourcer, så det økonomiske potentiale i at genvinde disse ressourcer kan vurderes.. Der er dog på ingen af mejerierne til dato etableret tilstrækkeligt datagrundlag til at kunne lave en sådan evaluering. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 11

12 Da dette er et stort arbejde, vil denne metodik demonstreres på et enkelt mejeri for at vurdere værdien i at udbrede denne værdibaserede metodik til resten af branchen. 1.4 Status på vandindtag og spildevandsudledning fra mejerierne Mejeriernes udveksling af vand og spildevand med omgivelserne varierer meget fra sted til sted og er betinget af lokale forhold for vandindvinding og spildevandsudledning. Derudover spiller produktsortimentet og mejeriets størrelse en væsentlig rolle i forhold til vandforbruget og mængderne/kvaliteten af det udledte spildevand. I det følgende gennemgår vi vand- og spildevandsforholdende for de mejerier, der deltager i Vandeffektive Mejerier Vandindvinding Mejerierne har stærkt varierende forhold omkring vandindvindingen. Her følger en kort præsentation af vandindvindingen. Vandforbruget varierer mellem og m 3 /år, hvilket svarer til ca danskeres vandforbrug. Vandprisen varierer fra 1 DKK/m 3 ved Nøragers egenindvinding til 12 DKK/m 3, som Them betaler for levering af drikkevand fra Them Vandværk. En tidligere opgørelse af vandforbrug for en række mindre danske mejerier (forbrug m 3 /år) afslørede vandpriser på 2-5 kr. fra vandværk (Bilag A). Tabel 1-2 De deltagende mejeriers vandforsyningsforhold. Oplysningerne er indhentet fra mejerierne. Data fra og Data mangler verifikation fra mejerierne. Mejeri Them 1 Thise 1 Rødkærsbro 2 Sædager Nørager Vandværk Them Vandværk Vihøj Vandværk Eget vandværk Egen boring Vandforbrug (m 3 ) Vandpris (DKK/m 3 ekskl. moms) , Vandkvalitet Foreløbige resultater. Der er ikke observeret markante udsving i den leverede vandkvalitet fra år til år. Dette er som forventet, fordi der er tale om grundvandsbaseret indvinding. 12 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

13 Tabel 1-3 Leveret vandkvalitet. Data fra seneste udvidede kontrol (måned-år). Parameter Grænseværdi Them, Smedebakken Vandværk ( ) Thise, Vihøj Vandværk ( ) Temperatur C 8,6 9,2 Ammonium <0,05 mg/l 0,014 0,039 Chlorid <250 mg/l Fluorid <1,5 mg/l 0,1 0,15 Hårdhed, total grader dh 8,2 11 Kalium <10 mg/l 3,4 4,2 Natrium <175 mg/l Nitrat <50 mg/l <0,5 1,68 Nitrit <0,01 mg/l <0,005 0,01 Oxygen - Iltindhold >5 mg/l >11 10,5 Sulfat <250 mg/l Jern <0,1 mg/l 0,022 <0,01 Mangan <0,02 mg/l <0,005 <0,005 Coliforme bakt. 37 Gr. <1 MPN/100 ml <1 <1 E.coli <1 MPN/100 ml <1 <1 Kimtal 22 Gr. <50 antal/ml <1 1 Kimtal 37 Gr. <5 antal/ml <1 <1 Organisk mikroforurening- /pesticider detekteret? Nej Nej Vandforbrug i relation til produktion De deltagende mejeriers vandforbrug varierer fra 0,7 til 1,5 L vand pr. kg indvejet mælk. Internationale erfaringer viser tilsvarende et vandforbrug fra 0,07 til 5,9 L/kg indvejet mælk. Tallene afhænger af produkttypen, hvor produktion af mælkepulver i Danmark (HOCO) ligger på ca. 1 L vand/kg mælk og internationalt varierer mellem 0,07 og 2,6 L vand/kg mælk. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 13

14 Tabel 1-4 Sammenligning af vandforbrug på danske mejerier med vandforbrug rapporteret i international litteratur. Produkt Vandforbrug l vand/kg mælk indvejet Mejeriprodukt ikke 0,73-0,83 angivet eller blandet 0,6-5,8 produktion 1,3-2,5 0,8-1 Mælk og 0,94-1,1 mælkeprodukt 0,58-4,0 0,48-2,5 0,97-1,45 Ost 0,50-0,78 1,16-3,7 Mælkepulver 0,78 1,6 0,07-2,6 0,8-1,7 Blandet mejeri 0,34-0,63 0,58-4,0 0,07-2,8 Kommentar Engelske mejerisektor EU Kommissions data Australien benchmark Australia Engelske mejerisektor EU Kommissions data Australien International Finance Cooperation/WB Benchmark Engelske mejerisektor EU Kommissions data International Finance Cooperation/WB International Finance Cooperation/WB UNEP Benchmark (UK- Environment Agency Engelske mejerisektor EU Kommissions data UNEP Resultater fra projektet Vandeffektive Mejerier Thise: 1,29 (survey) Thise: 1,18 (målt 2014) Rødkærsbro: 0,65 Nørager: 0,9 Them: 1,48 (survey) Them: 1,36 (målt 2014) Mammen: 0,69 (survey) Sædager (1,43 målt 2014) HOCO: 1,0 (2012) Thise: 1,29 (survey) Thise 1,18 (målt 2014) Spildevandsforhold Forholdende vedrørende mejeriernes spildevandsudledning er meget forskellige, med varierende grader af rensning på egne anlæg, omkostninger (særbidrag) og regulering af udledningen til ekstern rensning eller recipient. I Thise renses spildevandet på eget anlæg og hygiejniseres i lokal lagune, inden vandet udspredes på mark. Them og Nørager udleder til lokale spildevandsanlæg uden forudgående rensning, mens Rødkærsbro renser størstedelen af spildevandet på eget anlæg inden udledning til Gudenåen. 14 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

15 Tabel 1-5 De deltagende mejeriers spildevandsafledningsforhold. Oplysninger indhentet fra mejerierne og tilknyttede myndigheder. Data fra og og internationale erfaringstal fra Rad & Lewis Data skal verificeres af mejerierne. Mejeri Them 1 Thise 1 Rødkærsbro 2 Sædager Nørager Internationale erfaringer Spildevand ekstern 30 NA 30,92? 33 rensning (DKK/m3, inkl. særbidrag) (< m 3 ) 25,54 (> m 3 ) Spildevand egen NA 30 6,5? NA rensning (DKK/m3) Spildevands recipient Silkeborg Spildevand Lagune (udspredning Gudenåen (+kommunalt? Rebild Forsyning A/S på mark) renseanlæg) Udfordrende parametre (som identificeret af Volumen og ph COD Qmax=1750 m 3 /d N COD COD N P mejeriet/forsyningen) P Spildevand egen rensning Spildevand til off anlæg Spildevand total (m3) Spildevand L/L indvejet mælk) COD (før egen rensning) (mg/l) COD (t/år) Mælkeproteinækv (t/år) COD efter egen (280) 13? rensning (mg/l) COD krav til udledning < (mg/l) Total kvælstof udledt til (53) 6, recipient (mg/l) Total kvælstof krav til udledning (mg/l) Total fosfor udledt til 40 1,4 (1,2) 0, recipient (mg/l) Total fosfor krav til udledning (mg/l) 0, Mejeriernes COD-udledning kan betragtes som et udtryk for spild fra produktionen eller tabt produkt. COD-koncentrationen inden rensning varierer fra 1795 mg/l i Rødkærsbro til 4000 mg/l hos Thise. Det samlede produkttab svarer til mellem 189 og 1139 tons COD pr. år, hvilket omsat til proteinækvivalenter svarer til tabet af tons mælkeprotein pr. år (der er ikke taget højde for bidrag fra rengøringsmidler, så det faktiske tab er formentlig en smule mindre) (Rad & Lewis 2014). Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 15

16 Flere af de deltagende mejerier har udfordringer med at holde COD-koncentrationen nede i forhold til spildevandsudledningen, så en generel effektivisering af produktionen med henblik på at reducere produkttabet i spildevandsstrømmen vil tjene flere formål. Udledninger og krav er i samme størrelsesorden som internationale. Det samme gælder krav til spildevandsudledning. Det må bemærkes, at de internationale erfaringstal dækker over tal rapporteret i perioden 1972 til Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

17 2. Potentiale for øget vandeffektivitet i mejerier 2.1 Definition af vandeffektivitet I projektet vandeffektive mejerier måler vi vandeffektivitet på følgende måde: Vandeffektivitet: liter forsyningsvand/kg indvejet mælk Dog er det vigtigt samtidig at have fokus på spildevandssiden denne del er dog mere kompleks, da en lav spildevandsafledning kan dække over, at store mængder biprodukter (f.eks. valle) køres væk i tankbiler, uden at vandet separeres fra og udnyttes lokalt, eller at store mængder vand fordampes, uden at kondensat udnyttes. Der arbejdes derfor i projektet med udvikling af et nøgletal for spildevandseffektivitet. Der arbejdes i projektet med effektivitetsmåling på to niveauer: 1) For hele mejeriet 2) For udvalgte enhedsoperationer i mejeriet, f.eks. indvejning eller CIP. 2.2 Systematik for identifikation af muligheder for forbedret vandeffektivitet Der anvendes i projektet en systematisk fremgangsmåde til identifikation af muligheder for at forbedre vandeffektiviteten. Denne systematik skal sikre, at lavthængende frugter identificeres og realiseres, inden der arbejdes med mere avancerede og omkostningstunge løsninger med rensning og genbrug af vandstrømme. De lavthængende frugter er ofte også nemmere at håndtere reguleringsmæssigt. Systematikken kræver, at kortlægningsaktiviteterne beskrevet i afsnit 2 er afsluttet, hvilket i skrivende stund kun er tilfældet på Thise Mejeri. Dette kapitel er derfor i væsentligt omfang baseret på kortlægningsresultaterne fra Thise De 6 R er Systematikken, der anvendes, betegner vi de 6 R er (fra engelsk). Det er en prioriteret rækkefølge, som erfaringsmæssigt giver den bedste kost-effektivitet ved implementering: 1) Reduce: Minimer forbruget af vand ved kilden 2) Renew: Forny processer, så de bliver mere vandeffektive 3) Reuse: Genbrug af vand fra en proces i en anden (uden rensning) 4) Recycle: Recirkulering af vand flere gange i samme proces (uden rensning) 5) Reclaim: Rensning af vand til opnåelse af nødvendig vandkvalitet (kombineres med Genbrug eller Recirkulering) 6) Return: Udledning af vand til recipient inden for gældende afløbskrav På Thise Mejeri er der ved at følge denne metodik indtil videre identificeret 29 scenarier for forbedret vandeffektivitet (Tabel 2-1). Disse skal i den kommende periode prioriteres og yderligere Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 17

18 kvantificeres, og udvalgte scenarier af generel interesse i branchen vil blive udvalgt til mere gennemgribende scenarieevaluering, bl.a. baseret på øko-effektivitetsmodeller. Tabel 2-1 Eksempler på scenarier for øget vandeffektivitet på Thise mejeri. De præliminære besparelsespotentialer kan ikke summeres, da der i flere tilfælde er tale om flere forskellige scenarier til samme vandstrøm De 6 R er Antal scenarier identificeret Eksempler Reduce 1 - Ved at synliggøre det aktuelle forbrug på enkeltprocesser samt fokus fra ledelse og medarbejdere er det muligt at reducere forbruget med op til 20% Renew 8 - Indsættelse af konstant flow ventiler ved bl.a. pumpekøling. Potentiale afhænger af nuværende manuelle indstillinger, f.eks. 1/3 - Fjederbelastede spulehoveder på skylleslanger til hedvand og alm. skyllevand. Potentiale på 1/3. Reuse 15 - Brug af RO-koncentrat på køletårne. Potentiale for fuld udnyttelse Præliminært besparelsespotentiale Status m 3 /år Implementeret afventer dokumentation Under implementering Afventer data fra vandmålere Under evaluering Tabel 2-4 Projekt Reference 1a 2 - Ved større vandskub kan en større del erstattes med f.eks. RO valle-permeat. Potentiale på 2/3 af vandforbruget - Benyt kemivand til opspædning af lud og syre på CIP anlæg. Mulighed for total omlægning - Modstrøms CIP. Benytte slutskyl som mellemskyl og mellemskyl som forskyl. Potentiale for fuld udnyttelse. Recycle 3 - Regenerering af CIP væske via nanofiltrering (potentiale ca. 50%) - Opsamling og recirkulering af vand til pumpekøling (potentiale ca. 1/3) Reclaim 1 - Avanceret rensning af overskydende RO permeat til drikkevandskvalitet - Rensning af spildevand med f.eks. MBR-RO-UV til genbrug som teknisk vand Return 1 - Vand brugt ved pumpekøling, kan ledes direkte til recipient Under evaluering Potentiale vurderes nærmere i samarbejde med Ecolab Potentiale vurderes nærmere i samarbejde med Ecolab Potentiale analyseres i projekt med DSS Afventer resultat af projekt med konstant flow ventiler Afventer resultat af projekt i regi af Inno-MT Afventer projekt med Grundfos Biobooster Afventer resultat af projekt med konstant flow ventiler Vurdering af besparelsespotentiale ved bedre måling I forbindelse med kortlægningen på Thise Mejeri blev der identificeret behov for et forbedret datagrundlag til at arbejde systematisk med vandeffektivitet i organisationen og forbedre data- og beslutningsgrundlaget for identificerede optimeringsprojekter. 18 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

19 Erfaringen viser, at øget fokus på det reelle vandforbrug på et meget detaljeret niveau fra ledelse og medarbejde på virksomheden oftest leder til direkte besparelser ofte i størrelsesordenen 10-20% af det samlede vandforbrug 1 enten gennem forbedrede principper for god husholdning eller ved at sætte fokus på enkeltprocesser med et uforholdsmæssigt stort vandforbrug. I samarbejde med Kamstrup har Thise Mejeri opsat over 40 nye vandmålere delvist til at erstatte ældre vandure og data fra alle disse vandmålere opsamles automatisk på timebasis i systemet ebutler fra Kamstrup (Figur 2-1). Effekten af systemet evalueres pt., og samtidig kan systemet bruges som baseline for de optimeringsprojekter, som er identificeret hos Thise. Figur 2-1 Screenshot fra ebutler systemet hos Thise Mejeri til automatisk registrering af vandforbrug på delprocesser. 2.4 Vurdering af potentiale for besparelse i membranfiltreringsanlæg Det har altid været en udfordring at vide, hvornår der er behov for at CIP-rengøre rørsystemer samt lukkede tanke og udstyr, der kommer i kontakt med mælk og mejeriprodukter. Denne udfordring er bestemt ikke er mindre i membranfiltreringsanlæg, som notorisk er storforbrugere af vand i forbindelse med rengøringen. Derfor besluttede arbejdsgruppen for underprojektet at gennemføre en spørgeundersøgelse blandt danske mejerier med UF-anlæg for at skaffe et overblik over, hvilke parametre der er afgørende for mejeriernes beslutning om at rengøre anlægget. Undersøgelsen er gennemført ved udsendelse af et spørgeskema i november 2014 til de danske mejerier, der var kendskab til havde et UF-anlæg. Der er modtaget svar fra 15 mejerier med 17 UFanlæg. Endvidere er undersøgelsens resultater suppleret med arbejdsgruppens erfaringer. Undersøgelsen viser: at uanset produkt (mælk, valle, syrnet produkt) kan driftstiden variere fra 4 timer til i enkelte tilfælde over et døgn at det helt overvejende er et fald i anlæggets kapacitet p.g.a. fouling, der udløser en rengøring. 1 Wafeer case study: Success Story for Industrial Water Saving, Food Processing: Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 19

20 at det kun på et mindretal af anlæggene findes relevant at gennemføre en løbende bakteriel driftskontrol at tidspunktet for igangsættelse af en CIP-rengøringsprocedure søges tilpasset ordrestørrelse og mejeriets døgnrytme - så medmindre der er nogle af de foran nævnte faktorer (fouling eller kimvækst), der gør sig gældende, kører mejerierne den planlagte batch igennem. Erfaringen siger dog også, at det ved længere driftstid ikke vil være muligt at oprense membranerne tilstrækkeligt, hvorfor kapaciteten lige så langsomt vil blive dårligere og dårligere. Hertil kommer, at det koster uforholdsmæssigt meget i kemikalier, vand og energi at oprense til et acceptabelt niveau. at mejerierne anvender RO-vand ved rengøring af en tredjedel af anlæggene, mens to tredjedele af anlæggene bruger brøndvand. For et enkelt anlæg er det anført, at mejeriet bruger RO-vand til forskyl og brøndvand til slutskyl. Af besvarelserne kan det konkluderes: at der under gældende driftsforhold/døgnrytme næppe vil være de store vandbesparelser at hente ved automatiseret rengøring af UF-anlæg, da CIP primært er afpasset produktions-/døgnrytmen at der ligger en potentiel besparelsesmulighed i at anvende RO-vand til f.eks. forskyl Undersøgelsen giver anledning til at søge klarlagt, hvad der forhindrer langt flere/alle mejerier i at anvende RO-vand til CIP i et større omfang. 2.5 Indledende vurdering af potentiale for vandgenbrug Når der arbejdes med vandgenbrug i fødevareindustrien (Reuse-Recycle-Reclaim i ovenstående metodik), introduceres potentielle risici, som skal håndteres både teknologisk, ledelses- og reguleringsmæssigt og det er derfor relevant at behandle disse scenarier særskilt Water-fit-for-purpose Der arbejdes i projektet ud fra en Water-fit-for-purpose metodik til evaluering af potentialer for vandgenbrug. Dette betyder, at vandkvalitetskrav til de enkelte delprocesser vurderes individuelt og sammenholdes med tilgængeligheden af vand af den rette kvalitet evt. efter introduktion af en specifik rensningsteknologi. Figur 2-2 illustrerer dette koncept. Figur 2-2 Koncept for systemanalyse og design via procesintegration 20 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

21 Analysen baserer sig på en vurdering af den enkelte vandstrøms potentiale, således som det er blevet identificeret via vandkortlægningen Vandkvalitetskriterier For at kunne vurdere potentialet for genbrug af vand på mejerierne er det vigtigt at få kortlagt de eksisterende vandstrømme og vandkvaliteter på mejerierne. Potentialet for genanvendelse af mælkevand og andre typer af vand vil variere fra mejeri til mejeri og vil også afhænge af, hvilke typer af produkter der bliver produceret på det enkelte mejeri. Ud over tilgængeligheden af vandressourcer er der også praktiske forhold, der skal adresseres. Logistisk er det en udfordring at opbevare og håndtere genanvendeligt vand på mejeriet på en hensigtsmæssig måde. Dette gælder både det at kunne adskille de enkelte vandkvaliteter på mejeriet og at lagre vandet, uden af kvaliteten af vandet kompromitteres. Det kan også være nødvendigt at have forskellige rørsystemer til forskellige vandkvaliteter, og lagring af vand vil ofte være nødvendigt, idet vandet ikke nødvendigvist kan genbruges i det øjeblik, det er tilgængeligt. Lagringen af vand kan potentielt være problematisk, fordi rester af organisk materiale vil kunne understøtte vækst af mikroorganismer. Kortlægningen af vandressourcerne på mejeriet skal både belyse, hvilke kvaliteter af vand der findes på mejerierne, og hvilke potentielle genanvendelsesmuligheder der er. Herudover skal logistikken omkring genbrug belyses, herunder muligheder for lagring. Eventuelle investeringsbehov, herunder rentabilitetsberegninger, skal ligeledes kortlægges. I projektet har vi defineret 5 kategorier af vand, som vist i Fejl! Henvisningskilde ikke fundet.tabel 2.2 Tabel 2-2 Anvendelseskategorier for vand i mejerier Kategori Kvalitet Anvendelse 1 Drikkevand Alle formål, evt. rekonditioneret til genbrug 2 Vand, som har drikkevandskvalitet på Alle formål uden videre behandling parametre, der er relevante 3 Vand, der er mikrobiologisk acceptabelt, og som kan indeholde små Direkte anvendelse til visse formål. Ellers som grundlag for oprensning til kategori 1B koncentrationer af organiske/uorganiske rester 4 Vand, der er mikrobiologisk acceptabelt, men som har mikrobiologisk vækstpotentiale (organiske rester) Direkte anvendelse til visse formål. Væsentligt begrænset mikrobiologisk holdbarhed. Ellers som grundlag for oprensning til kategori 2 eller 1B 5 Andet vand Formål, hvor der ikke er kontakt med fødevarer eller fødevarekontaktflader. Ellers som grundlag for oprensning til kategori 3, 2 eller 1B Beregning og visualisering af genbrugspotentiale På Thise Mejeri er der på baggrund af vandkortlægningen for hver vandforbrugende proces (Sinks) og vandgenererende proces (Sources) i samarbejde med mejeriets kvalitetschef udarbejdet et første bud på de tilgængelige vandkvaliteter samt vandkvalitetskrav til delprocesser. Resultatet af denne analyse fremgår af nedenstående figur. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 21

22 Figur 2-3 Visualisering af tilgængeligheden af forskellige vandkvaliteter sammenholdt med delprocessers vandkvalitetskrav. Det fremgår af figur 2-2, at ca. 45% af vandforbruget har kvalitetskrav svarende til Sink Kategori 3 eller 4, og at der er tilstrækkeligt tilgængeligt vand (Source Kategori 2 ) til at møde dette behov. Dette potentiale omfatter ikke det potentiale, der kan genereres via introduktion af rensningsteknologi til at imødekomme dette behov (Reclaim). I de følgende afsnit af rapporten ses på, hvilke tiltag der skal tages for at udløse dette potentiale, og disses potentiale vurderes ud fra en række kriterier (fødevaresikkerhed, teknologi, pris og bæredygtighed) Potentiale for øget anvendelse af mælkevand Nettovandforbruget på mejerivirksomheder dækkes i dag fortrinsvist af den eksterne vandforsyning (drikkevand), men kan suppleres med vand udtrukket fra mælk og mælkeprodukter (genindvundet vand) i forbindelse med filtrering, inddampning og tørring. Da mælk består af ca. 88% vand, indvejes årligt ca. 4.3 mia. kg vand via mælken, hvilket svarer til 2/3 af drikkevandsforbruget i Danmark i Meget af det vand, der anvendes og kan udtrækkes fra mælk og mælkeprodukter, kan genindvindes og genanvendes til forskellige formål, enten direkte eller efter en forudgående behandling eller konditionering. Behovet for behandling eller konditionering afhænger primært af vandkilden, tidligere behandling/anvendelse og den tiltænkte anvendelse, herunder om der er direkte kontakt med fødevarer. I denne del af projektet vil definerede (mælke) vandkvaliteter blive beskrevet og defineret i forhold til kombination af kilde og oprensningsteknologi. For hver kvalitet forventes det, at der kan opbygges en model, som kan koble specifikke kilder (f.eks. valle, skyllemælk mv.) til specifikke acceptable anvendelser (f.eks. forskyl af rør og anlæg, afkøling af frisk ost mv.). For hver kobling kan der således angives specifikke teknologier og processer, som man erfaringsmæssigt ved sikrer overholdelse af de identificerede kriterier og niveauer. Arbejdsprincippet fremgår af nedenstående Tabel Danmarks statistik 22 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

23 Tabel 2-3 Vandkilder og teknologi i forhold til anvendelser Anvendelse Kilde Skyllemælk Valle Slutskyllevand Forskyl af rør og anlæg RO-filtrering RO-filtrering + RO-kulfilterrens Genbrug uden behandling Afkøling af frisk ost RO-filtrering + Pasteurisering ph neutralisering + ROfiltrering + RO-kulfilterrens + Pasteurisering Kan ikke anvendes Rengøring af overflader med produktkontakt RO-filtrering + RO-kulfilterrens + Pasteurisering ph neutralisering + ROfiltrering + RO-kulfilterrens + Pasteurisering Kan ikke anvendes Til hver kobling er det målet, at der defineres relevante overvågnings- og verifikationsparametre, der kan anvendes til den daglige driftsstyring. Da hver vandkvalitet som udgangspunkt skal håndteres adskilt fra hinanden, er det ikke realistisk at forestille sig, at det enkelte mejeri vil have fordel af at oparbejde og anvende alle vandkvaliteterne. De ca. 5 vandkvaliteter, som indgår i projektet, vil således udgøre den palet, som det enkelte mejeri kan vælge imellem, afhængigt af de lokale muligheder og behov. I partnerskabet er der hidtil arbejdet på at beskrive mikrobiologien i de forskellige typer af vandkvaliteter. De foreløbige resultater tyder på, at der kun findes få kim i RO filtreret mælkevand. I 1. og 2. kvartal 2015 vil arbejdet blive udvidet med yderligere undersøgelser, der beskriver den mikrobielle flora og kobler disse observationer med standard fysisk-kemiske målinger som COD, ledningsevne og turbiditet. Undersøgelserne vil belyse variation mellem forskellige anlæg på forskellige mejerier og belyse sammenhæng mellem belastningen i råvarer og det filtrerede mælkevand. Der vil endvidere blive udført målinger over tid under kørsel med RO anlæg med speciel fokus på opstartsfasen, idet erfaringen siger, at det varer nogle minutter, inden anlæggene kører optimalt. Denne projektdel afsluttes ultimo 2. kvartal I 2. og 3. kvartal undersøges den mikrobiologiske stabilitet af forskellige vandkvaliteter ved forskellige temperaturer med henblik på at etablere viden omkring vækstpotentialet af den naturlige flora. Der vil endvidere blive lavet vækstforsøg i laboratoriet med sygdomsfremkaldende bakterier med henblik på at vurdere, hvor meget de enkelte vandkvaliteter kan understøtte vækst. Resultaterne af disse målinger vil kunne bruges til at vurdere, hvor lang tid og ved hvilke temperaturer de forskellige vandkvaliteter kan lagres, uden at det kompromitterer kvaliteten og fødevaresikkerheden. På baggrund af resultaterne af kortlægningen og undersøgelserne af vækstpotentialet vil der i 3. og 4. kvartal blive udviklet simple deterministiske modeller, der kan prædiktere holdbarheden af de vigtigste vandkvaliteter. 2.6 Vandbesparelsesprojekter identificeret i Vandeffektive Mejerier Projektet har identificeret en række udviklingsprojekter med betydning for en øget effektivisering af vandforbruget på mejerierne Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 23

24 Tabel 2-4. Oversigt over Vandeffektive Mejeriers udviklingsprojekter, deres økonomi og forventede vandbesparelsespotentiale. Projektnr. og titel Delprojekttitel Projektejer Deltagere Total Budget (DKK) Vandbesparelse 1a Smart integration og formidling af vandmålerdata Thise v. Jens Møibæk Kamstrup, DHI m 3 /år 1b Vandure og opsamling af data Them, Bjarne Andersen 2 Vandbesparende Thise v. Jens flowventiler til regulering Møibæk af pakdåsevand 3 Opkoncentrering af CIP DSS, væske Ingermarie 4 Automatisering og Them, optimering af CIP Bjarne Andersen 5 CIP optimering ved brug Casper R. af online måling af Christensen, turbiditet Arla 6 Online/hurtige metoder til Bo Højris, monitering af mikrobiel Grundfos vandkvalitet 7 Membranintegritet: nye Udestår målemetoder 8 Pre-feasibility study for Martin advanced MBR treatment Andersen, of dairy RO-permeate DHI 9 RO performance test - Søren Nøhr Vimmerby Bak, Grundfos Kamstrup, Grundfos, Au2Mate, smedevirksomhed, DHI m 3 /år ÅF A/S, DHI Data indsamles pt til vurdering af potentiale DSS, Nørager Udgifter til Data under indsamling ekstra tank på mejeriet Mogren Au2mate m 3 /år Smedevirksomhed Ecolab, DSS, DHI Uafklaret 780 m 3 /år, kg pulver pr. døgn, svarende til 1,8 mio kr. om året Arla Rødkærsbro, L&F, DTU Miljø? Ingen direkte besparelse, men forudsætning for yderligere besparelser L&F (Claus), DSS Uafklaret Uafklaret (Ingermarie) DSS, DHI, Uafklaret Uafklaret, en forundersøgelse Grundfos, Novozymes Arla m 3 /år 10 Varmeveksling Udestår Projektide Uafklaret 11 Pakkeløsning til analyse og Christian Arla (Troldhede), Uafklaret implementering af "modstrøms CIP" Mark, Ecolab DHI (dokumentation), Thise 12 Hurtig mikrobiel monitering af dobbelt ROvand efter UV på Dansk Bo Højris, Grundfos Arla DP Ingen direkte besparelse, men forudsætning for yderligere besparelser Protein 13 Afprøvning af Zebramonitering af produktkvalitet Udestår Grundfos Ingen direkte besparelse, men forudsætning for yderligere besparelser 14 Udnyttelse af vand/varme Udestår Thise, Nørager Uafklaret fra pasteuren 15 Demonstration af recirkulering Udestår? Uafklaret 24 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

25 Ovenstående liste af projekter indeholder projekter, der er direkte implementerbare, projekter der vurderes som state-of-the-art i branchen samt projekter der stadig er relativt tidligt i udviklingsfasen, og hvor yderligere R&D er nødvendig. Der arbejdes med projekter, der dækker alle 6 R er herved sikres en bred vifte af muligheder, som kan bringes i anvendelse, når den specifikke situation på et mejeri analyseres. 2.7 Potentialet for spredning af vandeffektivisering inden for mejeribranchen Internationale erfaringer med vandbesparelser i fødevareindustrien En gennemgang af den internationale litteratur vedrørende vandbesparelser i fødevareindustrien har identificeret følgende mulige tiltag (Rad &Lewis 2014): Water pinch analysis God praksis omkring produktionsrækkefølge, så behov for rengøring reduceres Bedre praksis o Lukkede kølekredsløb o Genbrug af skyllevand o Automatiske ventiler o Genbrug af rent vand Undgå overflødig brug af vand i forbindelse med udskylning af produkt, opstart og nedlukning af maskineri, kasein/ostestof vask Recirkulering af vand i forbindelse med pasteurisering, sterilisering, UHT-behandling og køling Skift fra vand-/dampkøling til luftbaseret køling Effektivisering af rengøringsrutiner Computer-automatiseret CIP Brug af magnetventiler og flowregulerende ventiler Genvinding af vand med omvendt osmose Eliminering af unødvendige overløb fra udstyr Højtryksdyser frem for lavtryksskyl i forbindelse med rengøring Begrænsning af brugen af vand til transport af affald og produkt Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 25

26 3. Tiltag til øget vandeffektivitet 3.1 Barrierer og drivkræfter for øget vandeffektivitet Midtvejs i projektet har vi følgende vurdering af de barrierer for øget vandeffektivitet, som blev identificeret ved projektets start: Tabel 3-1 Analyse af barrierer for vandgenbrug ved projektets midtvej Væsentligste barrierer for vandgenbrug identificeret ved projektets start Kravet om dispensation for anvendelse af vand i produktionen, som ikke er af drikkevandskvalitet Manglende standarder for vandgenbrug, som kan vise, hvordan teknologiske løsninger kan anvendes uden at gå på kompromis med fødevaresikkerheden Partnerskabets status for løsning Udvikling af en risikovurderet branchemodel viser fremdrift via arbejdet i projektet. I en projektgruppe samarbejder Fødevarestyrelsen, DTU Fødevareinstituttet og Landbrug & Fødevarer. Den forbedrede vandkortlægning har givet øget indsigt i anvendte mængder af vand, herunder også vand fra mælken i mejerierne, og fra hvilke processer i mejerierne dette afledes som spildevand. Kommende undersøgelser af mikrobiel stabilitet udtaget fra mejerierne vil øge kendskabet til den mikrobielle stabilitet, og hvordan denne kan sikres og dokumenteres. Dette vurderes at kunne føre til etablering af en branchekode som erstatning for kravet om (individuel) dispensation. Den risikovurderede branchemodel vil fungere som en standard, hvor teknologiske løsninger vurderes i forhold til deres muligheder for at sikre relevante kvalitetskrav. I partnerskabet er vi startet med at definere vandkvaliteter efter teknologi (dvs. RO-vand og PO-vand, stabiliseret/ikke stabiliseret). Dette princip kan evt. udvides med supplerende teknologi. Uanset dette er der behov for at kunne dokumentere (risikovurdering), at fødevaresikkerheden er OK, samt dokumentere overvågnings- og verifikationsparametre, der relaterer sig til den grundlæggende risikovurdering. Det er kombinationen af disse, der er det centrale. Risikovurderingen kan godt udføres centralt (f.eks. i regi vores projekt/branchekoden). 26 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

27 Synliggørelse af økonomien ved at implementere vandbesparende løsninger, herunder muligheder for økonomisk støtte Udvikling af mere avancerede realtime måleteknologier Mikrobiel stabilitet af RO permeat begrænser muligheden for genbrug af denne vandkilde Partnerskabet har arbejdet med en indledende kortlægning af priser for vandforsyning og spildevandsafledning. Næste skridt er en gennemgang af de enkelte vandstrømme for energi- og stofindhold, som viser de økonomiske potentialer ved implementering af vandbesparende løsninger. Der er langsomt ved at komme gang i projekter på mejerierne, som kan få tilskud fra den afsatte pulje på 2,5 mio. kr., der via medfinansiering fra projektets partnere skal sikre implementering af konkrete vandbesparende løsninger. Partnerskabet er i gang med at afprøve og dokumentere måleteknologier både i forbindelse med kortlægning og teknologiafprøvning. Dokumentation af demonstrationsprojekter afventer igangsættelse af disse. Indledende undersøgelser peger på, at det måske er muligt helt at fjerne vækstgrundlaget for mikroorganismer i RO permeat. Udvikling af ny grøn teknologi til stabilisering af den mikrobielle kvalitet af RO permeat er i gang med støtte fra Inno-MT programmet. 3.2 Implementering af Branchekoder, modeller for risikovurdering og kontrol af mikrobiel kvalitet I henhold til gældende lovgivning skal vand, der anvendes til forarbejdning eller som ingrediens, som udgangspunkt være af samme standard som drikkevand, med mindre den kompetente myndighed er blevet overbevist om, at vandets kvalitet ikke udgør en risiko for kontaminering af fødevarer 3. Hvis virksomheden ikke kan dokumentere, at vand, der tænkes anvendt i kontakt med fødevarer, er af drikkevandskvalitet, skal der ansøges om tilladelse til brugen 4. Ansøgningen skal sendes til Fødevarestyrelsen med dokumentation for vandets kvalitet, procedurer for anvendelsen og egenkontrolprogram med eventuel analytisk kontrol og styringsparametre. Fødevarestyrelsen kan tillade brugen, hvis den ikke giver sundhedsmæssige problemer. Mejerivirksomheden skal kunne redegøre for systemet og dokumentere standarden af vandets kvalitet i det trin i processen, hvor det anvendes, og skal dokumentere de sundhedsmæssige og mikrobiologiske aspekter ved rensning og egentlig vandbehandling. I praksis betyder dette, at mejerivirksomheden skal identificere de risikofaktorer, der har betydning for fødevaresikkerheden, og fastsætte proceskriterier for overvågning og verifikation af systemet, der sikrer overholdelsen af de kvalitetskriterier, der vil være gældende for vandet i forhold til tilsigtet anvendelse. For den enkelte mejerivirksomhed er det en væsentlig byrde at fremskaffe den nødvendige dokumentation, og det udgør i praksis en væsentlig barriere for udnyttelse af de tekniske muligheder for anvendelse af andet vand end drikkevand. En Branchekode, der på grundlag af risikovurderinger kan påpege sikre kombinationer af vandkilde, behandling/konditionering og anvendelse af sikkert vand, der ikke opfylder alle krav til drikkevand, vil være en stor dokumentationslettelse for mejerivirksomhederne og fjerne langt det 3 Hygiejneforordningen, bilag II, kapitel VII, punkt 3 4 Jf. afsnit 10 i Vejledning om fødevarehygiejne Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 27

28 meste af det indledende dokumentationsbehov - og hermed en af de væsentligste barrierer for øget vandeffektivitet. En Branchekode forventes at kunne facilitere implementering af sikre løsninger for: Vand indvundet fra følgende kilder: - Vand filtreret fra ostevalle - Vand filtreret fra skyllemælk - Vand filtreret fra mælke- og vallepermeater - Vand kondenseret fra inddampning og tørring af mælk og mælkeprodukter - Vand filtreret fra kasein-vaskevand Genbrug af vand tidligere anvendt til: - Køling af ost - Mellem- og slutskyl - CIP væsker 3.3 Adgang til d0kumenteret teknologi og ledelsessystemer for øget vandeffektivitet Arbejdet med at dokumentere teknologi i projektet er ikke igangsat endnu, men de enkelte mejeriers planer om at installere flere målere samt dataopsamling fra målere vil også være et væsentligt skridt til dokumentation af, at de teknologier, som installeres hos mejerierne, rent faktisk fører til den forventede vandbesparelse. For så vidt angår ledelsessystemer til øget vandeffektivitet, er der taget en række tiltag: Hos Thise er der via etablering af bedre målere og dataopsamling skabt bedre grundlag for at se, hvor vandforbrugene sker, og en bedre adgang for mejeriledelsen til at identificere vandforbrug, hvor der er mulighed for at spare vand eller omlægge processer I regi af mejeriforeningen har der været afholdt nogle møder, hvor mejerierne har udvekslet erfaringer om vandbesparelse. Mejeriforeningen kan potentielt spille en vigtig rolle i udbredelsen af resultaterne fra partnerskabet til mejerier, som ikke direkte deltager i partnerskabet. ARLA har en miljøstrategi med handlingsprogram for vandbesparelse. Denne viden er udbredt til de deltagende mejerier med henblik på at inspirere til nye ledelsestiltag og systemer. I litteraturen findes en række eksempler på tiltag til øget vandeffektivitet i mejerier. Mest relevant for Danmark er nok Dairy Roadmap i UK. Denne roadmap, som blev etableret af branchen selv i 2008, har etableret rullende og stadig øgede mål for vandbesparelse på mejerier, et indikatorsystem og rapporteringssystem til at måle, at bl.a. dette mål nås, og et management system, som de enkelte mejerier kan anvende til at komme fra en vandkortlægning til konkrete øgninger af vandeffektiviteten (Dairy Roadmap, 2015). Måske er det en mulighed at kopiere denne model for mejerierne uden for ARLA gruppen. 3.4 Styrkede mekanismer til spredning af viden og erfaringer Der er i regi af projektet afholdt en række seminarer og møder mellem mejerier med henblik på at sprede viden og erfaringer fra projektet. Mejeribranchen har vist stor interesse for denne viden, hvilket blandt andet har vist sig ved stort fremmøde til arrangementerne. I regi af projektet er der oprettet en projekthjemmeside ( hvor mejerier og interesserede parter kan læse om projektet samt holde sig opdateret med ny viden på området. 28 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

29 3.5 Fremme af vandeffektivitet via lovgivning og regulering Fødevareregulering Ifølge Europa-Parlamentets og Rådets forordning (EF) nr. 852/2004 af 29. april 2004 om fødevarehygiejne, bilag II, Kap. VII. pkt. 3 gælder det, at: Vand, der genbruges til forarbejdning eller som ingrediens, må ikke udgøre en risiko for kontaminering. Det skal være af samme standard som drikkevand, med mindre den kompetente myndigheder er blevet overbevist om, at vandets kvalitet ikke kan påvirke de færdige fødevarers sundhed. En væsentlig barriere for genvandendelse af vand er fødevaresikkerhed, herunder hvordan reglerne for dette administreres af fødevaremyndighederne. Det vurderes i den forbindelse, at EU kravet om en dispensation for genanvendelse af vand i produktionen er den væsentligste barriere for en øget vandeffektivitet i mejerisektoren. For at imødekomme denne barriere arbejdes der derfor målrettet i projektet sammen med Fødevarestyrelsen med henblik på at få udarbejdet branchestandarder for vandgenbrug. Branchestandarderne udarbejdes med henblik på at leve op til strenge standarder for fødevarehygiejne, hvor hensigten er, at standarderne kan anvendes som en generel branchedispensation. Leves der op til standarden, vil et mejeri dermed automatisk opnå en dispensation Status for BREF arbejdet Landbrug & Fødevarer har deltaget i forberedende møder med Miljøstyrelsen med henblik på at forberede dansk input til EU-Kommissionens kick-off møde i den tekniske arbejdsgruppe for BREF for Fødevarer, Drikkevarer, Mælk og Foder, ligesom Landbrug & Fødevarer har deltaget i EU- Kommissionens BREF arbejdsgruppe. Et væsentligt element i dette arbejde har været at sikre, at kommende grænseværdier for indhold af stoffer i mejerispildevand (f.eks. COD, N og P) ikke bliver en barriere for vandbesparelser. Dette aspekt vurderes som særligt vigtigt i forhold til at få BREF standarden til at understøtte størst mulige vandbesparelser i mejerisektoren. Et vigtigt punkt for revisionen af BREF er indsamling af data, som skal bruges til at fastsætte de kommende grænseværdier og krav. Dataindsamlingen starter op i begyndelse af 2015 og vil være ret omfattende. Projektet vil derfor i det omfang, det er nødvendigt, understøtte denne aktivitet for de mejerier, som er omfattet af BREF-kravene Potentielle anvendelser af sekundære vandstrømme Dansk vandforsyning har tradition for at være baseret på indvinding af rent grundvand. Der er derfor ikke i miljølovgivningen indarbejdet klare juridiske rammer for anvendelsen af vand af anden kvalitet end drikkevandskvalitet (sekundavand). Dette kommer blandt andet til udtryk ved, at der ikke opereres med et sekundavandsbegreb eller er fastsat regulering for behandling og rensning af sekundavand (Juhl et al. 2014). Naturstyrelsen kan dog give dispensation til anvendelse af vand af anden kvalitet end drikkevand i en fødevarevirksomhed, hvis det er fastslået, at vandets kvalitet ikke kan påvirke den færdige fødevares sundhed eller sundhedsmæssige beskaffenhed. Ansøgningen skal indsendes til Fødevarestyrelsen, som sender denne videre til Naturstyrelsen med Fødevarestyrelsens indstilling (Juhl et al. 2014). Dette åbner mulighed for brede anvendelse af recirkuleret eller genindvundet vand i mejerierne, så længe der findes dokumentation for, at fødevaresikkerheden ikke forringes. Miljølovgivningen giver for nuværende ikke mulighed for dispensation til opsamling af regnvand fra tage uden for private husholdninger eller opsamling af vand fra vejarealer, terrasser el. lign. En spørgeskemaundersøgelse fra 2014 har vist, at der i enkelte kommuner efterlyses muligheder for, at Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 29

30 brugen af regnvand kan udbredes til andre områder, f.eks. i forbindelse med rengøring. Andre kommuner ønsker en indskrænkning af tilladelsen til brug af regnvand, så den kun omfatter områder, der har konkrete problemer med bæredygtig indvinding af grundvandressourcen (Raben & Juhl 2014). 30 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

31 4. Forretningsmodeller og øget vækst og eksport 4.1 Kort om forretningsmodeller Forretningsmodeller handler grundlæggende om, hvordan virksomheden skaber værdi for ejerne, kunderne, leverandørerne og andre interessenter 5. Litteraturen om forretningsmodellen dukkede op i forbindelse med dot.com boomet i 1990erne, hvor en række nye, online-baserede entreprenører begyndte at true de etablerede spillere på markedet. Litteraturen om forretningsmodeller voksede dog hurtigt ud af IT-sektoren og er i dag blevet en bredt accepteret metafor til at beskrive en virksomheds overordnede infrastruktur/arkitektur. Forretningsmodeller er blevet et fælles sprog for konsulenter, virksomheder og forskere, som analyserer, hvordan en organisation skaber værdi for sig selv og andre. Selvom litteraturen om forretningsmodeller er under stadig udvikling har specielt Alexander Osterwalder og Yves Pigneur s (2010) business model canvas vundet indpas som en populær illustration af organisationens hovedkomponenter: nøgleressourcer, kerneaktiviteter, samarbejdspartnere, værditilbud, kundesegmenter og -relationer, afsætningskanaler samt omkostnings- og afsætningsstruktur Indledende kortlægning af mejeriernes forretningsmodeller Med udgangspunkt i Mejeriforeningens medlemsliste er der blevet lavet en indledende kortlægning af danske mejeriers forretningsmodeller. Formålet har været at få et hurtigt overblik over det danske mejeriunivers og de dominerende produktgrupper, markeder etc. Det drejer sig bl.a. om følgende mejerikategorier: De store spillere. Kendetegnet ved at være virksomheder, der producerer en større mængde produkter til mainstreammarkedet gennem store detailkæder. De lokale. Kendetegnet ved at have en stærk lokal tilknytning og primært sælge deres produkter gennem egne salgssteder eller lokale butikker. De specialiserede. Kendetegnet ved små og store virksomheder, som sælger specialiserede produkter til indland og/eller udland. I det omfang det er muligt, er der også indsamlet information om mejeriernes vandindsats (se eksempel nedenfor). Det er dog ikke alle mejerier, der har eksplicit fokus på vandforbrug og vandreduktion. Nogle mejerier har ingen information om deres vandindsats, mens andre primært fremhæver andre bæredygtighedsinitiativer i deres kommunikation, f.eks. lokal produktion og økologi. 5 Teece, D. J., Business Models, Business Strategy and Innovation. Long Range Planning 43(2-3), Osterwalder, A., Pigneur, Y Business Model Generation. John Wiley & Sons, Inc., Hobroken New Jersey. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 31

32 Eksempel: Arla (DK) Den danske mejerigigant, Arla, har formuleret en række ambitiøse miljømål, som også omfatter vandforbruget. På vandområdet vil Arla reducere vandforbruget med 3 procent årligt, hvilket inden for en overskuelig årrække vil have betydelige positive miljøeffekter. Senest har Arla mejeriet Aylesbury reduceret vandforbruget ved at indføre mere effektive processer, regnvandsopsamling m.m. Projektet vil også kigge på nogle af de internationale erfaringer inden for vandeffektive mejerier. Det kunne f.eks. dreje sig om Nestlé Mexico og Stonyfield (Danone). Et eksempel på en udenlandsk case er beskrevet nedenfor. Projektet vil dog ikke foretage egentlige analyser af de udenlandske mejerier, men de kan være et nyttigt sammenligningsgrundlag til at forstå de danske mejers indsats. Da mejeribranchen ofte er domineret af nogle få aktører, bør det også overvejes, om projektet kan hente inspiration fra andre brancher, f.eks. bryggeribranchen. Eksempel: Müller Wiseman Dairies (UK) Ét af Englands førende mejerier, Müller Wiseman, har for nyligt implementeret en række tekniske løsninger til at opsamle og genanvende spildevand. I samarbejde med Veolia har Müller Wiseman installeret anvendt osmose teknologi på deres Bridgewater mejeri, som gør dem i stand til at genanvende halvdelen af deres procesvand (400 m 3 procesvand dagligt). Det forventes, at denne investering vil være tjent ind på 2, 5 år. 4.3 Workshop om forretningsmodeller i mejeribranchen Partnerskabet for vandeffektive mejerier besøgte den 3. juli Roskilde Festivalen til en workshop om forretningsmodeller, bæredygtighed og vandeffektivitet. Anledningen opstod, da én af partnerskabets deltagere, Copenhagen Business School, samarbejder med Roskilde Festivalen om et forskningsprojekt vedrørende bæredygtige forretningsmuligheder ( Formålet med workshoppen var at præsentere litteraturen om bæredygtige forretningsmodeller og diskutere, hvordan denne viden kan bringes i anvendelse i projektet. Udvikling og kommercialisering af bæredygtige forretningsmodeller er en del af partnerskabet for vandeffektive mejerier (Arbejdspakke 6). Partnerskabet fik også besøg af Rolf Axel Nordström, som præsenterede deltagerne for forretningsmodellen bag det lille, bæredygtige landbrug, Ängavallen ( Workshoppen blev desuden brugt til at diskutere indholdet af en kommende spørgeskemaundersøgelse om mejeriernes forretningsmodeller i almindelighed og indsats på vandområdet i særdeleshed. Det er ikke uden udfordringer at køre dette survey, da branchen er lille og domineret af nogle få, store aktører. Workshoppens deltagere gav dog værdifulde input til designet af spørgeskemaundersøgelsen. 4.4 Design af spørgeskemaundersøgelse Spørgeskemaundersøgelsen vil kortlægge, i hvilket omfang spørgsmål om vand- og ressourceeffektivitet hænger sammen med mejeriernes overordnede strategiske fokus og forretningsmodel. I formuleringen af spørgsmålene vil der blive hentet inspiration fra eksisterende målingsmetoder inden for den akademiske litteratur. Spørgeskemaundersøgelsens logik er præsenteret i Figur 4-1: 32 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

33 Overordnet forretningsmodel: Ressourcer, aktiviteter, partnere, kundegrupper, afsætningskanaler, osv. Strategiske prioriteringer: Marketing/salg, produktion, forskning og udvikling, internationalisering, miljø osv. Vandindsatsen: Politikker, målinger, forbedringsaktiviteter, partnerskaber, rapportering etc. Figur 4-1 Illustration af spørgeskemaets logik Designet af spørgeskemaundersøgelsen har ikke været uden praktiske udfordringer. Mejerisektoren i Danmark er lille og domineret af én enkelt aktør, Arla. For at sikre et acceptabelt antal respondenter har det derfor været nødvendigt at udvide spørgeskemaundersøgelsen til også at omfatte en række andre lande. Dette kan dog være en fordel, da det gør det muligt at afdække geografiske forskelle i mejeriernes prioriteringer og praksis. Det vil muligvis også være relevant at udvide studiet til andre vandintensive brancher (f.eks. bryggeier). Nogle af de praktiske udfordringer ved spørgeskemaundersøgelsen blev diskuteret på projektmødet under Roskilde Festivalen, hvor vi fik nogle værdifulde input til spørgeskemaundersøgelsen. Efterfølgende blev det præcise spørgeskema udviklet, som efterfølgende er blevet sendt til DHI og Landbrug & Fødevarer for kommentarer og input. Projektteamet har taget kontakt til dataleverandørerne GfK og Norstat om tilbud på gennemførelse af spørgeskemaundersøgelsen. Kun Norstat er vendt tilbage med et tilbud på opgaven (Pris DKK , ekskl. moms). 4.5 Næste skridt Spørgeskemaundersøgelsen vil blive gennemført primo Resultaterne fra undersøgelsen vil blive brugt til en dybdegående analyse af mejeriernes oplevelse af vandindsatsen i forhold til den overordnede strategi og forretningsmodel. For at styrke analysen vil de indledende resultater blive diskuteret sammen med de øvrige projektpartnere. De endelige resultater vil blive kommunikeret i en akademisk artikel rettet mod forskere og i mere populær form til praktikerne (rapport, artikel, workshop). Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 33

34 Referencer Salimeh Jabbari Rad & Michael John Lewis: Water utilisation. Energy utilisation and waste water management in the dairy industry: A review. International Journal of Dairy Technology, Vol 67, February 2014, p 1-10 Teece, D. J., 2010: Business Models, Business Strategy and Innovation. Long Range Planning, 43(2-3), Osterwalder, A., Pigneur, Y. 2010: Business Model Generation. John Wiley & Sons, Inc., Hobroken New Jersey. Hygiejneforordningen, bilag II, kapitel VII, punkt 3 Jf. afsnit 10 i Vejledning om fødevarehygiejne Rødkærsbros vandindvinding: &lat= &lon= &visiblelayers=topografisk&filter=r%c3%b8dk%c3 %A6rsbro&layers=jupiter_boringer_ws&mapname=jupiter&filter=r%25C3%25B8dk%25C3%25A6 rsbro&epsg=25832&mode=map&map_imagetype=png&jupiter_boringer_ws_filter=dgunr%253d %2526dybde.min%253D%2526dybde.max%253D%2526aar.min%253D%2526aar.max%253D%252 6kode%253D%2526formaal%253D%2526anvendelse%253D&wkt= Rødkærsbro spildevandstilladelse: pdf Thise spildevand: Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

35 Bilag A: Arbejdsplan for 2015 og milepæle Milepæl Vandkortlægning for hvert af de deltagende mejerier Niveau 1 og 2 Forbedrede vandmålingssystemer og dataopsamling i mejerier Handlingsplan for hvert af mejerierne Bæredygtighedsevalueringer af handlingsplaner Projekter med vandbesparelsespotentiale igangsat og dokumenteret Kortlægning af mikrobiologisk kvalitet i vandtyper med et genanvendelsespotentiale Undersøgelse af mikrobiologisk stabilitet og vækstpotentiale Modellering af vækst Risikovurderet branchemodel og formidling af model til branchen Ledelsessystemer for forbedret vandeffektivitet i mejerier Forretningsmodeller og business cases for vandeffektiv produktion i Danmark og internationalt Partnerskabsmodel for vandeffektive mejerier evalueret Bidrag til dansk aftryk på EU arbejdet med BAT/BREF Tidsplan for milepæl (2015) Kommentar til status marts kvartal Kortlægning hos Thise er stort set færdig. Øvrige er på et eller andet niveau i kortlægningen. 2. kvartal (Thise) Øvrige mejerier 3. kvartal 2. kvartal (Thise) Øvrige mejerier 3. kvartal 2. kvartal (Thise) Øvrige mejerier 3. kvartal 2. kvartal Thise igangsat projekt med vand i pakdåser Øvrige projekter kvartal Thise er i gang, Them har planlagt aktiviteter. Øvrige deltagende mejerier har udtrykt interesse. Handlingsplan for Thise er under udarbejdelse. Metoder udvalgt. Projektliste udarbejdet, projektbeskrivelse og medfinansieringssystem for projekter på plads. Konkret implementering skal igangsættes. 2. kvartal Prøvetagningsprogram planlagt. 3. kvartal 4. kvartal 4. kvartal 3. kvartal Erfaringsopsamling startet (Arla, Mejeriforeningen, UK Dairy). 3. kvartal Spørgeskemaanalyse iværksat. Vil blive gennemført i marts-april. Suppleres med cases og sekundære data. 4. kvartal Erfaringsopsamling/litteraturstudium påbegyndt. Suppleres med input fra partnere. 23. marts: LF og Arla EU Kommissions workshop Maj: Møde med Miljøstyrelsen om koordinering af dataindsamling 3. kvartal: Forventet levering af data fra dataindsamling 4. kvartal: EU-Kommission udarbejder forslag til første udkast til nye BREF Arbejdet igangsat LF, DN og Arla deltager fra partnerskabet. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 35

36 Formidling af projektets delresultater og samlede resultater Opdatering af hjemmeside og forventet netværksmøde i Mejeriforeningen kvartal Afslutningsseminar 36 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

37 Bilag B: Foreløbige kortlægningsrapporter fra 5 mejerier 1. Sammenfatning På Thise Mejeri er der opsat et stort antal vandure rundt omkring på mejeriet. De dækker enten for specifikke funktioner eller for de enkelte afdelinger. Disse vandure bliver aflæst manuelt dagligt og senere skrevet ind i et regneark. Herefter bliver de indsamlede data ikke rigtigt udnyttet, og pga. tidsforskydelsen bliver uhensigtsmæssige udsving ikke bemærket. På baggrund af de eksisterende data er der fundet målepunkter, som kræver yderligere kortlægning, da de har nogle uventet høje værdier. Desuden er der lokaliseret placeringer af yderligere vandure i samarbejde med mejeriet. 2. Introduktion 2.1 Baggrund Ved en episode i sommeren 2013 fik mejeriet med kort varsel besked fra vandforsyningsselskabet om, at de ikke længere var i stand til at levere på grund af vandmangel, og at der derfor ville blive lukket for vand. Det var således nødvendigt for mejeriet at hente vand med tankbiler fra et andet reservoir i Skive. Thise Mejeri har egen spildevandshåndtering, hvor spildevandet ledes til en lagune tæt ved mejeriet. Da niveauet i lagunen er tæt på den maksimale kapacitet, er det ikke muligt for mejeriet at udvide produktionen, da de ikke har mulighed for at håndtere den øgede mængde spildevand. Forbedret vandeffektivitet er derfor vigtig i forhold til mulighederne for fremtidig vækst. 2.2 Målsætning Thise Mejeri har et ønske om at kunne monitorere og visualisere det aktuelle vandforbrug på realtidsbasis. Ved at visualisere forbruget skal den enkelte medarbejder ikke blot blive opmærksom på afdelingens faktiske forbrug, men også imellem de enkelte skiftehold. Ligeledes har mejeriet et ønske om at kunne reducere deres vandindtag ved at reducere vandforbruget på udstyr, hvor det er muligt, men også ved at erstatte forbruget af byvand på noget af udstyret med den valle-permeat, de allerede producerer i forbindelse med op-koncentreringen af deres valle. En del af dette vallepermeat bruges allerede, mens en del ledes til kloak, da de ikke har mulighed for at opbevare det indtil brugstidspunktet. 3. Indledende kortlægning (på baggrund af mejeriets egne udleverede data) 3.1 Kortlægning på eksisterende data På baggrund af mejeriet egne udleverede data har det været mulig at opstille fordelingen mellem byvand og vand fra råmælken for den indgående vandmængde. Tilsvarende for den udgående vandmængde, hvor der er en fordeling mellem spildevand og produkter. Altså en kortlægning af, hvordan vand kommer til mejeriet, men også hvordan det forlader det. Dette kalder vi Niveau 0 kortlægning, og princippet for denne er illustreret på Figur B 1. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 37

38 INDGÅENDE UDGÅENDE ( Afdamp ) ( Ost ) ( Mælk ) ( Konsum ) ( Valle ) ( Øvrige ) ( Byvand ) ( Slam ) ( Lagune ) ( Spildevand ) ( Faciliteter ) Figur B 1 Niveau 0 kortlægning af ind- og udgående vandstrømme. På Figur B 2 herunder er den procentvise fordeling af det indgående vand vist. Det ses, at der med den indvejede mælk kommer ca. 43% af den totale indgående vandmængde. Dette svarer til en mængde på omkring m 3 vand/år. Figur B 2 Fordeling af vand i de indgående strømme. Vandet i den indvejede råmælk svarer til ca m 3 /år Ligeledes er der på Figur B 3 vist den procentvise fordeling af vand i produkter, spildevand m.m.. De udgående vandmængder i forbindelse med produkter er baseret på hoved-produktkategorier samt deres ca. vandindhold. Den del af spildevandet, som kommer fra bad- og toiletfaciliteter m.m., er samlet i kategorien Faciliteter med en samlet værdi på 879 m 3 /år. 38 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

39 Figur B 3 Fordeling af vand for de udgående strømme. Andelen af spildevand udgør ca. 64 %, så for at synliggøre de øvrige kategorier er dette fjernet i Fejl! Henvisningskilde ikke fundet.. Da spildevandsmængden i Figur B 3 udgør en væsentlig del af de udgående vand strømme, er der herunder et diagram kun for produktstrømme, se Figur B 4. Figur B 4 Fordeling af vand i de udgående produktstrømme. Ud over at lave Niveau 0 kortlægningen var det også muligt at gå et lag dybere ind i Niveau 1 på baggrund af de udleverede data. På Niveau 1 bliver de forskellige vandforbrugende funktioner og enheder inde i selve mejeriet kortlagt. Et diagram over Niveau 1 kortlægningen kan ses i Figur B 5. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 39

40 INDGÅENDE S11 UDGÅENDE Køletårn S10 blowdown ( Afdamp ) blowdown P1 Mælk V8 V9 S9 Isvand V4 RO Valle (Vandgenbrug) ( Ost ) ( Konsum ) ( Valle ) P4 P3 V1 Vand V2 Blødt Vand S7 Regen. V3 RO vand S8 koncentrat V6 V5 CIP/ vask Processer Damp/ hedvand kondens S5 S3 Spildevand udligningstank + fedtudskiler ( Øvrige ) ( Slam ) ( Lagune ) P2 S2 S1 V10 V7 S6 Kedelhus blowdown S4 Kontor bad/ wc S12 ( Spildevand ) ( Faciliteter ) Figur B 5 Diagram over Niveau 1 kortlægningen for Thise mejeri. Her ses de overordnede vandstrømme og vandforbrugende enheder inde på mejeriet. I de tre nedenstående diagrammer er vandforbruget for de enkelte processer på mejeriet angivet. Værdierne er angivet som m 3 pr ton indvejet råmælk. På Figur B 6 er vandforbruget for de overordnede processer angivet. Bemærk, at vi anser CIP for en proces for sig, og den indgår derfor ikke under de øvrige utilities. De øvrige utilities kan ses på Figur B 7. Under utilities er funktioner som kassevasker og reolvasker også medtaget, da disse som sådan ikke er en produktionsproces, men er funktioner, som er nødvendige for produktionen. Figur B 6 Diagrammet viser fordelingen af mejeriets vandforbrug på de overordnede processer. Bemærk, at vandforbruget er angivet i m 3 / ton indvejet mælk. 40 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

41 Figur B 7 Dette diagram viser fordelingen af vandforbruget for utilities på nær CIP. Værdierne er angivet som m 3 / ton indvejet mælk. Vandforbruget i selve mejeriprocesserne er vist i Figur B 8 herunder. Der er vist værdier for Skumsal, Centrifuger og Osteri. De øvrige processer er samlet under Andet, og værdierne er angivet som m 3 /1.000 ton indvejet mælk. Dette er gjort med henblik på sammenligning med de øvrige mejerier. Figur B 8 I dette diagram vises vandforbruget på bl.a. Skumsal, Centrifuger og Osteri. De øvrige processer er samlet under andet. Værdierne er angivet som m 3 / ton indvejet mælk. 3.2 Største sinks og sources N/A 3.3 Tiltag for at forbedre vandbalancen Hos Thise er det tilfældet, at der allerede er godt dækket ind med vandure, så den overordnede vandbalance var nem at lave. Der er dog nogle områder, som er for groft inddelt og derfor kræver yderligere opdeling. Der vil blive monteret yderligere vandure på følgende placeringer: Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 41

42 Sød UF (placeret i indvejningen) Hele indvejningen (går under øvrige pt) Sur UF Ostevaskeren Kassevaskeren Laboratoriet 2 stk. til RO-valle anlæggene Desuden er der iværksat undersøgelser af enkelte poster, hvor forbruget virker urealistisk i forhold til formålet. Dette er bl.a. vandforbruget til at rengøre RO-valle anlæggene. Forbruget hertil er registreret til ca m 3 /år. Det kan måske skyldes, at det ene anlæg er rent manuelt styret, hvorimod det andet er fuldautomatisk. 4. Efterfølgende kortlægningsaktiviteter 4.1 Beskrivelse af yderligere kortlægningsaktiviteter For at få en bedre forståelse for, hvordan vandforbruget er fordelt internt i de enkelte processer, er det nødvendigt at differentiere mellem forskellige typer af forbrugere, men også at oprette nye kategorier. F.eks. indgår pumpekøling/pakdåser i mange af de større afdelinger, så disse kan fjernes og samles i en ny kategori. Der er også flere funktioner, hvor vandforbruget ikke direkte kan aflæses på et vandur, men logges i forbindelse med produktionen. Dette er f.eks. tilfældet med CIP, hvor der ikke kun logges, hvor meget vand der bruges i hvert enkelt CIP, men også hvilken funktion og hvilken type. 4.2 Resultater fra den yderligere kortlægning Ved at gennemgå de registrerede sessions log for CIP kan følgende fordeling af vandforbruget til CIP findes. Af det samlede forbrug til for- og mellemskyl kommer ca. 25 % fra RO-valle permeat. Der benyttes kun mellemskyl i de tilfælde, hvor der bruges syreskyl. I nogle rengøringstrin er det tilstrækkeligt kun at bruge forskyl, lud og slutskyl. I de tilfælde, hvor der ikke bruges syreskyl, er der registreret en fejl i logningen, hvor slutskyllet primært angives som mellemskyl samt en lille andel på slutskyl. Dette er der blevet korrigeret for i Figur B 9 herunder. 42 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

43 Figur B 9 Dette diagram viser fordelingen af vand på de enkelte CIP funktioner. Disse er Forskyl, Lud, Mellemskyl, Syre og Slutskyl. Der bruges kun mellemskyl i forbindelse med syreskyl. Forbruget til pumpekøling/pakdåser er ikke registreret, men hver enkelt enhed har et krav til, hvad vandflowet skal være indstillet til. Ud fra disse krav er det muligt at udregne et skøn på forbruget. Et skøn, der er baseret på 20 enheder, som er aktive i 20 timer om dagen og kræver et flow på 1 L/min, giver et årligt vandforbrug på m 3, eller hvad der svarer til 74 m 3 pr ton mælk. 4.3 Forbedret vandbalance Den forbedrede og differentierede vandbalance kalder vi Niveau 2, og den kan ses på Figur B 10. Her er vandforbruget til CIP og processer blevet delt yderligere op, og ligeledes er der oprettet nye kategorier såsom pakdåser. INDGÅENDE ( Afdamp ) UDGÅENDE ## Oplyst ( Blowdown ) ## Beregnet ## Ukendt ## Usikre S10 Køletårn blowdown S9 Isvand PROCESSER (??? ) V14 13 Valle RO (vandgenbrug) S11 ( Afdamp ) V6 P1 ( Mælk ) ( Kemi ) V8 V9 Cleaning In Place V5 V16 V4 1 2 Centrifuger Skumsal (inkl. blødtvands anlæg) (pasteur) 3???? UF (indvejning) UF (sur) Sur 6 7 Smørkanon 8 10 Osteri Ostevand (varme) 11 Saltlager ( Konsum ) ( Valle ) ( Øvrige ) P4 P3 P2 V2 Blødt Vand 4 Reolvasker 5 Kassevasker Tapperi 9 Ostevasker 12 ( Ost ) V1 ( Byvand ) S7 V3 RO vand Udskub (produkt rest) Desinfektion/ Forskyl Lud Mellemskyl Syre Slutskyl Sterilt vandskub Produkt rest?? ( Damp ) S3 Regen. S8 Hedvand koncentrat S6 V7 ( Køling ) Kedelhus S4 S5 V11 Slanger V12 Pakdåser V13 V15 Spildevand udligningstank + fedtudskiller ( Slam ) ( Lagune ) S2 S1 V10 ( Kondens tab ) ( Blowdown ) Kontor bad/wc ( Spildevand ) ( Faciliteter ) S12 Figur B 10 Niveau 2 diagrammet. I dette diagram er vandforbruget til CIP og processer blevet delt yderligere op. Ligeledes er der oprettet yderligere kategorier såsom pakdåser. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 43

44 4.4 Behov for yderligere vandmålere Der er i fællesskab fundet 8 placeringer til yderligere vandmålere. Dette er foruden de nuværende manuelt aflæste, som alle skal udskiftes med nye fjernaflæste vandure fra Kamstrup. De nye placeringer er følgende: Sød UF (placeret i indvejningen) Hele indvejningen (går under øvrige pt) Sur UF Ostevaskeren Kassevaskeren Laboratoriet 2 stk. til RO-valle anlæggene 5. Konklusion 44 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

45 Sædager Mejeri 1. Sammenfatning Sædager Mejeri er et forholdsvist nyt mejeri, der er meget automatiseret med få og enkelte procestrin. På mejeriet er der opsat en del vandure, som typisk sidder på små slutbrugere såsom skylleslanger og skylletunneler. Der aflæses kun regelmæssigt på nogle få vandure såsom hovedmålerne og blødvandsanlæggene. Resten aflæses kun periodevist ved f.eks. interne undersøgelser. Sædager Mejeri er beliggende i Mariagerfjord kommune, så de bliver pålagt et stort særbidrag, hvorfor de har et ønske om at reducere deres udledning. Ved at reducere på indtaget af nyt byvand og samtidig genbruge eller genindvinde vand fra produktionen kan udledningen forhåbentligt mindskes. 2. Introduktion 2.1 Baggrund På Sædager Mejeri producerer de hvid ost/salatost i forskellige varianter. I det færdige produkt udgør omkring 60 % af indholdet saltlage, hvilket betyder, at der forlader en del vand sammen med deres produkter. Selvom der forlader en del vand sammen med produkterne, er der stadig en del uudnyttet vand i deres valle. Mejeriet ligger i Mariagerfjord kommune, så der er store omkostninger til udledning af spildevand, som følge af kommunens satser for særbidrag. En forbedret vandeffektivitet er derfor vigtig i forhold til mulighederne for fremtidig vækst og øget konkurrencedygtighed. 2.2 Målsætning Mejeriet har et ønske om at effektivisere og reducere deres omkostninger, især på spildevandssiden, da det er en stor post. Vandindtaget er en mindre økonomisk post, da de ejer og driver stikledningen fra vandforsyningen, så der betales kun for vandets råpris. Der ses et stort potentiale i at udnytte UF-permeatet ved at sætte et RO oprensningstrin på. Herved kan UF-permeatet opkoncentreres, og der kan muligvis genindvindes tabt produkt. Desuden kan RO-permeatet også udnyttes, enten som proces- eller produktvand alt efter koncentrationen af indholdsstoffer. 3. Indledende kortlægning (på baggrund af mejeriets egne udleverede data) 3.1 Kortlægning på eksisterende data På baggrund af de eksisterende data udleveret af mejeriet har det kun været muligt at kortlægget det, vi kalder Niveau 0. Princippet i Niveau 0 er illustreret på Figur B 11, hvor de vandstrømme, som tilgår og forlader mejeriet, indgår. For de indgående vandstrømme drejer det sig om vandet i den indvejede råmælk og byvand. På den udgående side er det vandet i produkter fra produktionen såsom ost, valle og øvrige. Ud over produktsiden forlader vand også mejeriet i form af afdampning fra køletårne, spildevand og slam. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 45

46 INDGÅENDE UDGÅENDE ( Afdamp ) ( Mælk ) ( Ost ) ( Valle ) ( Øvrige ) ( Byvand ) ( Slam ) ( Spildevand ) ( Spildevand ) ( Faciliteter ) Figur B 11 Niveau 0 kortlægning af ind- og udgående vandstrømme. På Figur B 12 herunder er den procentvise fordeling af det indgående vand vist. Det ses, at der med den indvejede mælk kommer ca. 46 % af den totale indgående vandmængde. Dette svarer til en mængde på omkring m 3 vand for Figur B 12 Fordeling af vand i de indgående strømme. Vandet i den indvejede råmælk svarer til ca m 3 for år 2013 Ligeledes er der på Figur B 13 vist den procentvise fordeling af vand i produkter, spildevand m.m.. De udgående vandmængder i forbindelse med produkter er baseret på hoved-produktkategorier samt deres ca. vandindhold. Den del af spildevandet, som kommer fra bade- og toiletfaciliteter m.m., er der ikke blevet udleveret data på, så denne kategori indgår med værdien 0, hvilket dog blot skal indikere, at værdien mangler. 46 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

47 Figur B 13 Fordeling af vand for de udgående strømme. Andelen af spildevand udgør ca. 47 %, så for at synliggøre de øvrige kategorier er dette fjernet i Fejl! Henvisningskilde ikke fundet.. Da spildevandsmængden i Figur B 13 udgør en væsentlig del af de udgående vandstrømme, er der herunder et diagram kun for produktstrømme. På Figur B 14 ses det tydeligt, at den største andel af vandet forsvinder sammen med valle. De 78% svarer til ca m 3 vand om året. Figur B 14 Fordeling af vand i de udgående produktstrømme. Den største andel forsvinder som valle med en værdi på ca m 3 vand om året. 3.2 Største sinks og sources N/A 3.3 Tiltag for at forbedre vandbalancen Der har været igangsat en regelmæssig aflæsning af alle tilgængelige vandure på mejeriet, så det har været muligt at forbedre kortlægningen til det, vi kalder Niveau 1, hvor interne processer også kortlægges. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 47

48 4. Efterfølgende kortlægningsaktiviteter 4.1 Beskrivelse af yderligere kortlægningsaktiviteter På baggrund af de iværksatte regelmæssige aflæsninger af vandure inde på mejeriet, har det været muligt at forbedre kortlægningen til Niveau Resultater fra den yderligere kortlægning På Niveau 1 bliver de forskellige vandforbrugende funktioner og enheder inde i selve mejeriet kortlagt. Et diagram over Niveau 1 kortlægningen kan ses på Figur B 15. INDGÅENDE S8 V8 UDGÅENDE Køletårn kondensator Varmt energiv. ( Afdamp ) Ren tab S9 V11 V12 ( Mælk ) P1 V9 V7 V6 V5 Koldt energiv. Afvask CIP Proces Varm brugsvand UF-ost + traditionel ( Ost ) P4 ( Valle ) P3 ( Byvand ) V1 V2 Blødt vand #1 V4 S7 ( Øvrige ) P2 V3 S5 Blødt vand #2 V10 CIP Homogen. Pakdåsevand Centrifuger V13 V14 Kedelhus Damp S4 S3 blowdown Spildevand udligningstank + flotationsanlæg V15 S2 ( Slam ) ( Spildevand ) S1 S6 Regen. Figur B 15 Diagram over Niveau 1 kortlægningen for Sædager Mejeri. Her ses de overordnede vandstrømme og vandforbrugende enheder inde på mejeriet. I de tre nedenstående diagrammer er vandforbruget for de enkelte processer på mejeriet angivet. Værdierne er angivet som m 3 pr ton indvejet råmælk. På Figur B 16 er vandforbruget for de overordnede processer angivet. Bemærk, at vi anser CIP for en proces for sig, og den indgår derfor ikke under de øvrige utilities. De øvrige utilities kan se på Figur B 17. Under utilities er funktioner som generel rengøring og skylletunneller også medtaget, da disse som sådan ikke er en produktionsproces, men er funktioner, som er nødvendige for produktionen. Processen Genindvinding af vand er medtaget, selvom den har værdien 0, for at gøre opmærksom på, at der ikke genindvindes noget vand på mejeriet. Der er dog basis for at gøre det på et senere tidspunkt. 48 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

49 Figur B 16 Diagrammet viser fordelingen af mejeriets vandforbrug på de overordnede processer. Bemærk, at vandforbruget er angivet i m 3 /1.000 ton indvejet mælk. På diagrammer i Figur B 17 herunder vises vandforbruget til utilies på nær CIP. Støttefunktionerne hedvand og isvand er medtaget, selvom de har værdien nul. Dette skyldes, at der på nuværende tidspunkt ikke er monteret vandure, som måler deres forbrug. Som netværket af vandure er indrettet, er deres forbrug lagt sammen med forbruget til andre funktioner. Figur B 17 Dette diagram viser fordelingen af vandforbruget for utilities på nær CIP. Værdierne er angivet som m 3 /1.000 ton indvejet mælk. I diagrammet herunder, på Figur B 18, er vist fordelingen af vandforbruget til CIP, som det kan aflæses fra vandurene. Der er en post for generel opspædning og en for slutskyl. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 49

50 Figur B 18 Dette diagram viser fordelingen af vandforbruget til CIP. Bemærk, at ud fra aflæsninger har det ikke været muligt at opdele yderligere. Værdierne er angivet som m 3 /1.000 ton indvejet mælk. Vandforbruget i selve mejeriprocesserne er vist i Figur B 19 herunder. Der er ikke oplyst værdier for de klassiske processer såsom skummesal og centrifuger. Forbruget af saltlage er udregnet ud fra den producerede mængde ost, mens mængden af vand til rengøring af UF anlægget er aflæst på et vandur. Mængderne er angivet som m 3 vand pr ton indvejet mælk. Figur B 19 I dette diagram vises vandforbruget for mejeriprocesser. Der vises kun forbruget til saltlage og rengøring af UF anlæg. Værdierne er angivet som m 3 /1.000 ton indvejet mælk. 4.3 Forbedret vandbalance For at kunne lave en forbedret vandbalance er det nødvendigt med et mere finmasket netværk over vandforbruget, både ud fra styringslogs, men også fra yderligere vandure. Der er et stærkt behov for at forbedre kortlægningen, da den samlede sum af brugt og registreret vand overskrider mejeriets samlede årsforbrug af vand. Dette 50 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

51 skyldes især, at nogle mellemtrin ud fra aflæsningerne giver enten for høje eller for lave vandmængder til de videre udregninger. 4.4 Behov for yderligere vandmålere Der er behov for et mere finmasket netværk af vandure på visse steder af mejeriet. Dette gælder f.eks. for utilities, da der her er mange funktioner, som ikke styres og registreres gennem automatikken, og som derfor ikke monitoreres på samme måde som de automatiserede processer. Ligeledes er der et behov for bedre at kunne forstå, hvordan logningen dækker i forbindelse med de automatiserede processer, og hvilke områder der har en for grov inddeling. På følgende steder kan der allerede udpeges et behov for yderligere vandmålere. Det drejer sig om: Den løbende blanding af saltlage, der blot bliver lavet, så der er nok, uden at der er en reel kontrol med forbruget. En mere finmasket dækning i CIP/forrensningshallen, hvor flere store vandforbrugende enheder dækkes under samme måler Opsplitning af hedvandforbruget mellem brugsvand og rengøring af UFanlægget. 5. Konklusion Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 51

52 Them Andelsmejeri 1. Sammenfatning På Them Mejeri er der et lille antal vandure installeret - og primært i det gamle mejeri - og kun én hovedmåler til det nye mejeri. Alle vandure på mejeriet aflæses regelmæssigt. På grund af mejeriets ældre rammer og løbende til- og ombygninger er der ofte mange forgreninger efter hvert vandur, hvilket gør, at de kan dække over store områder og flere funktioner. Der har været nogle vand- og energimæssige problemer med deres køletårne, hvilket har medført et stort vandforbrug hertil, både som følge af ekstra rengøring, og fordi der er blevet dumpet store mængder vand for at modvirke vækst i systemet. 2. Introduktion 2.1 Baggrund Them er et rent ostemejeri, hvor der hovedsagligt laves gul ost. Mejeriet er til dels i lidt ældre rammer, hvilket bevirker, at der stadig bruges et ældre enfaset CIP anlæg til rengøring af nogle områder, hvor hvert skyl dumpes i kloakken efter brug. Til den nyere del er der et (semi-)automatisk styret CIP system, hvor der er en noget bedre genbrug af hver type skyl. De har påtænkt, at det gamle CIP system skal udskiftes med et nyt, da det vil kunne spare dem for en betragtelig del vand, men også energi. Der er et ønske om, at vallen, som nu køres til Danmark Protein, bliver reduceret i volumen, så der både kan spares på transportomkostninger og reduceres i mængden af indtaget byvand. Dette kan gøres med RO filtreringstrin, så vallen bliver opkoncentreret og derved sendes afsted ved en højere koncentration, samt ved at bruge permeatet fra RO-anlægget til andre funktioner på mejeriet. Det skal dog bemærkes, at der er et udtalt ønske om ikke blot at lave vandbesparelser for vandbesparelsernes skyld, da det vil koster noget at implementere disse tiltag. Der skal derfor være en økonomisk gevinst ved det. 2.2 Målsætning Them Mejeri har et ønske om at kunne indvinde vand fra valle i form af RO-permeat, hvorved de kan reducere på indtaget af byvand. Ligeledes ønsker de at opgradere det ældste af deres to CIP anlæg, da hvert skyl bliver dumpet i kloakken efter brug og altså ikke recirkuleres som i et moderne fuldautomatisk anlæg. Når køletårnet er blevet renset tilstrækkeligt og indstillet korrekt, er der en forventning om en betydelig besparelse på vandforbruget hertil. Det skal dog bemærkes, at selve rengøringen og ombygningen af køletårnet er påbegyndt inden projektets start. 3. Indledende kortlægning (på baggrund af mejeriets egne udleverede data) 3.1 Kortlægning på eksisterende data På baggrund af mejeriets egne udleverede data har det været mulig at opstille fordelingen mellem byvand og vand fra råmælken for den indgående vandmængde. Tilsvarende for den udgående vandmængde, hvor der er en fordeling mellem spildevand og produkter. Altså en kortlægning af, hvordan vand kommer til mejeriet, men også hvordan det forlader det. Dette kalder vi Niveau 0 kortlægning, og princippet for denne er illustreret på Figur B Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

53 INDGÅENDE UDGÅENDE ( Afdamp ) ( Mælk ) ( Ost ) ( Valle ) ( Øvrige ) ( Byvand ) ( Fedt ) ( Spildevand ) ( Spildevand ) ( Faciliteter ) Figur B 20 Niveau 0 kortlægning af ind- og udgående vandstrømme. På Figur B 21 herunder er den procentvise fordeling af det indgående vand vist. Det ses, at der med den indvejede mælk kommer ca. 39 % af den totale indgående vandmængde. Dette svarer til en mængde på omkring m 3 /år vand. Figur B 21 Fordeling af vand i de indgående strømme. Vandet i den indvejede råmælk svarer til ca m 3 /år Ligeledes er der på Figur B 22 vist den procentvise fordeling af vand i produkter, spildevand m.m.. De udgående vandmængder i forbindelse med produkter er baseret på hoved-produktkategorier samt deres ca. vandindhold. Den del af spildevandet, som kommer fra bade- og toiletfaciliteter m.m., er samlet i kategorien Faciliteter med en samlet værdi på 442 m 3 /år. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 53

54 Figur B 22 Fordeling af vand for de udgående strømme. Andelen af spildevand udgør ca. 40 %, så for at synliggøre de øvrige kategorier er dette fjernet i Fejl! Henvisningskilde ikke fundet.. Da spildevandsmængden i Figur B 22 udgør en væsentlig del af de udgående vand strømme, er der herunder et diagram kun for produktstrømme, se Figur B 23. Figur B 23 Fordeling af vand i de udgående produktstrømme. Ud over at lave Niveau 0 kortlægningen var det også muligt at gå et lag dybere ind i Niveau 1 på baggrund af de udleverede data. På Niveau 1 bliver de forskellige vandforbrugende funktioner og enheder inde i selve mejeriet kortlagt. Et diagram over Niveau 1 kortlægningen kan ses på Figur B Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

55 INDGÅENDE S11 UDGÅENDE Køletårn S10 blowdown ( Afdamp ) vandure 0 blowdown S9 Isvand P1 ( Mælk ) ( Ost ) P4 V8 V9 V5 ( Valle ) P3 Processer S8 ( Øvrige ) P2 V1 ( Byvand ) V2 Blødt Vand x2 S3 Regen. V3 Osmos e Vand S4 koncentrat V4 CIP/ vask Damp/ hedvand kondens S7 Spildevand udligningstank + fedtudskiller ( Fedt ) ( Spildevand ) S2 S1 V6 V7 14 Kedelhus blowdown S5 Kontor Bad/ WC S6 ( Spildevand ) ( Faciliteter ) Figur B 24 Diagram over Niveau 1 kortlægningen for Thise mejeri. Her ses de overordnede vandstrømme og vandforbrugende enheder inde på mejeriet. I de tre nedenstående diagrammer er vandforbruget for de enkelte processer på mejeriet angivet. Værdierne er angivet som m 3 pr ton indvejet råmælk. På Figur B 25 er vandforbruget for de overordnede processer angivet. Bemærk, at vi anser CIP for en proces for sig, og den indgår derfor ikke under de øvrige utilities. Da forbruget til de enkelte faser i CIP anlæggene ikke logges, kan fordelingen ikke vises. Dog er det samlede forbrug registreret med en værdi på ca. 25 m 3 vand pr ton indvejet mælk. Kategorierne Genindvinding af vand og Spildevandsbehandling er medtaget, fordi der er et ønske om at genindvinde vand i form af RO-permeat fra vallen, og fordi der bruges store mængder kemikalier til neutralisering af spildevandet. Der registreres dog ikke noget vandforbrug i den forbindelse. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 55

56 Figur B 25 Diagrammet viser fordelingen af mejeriets vandforbrug på de overordnede processer. Bemærk, at vandforbruget er angivet i m 3 /1.000 ton indvejet mælk. De øvrige utilities kan ses på Figur B 26. Under utilities er funktioner som kassevasker og reolvasker også medtaget, selvom de som sådan ikke er produktionsprocesser, men er funktioner, som er nødvendige for produktionen. Vandforbruget til reolvasker og generel rengøring logges ikke direkte, derfor er de angivet med værdi 0. Figur B 26 Dette diagram viser fordelingen af vandforbruget for utilities på nær CIP. Værdierne er angivet som m 3 /1.000 ton indvejet mælk. Vandforbruget til selve mejeriprocesserne er vist i Figur B 27 herunder. Der er vist værdier for Støjrum (centrifuger) og Osteri. De øvrige processer er samlet under Andet. Kategorien Osteri har et samlet vandforbrug på ca m 3, hvilket bl.a. dækker over kølevand og saltlage til de færdige oste, hvor der bruges 2 gange 60 m 3 om ugen. Kategorien Direkte varme dækker over varmt vand, som tilsættes direkte til mælken som opvarmning i starten af osteproduktionen. 56 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

57 Værdierne er angivet som m 3 /1.000 ton indvejet mælk, hvilket er gjort med henblik på sammenligning med de øvrige mejerier. Figur B 27 I dette diagram vises vandforbruget på bl.a. Støjrum (centrifuger) og Osteri. De øvrige processer er samlet under andet. Værdierne er angivet som m 3 /1.000 ton indvejet mælk. 3.2 Største sinks og sources N/A 3.3 Tiltag for at forbedre vandbalancen For at forbedre vandbalancen er der igangsat yderligere kortlægning af rørføringer for at få en bedre forståelse af, hvilke afgreninger der er til hvert vandur, men også hvilke slutbrugere der sidder i serie eller parallelt i grupper. Dette skal bruges til at afdække, hvor det bliver nødvendigt at opsætte flere vandure. Generelt er der ikke nogle iøjnefaldende posteringer med urealistiske værdier. En mere fintmasket kortlægning er dog tiltrængt. 4. Efterfølgende kortlægningsaktiviteter 4.1 Beskrivelse af yderligere kortlægningsaktiviteter Som nævnt i afsnit 3.3 ovenfor er der igangsat yderligere kortlægning af rørføringer for at lokalisere placeringer af de nødvendige ekstra vandure. 4.2 Resultater fra den yderligere kortlægning N/A 4.3 Forbedret vandbalance For at kunne lave en forbedret vandbalance er det nødvendigt med et mere finmasket netværk over vandforbruget, både ud fra styringslogs ogfra yderligere vandure. 4.4 Behov for yderligere vandmålere Der er et stort behov for indsættelse af vandure på mejeriet. Der er ganske få vandure installeret, og de dækker typisk over store områder med mange forgreninger. På grund af mejeriets alder og løbende til- og ombygning er der flere tilfælde, hvor rørføringen ikke gavner overblikket. Derfor er det nødvendigt med en udførlig Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 57

58 kortlægning af rørføringer og slutbrugere, inden placeringen og antallet af nye vandure kan bestemmes. 58 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

59 Nørager Mejeri 1. Sammenfatning Nørager Mejeri ligger i Nordjylland og er en del af mejeriselskabet Nordex Food. Mejeriet er det største af Nordex Foods mejerier og har en årlig produktion på ca tons hvid ost. Nørager Mejeri deltager i udviklingsprojektet Det Vandeffektive Mejeri, da mejeriet ønsker at reducere vandforbruget gennem systematisk styring af vandforbrug i produktionen samt ved genanvendelse af potentielle vandfraktioner, som f.eks. produktvand. 2. Kortlægning af vandforbrug Kortlægningen af vandforbruget er i første omgang foretaget som en overordnet vandbalance for at sikre, at den registrerede vandmængde, som kommer ind på mejeriet, stemmer overens med den vandmængde, der kommer ud af mejeriet. Herefter vil kortlægning af vandforbruget i de enkelte afdelinger blive udført. I denne sammenhæng opstilles en vandmåler i de enkelte afdelinger for at forbedre registreringen af vandforbruget. 3. Overordnet vandbalance Den overordnede vandbalance er opstillet ud fra mejeriets egne data fra 2013 i forhold til, hvad der går ind (grundvand, primær og sekundær råvare, hjælpestoffer og kemikalier), og hvad der går ud (produkter, spildevand og vandtab) af produktionen, se flowdiagram på Figur B 28. Figur B 28 Flowdiagram over, hvad der går ind og ud af Nørager Mejeri Nørager Mejeri har egen vandboring, som de hovedsageligt benytter i deres produktion, og hvis denne ikke er tilstrækkelig, benyttes forsyningsvand. Spildevand fra mejeriet ledes ud i Nørager Mejeris egen udledningstank, hvorefter det ledes videre til det kommunale renseanlæg. Den mængde spildevand, som det kommunale renseanlæg ikke kan modtage, bortkøres til andre kommunale renseanlæg. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 59

60 4. Indgående vand For at kunne sammenligne de primære og sekundære råvarer samt hjælpestoffer og kemikalier med vandmængderne er disse omsat fra tons til m 3 i forhold til deres vandindhold, dvs. at det er antaget, at mælk indeholder 87 % vand, fløde 57 % vand og så fremdeles. De produkter, som ikke indeholder vand, eller som kun indeholder vand i meget små mængder såsom olie og salt, er ikke medtaget i vandbalancen. Yderligere er det antaget, at kemikalier anvendt til CIP og anden rengøring i 2013 alle ender i spildevandet. De indgående komponenter til produktionen er grundvand, primær og sekundær råvare, hjælpestoffer og kemikalier til rengøring, som det ses i cirkeldiagrammerne i Figur B 29. Figur B 29 Indgående råvarer og hjælpestoffer til produktionen [m3 vand/år], tv. er inkl. alle vandmængder, th. er ekskl. vand fra egen boring og råmælk. Figur B 29 (cirkeldiagrammet til venstre) viser, at størstedelen af vandet kommer fra Nørager Mejeris egen vandboring med 67 %, herefter kommer råmælken med 32 %, hvor kemikalier, sekundære produkter, vand fra forsyningen samt hjælpestoffer udgør under 1 %. Til højre ses fordelingen af den sidste procent. 5. Udgående vand De udgående komponenter fra produktionen er produkter såsom ost inkl. saltlage, fløde og fodervalle, spildevand og det vand, der fordampes i køletårne, se Figur B Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

61 m 3 vand/år 2% 1% 1% 6% Spildevand 10% Fodervalle Bortkørt spildevand 27% 53% Ost Fordampning Fløde Saltlage med osten Figur B 30 Udgående vand fra produktionen [m3 vand/år]. Figur B 30 viser, at spildevandet til renseanlægget inkl. bortkørsel udgør mere end halvdelen af alt vandet fra produktionen. Herudover foregår den næststørste vandeksport via fodervallen med omkring 27 %. 6. Delresultater Hvis den samlede mængde vand ind og ud af produktionen sammenholdes, fås en difference, som svarer til knap 11 %, se også Figur B Samlet vand ind Samlet vand ud Difference Samlet vand ind Samlet vand ud Difference Figur B 31 Samlet vand ind og ud af produktionen samt differencen imellem dem. Da en difference omkring 11 % er acceptabel, undersøges denne ikke yderligere. 7. Kortlægning af vandforbruget i de enkelte afdelinger Kortlægning af vandforbruget i de enkelte produktionsafdelinger planlægges. Nuværende datamængde er ikke tilstrækkelig, og undersøgelse af de enkelte afdelinger og processer pågår med det mål at identificere afdelingens og processernes vandforbrug. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 61

62 Nørager Mejeri har lejet en Clamp-on måler via Danova for at måle potentielle vandstrømme, som kunne være nyttige i forhold til, hvor der skulle monteres faste vandmålere i produktion. Dette vil yderligere give Nørager Mejeri en mere fyldestgørende overvågning af vandforbruget. 8. Aktiviteter forår Identifikation af målepunkter og opsætning af vandmålere 2. Opsamling af data for de enkelte vandmålere 3. Identifikation af delstrømme til genanvendelse 4. Udarbejdelse af aktivitetsplan for genanvendelse af vand samt reduktion af vandforbruget. 62 Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri

63 Rødkærsbro Mejeri 1. Introduktion af Rødkærsbro Mejeri Rødkærsbro Mejeri ligger i Midtjylland og hører under Arla Foods. Mejeriet producerer mozzarella, pizzatopping og strimlet ost og havde i 2013 en kapacitet på tons blokost/år. Rødkærsbro Mejeri deltager i udviklingsprojektet Det Vandeffektive Mejeri, da mejeriet ønsker at reducere vandforbruget gennem systematisk styring af vandforbrug i produktionen samt ved genanvendelse af potentielle vandfraktioner som f.eks. produktvand. 2. Kortlægning af vandforbrug Kortlægningen af vandforbruget er i første omgang fortaget som en overordnet vandbalance for at sikre, at den registrerede vandmængde, som kommer ind på mejeriet, stemmer overens med den vandmængde, der kommer ud af mejeriet. Herefter vil kortlægning af vandforbruget i de enkelte afdelinger blive udført. I denne sammenhæng opstilles en vandmåler i de enkelte afdelinger for at forbedre registreringen af vandforbruget. 3. Overordnet vandbalance Den overordnede vandbalance er opstillet ud fra mejeriets egne data fra 2013 i forhold til, hvad der går ind (grundvand, primær og sekundær råvare, hjælpestoffer og kemikalier), og hvad der går ud (produkter, spildevand og vandtab) af produktionen, se flowdiagram på Figur B 32. Figur B 32 Flowdiagram over hvad der kommer ind og ud af Rødkærsbro Mejeri. Rødkærsbro Mejeri har egen vandboring, som de hovedsagelig benytter i deres produktion, og hvis denne ikke er tilstrækkelig, benyttes forsyningsvand. Yderligere anvendes mejeriets RO vand til CIP rengøring. Spildevandet renses på Rødkærsbro Mejeris eget renseanlæg, hvorefter størstedelen ledes ud til den nærliggende recipient, mens det resterende renset spildevand ledes videre til det kommunale renseanlæg. Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri 63

64 4. Indgående vand For at kunne sammenligne de primære og sekundære råvarer samt hjælpestoffer og kemikalier med vandmængderne, er disse omsat fra tons til m 3 ift. deres vandindhold, dvs. at det er antaget, at mælk indeholder 87 % vand, ost 40 % vand og så fremdeles. Fejl! Henvisningskilde ikke fundet.de produkter, som ikke indeholder vand, eller som kun indeholder vand i meget små mængder såsom olie og salt, er ikke medtaget i vandbalancen. Yderligere er det antaget, at kemikalier anvendt til CIP og anden rengøring i 2013 alle ender i spildevandet. De indgående komponenter til produktionen er grundvand, primær og sekundær råvare, hjælpestoffer og kemikalier til rengøring, som kan ses i cirkeldiagrammerne, se i Figur B 33. Figur B 33 Indgående råvarer og hjælpestoffer til produktionen [m3 vand/år], tv. er inkl. alle vandmængder, th. er ekskl. vand fra egen boring og råmælk. Fejl! Henvisningskilde ikke fundet. (cirkeldiagrammet til venstre) viser, at størstedelen af vandet kommer fra Rødkærsbro Mejeris egen vandboring med 56 %, herefter kommer råmælken med 44 %, hvor vand fra forsyningen, kemikalier, sekundære produkter samt hjælpestoffer udgør under 1 %. Til højre ses fordelingen af den sidste procent. 5. Udgående vand De udgående komponenter fra produktionen er produkter såsom ost, mælk, fløde, vallesnus, vallefløde, fodervalle, valle til DP og saltvalle samt spildevand til eget renseanlæg og det vand, der fordampes i køletårne, se Figur B Vandeffektive mejerier - et partnerskab på vejen mod det vandløse mejeri