ペプシコ社は、液体ストリームを高速かつ高いエネルギー効率で加熱し、二酸化炭素排出量と温室効果ガスを削減するため、古典的なプレート・アンド・フレーム式熱交換器に代わる加熱方法を模索している。
プレート・アンド・フレーム式熱交換器は、ユーティリティの加熱ループ用にオンサイトで生成された蒸気や温水から天然ガスを取り出します。飲料の低温殺菌のためには、水を周囲温度から沸騰近くまで加熱する必要があります。これらの温度に到達するためには、天然ガスを燃焼させて水ループを加熱する必要があり、熱プロセスに大きな二酸化炭素排出の負荷がかかる。さらに、熱交換器は、製品流量が多いプロセスでは即座に反応しないことが多い。水加熱式熱交換器の応答は、流れてくる製品を低温殺菌温度まで合理的な許容範囲で上昇させるのに十分な速さではありません。数分のオーダーのヒートアップ時間は、商業的速度のラインでは生産に大きな遅れをもたらす。
ガス焚きボイラーはシステム内に配給損失をもたらす。暖房工程を持つ典型的な工場では、蒸気は中央ボイラーで発生する。ボイラー出力は、硬い配管で蒸気を必要とするあらゆるユニット運転に送られる。この結果、熱伝導と摩擦による環境への損失により、無視できないエネルギー損失が発生する。液体食品の低温殺菌の場合、蒸気は間接的にプロセスに熱を加えます。蒸気は、低温殺菌液の加熱負荷を担う水ループと熱交換します。その結果、熱エネルギーへの変換率が低くなり、天然ガスの無駄な使用と温室効果ガスの排出を招く。
より高い生産効率とカーボンフットプリントを達成するために、エネルギー効率の高いヒーターの新技術が望まれている。ペプシコ・ビバレッジズ・ノースアメリカは、2030年までにGHG排出量を75％削減し、2040年までにGHG排出量を正味ゼロにするという目標を掲げている。環境の長寿命化と持続可能性のために、ペプシコはGHG排出削減技術の採用と導入に強い関心を寄せています。ガス焚きボイラーへのイノベーションであろうと、暖房へのモジュラー・アプローチであろうと、暖房流通のどのポイントにおけるソリューション／アプリケーションであろうと、検討の余地はあります。
提案される解決策は、以下の目的の1つ 以上を達成するものでなければならない：
- 従来の熱交換器に比べ、加熱の立ち上がり時間が早い。
- 蒸気発生ボイラーを動力源とする従来のプレート・フレーム式熱交換器と同等またはそれ以下のユーティリティを使用する。
- 分配ロスの減少 – 処理液により高い効率でエネルギーを適用する。
- 従来の天然ガス暖房システムからのGHG排出量の純減少
ソリューション要件
必需品
- あらゆる物理的、化学的、および／または放射線学的危険から要員を保護するための安全対策。いかなる被ばくもOSHA許容被ばく限度を下回らなければならない。
- 工程は、製品の色や風味を劣化させないデルタTを提供しなければならない。
- サーマル・プロセスは、業務用飲料ラインの典型的なライン速度（80～100GPM）で、性能低下なしに長時間連続運転できなければならない。
- 熱プロセス変数は、入口温度、出口温度、流量、ヒートアップ時間など、測定可能で制御可能でなければならない。
- ペプシコ社は、既存の飲料製造ラインに統合または改造可能なパイロット・スケールおよび/または商業スケールのシステムで概念実証試験を実施したいと考えている。
- 設備は食品用であり、すべての衛生設計要件を満たしていなければならない。
持ち物
- ユーティリティ（蒸気、冷却水など）の使用を完全になくすか、大幅に削減する。
- 既存の標準制御システムによる自動化が可能。
- 飲料フィラーOEMと提携。
- 運営に必要なユーティリティ／電力は、再生可能資源から得ることができる。
- モジュラー設計。
望ましいコラボレーションのタイプ
ペプシコは様々なタイプのコラボレーションに前向きです。
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