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多數人以為食品工廠最耗能的環節是冷藏與冷凍,但實際上,巴氏殺菌等熱處理製程才是能源消耗的大宗。利樂(Tetra Pak)近年將節能改造的重心放在這段關鍵流程,透過整合熱泵與熱能回收技術,同時處理加熱與冷卻需求,降低鍋爐與冰水機的依賴。這種從製程下手的能源優化,正重新改寫乳品與飲料工廠的能耗結構。

撰文=編輯部

在乳品、果汁與多數飲料製程中,巴氏殺菌是確保食品安全不可或缺的一環,但同時也是最耗能的關鍵製程。傳統熱處理系統多仰賴鍋爐提供熱能、再以獨立的冷卻設備降溫,不僅能源利用率偏低,也讓食品工廠長期承受高昂的能源成本與碳排壓力。

隨著能源價格波動加劇、減碳法規趨嚴,食品製造商開始重新檢視:是否能在不犧牲食品安全的前提下,重新設計這套高度耗能的熱管理邏輯。

鍋爐加熱、冰水冷卻:傳統熱處理的結構性低效率

傳統巴氏殺菌系統通常採用熱媒鍋爐進行加熱,並搭配電力冰水機或其他制冷設備進行冷卻。這種「加熱一套、冷卻一套」的設計,使大量在殺菌過程中產生的熱能無法有效回收,最終只能被排放掉。

在高產量、連續運轉的飲料與乳品產線中,這樣的設計不僅造成能源浪費,也讓整體系統更容易受到燃料價格、電價與碳排成本變動的影響。

把廢熱變成資源:整合熱泵如何同時解決加熱與冷卻

全球食品加工與包裝設備領域的領導企業利樂(Tetra Pak)推出的整合式熱泵系統,正是針對上述痛點而來。該系統以高效率電動熱泵為核心,將巴氏殺菌製程中原本被視為「廢熱」的能量回收並重新利用,用於其他需要熱能的環節。

透過這樣的設計,同一套系統即可同時滿足加熱與冷卻需求,使熱能在製程中形成循環,而非一次性消耗。

不只省電,更少浪費:熱能回收讓效率倍增

在實際運作上,整合熱泵系統可將回收的低溫廢熱「升級」為可再利用的熱能。依利樂提供的示例性估算,在特定配置下,每消耗1 kWh電力,系統即可回收並輸出超過1 kWh的可用熱能,大幅提升整體能源效率。

此外,系統在提供熱能的同時,也能產生冷水用於製程冷卻,進一步降低對傳統冰水機的依賴,使整個巴氏殺菌流程的熱管理更為整合。

從帳單到碳排:節能效益如何直接反映在成本與排放上

根據利樂以典型乳品產線為基礎的估算案例,若生產線每小時處理約60,000公升牛奶、年運轉約6,000小時,引入整合熱泵系統後,巴氏殺菌階段的能耗可降低多達77%。

在經濟層面,這意味著年營運成本(OPEX)可望節省約23萬歐元;在環境層面,則可減少約650噸二氧化碳排放。這些數據雖屬示例性估算,但已清楚反映出熱管理優化對成本與減碳的直接影響。

不是每條產線都適合,但高產量製程最有感

利樂指出,這套整合熱泵系統特別適合高產量、連續式運轉的熱處理製程,包括乳品、果汁、冷藏飲料、果蔬飲品與常溫奶預處理等。系統採模組化設計,可依工廠規模、製程條件與當地能源供應狀況進行調整,使不同類型的食品工廠都能評估其導入可行性。

這套熱泵系統已被納入利樂的「Factory Sustainable Solutions」產品組合中。除設備本身外,利樂亦提供製程評估、系統設計、安裝與維運諮詢,協助客戶將熱泵系統整合至既有生產線,降低導入門檻。

安全不能省,但能源可以重新設計

巴氏殺菌的核心目的在於顯著降低致病菌、延長產品保存期限,是食品安全不可妥協的一環。然而,這並不代表其能源使用方式無法優化。透過熱能回收與系統整合,原本被視為高耗能的製程,正逐步轉變為節能與減碳的關鍵切入點。

在食品產業加速邁向低碳與高效率的過程中,巴氏殺菌這類核心製程的電氣化與整合化,正成為結構性轉變的一部分。利樂的整合熱泵系統,不只是單一設備創新,也反映出食品製造在能源使用邏輯上的轉向。

審稿編輯:林玉婷

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參考資料
▶FOODBEV MEDIA,Tetra Pak launches Integrated Heat Pump system for pasteurisation process efficiency