Historisch gezien is de voedingsmiddelenindustrie een hele stabiele markt. Iedereen moet immers eten. Het is installatietechnisch gezien ook een van de grotere markten in Nederland. Reden voor Installatie360 om -in tijden van corona- een digitale rondetafelsessie te organiseren rondom dit topic. Samen met een aantal experts bespreken we de trends en uitdagingen in het ontwerpen, bouwen en onderhouden van installaties voor de voedingsmiddelenindustrie.
Wat maakt het ontwerpen van installaties voor de voedingsmiddelenindustrie zo anders dan voor de reguliere utiliteit?
Als het gaat over koudetechniek, dan heeft de koelinstallatie direct invloed op de kwaliteit van het product. Het is een cruciaal element en heel specifiek voor de voedingsindustrie. Het is bovendien vrijwel altijd maatwerk, zo stellen de experts vast. Behalve het kunnen koelen, is de vraag naar het efficiënt omgaan met en inzetten van restwarmte ook een steeds groter thema. Dit alles in het kader van steeds strengere duurzaamheidseisen.
Daarnaast zijn dichtheid en reinigbaarheid van schakelkasten, oftewel hygiënisch bouwen, belangrijke issues. Er wordt doorgaans stevig gereinigd, al dan niet met chloriden en chemicaliën. Gevolg is een hoge luchtvochtigheid of soms zelfs agressieve dampen. Daar moet een schakelkast en de klimatisering van schakelkasten wel tegen bestand zijn. Als de panelen zich in de productieruimte bevinden, althans. In een speciale afgesloten schakelruimte kan je, net als in andere sectoren, met redelijk standaard materialen goed uit de voeten.
Wat betekent dat voor het ontwerp van de installaties?
Volg de filosofie ‘de kunst van het weglaten’, luidt het advies. Probeer in het ontwerp al rekening te houden met zo min mogelijk installatiedelen in de productieruimte. Alles wat er niet in zit, hoef je ook niet te reinigen. Minimaliseren van de installatie betekent ook het minimaliseen van het aantal kabels door bijvoorbeeld bus-systemen te gebruiken. Het begint dus bij een doordacht ontwerp. Daarna volgt de materiaalkeuze.
In het ontwerp moet de trias energetica leidend zijn. Enerzijds zo min mogelijk behoefte creëren als het gaat om koude- en warmtevraag en anderzijds dat zo efficiënt mogelijk produceren, bij voorkeur op basis van een zo natuurlijk mogelijk koudemiddel. Dat zou je ook moeten doortrekken naar de procesinstallaties, want daarvoor geldt de trias energetica in principe ook.
Een integraal ontwerp vormt de basis voor een efficiënt gebouw in de voedingsindustrie. Alle installaties hebben immers raakvlakken met elkaar. De koeling produceert warmte die benut kan worden voor bijvoorbeeld het opwarmen van reinigingswater, voor kantoorverwarming, voorverwarming van de ventilatielucht, enz. In dat soort combinaties zit de grote winst. Maar ook in combinatie met procesapparatuur, al valt volgens de kenners nog veel te evangeliseren bij fabrikanten van procesinstallaties. Ze zijn niet gewend om mee te denken of rekening te houden met het ontwerp van gebouwinstallaties. De beweging om een stap voorwaarts te maken, is bij deze organisaties vaak erg lastig.
Traditioneel wordt vanuit fabrikanten van procesinstallaties vaak een flinke marge ingebouwd. Veiligheid staat voorop. Door processen veel meer integraal te benaderen en installaties beter op elkaar af te stemmen, is er nog heel wat winst te behalen. Het moet uiteindelijk ook wel om samen de afgesproken klimaatdoelstellingen te behalen. De experts zien het ook voor fabrikanten van procesinstallaties juist als een kans. Alleen door een ontwerp integraal te benaderen, kun je investeringen relateren aan de laagste kostprijs van het eindproduct. Dat kan leiden tot een hogere initiële investering maar uiteindelijk tot lagere exploitatiekosten. En dat lukt alleen als je in een totaalconcept denkt.
Integraal ontwerpen is wel heel lastig bij uitbreidingen, erkennen de experts. Vaak val je van het ene deelproject in het andere en wordt niet in één keer een complete plant aangepakt. Zo modder je in feite door naar een steeds nieuwere techniek, zonder dat naar het totaalplaatje wordt gekeken. De experts adviseren daarom om bij nieuwe investeringen ook een stukje verder in de toekomst te kijken. Wat is het doel, waar sta je over vijf of tien jaar en hoe richt je je processen daarop in? Dan kan je nog steeds integraal ontwerpen, maar gefaseerd bouwen, waarbij in de basis al de slimme ideeën worden meegenomen.
Wat verstaan we onder het energie-efficiënt inrichten van gebouwprocessen?
Overall gezien, is de verwarmingstechniek vijf tot zes keer groter dan de koudetechniek. Maar in de manier van denken en ontwerpen is de koudetechniek beduidend verder. Koudetechniek is een specialisme, een vak apart. Het gaat om verdampen, condenseren, voelbare warmte, latente warmte, en dan haakt 95% van de w.t.b.-installateurs af, menen de experts. Het energie-efficiënt inrichten van integrale gebouwprocessen vraagt echt wel om specialistische kennis.
Powermonitoring is ook een aspect dat in de voedingsindustrie een steeds grotere rol gaat spelen, zowel in het kader van energie-efficiëntie als kostenreductie. Een mooi voorbeeld daarvan is het sturen van bijvoorbeeld een koelinstallatie naar gelang de opbrengst van de PV-installatie. Bij veel zonuren en een hoge opbrengst schakelt de koelinstallatie een tandje bij en worden producten verder ingevroren. Terwijl je op andere momenten de temperatuur iets laat oplopen, uiteraard binnen de marges.
Overigens is sturen op vraag en aanbod in de koeltechniek niet nieuw. Het wordt nu alleen zichtbaar met zonnepanelen. Voorheen draaide een koelinstallatie in een vrieshuis ’s nachts op volle toeren, vanwege de lagere buitentemperatuur en lage persdruk van compressoren. Dan wek je koude efficiënter op. Maar in combinatie met een PV-installatie ligt dat helemaal anders omdat de energie overdag ‘gratis’ wordt opgewekt. Via powermonitoring kan dat zeer efficiënt worden gestuurd voor een optimaal rendement van de installaties.
Een ander voorbeeld van het efficiënt inrichten van processen is het regelen van de klimatisering van schakelkasten of serverruimtes via proceswater of retourwater. Daarmee kan worden bespaard op een additionele koelinstallatie of kan kleiner worden gedimensioneerd. Ook daar wordt volgens de experts steeds meer naar gekeken, maar het vraagt wederom om een integrale benadering. Veel partijen, machinebouwers en eindklanten borduren voort op de gebruikelijke gang van zaken en durven de ‘knip’ niet te maken. Hoe zou je het doen als je opnieuw zou beginnen? Zoals eerder aangehaald: vaak wordt een iets hogere initiële investering tijdens de exploitatie dubbel en dwars terugverdiend.
In hoeverre speelt BREEAM in de voedingsindustrie?
Integraal denken en ontwerpen wordt ingegeven door bouwen volgens BREEAM. Het duurzaamheidskeurmerk heeft het integraal denken een duw gegeven, stellen de experts. Er is meer oog voor optimaal koelen, verwarmen, zonnepanelen, LED-verlichting en intelligent schakelen als bewust wordt gekozen voor een keurmerk zoals BREEAM. Wel wordt vastgesteld dat het enthousiasme voor het keurmerk binnen de voedingsindustrie wat afneemt vanwege de afgezwakte subsidieregelingen en aangescherpte eisen.
Ten aanzien van BREEAM zien de experts een wezenlijk verschil tussen gebouwen in de voedingsindustrie en de utiliteit of kantooromgevingen in het algemeen. In de laatste categorie is BREEAM toch heel vaak een eis, terwijl in de voedingsindustrie veel meer wordt gekeken naar wat het kost en wat het oplevert. Er wordt zwaar naar subsidie gekeken en niet alleen naar het ‘dure briefpapier’.
Welke richtlijnen gelden specifiek voor de voedingsindustrie?
Specifiek voor de voedingsindustrie zijn er Europese normen en richtlijnen. EN-normen zeggen iets over de reinigbaarheid en dichtheid. Let wel, het zijn richtlijnen. Het is geen wet, net zo min als EHEDG dat is. Er is dus best veel omschreven, maar alles is in feite redelijk vrijblijvend. Wel zijn er nieuwe richtlijnen opgesteld van wat er aan stoffen in componenten wel of niet aanwezig mag zijn met oog op milieubelasting van het eindproduct.
Volgens de experts is gezond verstand de beste raadgever. De laagste prijs betekent bijvoorbeeld per definitie niet dat je aan de minimale vereisten voldoet. Aan leveranciers en installateurs ook de taak om te durven adviseren en te stellen ‘wij nemen onze verantwoordelijkheid, dus adviseren we dit. Is de klant het daar niet mee eens, dan kunnen we het naar eer en geweten niet uitvoeren. Het is belangrijk dat de kwaliteit van de installaties wordt geborgd, zeker in een sector als de voedingsindustrie.
Wat zijn de trends naar installaties toe?
Als het gaat over koudemiddelen, dan zit er nu al een verandering (lees: verhoging) in de prijs aan te komen van minder milieuvriendelijke koudemiddelen. Dat maakt dat het onderhoud van bestaande installaties duurder wordt. Daarmee wordt nieuwbouw of het vervangen van verouderde technieken gestimuleerd en vanuit wet- en regelgeving zelfs gepusht.
Ook vanuit de besturingstechniek zijn er volop optimalisaties te behalen om efficiënter te kunnen omgaan met installaties. Er wordt steeds meer bemeterd. Met al die informatie kunnen processen niet alleen worden gefinetuned, maar het geeft ook inzicht in het onderhoud en eventuele slijtage van componenten. Gevolgkosten en stilstandskosten zijn vaak vele malen groter dan preventieve kosten. Daarin constateren de experts ook een trend. Van preventief (voorblijven) en correctief (defect, te laat) onderhoud naar predictief onderhoud (meten wat er gebeurt en daarop anticiperen). Overall zorgt meer intelligentie voor minder onderhoud, wat weer gunstig is gezien de marktontwikkelingen en de krapte op de arbeidsmarkt. Er zijn minder ‘handjes’, terwijl er meer techniek komt.
Op afstand bepalen of een installatie wel of geen onderhoud nodig heeft, is zeker gezien de actualiteit een pré. Op afstand zicht hebben op wat lokaal staat, maakt dat preventief onderhoud bijvoorbeeld uitgesteld kan worden. De kans op besmettingsgevaar wordt dan aanzienlijk verkleind. Zeker in de huidige tijd wil je zo min mogelijk mensen over de vloer hebben in de voedingsindustrie. Met de huidige technieken is bijna alles aan het internet te knopen. Neemt niet weg, dat het wederom vraagt om investeringen aan de voorkant om aan de achterkant bedrijfszekerheid en comfort te kunnen waarborgen.
Prestaties van installaties monitoren is één, deze informatie koppelen en afstemmen op de goederenstroom in de productieomgeving is een tweede. En tegelijk een hele belangrijke in het efficiënter kunnen inrichten van processen. Dat laatste raakt ongelooflijk veel facetten. Zo mag het belang van de reinigingskosten in het ontwerp van een installatie of fabriek niet worden onderschat. Hoeveel tijd is er bijvoorbeeld nodig om de installatie te reinigen? Werd vroeger een fabriek volgehangen met kabelbanen, tegenwoordig staan alle grote schakelkasten buiten de productieomgeving opgesteld om van daaruit met bus-systemen en kleine, reinigbare satellietkasten de productie in te gaan. Er is alles aan gelegen om de installatie zo kort en reinigbaar mogelijk te houden. Behalve een energiebesparing levert het ook een financiële en milieubesparing op, er hoeft minder gereinigd te worden en de inzet van reinigingsmiddelen daalt.
In hoeverre is sprake van een integraal bouwproces?
Behalve in het ontwerp valt er ook in de uitvoering nog veel winst te behalen, concluderen de experts. Het is vaak ieder voor zich, ook in de voedingsindustrie. Verkeerde keuzes in de uitvoering leiden tot soms onnodige kosten. Een helikopterview op en tijdens de uitvoering kan veel besparen. Een en ander valt of staat vanzelfsprekend met een optimale voorbereiding, waarbij alle partijen weten wanneer en wat van ze verwacht wordt. Er zijn partijen die daarop inspringen en dat overzicht en de afspraken als ‘big brother’ bewaken.
Biedt BIM daarin een oplossing? BIM is vooral een manier van vastleggen. De architect bouwt een model waarin alle partijen hun deel kunnen toevoegen. Aan de voorkant worden op die manier clashes in het ontwerp voorkomen, maar dat zegt feitelijk nog weinig over de uitvoering. Digitaal bouwen en gebouwen volledig in 3D uitwerken is volgens de experts wel in opkomst. Voor sommige branches vormt dat nog best een uitdaging en zij zullen versneld moeten digitaliseren. De koudetechniek is bijvoorbeeld nog behoorlijk traditioneel, waarbij veel op platte tekeningen wordt ontworpen. Objecten in de BIM-bibliotheek zijn nog meer heel beperkt beschikbaar. Hier is nog een hele weg te gaan.
De experts zijn het er wel over eens dat een digitaal ontwerp in de toekomst een must-have is. Nu is het vooral nog nice to have. Via een digitale tweeling kun je, nog voordat er één schop de grond in gaat, een gebouw volledig digitaal beleven en alle installaties optimaal op elkaar afstemmen. Hier geldt wederom: de extra tijd en energie die je er aan de voorkant in stopt, verdien je aan de achterkant dubbel en dwars terug.
Deelnemers:
Frans van Laarhoven van Bitzer