卓越绩效模式在速溶茶生产企业节能减排中的应用

2020-07-09 01:11邵增琅王晓霞裴少芬唐杏燕黄鸣黄叶飞任明武
中国茶叶加工 2020年2期
关键词:卓越废水生产

邵增琅,王晓霞,裴少芬,唐杏燕,黄鸣,黄叶飞,任明武

(南京融点食品科技有限公司,江苏南京211300)

卓越绩效模式 (Performance Excellence Model)理论研究最早始于1987年美国的“波多里奇国家质量奖”,因其系统的理论框架、科学的评价体系、全面的评价要求,被世界上许多国家采用而成为实际意义上的国际标准[1]。 在我国,国家标准GB/T 19580《卓越绩效评价准则》于2004年9月首次发布, 标志着我国在质量管理方面进入一个崭新的历史阶段;2012年8 月1 日, 新版国家标准代替旧版正式实施, 旨在为我国广大企业提供有效的提升产品质量和管理水平的方法, 并通过“卓越绩效模式” 的推广应用最终达到增强企业、组织乃至国家整体竞争力的目的[2]。“卓越绩效模式”的引进、消化和吸收,对于我国适应市场经济体制的建立和经济全球化快速发展的新趋势具有非常重要的意义。

近20 多年来,我国茶叶深加工产业实现了高速发展,形成了以功能成分、有效组分和终端产品开发为主体的三大产品体系。速溶茶(Instant Tea)基本保持了茶叶原有的色、香、味,且兼具营养、卫生、方便、高雅等特点,在茶深加工领域扮演着越来越重要的角色。 自上世纪40年代以来,速溶茶提制技术、产品种类、质量及销售等方面均取得了突破性进展。目前,我国速溶茶年产量已超过2 万吨[3]。 然而,产业的快速发展也付出了较大的资源环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题的反应日益强烈。 在这种背景下,只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展才能实现经济又好又快发展[4]。对于我国速溶茶生产企业来说,节能减排,提高企业资源利用率,增强企业环境保护能力, 已成为企业提高核心竞争力的战略重点,是企业实施可持续发展的战略选择。

1 速溶茶生产企业节能减排现状

企业的节能减排绩效分为节能绩效和减排绩效两个方面, 节能绩效是指企业能源利用效率的提高幅度,减排绩效是指企业主要污染物(SO2或COD,根据企业所属行业选择主要污染物种类)排放的削减幅度[5-7]。 目前企业运用广泛且常见的节能减排绩效评价方法有关键指标测评法(Key Performance Indicators, KPI)[8]、经济价位增加值法(Economic Value Added, EVA)[9]、 平衡计分卡法(Balanced Score Card, BSC)[10]。 众多著名公司,如可口可乐公司、 西门子公司等目前都已接受了EVA 评价方法,并取得了良好效果[11]。

卓越绩效模式是以各国质量评价准则为代表的一类经营绩效模式的总称, 是一套引导和帮助组织实现持续改进、 提升综合绩效和竞争力的系统方法[12],其核心是强化组织的顾客满意意识和创新活动,追求卓越的经营绩效[13]。 卓越绩效模式提供了一种追求卓越绩效的经营管理模式, 可以通过量化评分的方法,全方位、平衡地评价组织经营管理的优秀程度,也能为组织的自我评价、自我诊断和外部评价提供较为完整的科学依据[14-15]。

1.1 速溶茶加工工艺流程和主要能耗产污点

速溶茶的加工技术已较为成熟,其基本工艺流程主要包括浸提、粗分、过滤、浓缩、杀菌、干燥等,具体的工艺流程和主要的能耗产污点如图1 所示。

速溶茶生产过程主要能耗点为提取、 真空浓缩、超高温瞬时灭菌(UHT)和喷雾干燥等工序,其中提取、真空浓缩、UHT 一般采用锅炉加热、蒸汽供热,喷雾干燥采用导热油供热。生产加工过程会产生大量的废茶渣、废水、废气以及处理废水产生的污泥;其中废水主要来源于水处理、真空浓缩、陶瓷膜过滤、转溶、UHT 等生产工序,以及车间、设备清洗等; 废气主要来源于油炉和锅炉的生物质燃料。

1.2 速溶茶企业节能减排管理现状

对于速溶茶生产企业而言, 降低速溶茶生产能耗和有效处理三废,实现能源化、资源化利用,减少生产成本,提高经济效益,提升技术水平,具有非常重要的现实意义。速溶茶生产过程中,工业锅炉是高耗能、高污染的代表设备之一,是排放污染物质的主要工业设施。在锅炉运行过程中,经常会出现燃烧不够充分、排烟过程热量损失过大、锅炉节能主要参数超标等问题, 部分企业可能还会使用燃煤[16]。 目前大多数速溶茶生产企业节能减排考核模式如图2 所示,主要是将生产过程的水、电、燃料等能源的消耗与上一年作对比考核,以评判成果, 对于生产流程以外的节能减排和资源循环利用不够重视。

速溶茶生产企业在合理组织生产、开停设备、动态能源配置等方面存在很多不足, 这些不足与节能减排的管理相关, 更与节能减排的考核模式关系密切。

图1 速溶茶生产工艺流程图和主要能耗产污点Fig. 1 Flow chart of instant tea production process and main energy consumption and pollution spots

图2 企业节能减排考核模式图Fig. 2 Assessment model of energy saving and emission reduction in enterprises

2 卓越绩效模式下的速溶茶企业节能减排关键点和绩效

卓越绩效模式是一种世界先进企业成功的管理模式,借鉴吸收成功实践经验,从领导、战略、经营管理、依法治企、安全生产、技术创新等方面着手加强企业节能减排建设, 从而实现企业整体管理质量水平的提升。 南京融点食品科技有限公司响应国家号召, 成功导入“卓越绩效管理模式”,2018年获得南京市高淳区政府颁发的“区长质量奖”,实现创新和绩效双赢的良好局面。 公司成立了节能减排领导小组、推进小组及自评互评小组,开展“PDCA”循环节能减排自评和互评活动,精细化评价与考核,并总结经验,在卓越绩效模式管理下, 使节能减排工作符合循环经济和可持续发展要求, 卓越绩效模式下的节能减排绩效考核模式如图3 所示。

2.1 废茶渣的利用

废弃茶渣中含有大量不溶性组分和一些残留的可溶性组分, 常规做法是提取其中的某些有用成分,如将茶渣制备成生物吸附剂、水不溶性膳食纤维、抗氧化肽、玉米专用增强肥等,这些方法只提取了某些有用成分,对茶渣的利用不完全,仍有大量废茶渣排出;还有将茶渣作为饲料和有机肥,但其需求量远低于产生量,依旧会有茶渣堆积,造成环境的二次污染[17]。

针对目前废弃茶渣处理现状, 公司按卓越绩效模式的理念, 以茶叶浸提后的茶渣和废水处理中的污泥为原料,用隔膜式板框压滤机,将茶渣和污泥进行深度脱水压滤; 再将压滤后的茶渣放入三回程滚筒烘干机进一步烘干; 最后将烘干茶渣与压干污泥按一定比例混合后通过环模颗粒机挤压成圆柱形颗粒,制得茶渣生物质颗粒燃料;经生物质锅炉焚烧产热,为茶叶提取过程提供热源,既解决湿茶渣废弃物,减少固废茶渣、废水污泥的运输及处置成本,又能够达到代替大量燃煤,有效降低能源消耗,改善公司能源利用结构。茶渣生物质颗粒燃料属于生物质能源, 生物质能源中有害物质的含量仅为煤炭的1/10 左右,可减少对大气污染, 茶渣生物质燃料燃烧后的灰烬可作为肥料施回茶园,形成资源循环利用、节能减排[18-19]。

图3 卓越绩效模式下的节能减排绩效考核模式图Fig. 3 Performance appraisal model chart of energy saving and emission reduction under performance excellence model

2.2 废气处理

工业锅炉是大气污染的主要污染源。 为促进工业企业减排措施的应用, 政府部门应加大扶持力度,鼓励企业进行废气处理方面的研发。锅炉企业属于高污染工业企业, 随着生产需求的不断提升, 锅炉企业对环保技术以及环保设备的要求也越来越严格[20]。 在此大环境下,公司在卓越绩效模式的导引下,投入大量资金进行废气治理,购置了选择性非催化还原 (Selective Non-Catalytic Reduction,SNCR)法脱硝装置、布袋除尘设备及配套设备,对公司现有的生物质燃料锅炉进行脱硝、除尘。 脱硝装置能满足锅炉不同负荷下安全运行及节能要求;同时在原水膜除尘设施基础上,为减少粉尘排放,特安装布袋除尘设备,提升了废气治理设施水平,达到良好的环境效益,满足烟气达标排放的要求,降低企业能源消耗,改善环境污染程度,提高经济以及社会效应,进而为我国环保事业的稳健、可持续发展提供有效助力。

此外,对于废茶中的香气物质,应用渗透汽化技术回收。在批量真空渗透蒸发系统中,于疏水膜的一侧通入茶叶香气浓缩物或茶提取液, 另一侧(透过侧)抽真空或通入惰性气体,使膜两侧产生香气物质分压差,在分压差的作用下,料液中的香气化合物于膜内扩散通过膜,在透过侧发生汽化,汽化的香气化合物被外设的冷凝器回收形成香气液[21]。 茶香气液可在茶浓缩汁中重新加入混合,然后经UHT 和无菌灌装,生产出茶浓缩汁;在茶浓缩汁中重新加入混合,喷雾干燥或冷冻干燥,生产高香气的速溶茶粉;在茶粉混合过程中加入,生产高香气的速溶茶粉;或将茶香气液通过树脂吸附,酒精解析制成天然茶香精, 在生产茶饮料中作为天然香味强化剂加入,生产高香味的茶饮料[22]。

2.3 生活污水处理

我国速溶茶企业普遍规模较小, 且大部分企业还在使用过时陈旧的工艺、设备,存在清洁生产水平低、 工艺水平不高、 单位产品耗水量大等问题。 速溶茶生产过程产生的废水主要来源于茶粉生产工艺中茶叶预处理废水、浸泡提取废水、碟式分离废水、膜清洗废水及冲洗设备废水等。这类废水含有茶多酚、茶多糖、茶氨酸、茶蛋白、胶体等多种有机物,有机物浓度高、色度大、多环大分子芳香类化合物含量高, 另外还含有一定量的悬浮物等。 一个普通技术水平的速溶茶生产企业每生产一吨速溶茶产品约排出废水量30 吨。按照我国年产速溶茶15000 吨计, 每年排放废水情况如表1所示。这些废水若不经处理直接排入水体,将造成水体的极大污染和水资源的极大浪费。

表1 速溶茶生产企业年排放废水情况[23]Table 1 Annual wastewater discharge situation of instant tea production enterprises

公司在卓越绩效模式下, 通过对速溶茶生产各工序废水的排放量和水质进行统计分析; 对速溶茶废水混凝预处理工艺参数进行优化; 对陶瓷膜(超滤)处理速溶茶废水,考察膜孔径、操作压差、 膜面流速等操作参数对混凝前后速溶茶废水处理的影响,同时分析膜污染机理,建立有效的清洗方法;对纳滤膜处理陶瓷膜渗透出水进行研究,考察跨膜压差和操作温度对处理效果的影响,最终形成了1 套基于集成膜技术的聚合氧化铝铁(PAFC)絮凝-陶瓷(超滤)膜过滤-纳滤膜处理的速溶茶工艺废水处理工艺[23],处理后废水符合国家三级排放标准。 污水处理工艺中发酵产生的沼气为茶渣烘干提供热源,可以减少能源成本。

2.4 节能减排绩效分析

在卓越绩效模式管理下, 企业建成8 条速溶茶生产线,以及配套相应规模的茶渣制粒生产线,废气处理线,茶香气回收线,污水处理线等。 以年生产速溶茶粉6000 吨计,可生产茶叶废渣和污泥制成茶渣生物质燃料15000 吨, 氮氧化物每年减排50%,粉尘排放浓度≤30 mg/m3,水处理达到国家三级排放标准;回收茶香精30 吨,实现了节能减排。 卓越绩效模式和普通模式下节能减排绩效对比如表2 所示。

3 强化速溶茶企业节能减排的建议

3.1 进一步完善企业管理体系

企业管理体系和卓越绩效模式是两种不同层次的管理规范,其目的、适用范围和要求程度均不相同[6]。 质量管理体系等是最基本的规范化要求,速溶茶生产企业基本管理体系主要有BRC 安全管理体系、ISO 9000 质量管理体系、ISO 22000 食品安全管理体系等, 其中ISO 22000 主要提供了食品安全管理体系的框架, 包含了国际食品法典委员会(CAC)HACCP 安全管理体系的全部要求;而卓越绩效模式则是代表当前世界潮流的组织管理规范,致力于获得全面、良好的经营绩效。

在企业节能减排中, 将卓越绩效管理引入到相关管理体系的有效运行中, 将相关条款进行融合或衔接,并持续改进,通过实施卓越绩效模式全员参与来减小管理基础薄弱带来的实施风险。

3.2 树立企业节能减排系统管理的理念

低碳发展是当今经济发展的主旋律。 对于我国企业来说, 只有实施节能减排才能顺应时代的发展, 因此节能减排经营化战略是一种普遍适用的战略[24]。 对于企业,节能减排需要从领导、战略、顾客与市场、资源、过程管理、测量分析与改进以及结果等7 个方面实行系统管理, 制订科学合理的节能降耗指标体系,明确管理标准和管理规范,配套的节能计划[25]。 树立节能减排管理理念,充分发挥卓越绩效中的“领导作用”。

表2 卓越绩效模式和普通模式下节能减排绩效Table 2 Energy-saving and emission-reduction performance under excellence performance mode and normal mode

3.3 企业节能减排的过程与结果并重

卓越绩效模式旨在通过卓越的过程创造卓越的结果[26],企业节能减排绩效源于节能减排过程,体现于结果。所以,节能减排不再仅是完成制定目标,更是为了降低企业生产成本,提高能源、原材料等的利用率,节能减排过程与结果并重,为实现企业效益增长、竞争力提升提供有效的管理保障。

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