Luchttoevoer is cruciaal voor economische efficiëntie
Industriële voedselproductie zou nauwelijks mogelijk zijn zonder het gebruik van proceslucht voor de behandeling of verwerking van grondstoffen, voorbereidende producten en eindproducten. Daarnaast speelt perslucht een belangrijke rol voor veel andere procestoepassingen. Het laden en lossen van transportmiddelen en opslagfaciliteiten, losmaak- en sorteerprocessen en verpakken en inpakken zijn slechts enkele voorbeelden.
Dit heeft de volgende implicaties voor gebruikers in de voedingsindustrie: Naast de branche overkoepelende vereisten voor de productie van procesgassen, zoals luchtzuiverheid, moet er ook rekening worden gehouden met andere criteria. Er moeten passende technische maatregelen worden genomen om ongewenste interacties tussen de proceslucht en het materiaal te voorkomen. Om een voorbeeld te noemen: het is van het grootste belang om verontreiniging door hulpstoffen bij het genereren van proceslucht betrouwbaaruit te sluiten. Olievrije werking, gecertificeerd volgens ISO 8573-1, Klasse 0, wordt een vereiste voor het gebruik van blowers, compressoren en accessoires. Als de temperatuur van de gegenereerde proceslucht te hoog is, kan dit ook schade aan de getransporteerde goederen veroorzaken.Bovendien is vocht in de lucht die het medium transporteert een probleem met potentieel even ernstige gevolgen. Als waterdamp in de proceslucht condenseert, kan dit niet alleen de productkwaliteit aantasten, maar ook kritisch worden voor het hele productieproces. Installaties met zeer gevoelige toepassingen worden gekenmerkt door het feit dat het genereren van proceslucht door middel van blowers en compressoren en de daaropvolgende behandeling door middel van filteren, drogen en koelen een gecoördineerd cyclusvormen. Vooral het drogen met proceslucht vormt een technische uitdaging die we graag voor u aangaan.
De uitdaging van vocht in proceslucht
Bij pneumatische transportsystemenkan vocht in de proceslucht op verschillende manieren tot problemen leiden, omdat de proceslucht meestal in direct contact komt met het product. In de voedingsindustrieworden ook hygroscopische producten zoals suiker, cacao, zetmeel of specerijen verwerkt. Als deze vocht absorberen, bevordert dit de groei van bacteriën, waardoor grondstoffen verloren kunnen gaan, afhankelijk van de opslagperiode. Bovendien kan het materiaal in de randen van silo’s uitharden. Ook heeft vocht een grote invloed op de productie. Vochtig bulkmateriaal heeft een lagere vloeibaarheid en heeft daarom de neiging om toevoerleidingen te verstoppen. Dit kan leiden tot productiestilstand, of op zijn minst vertragingen, als er bijvoorbeeld leidingen blokkeren. Ook ook verklevingen aan systeemcomponenten maken de verwerking nog moeilijker. Dit vertaalt zich rechtstreeks in stijgende productiekosten voor de gebruiker.
Mechanische hulpmiddelen kunnen dienen als tijdelijke oplossing voor licht plakkerige materialen.Dit zijn bijvoorbeeld hamers of trilplaten die ervoor zorgen dat het bulkmateriaal loskomt of wegsijpelt. Deze maatregelen zijn echter vaak slechts een tijdelijke oplossing. Er blijft dus sprake van de negatieve gevolgen voor het eindproduct, die het gevolg zijn van vochtopname tijdens opslag, transport en verwerking. Geventileerde containers en trommeldrogers worden gebruikt voor het drogen van voedsel. Het onderliggende principe draait vaak om het toevoeren van drooglucht naar de materialen, waardoor vocht uit het bulkmateriaal wordt verwijderd. Nadat de lucht is afgekoeld, ontstaat er condensaat, dat vervolgens gericht uit het proces wordt verwijderd. Als dit proces plaatsvindt in een gesloten systeem, kan veel van de warmte die automatisch wordt gegenereerd tijdens het comprimeren van de proceslucht worden teruggewonnen. Apparaten voor proceslucht die stroomopwaarts of stroomafwaarts van de blower of compressor drogen, zijn een effectieve oplossing vanaf het moment dat vocht binnendringt tijdens pneumatisch transport. Deze apparaten kunnen de vochtigheid verlagen volgens de vereisten van de processen van de gebruiker of het dauwpunt verlagen. Het is essentieel dat de machines flexibel kunnen werken, omdat het vochtgehalte van de atmosferische lucht zowel overdag als tussen de seizoenen varieert.
Het drogen met proceslucht in detail
Procesluchtdrogers passen de relatieve vochtigheid en het dauwpunt van het gecomprimeerde medium aan. Wat achtergrondinformatie: het vermogen van de lucht om een bepaalde hoeveelheid waterdamp op te nemen hangt af van de luchttemperatuur en de luchtdruk. Op basis van deze maximale capaciteit geeft de relatieve vochtigheid aan in welke mate de lucht verzadigd is met waterdamp. Als de luchttemperatuur daalt terwijl het watergehalte van de lucht stabiel blijft, neemt de relatieve vochtigheid toe. Wanneer de temperatuur het dauwpunt bereikt, is de relatieve vochtigheid 100%. Bij elke verdere temperatuurdaling condenseert de waterdamp. Lage dauwpunten en een lage relatieve vochtigheid zijn het doel van het drogen met proceslucht.
Installaties voor het drogen van proceslucht
Vanaf een relatieve vochtigheid van 65% is er een verhoogd risico dat proceslucht schimmelvorming veroorzaakt in het bulkmateriaal. Er moeten dan drooginstallaties worden gebruikt. Het is het beste om dit al te doen bij het accepteren van het materiaal. Behandelde proceslucht, die al gedroogd is, brengt het bulkmateriaal in de opslagplaats zonder dat er vocht binnendringt. In de silo of opslagruimte voorkomt ontvochtigde lucht dat de grondstof aan elkaar gaat plakken.
Condensdrogers zijn voldoende voor toepassingen met minder strenge eisen wat betreft de vochtigheid van de proceslucht. Hier condenseert de waterdamp in de lucht op koelroosters of warmtewisselaars.
Relatieve vochtigheid lager dan 50% bij omgevingstemperatuur of dauwpunten lager dan 10 °C kunnen niet worden bereikt met een condensdroger. Toepassingen van proceslucht voor de verwerking van gevoelige hygroscopische stoffen, zoals die in de farmaceutische industrie voorkomen, kunnen alleen succesvol zijn met behulp van sorptie- of koeldrogers.
Het proces van het drogen met lucht door middel van sorptie vereist luchttemperaturen die zo laag mogelijk zijn. Het proces is gebaseerd op een sorptiemiddel dat het water uit de lucht verwijdert. Na compressie gaat de proceslucht door een voorkoeler, die de luchttemperatuur op het lagere ingestelde niveau brengt. Hierna stroomt de proceslucht door een constant draaiende rotor die is gecoat met het hygroscopische sorptiemiddel. Dit bindt de waterdamp, zodat het uittredende medium een lager vochtgehalte heeft. Zonder regeneratie van het sorptiemiddel zou de rotor na verloop van tijd echter doorlaatbaar worden voor de waterdamp. Daarom laat een andere luchtstroom de watermoleculen vrijkomen die in de rotor zijn opgeslagen. Deze luchtstroom heeft een temperatuur tot 130 °C, maar met een aanzienlijk lagere volumestroom.
Energiezuinigheid met het drogen met proceslucht
Energie-efficiëntie speelt een bijzonder belangrijke rol bij het ontwerp van sorptieprocessen voor het drogen van proceslucht. Dit geldt vooral voor regeneratie, waarbij hoge temperaturen nodig zijn. De warmte-energie wordt geleverd door elektrische verwarmingsroosters of gasbranders. Om zo min mogelijk energieverlies te veroorzaken, gebruiken moderne procesluchtdroogsystemen de warme afvoerlucht om de vers aangevoerde sorptielucht voor te verwarmen. Voor de droogcomponenten gelden dezelfde ontwerpprincipes als voor de blowers en compressoren. De dimensionering ervan moet gebaseerd zijn op de vereiste systeemprestaties, waarbij interne drukverliezen tot een minimum moeten worden beperkt door een optimale luchtstroom. Dit komt omdat deze gecompenseerd moeten worden door een hoger energieverbruik. Vooral tijdens het drogen is het belangrijk dat de rotor geen sorptiemiddel aan de lucht afgeeft en daarmee de zuiverheid ervan in gevaar brengt.
Luchttoevoer doorslaggevend voor efficiëntie
De productie en droging van proceslucht vergen een hoog energieverbruik. Dit is echter niet doorslaggevend voor de efficiëntie van bijvoorbeeld een pneumatisch transportsysteem. De optimale systeemconfiguratie zorgt voor aanzienlijke efficiëntieverbeteringen door een zorgvuldige selectie van componenten en doordachte leidingen. Maar minstens zo belangrijk is het vermijden van energieverliezen, dit is bijvoorbeeld mogelijk door het gebruik van warmteterugwinningssystemen. Ze kunnen de restwarmte, die onvermijdelijk ontstaat bij de processen, hergebruiken en zo de duurzaamheid van de bedrijfsvoering vergroten.
De beste voorwaarde voor het slagen hiervan zijn efficiënte totaaloplossingen. AERZEN biedt daarom niet alleen een breed scala aan producten en diensten voor procesluchtgeneratie. De applicatie-experts zorgen er bovendien voor dat hun eigen componenten optimaal worden geïntegreerd in complexe procesluchtcircuits.
Geïntegreerde planning is de sleutel tot succes
Het juiste ontwerp van blowers en compressoren kan de energiebehoefte van een installatie voor de toevoer van proceslucht aanzienlijk verlagen. Ongeschikte componenten of onjuiste instellingen leiden niet alleen tot een hoger energieverbruik, maar drijven de productiekosten op de langere termijn ook aanzienlijk op door storingen en slijtage. AERZEN biedt drie productseries aan: Oplossingen met draaizuigerblowers (Delta Blower), schroefblowers (Delta Hybrid) en schroefcompressoren (Delta Screw) voor veel verschillende toepassingen. Deze oplossingen variëren van compacte aggregaten voor mobiel gebruik op zelflossende silowagens tot stationaire installaties voor het lossen van bulkmateriaal van transportschepen. Daarnaast is er het grote modulaire blowersysteem Alpha Blower, dat met een maximale volumestroom van 77.000m³/h grote voedingsbedrijven betrouwbaar van proceslucht kan voorzien. Alle technologieën zijn olievrij en zijn dankzij de ATEX-conformiteit geschikt voor gebruik in een potentieel explosieve omgeving .
Oplossingen voor de behandeling van proceslucht
Vuil- of stofdeeltjes en te hoge luchttemperaturen en vochtigheid tasten de productkwaliteit aan. Aan de uitlaatzijde van de aggregaten nemen extra componenten de luchtbehandeling over:
- Filter voor proceslucht
- Nakoeler
- Droger
Als onderdeel van de accessoires levert AERZEN complete, koppelbare filterelementen van scheidingsklassen F7 tot H13. Deze kunnen ook achteraf in de installatie worden ingebouwd, stroomopwaarts van het drogen van proceslucht. De filters zijn afgestemd op de omgevingslucht en verwijderen stof en vuil uit de lucht, waardoor een deeltjesvrije atmosfeer ontstaat. Tijdens het comprimeren kunnen temperaturen tot 280 °C worden bereikt. Dergelijke hete lucht kan bulkmateriaal en systeemonderdelen beschadigen. Daarom wordt de conditionering verzorgd door koelers die stroomopwaarts van de drogers zijn geplaatst. Ondersteund door een eigen softwareoplossing selecteert AERZEN nakoelers uit haar leveringsprogramma en verifieert de selectie door de bedrijfsgegevens te simuleren. De componenten zijn beschikbaar in lucht-lucht- of water-lucht-uitvoering. Met speciale verfbehandeling, speciale motoren, afscheiders voor condensaat en intelligente besturing zijn er flexibele aanpassingsopties beschikbaar om aan aangepaste vereisten te voldoen.
