Het regelen van droogprocessen De EET-sorptiedroger

Transcriptie

1 Het regelen van droogprocessen De EET-sorptiedroger oktober 2007

2 Droger Expertise TNO Kwaliteit van Leven Trouble Shooting Droger selectie Optimalisatie Analyse bestaande proces Pilot experimenten Model berekeningen Innovatie SHS drogen Adsorptie drogen 2

3 Inhoud van de Presentatie Het droogproces waar we naar kijken Wat zijn de issues Kwaliteit Capaciteit Energieverbruik Procesregeling Kwaliteitsverhoging Capaciteitsvergroting Energiebesparing Sorptiemachines Standaard vs EET Zeoliet als adsorbent Engineering en regeling De rotor De EET-sorptiemachine Closed Loop Conclusies 3

4 Waar kijken we naar? Consument verwacht: => Gemak/Gezond/Goedkoop In productie van ingrediënten => behoud van functionaliteit Daarop afgestelde productie => milde droging/agglomeratie mbv bijv. de filtermat droger 4

5 Welke issues spelen er: Kwaliteit Kwaliteit wordt m.n. bepaald door wateractiviteit van het product tijdens/na processing Het verschil in X en T in de verse proceslucht en de afgassen is bepalend Kwaliteit varieert daardoor met de weerscondities Grote marges nodig om offspec condities te voorkomen 5

6 Welke issues spelen er: Capaciteit Capaciteit wordt beperkt door weersinvloeden Capaciteit evenredig met X in de inkomende en uitgaande proceslucht Nederland: X max: 45 g/kg X min: 35 g/kg Indonesië: X max: 35 g/kg X min: 20 g/kg Vervuiling van de droger 6

7 Welke issues spelen er: Goedkoop Energieplaatje van een State-of-the-Art combinatie van indamper & sproeidroger Energieverbruik 4 ton stoom per ton product Steam 1 ton Steam 1 ton Steam 2 ton Feed 8 ton Pre heater Feed 8 ton Evaporator TVR Feed 2 ton Comm. Dryer Product 1 ton Water 7 ton Vapour 1 ton Loss 7

8 Kwaliteitsvergroting Uitdaging is om scherper op spec te produceren door variaties in luchtvochtigheid te compenseren of te voorkomen Kwaliteitsparameters die in de gaten moeten worden gehouden: Bulk dichtheid White flecks Wettability Dispersibility Insolubility 8

9 Capaciteitsvergroting (1) Alternatief: Model Based Control Ook voor de capaciteit is van belang om variaties in luchtvochtigheid te compenseren of te voorkomen MBC Het referentie proces Capaciteit Nederland: 100% Capaciteit Indonesië: 60% Model Based Control (optim.) Capaciteit Nederland: 100%=>125% Capaciteit Indonesië: 60% => 85% 9

10 Capaciteitsvergroting (2) Alternatief: Voordroging Proceslucht 10

11 Capaciteitsvergroting (3) Alternatief: Sorptiemachines Standaard sorptiemachines Capaciteit Nederland: 100%=>135% Capaciteit Indonesië: 60%=>85% EET-sorptiemachine Capaciteit Nederland: 100%=>135% Capaciteit Indonesië: 60%=>100% 11

12 Sorptiemachines: Standaard vs EET Rotormateriaal: silica (zeoliet) Regeneratie met buitenlucht Toerental constant Rotormateriaal: zeoliet Regeneratie met SHS Hergebruik surplusstoom Regeling toerental met MBC 12

13 EET-Sorptiemachine: zeoliet als adsorbent Isothermen & Cyclus (stoom) voor Silica Isothermen & Cyclus (stoom) voor Zeoliet 0,40 0,40 q (%) 0,30 0,20 II II 0,10 I 0,00 III 1,0E+02 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 P (Pa) q (%) ,30 0,20 II I II 0,10 III 0,00 1,0E+02 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 P (Pa) Adsorptie isothermen: I: adsorptie II: stoomregeneratie III: koeling Adsorptie van stoom tijdens regeneratie moet worden voorkomen Silica s zijn niet geschikt 13

14 Detail Engineering en Regeling 14

15 De Rotor (1) Temperatuur- en Vochtverdeling 15

16 De Rotor (2) Ontwerpregels Uitgaand vochtgehalte (g/kg) kg/hr 6450 kg/hr 9675 kg/hr Belading na adsorptie (%) kg/hr 6450 kg/hr 9675 kg/hr Omwentelsnelheid (1/hr) Omwentelsnelheid (1/hr) 100 Temperatuur van de rotor na adsorptie (C) kg/hr 6450 kg/hr 9675 kg/hr Omwentelsnelheid (1/hr) 16

17 De Rotor (3) Ontwerp 16 h % 207 C 1 bar stoom 162 C 1 bar stoom 210 C 15.4 g/kg dl 26 C 16.7% 61 C 10.6% 100 C 15.4 g/kg dl 143 C 15.4 g/kg dl 51 C 5 g/kg dl 86 C 17

18 EET-sorptiemachine: Het ontwerp Snelkoppeling naar 372M100S000 ( ).lnk 18

19 EET-Sorptiemachine in Closed Loop: Lager Energieverbruik SoTA Sproeidroger: 4 ton stoom per ton product Steam 1 ton Steam 1 ton Steam 2 ton Feed 8 ton Pre heater Feed 8 ton Evaporator TVR Feed 2 ton Water 7 ton Comm. Dryer Vapour 1 ton loss Product 1 ton Sproeidroger met EET Module: 2.8 ton stoom per ton product Steam 0.3 / 1 ton Steam 0.3 / 1 ton Steam 1.5 ton Feed 8 ton Pre heater Feed 8 ton 0.7 ton Evaporator TVR Water 7 ton Feed 2 ton EET Dryer Vapour 1 ton Product 1 ton Loss 0.3 ton 19

20 EET-Sorptiemachine in Closed Loop: Reductie Aromaverlies Zeoliet is zeer selectief voor water Selectieve pasteurisatie van kruiden 20

21 Conclusies Goede controle van het proces van belang voor zowel: Productkwaliteit Procescapaciteit Naast slimme regelstrategieën (MBC) moeten ook aanpassingen in hardware in ogenschouw worden genomen Sorptiemachines zijn in staat om variaties in vochtgehalte te ondervangen. De EET-sorptiemachine spant daarbij de kroon en is zelfs in staat om in een closed loop te opereren. Naast Productkwaliteit en Proceskwaliteit kan daarmee ook het energieverbruik worden geoptimaliseerd 21

22 Conclusies: een voorbeeld Dryer size (ton water / hr) 1.3 Required Investment ( ) Higher yield (%) Reduced contamination risk Extra capacity (%) Energy saving open cycle (%) Energy saving closed cycle (%) % p.m. 30% 7% -14% 40% 22

23 Dank U voor Uw aandacht 23