Warmtewisselaars project Diksap Opslag & Verwerking Marc van Dijk & Gerard van de Graaf / Kapp
Onderwerpen Introductie suiker produktieproces Diksapopslag & Verwerking Diksapopslag koeling Diksapcampagne diksap aanwarmen Ontwerp warmtewisselaars Praktijkervaringen & performance warmtewisselaars Conclusies 2
Suiker produktie proces 3
Bietencampagne SUD tot 2 Ontvangst en Wassen bieten Ruwe rietsuiker Kalksteen Sapwinning Sapzuivering Verdamping pulp Schuimaarde Kristallisatie witsuiker, melasse, (biet + riet) Suiker produktie proces 4
Bietencampagne SUD vanaf 2 Ontvangst en Wassen bieten Opslag tussenproduct diksap Sapwinning pulp Ruwe rietsuiker Kalksteen Sapzuivering Schuimaarde Verdamping Diksap opslag Kristallisatie Suiker produktie proces witsuiker, melasse, (biet + riet) 5
Diksapcampagne (vanaf 22) beet intake washing Verwerking tussenproduct diksap juice winning purification Verdamping Diksap opslag Kristallisatie Suiker produktie proces witsuiker, melasse, (biet + riet) 6
Diksapopslag & Verwerking Waarom opslag diksap? : + Tekort suikeropslagcapaciteit + Diksaptank goedkoper dan suikersilo + Minder investeringen kookstation + Diksap als product + Langere bedrijfstijd mogelijk - Hogere productiekosten Diksap opslag & Verwerking 7
Eerste diksaptank SU Dinteloord 2 23: SU Dinteloord: 2. m 3 diksapopslag; 2 diksapcampagnes SU Vierverlaten: 6. (2.) m 3 diksapopslag; SU Anklam: 35. m 3 diksapopslag 24: eerste diksapcampagne Vierverlaten Diksap opslag & Verwerking 8
Opslagcondities diksap Technologische aspecten diksap opslag: Juiste opslagcondities: Temperatuur < 25 ºC DS 67-69% ph 9. 9.2 Head space conditionering??hoe koelen van diksap? Optimaal ontwerp? Traditionele koeling diksap = koelen door flashkoeler: Grote, dure apparatuur Elektraverbruik vacuümpompen en/of stoomejecteur Geen nuttige warmteterugwinning mogelijk Ontstaan kristalkiemen? Diksapopslag & Verwerking 9
Diksapopslag - viscositeit TAU 2. mpa s Diksap Dinteloord wk 3-2.8.6.4 η.2. 8 Diksap 2 Di week 3 7 CP5-2-SN3265; d=,5 mm η Viscosity Diksap 2 Di week 3 8 CP5-2-SN3265; d=,5 mm η Viscosity 6 4 2 2 3 4 5 6 7 8 9 C Temperature T Anton Paar GmbH Diksapopslag & Verwerking
Diksapopslag - Koeling Randvoorwaarden koeling diksap: Koeling diksap in drie stappen: ) Koeling indirect tegen gekalkt sap Nuttige warmteterugwinning mogelijk (tot ca. 55 ºC) Warmteterugwinning indirect met watercircuit Op te warmen medium is sap met kalk, zand, vezels etc. 2) Koeling tot ca. 4 ºC met koelwater 3) Koeling tot < 25 ºC met koud water Design capaciteit uitbreidbaar van 39 t/hr naar 7 t/hr diksap (van naar 3 diksaptanks) Beperkte drukval: maximale druk bar Dezelfde warmtewisselaars bruikbaar voor opwarmen diksap tijdens diksapcampagne (2 t/hr diksap) Een hele puzzel!!! Diksapopslag & Verwerking
Diksap koelen - Ontwerpconcept 88 C Deelstroom Voorgekalkt sap 55 C (II) 85 C Diksap 68 Bx 9 C 9 C (I) (III) (IV) 58 C 88 C 6 C koelwater 38 C 52 C (richtwaarde) 4 C water 2 C <25 C TC TT <25 C Diksap naar opslag 68 Bx < 25 C Diksapopslag & Verwerking 2
Diksapcampagne Diksap aanwarmen Randvoorwaarden diksap aanwarmen: Ontwerptemperatuur diksap in tank is 5 ºC Zoveel mogelijk (tot ca. 5 ºC) aanwarmen met restwarmte Daarna aanwarmen met damp Regeneratieve koeling diksap uit indamper vs diksap naar indamper Design capaciteit 67-> 2 t/hr Liefst zelfde warmtewisselaars gebruiken als koelen diksap tijdens diksapcampagne Ontwerp proces diksapcampagne nog niet helemaal uitgekristalliseerd Diksapopslag & Verwerking 3
Diksap aanwarmen - Ontwerpconcept Diksapflow 67 t/hr 2 t/hr Valwater Max. 5 t/hr 52 C Valwater 52 C Damp Diksap (X) (XIA) (XII) 5 C 35 C 5 C 93 C 2 t/hr 68 Bx 5 C (X) (XIA) (XII) 5 C 93 C TT (XIII) TC Ingedikt Diksap 98,4 C Diksap 2 t/hr 68 Bx 98,4 C 35 C (richtwaarde) 42 C (richtwaarde) Ingedikt Diksap 96,2 C Diksapopslag & Verwerking 4
Ontwerp - Gekalkt sap warmtewisselaar Vloeistof met deeltjes: - Free flow Platenwarmtewisselaar - Shell & Tube - Regenerative werking - K-waarde Ontwerp warmtewisselaars 5
Diksap units / Koelen & aanwarmen Ontwerp parameters contactpunt warmtewisselaars: - Debiet toename koelen : 39 -> 7t/hr - Debiet toename verwarmen : 67-> 2 t/hr - Dubbele inzetbaarheid van units - Drukval diksap / water / damp zijde - Temperatuurtraject / LMTD - Debiet diksap - Beschikbare water / damp - Ontwerp warmtewisselaars 6
Diksap koelen diksaptank Thick juice flow 39 t/hr ( Thick juice tank + 5% margin) 88 C Prelimed juice 28 m3/hr 55 C 7..25 84 C Thick juice 68 Bx 9 C Water 26 m3/hr 88 C 58 C Cooling water 38 m3/hr 38 C 7..2 7..4 7..5 9 C 6 C 25 C 7..22 7..52 Water 74 m3/hr 2 C TC TT 4 C <25 C Thick juice to tank 68 Bx < 25 C 52 C (Orientation value) 7.2/22 = NTX, 2x 29 platen 7..25 = K55 6., 7 in serie 7..4 = VT8, 4 platen 7..5/52 = NT5S, 2x 27 platen Ontwerp warmtewisselaars 7
Diksap koelen 3 diksaptanks Thick juice flow 7 t/hr (3 Thick juice tanks + 5% margin) Water 79 m3/hr 88 C Prelimed juice 83 m3/hr 55 C 7..25 84 C 7..26 Thick juice 68 Bx 9 C 7 t/hr 88 C 9 C 7..23 Ontwerp warmtewisselaars 58 C 7..24 7..2 7..22 Cooling water 8 m3/hr 38 C 7..4 6 C 52 C (Orientation value) 7..5 4 C 25 C 7..52 Water 74 m3/hr 2 C 7..2/22/23/24 = NTX, 4x 29 platen 7..25/26 = K55 6., 2x7 in serie 7..4 = VT8, 4 platen 7..5/52 = NT5S, 2x 27 platen TC TT <25 C Thick juice to tank 68 Bx < 25 C 8
Diksap aanwarmen - Final 7..5/2 = 2x NT5S 5..2/2 = 2 x bestaande shell & tube 7..3 = x NT25S 7..2/2 = 2x NTX Ontwerp warmtewisselaars 9
Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap Temperatuur diksap Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap 2
Koelen diksap 7..2/2 (2) Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap 2
Koelen diksap Performance shell & tube 7..25 Dalende k-waarde Sapdebiet beperkt Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap 22
Performance Shell & tube 7..25 K-waardes bleven achter bij ontwerp Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap 23
Vervuiling Shell & Tube I. Opbouw laag op pijpplaat Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap 24
Vervuiling Shell & tube I. Opbouw laag op pijpplaat II. Sedimentatie in bochten & pijpen Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap 25
Vervuiling Shell & tube Oorzaken:. Te lage snelheid 2. Te geringe drukval beschikbaar bij vervuiling 3. Door regeling sapdebiet teruggeregeld Oplossing 23: a. Uitbreiding met 3 pijpen ww s in serie ( totaal) b. Regeling heeft minimale flow c. Toepassing booster pomp sapzijdig d. Periodieke wisseling stromingsrichting Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap 26
Performance Shell & tube in 23 Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap 27
Performance pijpenwarmtewisselaar 23 Praktijkervaringen & Performance Koelen diksap 28
Diksapcampagne Aanwarmen diksap Aanwarmen diksap verliep vrijwel probleemloos Diksapcampagne verliep zonder problemen Alleen drukval warmtewisselaars aandachtspunt Praktijkervaringen & Performance Aanwarmen diksap 29
Diksapcampagne - drukken Toename drukval laatste ww s!? Praktijkervaringen & Performance Aanwarmen diksap 3
Conclusies:. Ontwerp met veel verschillende randvoorwaarden is hele puzzel 2. k-waardes en ontwerp drukval worden door vervuiling niet altijd gehaald 3. Na modificaties pijpenwarmtewisselaar werkt diksapkoeling naar tevredenheid 4. Aanwarming diksap vrijwel probleemloos 5. KAPP uitstekende partner in traject Conclusies 3
Vragen?