Energie-efficiënter drogen en bewaren Gefinancierd door KAVB, PT, PA, LTO, Min.EZ, RVO.nl, bollentelers en akkerbouwers. Jeroen Wildschut, Athanasios Sapounas en David van der Schans en Henk Gude 8 maart 2016
Bewaring agrarische producten Bewaren = overbruggen periode Van oogst tot planten (pootgoed, uitgangsmateriaal) Als voorraad voor afzetketen (t.b.v. prijs, of als dienst voor afnemer) Bewaren = kwaliteit behouden en uitval voorkomen
Ideale bewaarcondities Variëren per product, per bewaarfase, maar Het gaat altijd om: Temperatuur Relatieve Luchtvochtigheid (of vochtdeficit) CO 2 -gehalte (O 2 -gehalte) (Ethyleengehalte) tussen het product
Ideale bewaarcondities Sturen met klimaatcomputer Regelingen: koelen/verwarmen, be-/ontvochtigen, scrubben van ongewenste gassen (koolzuurgas en ethyleen), circuleren en ventileren Vooral het circuleren en ventileren kosten veel elektrische energie Forse bezuinigingen zijn mogelijk: Regel circulatie en ventilatie niet volgens vaste normen, maar op basis van de gewenste omstandigheden tussen het product (meet en regel)
State-of-the-Art van energiezuinige bewaring van bolgewassen Meest energiezuinige bewaring op basis van huidige kennis en stand van de techniek: Afgeronde uitblaasopening systeemwand Regelingen door Klimaatcomputer Ethyleen-gestuurde ventilatie (alleen tulp) Gelijkstroom- of frequentiegeregelde ventilatoren voor circulatie/ventilatie Thermisch zonnedak Verbeteren van de luchtverdeling in palletkistensysteem Debietgestuurde circulatie
Bij bewaring tulpenbollen op 20 o C juli t/m oktober: MACview ethyleenanalyser van Hatech Ventilatie aansturen met ethyleenmeter Veilige ethyleengrens: 100 ppb Nooit meer ventileren dan nodig Dus: energiebesparing (aardgas) en kwaliteitsbehoud
kwh Ventilator Energiebesparen: E toerental 3 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 10 20 30 40 50 Toerental (in Hz) 100% 80% 60% 40% 20% 0% Terugtoeren frequentiegeregelde- of gelijkstroomventilator bij: een grotere bolmaat/minder volle kisten afgeronde uitblaasopeningen minder kisten voor de wand een betere luchtverdeling over de kisten
Energiebesparing door afgeronde uitblaasopening
2-laagssysteem, 4 hoog palletkanaal Ventilator Luchtstroom palletkanaal
CFD- model luchtsnelheden in 2- laagssysteem
2-laags, 4 hoog, verbeterd afdekplaten palletkanaal Ventilator Luchtstroom palletkanaal
Gemiddeld debiet per kist (m3/uur) Resultaten 400 350 300 250 200 150 100 50 niet afgedekt 10 cm spleet 3cm 2cm 1 cm 0,5 cm 0 laag1 laag2 laag3 laag4 Bij 7 kisten diep is spleet van 1 cm optimaal Totale spleetoppervlak < ½ doorsnede palletkanaal (bij 2 diep ± 3cm Terugtoeren tot 50% mogelijk 80% energiebesparing
CFD- Model kistenbewaring
Éénlaagssysteem 6 hoog tot 10 diep Ventilator Luchtstroom 40 cm 170 cm
Stapsgewijs aanpassen Ventilator Luchtstroom 40 cm 70 cm 47 o 170 cm
m3/uur per kist Resultaten 1000 900 800 700 meting 1: zonder schans meting 2: + Schans meting 3: + bovenuitblaas = 12 cm meting 6: + 2 schuine balkjes in uitblaas 2 (11 cm) meting 7: 2 blk in laag 2(9½cm), 1 in laag 3 (15cm) meting 8: 2 blk in 2(9½cm), 1 in 3 (15cm) + bovenuitblaas = 11 cm 600 500 400 300 laag 1 laag 2 laag 3 laag 4 laag 5 laag 6 Terugtoeren met 25% bespaart ruim 55%
m3/uur per kist Resultaten 1000 900 800 700 meting 1: zonder schans meting 2: + Schans meting 3: + bovenuitblaas = 12 cm meting 6: + 2 schuine balkjes in uitblaas 2 (11 cm) meting 7: 2 blk in laag 2(9½cm), 1 in laag 3 (15cm) meting 8: 2 blk in 2(9½cm), 1 in 3 (15cm) + bovenuitblaas = 11 cm 600 500 400 300 laag 1 laag 2 laag 3 laag 4 laag 5 laag 6 Terugtoeren met 25% bespaart ruim 55%
m3/uur per kist Resultaten 1000 900 800 700 meting 1: zonder schans meting 2: + Schans meting 3: + bovenuitblaas = 12 cm meting 6: + 2 schuine balkjes in uitblaas 2 (11 cm) meting 7: 2 blk in laag 2(9½cm), 1 in laag 3 (15cm) meting 8: 2 blk in 2(9½cm), 1 in 3 (15cm) + bovenuitblaas = 11 cm 600 500 400 300 laag 1 laag 2 laag 3 laag 4 laag 5 laag 6 Terugtoeren met 25% bespaart ruim 55%
m3/uur per kist Resultaten 1000 900 800 700 meting 1: zonder schans meting 2: + Schans meting 3: + bovenuitblaas = 12 cm meting 6: + 2 schuine balkjes in uitblaas 2 (11 cm) meting 7: 2 blk in laag 2(9½cm), 1 in laag 3 (15cm) meting 8: 2 blk in 2(9½cm), 1 in 3 (15cm) + bovenuitblaas = 11 cm 600 500 400 300 laag 1 laag 2 laag 3 laag 4 laag 5 laag 6 Terugtoeren met 25% bespaart ruim 55%
m3/uur per kist Resultaten 1000 900 800 700 meting 1: zonder schans meting 2: + Schans meting 3: + bovenuitblaas = 12 cm meting 6: + 2 schuine balkjes in uitblaas 2 (11 cm) meting 7: 2 blk in laag 2(9½cm), 1 in laag 3 (15cm) meting 8: 2 blk in 2(9½cm), 1 in 3 (15cm) + bovenuitblaas = 11 cm 600 500 400 300 laag 1 laag 2 laag 3 laag 4 laag 5 laag 6 Terugtoeren met 25% bespaart ruim 55%
m3/uur per kist Resultaten 1000 900 800 700 meting 1: zonder schans meting 2: + Schans meting 3: + bovenuitblaas = 12 cm meting 6: + 2 schuine balkjes in uitblaas 2 (11 cm) meting 7: 2 blk in laag 2(9½cm), 1 in laag 3 (15cm) meting 8: 2 blk in 2(9½cm), 1 in 3 (15cm) + bovenuitblaas = 11 cm 600 500 400 300 laag 1 laag 2 laag 3 laag 4 laag 5 laag 6 Terugtoeren met 25% bespaart ruim 55%
Debietgestuurde circulatie Klimaatcomputer past het debiet automatisch aan Op basis van debietmeting met pitotbuis + Kistentelling Door magazijnsysteem Handmatig Sensoren + Gekozen instelling
Resultaat energiebesparing (gas + elektra) Bedrijf 9 Bedrijf 8 Bedrijf 5 Bedrijf 11 Bedrijf 7 Bedrijf 13 Bedrijf 12 Bedrijf 2 Bedrijf 14 Bedrijf 3 Bedrijf 10 Bedrijf 1 76% 70% 63% 63% 49% 48% 41% 39% 35% 31% 27% Minimaal mogelijk energieverbruik Gerealiseerd energieverbruik Gerealiseerde besparing (%) 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% Totale energieverbruik t.o.v. de norm (%) Norm
Doel onderzoek naar luchtverdeling bij kistenbewaring Akkerbouw Energiekosten verlagen Bij gelijkmatige luchtverdeling de ventilator terugtoeren bespaart héél veel energie En er hoeft dan minder ventilatorwarmte teruggekoeld te worden Kwaliteit verbeteren Geen kisten met overmaat minder uitdroging, of Geen kisten met tekort lucht minder kans op bewaarziekten Sneller op temperatuur, sneller droog
Kistenbewaring (consumptieaardappels, Afsluiting door zeil of kist pootgoed, uien/sjalotten) Zuigen Blazen = meetpunten blazen zuigen
Werkwijze: in kaart brengen luchtstromen Meten in de ventilatorgang bij zuig- en blaassysteem
Meten horizontale en verticale luchtstroom uittredende lucht blaassysteem Modelleren met CFD-modellen
Luchtsnelheid (m/s) Meet resultaten zuigsysteem 10 9 8 gemiddelde laag 1 t/m 5 gelijkmatig 7 6 5 4 3 2 1 0 Kistnummer vanaf de wand 0 5 10 15 20
Bevindingen zuigend systeem Kisten het dichtst bij de ventilator krijgen het meest Kisten in het midden en verder krijgen minder Bij kistinhoud met veel weerstand (fijne sjalotten met veel spul) gelijkmatiger verdeling Bij kisten met weinig weerstand (grote aardappels) ongelijkmatiger Ongeacht ventilatorstand
Luchtsnelhedi (m/s) Meetresultaten blaassysteem 7 6 gemiddelde laag 1,2, 3 en 4 gelijkmatig 5 4 3 2 1 0 Kistnummer vanaf de wand 0 5 10 15 20
Bevindingen blazend systeem Na kist 12 (idg) krijgen kisten veel meer dan gemiddeld Resultaat dus omgekeerd aan zuigsysteem En ook grilliger: want gemeten aan de turbulente kant van de ventilator Uittredende luchtstroom daarom vervolgens ook gemeten
Toepassen CFD-modellen Zuigsysteem, ventilatorkanaal. Pas bij kist 2 gaat richting van horizontaal afwijken richting
Resultante: ventilatie per kist (% t.o.v. het gemiddelde)
Blaassysteem, stromingsrichtingen richting in ventilatorkanaal Let op! Verschil in schaal richting in tussenkanaal (uittredend)
Resultante: ventilatie per kist (% t.o.v. het gemiddelde)
Bevindingen en lopend onderzoek: Bij zuigsysteem krijgen de kisten het dichtst bij de ventilator meeste lucht Bij blaassysteem de kisten het verst van de ventilator Met materialen/structuren in de ventilatorgang en de tussengang de luchtstromen sturen zodat lucht gelijkmatiger over de kisten verdeeld wordt.
Luchtsnelheid (m/s) Testen doeken (80%) haaks op luchtstroom bij zuigsysteem 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0-meting vertikaal op 4 vertikaal + horizontaal op 4 vertikaal + horizontaal op 4 + 8 vertikaal + horizontaal op 3 + 6 + 9 gelijkmatig kistnr. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Luchtsnelhedi (m/s) Testen winddoek bij Blaassysteem Doek tussen kist 12 en 13 Alleen laag 2 gemeten 9 8 7 6 5 4 0-meting doek 80% doek 40% half doek 40% gelijkmatig 3 2 1 0 Kistnr. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Bevindingen & vervolg Zuigend systeem: Haaks op luchtstroom remmen is beste optie In 2 of 3 trappen Hiermee in de goede richting, maar het kan beter! Ander gaasachtig materiaal (stijver, stugger, dichter) Vooral op de bovenkant v. h. tussenkanaal
Bevindingen & vervolg Blazend systeem: Met minder dicht doek in ventilatorkanaal Positie en type doek luistert erg nauw Effect nog niet helder andere materialen testen doek in de tussengang op het einde? (spiegelbeeldig aan zuigend systeem)