Potravinářský stlačený vzduch pro výrobu bylin a koření

Stoupající nároky v oblasti bezpečnosti potravin nutí potravinářský sektor používat technicky velmi pokročilé instalace stlačeného vzduchu, které dodávají čistý i suchý vzduch. Pro instalace stlačeného vzduchu v potravinářském průmyslu se stále více jako sbírka zásad organizací BCAS a BRC používá mezinárodní norma ISO 8573.1. To bylo provedeno i při konstrukci nové instalace stlačeného vzduchu u výrobce bylin a koření, společnosti Koninklijke Euroma z Wapenveldu. Velmi vysoké nároky byly kladeny nejen na kvalitu vzduchu, ale i na energetickou účinnost. Společnost ALUP Kompressoren přijala výzvu zajistit oba tyto parametry.
Instalace společnosti ALUP ve společnosti Euroma

Ron Snoeren (ALUP) a Rene de Vries (Euroma)

Vlhkost, znečištění a olej

Principiálně existují při použití stlačeného vzduchu v potravinářském sektoru tři vnášená rizika: vlhkost, nečistoty a olej. Jakmile je vzduch stlačen, zvýší se v něm koncentrace částic nečistot o více než 700 %. Vzhledem k tomu, že nasátý vzduch vždy obsahuje prach a další částice (občas i chemikálie), je třeba tento jev důkladně uvážit. Vlhkost navíc v kombinaci se zvýšenou teplotou představuje ideální médium pro rozmnožování bakterií. Proto je druhým bodem, který si vyžaduje pozornost, dostatečné sušení stlačeného vzduchu po jeho stlačení. K tomuto účelu lze použít chladicí nebo adsorpční sušiče. Dalším faktorem je mazivo a chladicí směs použitá u kompresorů mazaných olejem a se vstřikováním oleje, kterou je třeba odfiltrovat. K eliminaci tohoto problému lze použít bezmazné šroubové kompresory, to ale znamená ztrátu části energetické účinnosti. Tyto kompresory mají vyšší energetickou účinnost než bezmazné kompresory bez vstřikování vody a vedlejší výhodou je to, že částice nečistot v nasátém vzduchu jsou částečně vyplachovány vstřikovanou vodou. Investice je však o něco vyšší, ale i tak to je řešení pro kritické aplikace stlačeného vzduchu vzhledem k tomu, že v nasátém vzduchu jsou vždy přítomny částice nečistot. Vždy se doporučuje za kompresor umístit filtrační systém pro odstranění zbytkové vlhkosti, nečistot a částic oleje ze stlačeného vzduchu. Pro velmi kritické situace existují filtry s aktivním uhlím, které eliminují poslední zbylé částice oleje, a sterilní filtry, které ze stlačeného vzduchu odstraňují bakterie. Pro každou situaci lze vytvořit řešení, které bude upraveno na míru a bude zohledňovat více aspektů.

Výroba ve společnosti Euroma

René de Vries, vedoucí technického oddělení, vysvětluje, s jakými výrobními kroky se setkáváme u tohoto známého výrobce. „Naše společnost zde zpracovává byliny a koření z různých zemí po celém světě. Prvním krokem je úprava párou pod vysokým tlakem, což je technika, kterou společnost Euroma sama vyvinula. Proces přirozeným způsobem dekontaminuje koření místo toho, aby se výrobky upravovaly etylenoxidem nebo ozařováním paprsky gama, jak bylo dosud obvyklé. Po ošetření párou v závislosti na požadovaném koncovém výrobku následuje vlastní zpracování, například mletí, vážení, míchání a balení, případně míchání s dalšími přísadami.“

Potravinářský stlačený vzduch

„Při výrobě naše společnost velmi kriticky zkoumá i energetickou náročnost a dopad použitých procesů na životní prostředí,“ uvádí René de Vries. „Dodržujeme kromě jiného pokyny zavedené organizací British Compressed Air Society (BCAS) a British Retail Consortium (BRC). Bylo tu nainstalováno několik dosti starých kompresorů, které sice pracovaly uspokojivě, ale jejichž výkon nebyl optimálně rozložen. Systém mohl být efektivnější a zejména energeticky účinnější. Naše společnost také trpěla vlhkostí v potrubním vedení. I když se nedostávala do výrobků, přispívala k vyšší úrovni vlhkosti v závodě. S obnovou systému stlačeného vzduchu naše společnost chtěla řešit i tento problém. Požádali jsme několik dodavatelů o předložení nabídky na zcela novou instalaci kompresoru. Ve finále zvítězila společnost ALUP Kompressoren, která předložila i zajímavou nabídku servisu.“

Nejdřív měř

„Naše společnost celý týden velmi podrobně měřila spotřebu stlačeného vzduchu,“ říká Ron Snoeren, technik prodeje společnosti ALUP Kompressoren. „Zkoumali jsme průměrnou spotřebu, ale zejména špičkovou spotřebu, protože špičková spotřeba určuje maximální kapacitu, kterou je třeba dodat. Částečně to lze řešit většími kompresory, ale pokud špičky netrvají příliš dlouho, může uživatel velmi dobře využít i vyrovnávací nádrže. Vzhledem k tomu, že jsou výrobní budovy poměrně vzdálené (s potrubním vedením pod cestou), naše společnost doporučila umístit vyrovnávací nádrž na obou místech. U kompresorů naše společnost zvolila kapacitu 3 × 37 kW v podobě dvou kompresorů Largo s pevnými otáčkami a jednoho kompresoru Allegro, u kterého jsou otáčky ovládány podle poptávky frekvenčním ovladačem. Uživatel tak může provozovat kompresory prakticky neustále v jejich „ideálním pásmu“. Kromě toho je teď k dispozici určitá míra redundance, takže je tato instalace velmi spolehlivá a při servisu kompresorů bude vždy k dispozici stlačený vzduch.

Naprosto suchý vzduch

Vlhkost je v potravinářském sektoru nepřípustná. Po konzultaci s oddělením kvality společnosti Euroma bylo rozhodnuto dosáhnout co nejnižšího rosného bodu. To je možné pouze s adsorpční jednotkou, proto byla volba snadná. Kromě toho byl pro zajištění čistého vzduchu bez zápachu umístěn za adsorpční jednotku adsorbér s aktivním uhlím, který zajišťuje suchý a čistý stlačený vzduch bez zápachu a sebemenší příměsi oleje.

Úspora energie

Z celkových nákladů na vlastnictví instalace stlačeného vzduchu tvoří náklady na energii celých 75 %. Zbylých 25 % jsou náklady na nákup a údržbu. Pomocí sledování, řízení těsnosti a optimalizace systému lze v mnoha případech výrazně snížit spotřebu energie související se stlačeným vzduchem.

Řízení těsnosti

Druhou a velmi důležitou příležitostí k úsporám je řízení těsnosti. Pomocí detekce úniků stlačeného vzduchu a jejich nápravy a následného sledování potrubního vedení lze často realizovat úspory energie v řádu několika desítek procent. Detekce netěsností je jednoduchá a proto je těžké pochopit, proč se v mnoha závodech provádí příliš málo.

Další optimalizace

Jakmile je systém správně dimenzován a po technické stránce v pořádku, lze přejít k jeho optimalizaci. Zamysleme se nad snižováním pracovního tlaku v malých krocích. Každé snížení tlaku o jeden bar znamená náklady na energii nižší o 7 %. Kromě toho představuje vynikající způsob, jak získat kratší návratnost investic do instalace, využití odpadního tepla. „V naší společnosti se zaměřujeme na odolnost. Energeticky svědomitá instalace stlačeného vzduchu do toho samozřejmě dokonale zapadá,“ tvrdí René de Vries. „Ve spolupráci se společností zajišťující instalaci jsme provedli výpočet celkových nákladů na vlastnictví (TCO) s uvážením využití odpadního tepla prostřednictvím výměníků tepla u všech tří kompresorů. Tyto výměníky jsou začleněny do okruhu chlazení oleje a přebírají tedy teplo z oleje. Využitím takto získaného odpadního tepla jsme původně chtěli předehřívat vodu pro výrobu páry, ale ukázalo se, že lukrativnější bude využít jej k vytápění přilehlého skladu. Za celkovou životnost instalace nám toto řešení přinese významné úspory v podobě nižších nákladů na plyn. Celková investice (náklady na zařízení a instalaci) do nového ohřívače vzduchu ve skladu se tedy plně vrátí již v dohledné budoucnosti.“