Sprężone powietrze wykorzystywane w produkcji ziół i przypraw

Rosnące wymagania w zakresie bezpieczeństwa produkcji żywności wymuszają na sektorze spożywczym użycie nowoczesnych instalacji sprężonego powietrza, które są w stanie zapewnić suche oraz czyste powietrze. Dla instalacji sprężonego powietrza w przemyśle spożywczym międzynarodowy standard ISO 8573.1 jest coraz częściej stosowany jako „wiodąca praktyka” w ramach wytycznych BCAS/BRC. Tak było również w przypadku projektowania nowej instalacji sprężonego powietrza dla producenta ziół Koninklijke Euroma z Wapenveld. Wysokie wymagania zostały postawione nie tylko co do uzyskania wysokiej jakości sprężonego powietrza, ale również co do większej wydajności energetycznej. ALUP Kompressoren podjął wyzwanie, aby to zrealizować.


Instalacja firmy ALUP w firmie Euroma

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

Wilgoć, zanieczyszczenia i olej

Zasadniczo występują trzy zagrożenia związane z zastosowaniem sprężonego powietrza w sektorze spożywczym: wilgoć, zanieczyszczenia oraz olej. W wyniku procesu sprężania, stężenie zanieczyszczeń w powietrzu wzrasta o nie mniej niż 700%. Ponieważ zasysane powietrze zawsze zawiera kurz i inne cząsteczki (czasami nawet substancje chemiczne) zjawisko to należy poważnie wziąć pod uwagę. Po za tym, wilgoć w połączeniu z podniesioną temperaturą jest idealną pożywką dla bakterii. Dlatego osuszanie sprężonego powietrza po kompresji jest drugim punktem, na który trzeba zwrócić uwagę. W tym celu, można użyć osuszaczy ziębniczych lub osuszaczy adsorpcyjnych. Stosowane w sprężarkach śrubowych oleje biorą bezpośredni udział w procesie sprężania. Olej ten podlega później procesowi separacji i filtracji. Można tego uniknąć stosując śrubowe sprężarki bezolejowe, ale oznacza to mniejszą sprawność energetyczną w stosunku do sprężarek śrubowych z wtryskiem oleju. Dodatkową zaletą takiego rozwiązania jest wypłukiwanie zanieczyszczeń sprężonego powietrza cząstkami stałymi. Dodatkowo można stosować systemy filtrowania, aby usuwać ze sprężonego powietrza cząsteczki wilgoci, brudu i oleju. W bardzo krytycznych przypadkach są stosowane filtry z węglem aktywnym, eliminujące wszystkie opary oleju oraz sterylne filtry, które usuwają bakterie ze sprężonego powietrza. W każdym przypadku może być stworzone rozwiązane dostosowane do najbardziej wymagających aplikacji.

Produkcja w firmie Euroma

René de Vries, szef działu technicznego, wyjaśnia z jakimi krokami w produkcji mamy do czynienia u tego znanego producenta. „Przetwarzamy, zioła i przyprawy z różnych krajów na świecie. Pierwszym krokiem jest obróbka parą pod wysokim ciśnieniem. Jest to technika, w której Euroma specjalizuje się od wielu lat jako naturalnym sposobie odkażania przypraw, zamiast zwykle stosowanego dotąd poddawania produktów działaniu promieniowania gamma lub tlenku etylenu. Po obróbce parą, w zależności od wymaganego produktu końcowego, wykonywane są zabiegi kruszenia, ważenia, mieszania i pakowania. Bez względu na to czy będą mieszane z innymi składnikami czy nie.

Sprężone powietrze w kontakcie z żywnością

“Podczas produkcji, patrzymy również bardzo krytycznie na wpływ zużycia energii oraz wpływ na środowisko w stosowanych procesach " wspomina René de Vries. "Podążamy, między innymi, za wytycznymi ustalonymi przez Brytyjskie Towarzystwo Sprężonego Powietrza (BCAS) i British Retail Consortium (BRC). Niektóre, dość wiekowe sprężarki powietrza eksploatowane w naszej firmie pracowały bez większych problemów technicznych, jednakże dobór ich wielkości nie był optymalny z punktu widzenia zużycia energii. Ponadto pojawiały się niestety problemy z wilgocią w sieci sprężonego powietrza. Postanowiliśmy zmodernizować system sprężonego powietrza i pozbyć się problemu wilgoci. Złożyliśmy zapytanie ofertowe do szeregu dostawców o całkowicie nową instalację sprężarek powietrza. ALUP Kompressoren ostatecznie zwyciężył, przedstawiając ciekawą propozycję serwisu.


Pomiar przede wszystkim

„Dokładnie zmierzyliśmy zapotrzebowanie na sprężone powietrze w ciągu tygodnia”, mówi Ron Snoeren, inżynier sprzedaży w firmie ALUP Kompressoren. „Zbadaliśmy średnie zużycie, lecz szczególną uwagę zwróciliśmy na zużycie szczytowe, ponieważ druga z tych wartości określa maksymalną wydajność, którą należy zapewnić. Odpowiednim rozwiązaniem przy projekcie tego typu mogą okazać się większe kompresory, lecz gdy szczytowe zapotrzebowanie jest krótkotrwałe, można je skompensować odpowiednimi zbiornikami buforowymi. Zbiorniki buforowe również świetnie się sprawdzą. Budynki produkcyjne dzieli pewna odległość (z rurociągami pod nawierzchnią), więc doradziliśmy montaż zbiornika buforowego w obu miejscach. Wybraliśmy 3 sprężarki o mocy 37 kW zgodnie z wymogami dotyczącymi wydajności. Dwa modele Largo o stałej prędkości obrotowej oraz model Allegro o zmiennej prędkości obrotowej wyposażonej w przetwornicę częstotliwości. W ten sposób kompresory te mogą pracować cały czas w „idealnym zakresie obrotów”. Dodatkowo stanowią one pewne zabezpieczenie podczas serwisowania, co sprawia, że cały układ jest niezawodny, a sprężone powietrze zawsze dostępne.


Powietrze „suche jak pieprz”

Wilgoć jest tematem tabu w sektorze spożywczym. Po konsultacji z działem jakości Euroma podjęto decyzję, aby osiągnąć najniższy możliwy ciśnieniowy punkt rosy. Możliwe było to jedynie z zastosowaniem osuszacza adsorpcyjnego. Następnie, aby upewnić się, że powietrze jest czyste i bezzapachowe, zastosowano dodatkowy filtr z wkładem z węgla aktywnego. W wyniku czego osiągnięto idealnie suche, bezwonne, czyste i całkowicie bezolejowego sprężone powietrze.

Oszczędność energii

Koszty energii stanowią 75% całkowitego związanego z systemem sprężonego powietrza. Pozostałe 25% są to koszty inwestycji i serwisu. Przez odpowiednie monitorowanie, kontrole nieszczelności wycieku i optymalizację systemu, w wielu przypadkach zużycie energii związanej ze sprężonym powietrzem można znacznie zmniejszyć.

Kontrola nieszczelności

Druga bardzo istotna możliwość osiągnięcia oszczędności, wynika z możliwości redukcji nieszczelności. Wraz z detekcją nieszczelności systemu sprężonego powietrza i ich eliminacji oraz okresowej kontroli, możliwa jest często oszczędność energii na poziomie kilkunastu procent. Detekcja nieszczelności jest prosta, i z tego powodu niezrozumiałe jest, że w tak wielu zakładach nie przykłada się do tego należytej uwagi.

Dodatkowe optymalizacje

Kiedy system jest dobrze zwymiarowany i technicznie poprawny, można przystąpić do jego optymalizacji. Należy pomyśleć o zmniejszaniu ciśnienia roboczego w małych krokach. Redukcja ciśnienia jednego bara oznacza spadek kosztu energii o 7%. Oprócz tego odzysk ciepła, to kolejny czynnik przynoszący dodatkowe oszczędności. “Wydajne energetycznie instalacje sprężonego powietrza są zbieżne z naszą polityką zrównoważonego rozwoju” – powiedział René de Vries. “Razem z dostawcą instalacji dokonaliśmy kalkulacji całkowitego kosztu systemu sprężonego powietrza z zastosowaniem modułów odzysku energii na wszystkich trzech sprężarkach. Systemy te są umieszczone w obiegu chłodzącym oleju i w ten sposób odbierają ciepło z procesu sprężania. Z pomocą odzyskanego ciepła wpierw chcieliśmy podgrzać wodę w fazie wstępnej przy produkcji pary, jednak bardziej opłacalnym okazało się ogrzewanie nim przylegającego magazynu. W trakcie dłuższego okresu eksploatacji przyniesie nam to znaczne oszczędności w formie obniżonych rachunków za gaz. W ten sposób całkowita inwestycja (koszty sprzętu i instalacji) nowego grzejnika w magazynie zwróci się w bardzo krótkim okresie”.