Smart Air Injection: precyzyjne odmierzanie impulsów sprężonego powietrza

Smart Air Injection: precyzyjne odmierzanie impulsów sprężonego powietrza

15/09/2020

Rozwiązanie Smart Air Injection firmy SEEPEX zapewnia browarom precyzyjnie odmierzone impulsy sprężonego powietrza

Impuls dla pilznera
Powiedzenie »W piwie siła» jest szczególnie prawdziwe w odniesieniu do systemu SEEPEX, który przepompowuje długie odcinki młóta (zużytego słodu i chmielu), znacznie zwiększając w ten sposób energooszczędność procesów produkcyjnych w browarach. Firma z siedzibą w Nadrenii Północnej-Westfalii, specjalizująca się w zakresie przepływowych pomp kawitacyjnych, zaprojektowała system Smart Air Injection (SAI) do transportu zużytego słodu i chmielu, wykorzystujący znacznie mniejsze ilości sprężonego powietrza w porównaniu do procesów standardowych. System SEEPEX wykorzystuje krótkie impulsy sprężonego powietrza do przenoszenia dużych, zagęszczonych „korków” młóta do silosów lub zbiorników magazynowych.

Rozwiązanie SAI zużywa 80% mniej energii w porównaniu do powszechnie stosowanych systemów sprężonego powietrza, które wymagają ciągłego dopływu powietrza.

Proste i skuteczne rozwiązanie
Obecnie branża piwna przeżywa kryzys. Oczywiście browary w Niemczech i w całej Europie reagują na modne trendy związane z popytem na piwo rzemieślnicze, stylowe mieszanki i nowe marki, ale ogólne spożycie piwa stale spada. W 1976 r. odnotowano w Niemczech rekordowe spożycie na mieszkańca wynoszące 150,7 litra, podczas gdy w 2018 r. były to zaledwie 102 litry. W obecnych czasach szczególnie duże firmy muszą zoptymalizować swoje zakłady produkcyjne. Na szczęście są obecnie dostępne nowe sposoby produkcji piwa przy niższych kosztach. Dwa lata temu firma SEEPEX zainstalowała swój system w pierwszym zakładzie pilotażowym – istniejącym od dawna browarze w Monachium – w celu analizy jego potencjału oszczędnościowego w porównaniu do tradycyjnych metod przesyłu.

System Smart Air Injection jest z powodzeniem stosowany w innych aplikacjach i jest postrzegany jako skuteczne rozwiązanie w sektorach związanych z ochroną środowiska. SAI niezawodnie transportuje produkty o dużej lepkości i średniej do wysokiej zawartości suchej masy na duże odległości (do jednego kilometra).

Rozwiązanie opiera się na wykorzystaniu przepływowej pompy kawitacyjnej i transportu pneumatycznego w fazie gęstej. Dzięki pompowaniu niskociśnieniowemu system SAI eliminuje zatory, które często występują w systemach przenośników pneumatycznych. Wysoce elastyczne rozwiązanie dobrze sobie radzi z mediami o zmiennej zawartości wilgoci od 60% do 85% bez utraty wydajności. Skrócony czas usuwania młóta zwiększa efektywność procesu i przyspiesza przerób surowców.

System można również łatwo zintegrować z istniejącymi systemami automatyki i sterowania. SAI jest idealnym rozwiązaniem dla browarów, ponieważ usuwanie młóta/wysłodzin jest istotną, ale jednocześnie kosztowną i czasochłonną częścią procesu warzenia piwa.

Precyzyjnie dozowane impulsy sprężonego powietrza obniżają koszty eksploatacji
Młóto/wysłodziny są bogate w składniki, takie jak: białko, maltozę, pierwiastki śladowe, enzymy, witaminy i błonnik pokarmowy. W Europie rocznie produkuje się ok. 400 000 ton młóta. Pod koniec procesu zacierania pneumatyczne systemy transportowe na terenie browaru przesyłają mokre młóto do zbiorników magazynowych i silosów oddalonych często o kilkaset metrów. Wysłodziny mają wiele dalszych, przydatnych zastosowań – np. jako pasza dla zwierząt, dodatek do produktów piekarniczych, składnik pieczywa mlecznego (znany od średniowiecza) oraz jako surowiec do wytwarzania energii w biogazowniach i produkcji biopaliw.

Zwykle do przesyłu mokrego młóta wykorzystywane są standardowe, pneumatyczne systemy transportowe, które wymagają ciągłego dostarczania sprężonego powietrza. Duże firmy produkują do 150 ton materiału i zużywają do 400 kWh do produkcji sprężonego powietrza. Dzięki systemowi SAI w zakładzie pilotażowym w Monachium dr inż. Stephan Mottyll, kierownik produktu w SEEPEX, uzyskał znacznie korzystniejsze wskaźniki zużycia w porównaniu z systemem konwencjonalnym. Tak podsumowuje wyniki projektu pilotażowego: – Krótkie impulsy sprężonego powietrza inicjowane w dłuższych interwałach z łatwością przenoszą długie korki młóta. W porównaniu ze starym systemem pneumatycznym zużycie sprężonego powietrza spada nawet o 80%. Czas warzenia również się skraca, nawet o 50%, zwiększając w ten sposób wydajność procesu. Długie przerwy (trwające do 5 minut), w których pracuje tylko pompa i następujące po nich kontrolowane impulsy sprężonego powietrza umożliwiły klientowi znaczne zmniejszenie całkowitego zużycia powietrza i energii.

Ostateczne dane są następujące: – Analiza pokazuje ograniczenie rocznych kosztów operacyjnych (kosztów energii koniecznej do produkcji sprężonego powietrza) o ok. 11 000 euro w porównaniu do pierwotnie zainstalowanego systemu. Wynika to ze znacznie zmniejszonego zużycia powietrza (o 80%) i związanego z tym niższego całkowitego zużycia energii o ok. 75%. Tak duża różnica w zużyciu powietrza wynika z zastosowania innego rodzaju transportu pneumatycznego: nieciągłego, impulsowego przesyłu długich odcinków młóta za pomocą sprężonego powietrza (SAI) w porównaniu do standardowych rozwiązań wymagających stałego dostarczania sprężonego powietrza – podkreśla Mottyll.

Optymalna długość odcinków młóta
W celu znalezienia optymalnej wydajności operacyjnej, browar w Monachium zmienił długość odcinków młóta, które są przenoszone przez sprężone powietrze. Wnioski są następujące: – Im dłuższy odcinek/korek, tym rzadziej system potrzebuje powietrza i tym mniejsze jest całkowite zużycie sprężonego powietrza. Niezawodność operacyjna nie stanowi problemu, ponieważ nadal dostępna jest pewna rezerwa ciśnienia.

Optymalnym punktem pracy pod względem niezawodności i wydajności jest odcinek o długości kilkudziesięciu metrów, co odpowiada średniemu zużyciu powietrza w wysokości zaledwie 18 Nm3 / h. Sprężone powietrze jest wtłaczane co 3:45 s, aby zmniejszyć zużycie powietrza i całkowicie opróżnić linię. Zbyt krótkie odcinki (o długości zaledwie kilku metrów) generują niskie ciśnienie w układzie i zwiększoną częstotliwość impulsów powietrza, co oczywiście jest mniej wydajne – mówi Mottyll. Wydłużenie „korka” pozwala na stopniowe zmniejszanie średniego zużycia powietrza do ok. 18 Nm3 / godz. Objętość powietrza prawie odpowiada objętości rury, tak więc potrzebne jest bardzo małe nadciśnienie, aby popchnąć 20-metrowy odcinek młóta w kierunku pokrywy silosu.

Według Mottylla dławienie przepływu powietrza na zaworze ręcznym może również pomóc zoptymalizować właściwości przepływu pneumatycznego, ponieważ spływ młóta staje się płynniejszy, a siłę impulsu można zmniejszyć. Dodatkowo optymalne zużycie powietrza (Nm³ na impuls) można łatwiej regulować.