Recent zijn de eerste twee van de vier schroefwarmtewisselaars gemonteerd. De wisselaars (koelschroeven) maken onderdeel uit van een nieuwe cacaoverwerkingslijn waarin cacaopoeder na het maalproces gecontroleerd wordt teruggekoeld.
Hoewel een koelschroef op het eerste gezicht een relatief eenvoudig concept lijkt, vraagt een betrouwbare en energie-efficiënte uitvoering om kennis van warmteoverdracht, stromingsleer en productgedrag. Bij het koelen van cacaopoeder spelen niet alleen de gewenste eindtemperatuur en de capaciteit een rol, maar ook eigenschappen zoals stortdichtheid, productopbouw, verblijftijd, menggedrag en de thermische eigenschappen van het product. Van procesdata naar maatwerkontwerp Het ontwerp wordt volledig afgestemd op de procescondities van de klant. Hiervoor wordt gebruikgemaakt van een eigen ontwikkeld en in de praktijk gevalideerd berekeningsmodel waarin thermische, procestechnologische en mechanische parameters samenkomen.
Een eigen ontwikkelde testkoelschroef wordt gebruikt om het theoretische berekeningsmodel te valideren aan de hand van praktijkmetingen.
Het uitgangspunt is niet alleen het realiseren van de gewenste eindtemperatuur, maar vooral het ontwerpen van een warmtewisselaar die onder alle bedrijfsomstandigheden betrouwbaar en voorspelbaar presteert. Voor de dimensionering van de schroefwarmtewisselaar worden onder andere de volgende parameters in het berekeningsmodel meegenomen: warmtegeleidingscoëfficiënt (λ) van het product; warmteoverdrachtscoëfficiënt van het
De uiteindelijke warmteoverdracht wordt bepaald door de totale warmteweerstand van het systeem. Daarbij is met name de warmteoverdracht tussen het bewegende stortgoed en de warmtewisselende oppervlakken vaak de beperkende factor. Juist daarom hebben de mengwerking van de schroef, de vulgraad, de verblijftijd en de gekozen schroefgeometrie een grote invloed op de prestaties van de installatie. Naast de thermische berekeningen worden ook mechanische aspecten meegenomen, zoals asdoorbuiging, torsie, thermische uitzetting, lagerbelastingen en de spanningen die tijdens bedrijf optreden. Hierdoor ontstaat een integraal ontwerp waarin procesprestaties en mechanische betrouwbaarheid optimaal op elkaar zijn afgestemd.
Hoewel veel materiaaleigenschappen bekend zijn uit literatuur, gedragen stortgoederen zich in de praktijk vaak anders. Daarom beschikt Poeth Solids Processing over eigen testfaciliteiten waarin producten onder realistische procesomstandigheden worden onderzocht. Tijdens deze testen worden onder andere de effectieve warmteoverdracht, verblijftijd, stromingsgedrag, mengintensiteit en uiteindelijke koelprestatie bepaald. De meetresultaten worden vervolgens gebruikt om de berekeningsmodellen te valideren en waar nodig te verfijnen. Hierdoor kan vooraf met grote nauwkeurigheid worden voorspeld hoe de installatie zich in de praktijk zal gedragen. Deze combinatie van theoretische berekeningen, praktijkmetingen en jarenlange ervaring met stortgoedverwerking vormt de basis voor een betrouwbare dimensionering van iedere schroefwarmtewisselaar.
Bij deze specifieke toepassing wordt cacaopoeder gekoeld na het maalproces. Omdat cacaopoeder een verhoogd brand- en stofexplosierisico kent, vindt het volledige maalproces plaats in een gesloten stikstofsysteem onder volledig inerte omstandigheden. Ook de schroefwarmtewisselaars zijn ontworpen voor deze procescondities.
De vier schroefwarmtewisselaars hebben elk een diameter van 1200 mm en een lengte van circa 7 meter. Inmiddels is de eerste installatie onderweg naar de projectlocatie, waar binnenkort de montage zal starten. Daarmee wordt opnieuw een belangrijke stap gezet in de realisatie van deze moderne cacaoverwerkingslijn.
Een schroefwarmtewisselaar is veel meer dan een transportschroef met een gekoelde mantel. De prestaties worden bepaald door de juiste combinatie van procestechnologie, warmteoverdracht en mechanisch ontwerp. Door eigen berekeningsmodellen te combineren met praktijktesten en tientallen jaren ervaring in de verwerking van stortgoederen, ontwikkelt Poeth warmtewisselaars die niet alleen voldoen aan de gevraagde capaciteit, maar ook een voorspelbare en reproduceerbare procesprestatie leveren. Juist deze engineeringaanpak maakt het mogelijk om voor uiteenlopende producten – van cacaopoeder en melkpoeder tot mineralen, chemicaliën en biomassaproducten – een optimaal functionerende koel- of verwarmingsoplossing te realiseren.
