Tekst: Pieter van den Brand | Beeld: Lessine
Bij de energie-intensieve droogprocessen neemt de focus op energie-efficiency rap toe, nu de prijs van gas en elektriciteit blijven stijgen. Machinebouwer Lessine biedt een reeks besparingsoplossingen aan.
Tekst: Pieter van den Brand | Beeld: Lessine
Het bedrijfsleven lijdt onder de buitensporig gestegen kosten voor gas en elektriciteit. Verbeteren van de energie-efficiency is daarmee een hot topic geworden. Bij de energie-intensieve droogprocessen neemt de aandacht hiervoor snel toe, weet directeur Stéphane Rubbers van Lessine: “In plaats van een standaarddroger staan bedrijven erg open voor additionele functionaliteiten die energiebesparing opleveren en het terugwinnen van restwarmte mogelijk maken.”
Lessine, gevestigd in het Belgische Peruwelz net over de Franse grens, richt zich op het ontwerpen, bouwen en installeren van het hele palet aan stortgoedtechnologie van malen, mengen en intern transport tot zeven en drogen. De drogers van het bedrijf gaan naar klanten in de mineralenindustrie, de levensmiddelenindustrie en de chemie. Veelvoorkomende systemen zijn flashdrogers en trommeldrogers (gemiddeld energieverbruik: 1-2 kW per liter te verdampen water). De verschillende sectoren stellen uiteenlopende eisen aan de ingangstemperatuur van drogers, wat alles te maken heeft met het type product dat ze maken. Om een indruk te geven: in de cementindustrie, waar zand met 0% vocht een harde eis is, is sprake van een ingangstemperatuur van zo’n 600 tot 700 °C, bij voedingsproducten mag de lucht niet warmer zijn dan zo’n 150 °C, omdat het product anders wordt aangetast. Deze producten hebben na het drogen nog een zeker vochtigheidsgehalte, neem het pak met bloem in de keuken dat nooit helemaal droog is.
Maar ongeacht de ingangstemperatuur, alle droogprocessen leiden onvermijdelijk tot energieverliezen, constateert Rubbers. “We zien vaak dat bedrijven hun drogers slecht hebben afgesteld of dat ze hun temperatuur in relatie tot het luchtdebiet niet op de juiste manier regelen.” Het grootste energieverlies is echter zonder uitzonderingen de warmte die via de schoorsteen het bedrijf verlaat, met nog altijd een temperatuur tussen de 70 en 110 °C. “Juist op de verliezen naar de schoorsteen valt volop energiewinst te behalen, hetzij door besparing, hetzij door deze restwarmte terug te winnen voor het proces.”
Wat veel bedrijven doen om hun proces zo eenvoudig en stabiel mogelijk te houden, is het droogproces sturen op temperatuur. Als voorbeeld noemt Rubbers weer het drogen van zand. In de zomer, als zand een aantal procenten minder vochtig is, kan de inlaattemperatuur een paar honderd graden omlaag, om als eindresultaat toch kurkdroog zand te krijgen. “Negentig procent van de drogers wordt op die wijze aangestuurd, maar dat is niet de meest optimale oplossing. De schoorsteenverliezen blijven namelijk gelijk aan die van de winter. De reden is dat bedrijven het hele jaar door hetzelfde luchtdebiet gebruiken. Iedereen weet dat het lastig is daarop te sturen, want in de droger is altijd een bepaalde luchtcurve vereist waar je niet aan kunt tornen. Toch hebben wij laten zien dat er ook in de zomer besparingskansen liggen, als je aanvullend op het luchtdebiet gaat sturen.”
“Juist op verliezen naar de schoorsteen valt volop energiewinst te behalen door besparing en recirculatie”Stéphane Rubbers
De oplossing die Lessine voorstelt, is een frequentieregelaar op de ventilator van de droger, die het op elk moment benodigde luchtdebiet bepaalt met behulp van door Lessine ontwikkelde software met PLC. “Als de brander op de maximaal benodigde temperatuur verhit, is het mogelijk heel fijnmazig het luchtdebiet aan te passen. Dat kan veel energiebesparing opleveren.” Volgens Rubbers is het systeem relatief makkelijk te installeren en af te stellen. Een optie die hij meegeeft om het droogproces verder te optimaliseren, is een vochtigheidsmeting bij gedroogde voedingsproducten. “Als een poeder een paar procenten vochtiger mag zijn, dan valt hier veel energiewinst te behalen. Bedrijven zijn gewend hun producten vergaand te drogen. Dat is niet altijd nodig. Nu de energiekosten de pan uitrijzen, komt ook dit aspect in beeld.”
Voor het terugwinnen van restwarmte is een aantal systemen beschikbaar. Bedrijven die er de ruimte voor hebben, kunnen een PGR-systeem (Partial Gas Recirculation) installeren. Een aanzienlijk deel van de lucht die de droger verlaat, wordt hiermee rechtstreeks naar de inlaat teruggevoerd. “Dit zijn omvangrijke installaties, die alleen zin hebben als de lucht die uit de droger komt, een relatief lage vochtigheid heeft en er sprake is van een groot luchtvolume in het droogproces. Op bestaande drogers is een PGR moeilijk te installeren”, zegt Rubbers. Een andere mogelijkheid is het gebruik van een warmtewisselaar op de brander van de droger. De lucht die uit het droogproces komt, gaat door een lucht/lucht-warmtewisselaar en verwarmt rechtstreeks de inkomende lucht. “Het nadeel hiervan is dat de warmtewisselaar tamelijk groot moet zijn voor voldoende warmteoverdracht. Ook het vereiste leidingsysteem is een kostbare investering.”
Zelf heeft Lessine een compact systeem met twee warmtewisselaars ontwikkeld. De uitgaande lucht gaat hierbij door een lucht/water-warmtewisselaar en verwarmt een gesloten warmwatercircuit. Dit water recirculeert en staat zijn warmte af aan een tweede warmtewisselaar op de brander van de droger. De vers aangevoerde drooglucht wordt zo verwarmd. “Op papier lijkt dit een minder energie-efficiënte oplossing, maar in de praktijk blijkt dat bij de eerste klanten waar we dit systeem hebben meegenomen op een nieuwe droger, de energiewinst vergelijkbaar is aan die van een lucht/lucht-warmtewisselaar. Het systeem bespaart tussen de 5 en 12 procent energie”, zegt Rubbers. “We hebben altijd al in dit systeem geloofd. Anderhalf jaar terug vonden bedrijven de terugverdientijd van twee jaar nog onacceptabel, nu is dat geen discussiepunt meer.”
