Meer winst met product recovery
Verslag seminar Product recovery
Consumenten vragen om meer variatie in producten, wat betekent dat meer varianten moeten worden vervaardigd op dezelfde productiefaciliteiten. Dat vereist frequent reinigen van installaties en fabrikanten willen de reinigingstijd zo kort mogelijk houden. Met de juiste technieken, procesinrichting, enig 'out of the box' denken en vooral durf zijn daar oplossingen voor.
Medio februari 2017 organiseerden EHEGD Nederland en Safe Food Factory bij Fluidor Equipment in Raamsdonksveer het seminar Product Recovery. Met herverwerking van achtergebleven product in het leidingsysteem kan winst worden geboekt, vatte dagvoorzitter ir. Wouter Burggraaf, consultant en bestuurslid van EHEDG Nederland, de kern van de dag samen. Maar dan moet de terugwinning van product wel hygiënisch gebeuren. Tijdens het seminar gingen de achtereenvolgende sprekers in op diverse technieken.
Reinigen met pompen
Peter van den Sompel van Spin Pompen in Assen besprak de mogelijkheden die de juiste pomp kan bieden voor het leegmaken en reinigen van leidingen. Afhankelijk van het product kan een normale pomp 60-70% van het product dat verloren dreigt te gaan, terugwinnen. Met speciale pompontwerpen zijn hogere percentages haalbaar. Het rendement is afhankelijk van een aantal parameters, zoals het aantal batches, de configuratie van het leidingwerk, de rheologie van het product, het pompprincipe en de aandrijving van de pomp. Omdat voor het verpompen van het product andere debieten nodig zijn dan voor het leegpompen, moet de pomp regelbaar zijn. Met een frequentieregelaar en een geschikte motor is dat geen probleem.
Een aantal pompprincipes is geschikt voor deze toepassing. Een excentrische (mono) pomp heeft een lage frictie en een weliswaar hoog volumetrisch rendement, maar beperkingen aan het debiet. Een lobbenpomp wordt veel gebruikt maar heeft beperkingen qua toerental en vergt een tandwielkast voor de aandrijving. Bovendien mag een lobbenpomp niet drooglopen. Dit type pomp wordt steeds meer verdrongen door de schroefspindelpomp die een hoog volumetrisch rendement heeft en direct door een elektromotor kan worden aangedreven.
Een slangenpomp kan grote hoeveelheden lucht in droge of deels natte omstandigheden verplaatsen, maar verliest aan populariteit. De slang is namelijk meestal van rubber, en van dat materiaal kunnen door veroudering stukken afbreken en in het product terechtkomen.
Bepaling van fasescheiding
Voedingsmiddelenfabrieken willen zo veel mogelijk product uit een batch te halen en het reinigen en spoelen zo kort mogelijk houden. Dat vraagt om de juiste detectie wanneer de samenstelling van de passerende vloeistof verandert. Bart Küpers van Endress+Hauser besprak welke sensoren daar een handje bij kunnen helpen.
Een tijdklok in CIP-processen is vertrouwd en 'fool proof', maar kost tijd en kan extra kosten met zich meebrengen. Met behulp van sensoren is fasescheiding nauwkeurig te volgen en kan het CIP-proces op het juiste moment worden gestopt. Endress+Hauser biedt temperatuursensoren, geleidbaarheidssensoren en optische troebelheidssensoren aan, plus sensoren om de aanwezigheid van ongewenst product in het rioolstelsel te detecteren.
Doordat geschikte temperatuursensoren in luttele seconden reageren op de temperatuursprongen tijdens het CIP-proces, kan bij elke fasescheiding tijd worden bespaard. Niet langer reinigen en spoelen dan noodzakelijk is, bespaart reinigingsmiddel, energie en afvoerkosten en levert meer productietijd op. Ook komt minder product in het riool en is er minder vervuiling van CIP-vloeistof met product, waardoor hergebruik van deze vloeistof mogelijk wordt.
Ook geleidbaarheidssensoren en optische sensoren kunnen tijdwinst opleveren. Geleidbaarheidssensoren zijn beschikbaar volgens het inductieve en capacitieve meetprincipe. Tweepolige sensoren zijn geschikt voor stoffen met een lage geleidbaarheid, vierpolige hebben een groot meetbereik. Een ander meetprincipe heeft sensoren gebaseerd op een optisch principe: een lichtbron stuurt licht (infrarood) door de vloeistof heen, waarna een optische cel de hoeveelheid licht meet die de vloeistof passeert.
Om afvoerkosten van afvalwater te beperken, kan het toepassen van TOC-analysers (Total Organic Carbon) uitkomst bieden. TOC-analysers geven een vroegtijdige waarschuwing voor productverlies en voorkomen pieken in de organische belasting van het afvalwater, resulterend in een stabielere en efficiëntere waterzuivering en lagere kosten.
In-line formulation
Bij in-line processen worden voorgemengde ingrediënten in vloeibare vorm continu in de stroom basisproduct ingevoerd, waarna het gemengde product verder kan worden verwerkt of direct afgevuld. Sueli Roel Backes van pompfabrikant PSG Dover sprak over dit onderwerp.
Om een in-line proces goed te laten verlopen, moet een fabrikant het nodige investeren in sensoren, transmitters, PLC's en actuatoren, met name pompen. De toe te passen pompen moeten een hoog volumetrisch rendement hebben, geschikt zijn voor een range aan viscositeiten, geen of nauwelijks pulsaties geven en betrouwbaar en reproduceerbaar functioneren. Ze moeten ook variaties in het proces kunnen opvangen. PSG Dover heeft voor deze toepassingen pompen met vier membranen, vier zuigkleppen en één drukklep ontwikkeld. Dit type pomp wordt vooral toegepast voor (dure) geur-, kleur- en smaakstoffen. Ze werkt met hoge snelheden (in open leidingen) of met lage frictie (in gesloten leidingen), maar heeft beperkingen in druk en debiet. De pomp kan drooglopen en is daarmee geschikt voor een breed scala aan toepassingen in de voedingsmiddelenindustrie.
Molsystemen
Molsystemen (ook wel pigging systemen genoemd) worden al jaren toegepast in uiteenlopende takken van industrie. Om een leiding schoon te maken, wordt er een prop (pig) met dezelfde doorsnede als de binnendiameter van de leiding doorheen gestuurd. De pig drukt het materiaal uit de leiding en veegt de wand schoon. De meeste systemen zijn echter niet ontwikkeld, laat staan gecertificeerd, voor de voedingsmiddelenindustrie. Jürg Heinimann van URESH AG in Biel-Benken (CH) ging in op de systemen van dit bedrijf, die wél EHEDG 1 gecertificeerd zijn.
1 Het betreft alleen het ontvangststation.
Het bedrijf hield zich aanvankelijk bezig met CIP-systemen en engineering. Vanuit de farmaceutische industrie kwamen vragen naar systemen om productverlies, met name uit leidingen, te verminderen. Omdat bestaande pigging systemen niet geschikt waren voor hygiënische toepassingen, ontwikkelde URESH zelf een systeem. Na de eerste toepassingen in de farma kwam er belangstelling vanuit de voedingsmiddelen- en de cosmetica-industrie. URESH ontwikkelde specifieke systemen voor deze industrieën, waar de eisen (en prijskaartjes) minder hoog zijn dan in de farma.
Zo'n systeem bestaat uit een basisstation, pig, leidingwerk en een ontvangststation. De pig bevindt zich tijdens het productieproces in een aparte kamer die is afgesloten van de productstroom. Dit is niet alleen hygiënischer, maar maakt de pig ook gemakkelijk toegankelijk voor reiniging en onderhoud. De hygiënische pig van URESH is een gesloten kunststof product met een gepolijst en gesloten (niet-poreus) oppervlak. De kunststof is om een magneet heen gespoten, waardoor het mogelijk is om de positie van de plug te bepalen door detectie van het magneetveld.
Omdat de pig op elke positie in de leiding kan worden gestopt, is het mogelijk parallel lopende toevoerleidingen met verschillende ingrediënten, mengsels of eindproducten op dezelfde afvoerleiding aan te sluiten. Door de pig tussen twee aanvoerleidingen te plaatsen, sluit deze de achterliggende leiding(en) af. Andersom is ook mogelijk: een pig fungeert als afsluiter vanuit één aanvoerleiding naar meerdere afvoerleidingen. In dit geval kan in plaats van een ontvangststation ook een tweede basisstation worden toegepast, wat de gebruiker meer flexibiliteit biedt. De meeste flexibiliteit biedt een matrixsysteem, waarbij meerdere aanvoerleidingen, meerdere leidingen met pigs en meerdere afvoerleidingen tot een matrix worden gecombineerd. Hierdoor is het mogelijk gelijktijdig meerdere productstromen in één installatie te verwerken.
Reinigen met lucht
Cees Kuijper van gastheer Fluidor Equipment ging in op het reinigen van leidingen met lucht. Het bedrijf levert een systeem om leidingen te reinigen zonder dat achtergebleven product wordt verontreinigd door andere stoffen, waardoor het nog kan worden verkocht. Het systeem stelt in tegenstelling tot het molsysteem geen eisen aan de geometrie van het leidingsystem. Dit systeem wordt niet gehinderd door vlinderkleppen, zeven of centrifugaalpompen. Het proces omvat vier stappen: leegdrukken, blazen, spoelen en drogen. In alle gevallen wordt alleen lucht door de leidingen geperst. Alleen tijdens het spoelen wordt een zeer fijne waternevel toegevoegd, die weinig water verbruikt. De belangrijkste voordelen zijn de grote besparing op waterverbruik en de hogere beschikbaarheid van de installaties voor productie.
Het systeem is in principe geschikt voor alle producten die te verpompen zijn. Tot nu toe is er in de Nederlandse industrie nog maar weinig interesse; in Japan daarentegen heeft het bedrijf al tal van installaties afgezet. Kuijpers voorziet een veel bredere toepassing dan tot nu toe het geval is. Zo wordt momenteel onderzocht of integratie met CIP-systemen mogelijk is en of reinigingsmiddel kan worden meegeblazen. Ook andere typen apparatuur dan leidingen worden onderzocht en zelfs het reinigen van platenwarmtewisselaars zou tot de mogelijkheden kunnen behoren.
Demo-opstellingen
Het seminar werd afgesloten met een aantal demonstraties. Behalve de besproken systemen werden enkele innovaties getoond die het leven voor de voedingsmiddelenindustrie aangenamer maken.
Packo Industry uit Zedelgem (B) presenteerde een hygiënisch mobiel CIP-systeem voor het automatisch reinigen van procesinstallaties. Het systeem is ontworpen conform de geldende hygiënenormen en levert minder risico voor contaminatie. De mobiele unit is geschikt voor het reinigen van tanks, leidingen en transportbanden, met een minimaal verbruik van energie, water en reinigingsmiddelen.
Realco in Louvain-La-Neuve (B) is gespecialiseerd in hygiëneoplossingen en -procedures op basis van enzymen. Het bedrijf belooft optimale hygiëne door het detecteren en verwijderen van de biofilmbesmetting, niet door chemicaliën maar door enzymen.
De Hydrowashr van Innovative Water Concepts in Grou (Friesland) maakt met één apparaat in slechts 15 seconden handen schoon en droog. Een krachtige luchtstroom blaast waterdruppels uiteen in microscopisch kleine deeltjes die met hoge snelheid vuil van de handen wegslaan en door de snelle luchtstroom meteen worden afgevoerd. Behalve voor een snelle reiniging en een laag waterverbruik zorgt het apparaat ook voor droge vloeren (geen gespetter meer) en zijn handdoeken en papieren doekjes overbodig.
Ik moet zeggen dat ik het een erg geslaagd seminar heb gevonden
Wim Soppe - Stork
