Wärmerückgewinnung bei Sprühtrocknern
Sprühtrocknungsanlagen haben einen relativ hohen Energiebedarf. Die
Energie wird u.a. dazu benötigt, flüssige Produkte in einer
Sprühtrocknungsanlage zu Pulver zu verarbeiten.
Die für diesen Vorgang
benötigte Trocknungsluft verläßt mit einer Temperatur von 70-90°C den Trockner
und kann mit Hilfe einer Wärmerückgewinnung einen deutlichen Beitrag zur
Energiesparung leisten.
Bei einem täglichen Einsatz einer
Sprühtrocknungsanlage ergeben sich erhebliche Energiemengen, die zum Vorheizen
der Prozessluft der Anlage verwendet werden könnten (s. Fließbild unten).
Sprühtrockner mit Wärmerückführungssystem
Heutzutage ist der
größte Teil der Sprühtrocknungsanlagen mit Schlauchfiltern ausgerüstet, sodass
nur eine geringfügige Reststaubmenge durch die Schlauchfilter in die Abluft
gelangt. Ein Wärmetauscher in der Abluft zur Rückgewinnung der Wärme wird daher
während des Betriebs nur geringfügig verschmutzt. Die Reinigung des
Wärmetauschers beeinträchtigt somit nicht den Produktionsablauf.
Die
Wärmerückgewinnung kann auch durch Wärmetauscher, die in der Verbrennungsluft
eines Dampfkessels, in einem Heißölkreislauf oder in indirekten Gaserhitzern
installiert sind, ergänzt werden, um die Temperatur des zirkulierenden Wassers
auf bis zu 95°C anzuheben. Eine weitere Erhöhung der Temperatur sollte jedoch
vermieden werden, da in diesem Fall die Wärmerückgewinnung als Hochdrucksystem
ausgelegt werden müsste, was auch eine ineffizientere Wärmeübertragung zur
Folge hätte.
CIP-Fähigkeit des Wärmerückgewinnungssystems
Der in der Abluft des Sprühtrockners installierte Wärmetauscher
sollte bei Lebensmitteln den allgemeinen Hygienerichtlinien entsprechen und zur
Entfernung von möglichen Pulverablagerungen auf der Erhitzeroberfläche auch
CIP-bar sein, da sich sonst die Wärmeübertragung mit der Zeit verschlechtert.
Um den Hygieneanforderungen gerecht zu werden, ist der Wärmetauscher
aus einzelnen Plattenelementen aufgebaut. Jedes dieser Elemente besteht aus
zwei, an bestimmten Punkten und an den Rändern zusammengeschweißten
Edelstahlblechen. Nach dem Schweißvorgang werden die Plattenelemente
hydraulisch aufgeweitet. Dabei entstehen zwischen den verschweißten Platten
Hohlräume für die Zirkulation des heißen Wassers.
Die Plattenelemente
werden parallel im Abluftkanal plaziert, wo die heiße Luft auf der Außenseite
zwischen ihnen hindurchströmt. Dabei wird die Wärme auf das Wasser, welches im
Inneren der Plattenkörper im Gegenstrom zirkuliert, übertragen.
Bei
verschiedenen chemischen Produkten sind die Hygieneanforderungen nicht
relevant, jedoch hat dieses System den Vorteil von weniger Ablagerungen.
Außerdem ist es im Falle von Ablagerungen reinigbar.
Die
Wärmerückgewinnung ist eine komplette Einheit, die sich vollständig in die
Gesamtanlage integrieren läßt.
Energieersparnis
Die Leistungsfähigkeit wird durch ein Steuerungssystem gewährleistet,
das, um eine maximale Energieersparnis zu erreichen, die Zirkulationsmengen,
die Temperaturen usw. erfasst und regelt.
Um eine optimale Auslegung zu
ermöglichen, müssen alle relevanten Anlagenparameter bekannt sein. Dies gilt
insbesondere bei der Umrüstung von älteren Anlagen.
Es besteht die
Chance, eine Energieeinsparung an Dampf, Elektroenergie, Gas von ca. 20% der
ansonsten für die Sprühtrocknung benötigten Menge zu realisieren.
Bei
den derzeit herrschenden Energiepreisen, ist eine Amortisation in nur 2-3
Jahren durchaus realistisch.
Des weiteren sollte nicht unerwähnt
bleiben, dass eine derartige Investition eine gute Möglichkeit zur Reduzierung
von CO2 Emissionen bei der Betreibung von Sprühtrocknern ist.
GEA Niro stellt unterschiedliche, dem jeweiligen Anwendungszweck angepasste Wärmetauscher her, davon einige auch mit CIP-Reinigung.
GEA Niro kann Ihnen kurzfristig einen Überblick über die
möglichen Energieeinspar möglichkeiten bei Ihrer Anlage geben.