Matematiske beregninger skal effektivisere maskiner til isproduktion

Matematiske beregninger skal effektivisere maskiner til isproduktion

Computersimuleringer som termisk topologioptimering og flowsimuleringer har et stort potentiale for at energi-effektivisere processer i den danske industri. Det potentiale afdækker Teknologisk Institut sammen med en række partnere i Easy-E projektet, som er støtte af Energistyrelsens EUDP program

En af partnerne er Gram Equipment, som i projektet har undersøgt mulighederne for at effektivisere en køletunnel til nedkøling af is - til gavn for både produktionsomkostningerne og CO2-kontoen. Udfordringen har man søgt at løse ved hjælp af simuleringsprocesser.

Easy-E projektets målsætning er at mindske CO2-udledningen i den danske industri via termisk topologioptimering, som skønnes at have et stort potentiale, når det kommer til at spare på energien. Termisk topologioptimering er en designmetode, der er baseret på matematisk modellering og computersimuleringer, hvor man beregner de termiske belastninger, der vedrører varmeoverførsel, flow og køling.

- I projektet arbejder vi bredt med forskellige industricases. Blandt andet undersøger vi opvarmning af kagedej og nedfrysning af fløde til is. Derudover arbejder vi også med en generel energioptimering, da vi i nogle cases arbejder med store systemer, hvor en mere klassisk simuleringsfremgang egner sig bedre, lyder det fra Christopher Klingaa, centerprojektleder hos Teknologisk Institut og arbejdspakkeleder i EASY-E projektet.

Integration i virksomhederne er helt essentiel
- For at gøre topologioptimering og simuleringsprocesser bredt tilgængeligt i industrien, er det i projektet helt essentielt at have industripartnerne med, da de repræsenterer de problemstillinger, som danske (og internationale) virksomheder står over for til dagligt, påpeger Christopher Klingaa.

En af de industrielle samarbejdspartnere er Gram Equipment med hovedsæde i Kolding, der er global leverandør af avanceret udstyr og produktionslinjer til industriel isproduktion. I EASY-E projektet har Gram Equipment blandt andet ønsket at få undersøgt og effektiviseret en køletunnel til nedfrysning af flødeis.

Stort potentiale med store beregninger
Køletunnellen fra Gram Equipment har været på markedet i en del år, hvorfor det var oplagt at se nærmere på, om det var muligt at optimere den ved hjælp af simuleringsprocesser. Køletunnellen fungerer ved, at halvfrosne flødeis, placeret på et bånd, køres igennem den. Undervejs nedkøles isene af en kold luft, der blæses ind i tunnellen, så de kommer frosne ud i den anden ende med en temperatur på omkring minus 30 grader.

For at opnå den bedst mulige optimering, har man via computerprogrammer og udregninger lavet en computerversion af den virkelige køletunnel. Derved kan man få et præcist billede af luftens cirkulation inde i tunnellen.

Computersvaret er valideret i virkeligheden
Simuleringsprocesserne har nu vist gode resultater med en væsentlig beregnet forøget indfrysnings-hastighed. Disse resultater er opnået ved at optimere luft flowet inde i tunnelen.

- Det betyder, at Grams kunder i princippet kan vælge at fryse isene hurtigere ned med den samme energimængde, som de bruger på nuværende tidspunkt. Alternativt vil man kunne bruge den samme tid på at nedkøle isen - men nedsætte energiforbruget. Man kan også kombinere de to løsninger og stadig opnå et positivt resultat, lyder det fra Christopher Klingaa.

Resultaterne er blevet bekræftet ved at måle på en frysetunnel i rigtig isproduktion. De gennemførte simuleringer ventes således at få en reel betydning for Gram Equipments kunders produktion og energiforbrug.

Om EASY-E projektet:
EASY-E projektet løber fra 1. oktober 2020 til 31. december 2023 og har et samlet budget på DKK 20 mio. Projektet er støttet af EUDP - Det Energiteknologiske Udviklings- og Demonstrationsprogram under Energistyrelsen og har deltagelse af såvel videns- som industripartnere. Videnspartnerne er Teknologisk Institut, DTU – Danmarks Tekniske Universitet samt Oqton Danmark, mens industrien repræsenteres af Aarsleff, Danfoss Cooling, Asetek, Bühler Group og Gram Equipment.

-lipe

 

13/3 2023
  • Inspicér - beskyt - comply

    Inspicér - beskyt - comply

    maskiner ›Mettler-Toledo lancerer X56 DXD+ Dual Energy Photon-Counting-røntgensystem med AI-funktioner til detektering af kontaminanter, der er svære at finde
  • Interpack gør branchens dynamik håndgribelig

    Interpack gør branchens dynamik håndgribelig

    emballage ›Endnu en gang blev Interpack det globale mødested for forarbejdnings- og emballageindustrien og viste, hvordan den konkrete omstilling allerede er ved at blive gennemført inden for teknologi, materialer og processer
  •  DM i Skills styrker interessen for erhvervsuddannelser

    DM i Skills styrker interessen for erhvervsuddannelser

    maskiner ›Fagkonkurrencen udgør en reel forskel for unge menneskers syn på uddannelse. Det viser en ny evaluering fra Epinion foretaget under den seneste afholdelse, som samlede 50000 besøgende i Hjørring
  • Indpakning af ruller med robotstyret dorn

    Indpakning af ruller med robotstyret dorn

    maskiner ›En skræddersyet pakkelinje med Tentomas RoRo StretchPack og tyske KOCH har givet en slutkunde præcis håndtering af indpakning af ruller i flere størrelser
  • Danmarks første laboratorium for humanoide robotter

    Danmarks første laboratorium for humanoide robotter

    maskiner ›Teknologisk Instituts indviede på årets ROBOTBRAG sit nye Humanoid Lab. Det skal skal hjælpe dansk industri med at finde ud af, om fremtidens robotter er klar til fabriksgulvet
  • Humanoid Robot vinder DIRA Teknologiprisen 2026

    Humanoid Robot vinder DIRA Teknologiprisen 2026

    maskiner ›Den menneskelige robot med navnet Unitree G1 løb med sejren - ikke kun for, hvad den kan i dag, men hvad den repræsenterer for fremtiden, siger juryen
  • Heidelberg og Metsä Board indgår strategisk samarbejde

    Heidelberg og Metsä Board indgår strategisk samarbejde

    maskiner ›Kombinationen af maskiner og materialer - og fælles forskning og udvikling - skal skabe større værdi for kunderne inden for emballageløsninger
  • Opgrader - og reducer miljøpåvirkningen

    Opgrader - og reducer miljøpåvirkningen

    maskiner ›En ny analyse fra Tetra Pak viser, at mejeriproducenter kan opnå betydelige klima- og effektivitetsgevinster ved at opgradere eksisterende produktionslinjer – uden at skulle investere i helt nye anlæg