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
  • Robotløsning automatiserer pakkeanlægget

    Robotløsning automatiserer pakkeanlægget

    maskiner ›RoboTool har designet og implementeret en ny pakkeløsning hos Danfoss Drives
  • Fødevarer kommer på græs

    Fødevarer kommer på græs

    maskiner ›Indenfor få år kan protein udvundet fra almindeligt kløvergræs være en hovedingrediens i en lang række almindelige fødevarer som f.eks. is, yoghurt og proteindrikke. Smag og farve fra udtrækket har hidtil skabt forhindringer, men det har forskere på AAU arbejdet på at gøre noget ved
  • Tetra Pak New Food Technology Development Centre er åbnet

    Tetra Pak New Food Technology Development Centre er åbnet

    maskiner ›Forsøg med pilotanlæg vil fremskynde produktlanceringer, reducere investeringsrisikoen og hjælpe producenterne med at levere konkurrencedygtige fermenterede produkter af høj kvalitet
  • Bleer bliver til plast, cellulose og vand

    Bleer bliver til plast, cellulose og vand

    maskiner ›Den danske miljøvirksomhed, Verdis, har fået til opgave at genanvende københavnernes bleer. På Kanalholmen 24 i Hvidovre opfører de derfor et nyt genbrugsanlæg, der skal sikre, at københavnernes brugte bleer bliver omdannet til genanvendelige materialer som bl.a. plast, cellulose og vand
  • Universal Robots på markedet med sin hidtil hurtigste cobot

    Universal Robots på markedet med sin hidtil hurtigste cobot

    maskiner ›Den danske producent af kollaborative robotter præsenterer i denne uge sin UR15 på Automate-messen i Detroit. Robotten kan løfte 15-17 kg og egner sig især til f.eks. bil-, metal- og forarbejdsningsindustrien og elektronik og teknologibranchen
  • Komplet, rullende arbejdsplads fra Norris Print Tech

    Komplet, rullende arbejdsplads fra Norris Print Tech

    maskiner ›En stor tablet, labelprinter og egen kraftig strømforsyning er NPTs nyeste bud på en mobil arbejdsstation til lagre og produktionsmiljøer. Løsningen hedder Newcastle NB Slim Cart og er kombineret med Zebras nye KC50 tablet
  • Årets EuroSkills i Herning bliver den største nogensinde

    Årets EuroSkills i Herning bliver den største nogensinde

    maskiner ›Aldrig før i europæisk skillshistorie har der været så mange deltagere tilmeldt til en EuroSkills-konkurrence. Det står klart efter fristen for at tilmelde fagatleter er lukket, og ikke mindre end 597 unge talenter fra hele Europa har meldt deres ankomst til Danmark
  • Forbedret checkvejer med intelligente optioner til fødevareproducenter

    Forbedret checkvejer med intelligente optioner til fødevareproducenter

    maskiner ›Mettler-Toledo har annonceret en større opdatering af sin førende C31 StandardLine-checkvejer. Den indeholder en række nye muligheder, der giver større fleksibilitet, hurtigere implementering og forbedret overholdelse af fødevaresikkerheden