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
  • Sikre og grønne løsninger til den farmaceutiske industri

    Sikre og grønne løsninger til den farmaceutiske industri

    maskiner ›På messen ACHEMA 2024 præsenterer MULTIVAC en komplet linje til fremstilling af farmaceutiske kombipakker, et transportbånd og til fleksibel og sikker mærkning af farmaceutiske produkter. Desuden er der fokus på mere miljøvenlige emballagekoncepter
  • Ny platform forenkler robotautomatiseringen

    Ny platform forenkler robotautomatiseringen

    maskiner ›Software og automatiseringsvirksomheden Scape Technologies' 3D robot guidance platform, Scape CoCreator kombinerer avanceret 3D Vision-teknologi og AI med intuitiv, kodefri programmering af robotter
  • Nyt værktøj gør det nemt at måle friktion på pakkefolie

    Nyt værktøj gør det nemt at måle friktion på pakkefolie

    maskiner ›Tentoma, der fremstiller RoRo StretchPack® pakkemaskiner, introducer COF indicator ST 1.0 , som kan estimere friktionskoefficienten (COF) på pakkefolier. Dette er nyttigt hvis en pakkemaskine kræver en folie med en specifik friktionskoefficienten for at fungere optimalt
  • 500 danske virksomheder skal sige farvel til affald

    500 danske virksomheder skal sige farvel til affald

    maskiner ›Hvert år bliver der smidt en million tons overskudsmaterialer ud årligt fra industri- og produktionsvirksomheder. Det tal skal nedbringes gennem projekt ZeroWaste, som har fået 24 millioner kroner af Industriens Fond
  • Markante forbedringer inden for checkvejning og inspektion

    Markante forbedringer inden for checkvejning og inspektion

    maskiner ›Scanvaegt Systems introducer ny generation af højeffektive og præcise inspektionsløsninger til pakkelinjen. Programmet omfatter bl.a. en serie af hurtige og præcise checkvejere med hastighed op til 300 pakninger/min og en nøjagtighed helt ned til 0,1 g
  • Fremtidens robotter bliver selvtænkende og gør skrot til genbrug

    Fremtidens robotter bliver selvtænkende og gør skrot til genbrug

    maskiner ›EU-projektet RoboSapiens vil give morgendagens robotter evnen til at tilpasse sig store og uforudsete ændringer i deres miljø – herunder arbejdet tæt med mennesker. Projektet ledes af Aarhus Universitet og med i det er Teknologisk Institut, som bl.a. har fokus på renovering af elektronik
  • Europas største maskine til foldekarton indviet i Sverige

    Europas største maskine til foldekarton indviet i Sverige

    maskiner ›Metsä Board har på produktionsanlægget i Örnsköldsvik kommune øget kapaciteten på sin BM1-maskine. Den kan nu producere 600.000 tons folkekarton om året og er den mest moderne af sin slags i hele Europa
  • Ny løsning til pluk af alle størrelser

    Ny løsning til pluk af alle størrelser

    maskiner ›Siemens, Universal Robots og Zivid har sammen udviklet en logistikløsning der strømliner lagerautomatiseringen og løser vedvarende udfordringer ved intralogistiske "fulfillmentopgaver". Løsningen er i fuld gang med at blive præsenteret på messer og ved forskellige arrangementer