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
  • Robotbrag bliver del af Week of Robotics

    Robotbrag bliver del af Week of Robotics

    maskiner › Under den fælles titel går det traditionelle ROBOTBRAG til næste år sammen med konferencen NextGen Robotics LIVE i et tre dage langt, internationalt robotarrangement på Fyn
  • Genbrugspapir i limløst lukkesystem

    Genbrugspapir i limløst lukkesystem

    maskiner ›Maskinproducenten Schuberts 'Dotlock' teknologi, hvor emballager og låg kan samles uden klæbemidler, er anvendt med Koehler Papers genbrugspapir i vellykket pilotprojekt
  • Danske Scape strømliner produktion i Kina

    Danske Scape strømliner produktion i Kina

    maskiner ›Den højtteknologiske, kinesiske virksomhed, SENEX har med SCAPE's 3D Vision-Guided Robotics opnået en fejlfri, fleksibel og fuldautomatisk produktion af sine differenstryksensorer
  • Kongsberg lancerer halvautomatisk Smart Material Handler

    Kongsberg lancerer halvautomatisk Smart Material Handler

    maskiner ›I den modulære skæremaskine kan operatøren lægge nye materialer på, mens skæremaskinen stadig bearbejder det forrige ark. Det halverer behovet for arbejdskraft
  • To To-i-en'ere fra nye samarbejdspartnere

    To To-i-en'ere fra nye samarbejdspartnere

    maskiner ›Specialisten i emballering og automatisering, MULTIVAC og Provisur, som leverer udstyr til fødevareforarbejdning har slået sig sammen og præsenterer to fuldautomatiske løsninger
  • Scape Open Day

    Scape Open Day

    maskiner ›Scape Technologies slår dørene op og inviterer til åbent hus, hvor gæsterne kan opleve 3D vision og robotautomation i praksis
  • Fokus på teknologisk udvikling og samarbejde

    Fokus på teknologisk udvikling og samarbejde

    maskiner ›Teknologisk Institut og flere industrivirksomheder var samlet hos Unimec til faglig dialog om bin picking og fremtidens automatiseringsløsninger
  • HI messen samlede atter industrien

    HI messen samlede atter industrien

    maskiner ›Innovative løsninger, nytænkende produkter og aktiviteter der gav stof til eftertanke var i centrum på HI-messen, der samlede industrien til tre udbytterige dage