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
  • Postkort til Månens bagside

    Postkort til Månens bagside

    maskiner ›53 forskere får mulighed for at afprøve vilde forskningsideer med støtte fra Villum Fonden. Projekterne kan vise sig at fejle, men rummer også potentiale for store gennembrud.
  • En bronze og 12 Excellence-medaljer ved WorldSkills

    En bronze og 12 Excellence-medaljer ved WorldSkills

    maskiner ›Tjernerelev, Linnea Lind Lehner fik en tredjeplads og så var der priser til ekstraordinære præstationer inden for bl.a. mekaniker- og Industri 4.0 brancherne i Kina
  • 15 unge fagtalenter dyster i Kina

    15 unge fagtalenter dyster i Kina

    maskiner ›Tirsdag åbnede WorldSkills 2026 - også kaldet VM for faglærte i Shanghai. Det danske landshold er frem til fredag i konkurrence med 1400 konkurrenter fra over 70 lande
  • Grøntsagsrester som alternativ til kemiske konserveringsmidler

    Grøntsagsrester som alternativ til kemiske konserveringsmidler

    maskiner ›Fermenterede sidestrømme kan hæmme væksten af sporedannende bakterier i andre retter. og være med til at gøre andre fødevarer mere holdbare, viser undersøgelse fra Teknologisk Institut
  • 44 robotter til 145 medarbejdere

    44 robotter til 145 medarbejdere

    maskiner ›Müller Gas Equipment er en mindre produktionsvirksomhed, de helt store industrikoncerner kan lære meget af. Det mener juryen bag DIRA Automatiseringsprisen 2026, som i år går til Sønderjylland
  • Fleksibelt sorteringssystem til alle flaskeformer

    Fleksibelt sorteringssystem til alle flaskeformer

    maskiner ›RoboSELEX hedder Sidels nyeste løsning til kassepakning. Systemet er fri for ophobning og har ubegrænsede muligheder for lette flaskeformer og batchkonfigurationer
  • Automatisering af EPS pakkelinje giver øget kapacitet

    Automatisering af EPS pakkelinje giver øget kapacitet

    maskiner ›Tentoma har leveret ny pakkelinje til amerikanske Atlas Roofing Corporation, som dermed øger kapaciteten til sine fremtidige produkter
  • Vigtige ledsagere til frossent grønt fra A til Z

    Vigtige ledsagere til frossent grønt fra A til Z

    maskiner ›Tryk- og niveausensorer fra VEGA er vigtige samarbejdspartnere for bl.a. Italiens førende producent af friskfrosne grøntsager, Orogel Group. Eksperten i måleteknologi stiller op på årets Foodtech messe til oktober