FAGSEMINAR KLIPPFISKTØRKING Rica Parken Hotell, Ålesund Onsdag 13. Oktober 2010 SLUTTØRKING ENERGIFORBRUK Ola M. Magnussen Avd. Energiprosesser SINTEF Energi AS 1
ANLEGG FOR SLUTTØRKING Mål: BESTEMME : LUFTMENGDER LUFTHASTIGHETER ARRANGEMENT, MV. SOM KREVES FOR RASJONELL OG ENERGIEFFEKTIV TØRKING I ANDRE TØRKEFASE OG GI FORSLAG TIL ALTERNATIVE TEKNISKE LØSNINGER TILPASSET ALTERNATIVE TØRKER. SINTEF Energi AS 2
RIKTIG BRUK og DRIFT ER AVGJØRENDE FOR RASK TØRKING OG LAVT ENERGIFORBRUK! Stuing av varer må gi riktig luftstrøm over varene lufta må tvinges ved vareplasseringen Falskluft utenom varene bidrar ikke til tørkingen og er tap av ytelse og kapasitet Viftene må tilpasses avvanningen og unødig viftebruk er sløsing av vifteenergi og kompressorenergi. Kompressorvalg, drift og styring etter behov er avgjørende for å få lavt energiforbruk Lite varer i tunneler gir oftest høyt energiforbruk pr. tonn! SINTEF Energi AS 3
TØRKEHASTIGHET FOR KLIPPFISK Vanntransporten fra fiskens indre er lavere enn fordampingen det bygges et karakteristisk tørrsjikt på overflata gjør at: Tørrsjiktet reduserer tørkehastigheten drastisk etter ca. 1. døgn er den redusert med ca. 70 % - og følger ikke vanlig tørketeori: VED SLUTTØRKINGEN: Lufttemperaturen har liten innvirkning under sluttørkingen - bør være mellom 25 og15 C. Lufthastigheten er ikke viktig, men for å fjerne vanndampen må hastighet være bedre enn i vanlige lager (ønsker ikke vekttap). Relativ fuktighet har noe betydning, men kan være 50-60 %. Likevektsfuktigheten på klippfisk ligger i området ca. 76 %, - over denne vil man ikke få vannfjerning fra fisken. SINTEF Energi AS 4
AVFUKTINGSHASTIGHET VED TØRKING Tørkeforsøk med simulert ettertørking LTFISK I % V INNSATT SAL VEKTTAP AV TØRKETID [timer] Hovedtørking i 1. døgn ved 22 C og 40 % RH. Ettertørking ved: 15 C og 60 % RH MÅLINGENE I PROSJEKTET VISER TØRKEHASTIGHET VED SLUTTØRKING PÅ 1-2 G/TIME PER KG SALTFISK INNLAGT SINTEF Energi AS 5
STYRT SLUTTØRKING - UTNYTTELSE AV VARMEOVERSKUDD FRA VARMEPUMPA Energien som tilføres kompressor til å løfte energien fra kjøler til kondensator er varmeoverskudd ved temperatur godt over tunneltemperatur t OVERSKUDDS ENERGIEN KAN GRATIS NYTTES TIL SLUTTØRKING OG/ELLER TØRKING Store forskjeller er registrert mellom anlegg av tørketyper, kapasiteter og bruk av utstyr. Sluttørkingen må tilpasses tørkene og driftsmåte. SINTEF Energi AS 6
ØKT KAPASITET I TØRKETUNNELER VED SLUTTØRKING I EGNET LAGER/TUNNEL Årsaken til den langsomme sluttørkingen er trolig at når klippfiskens karakteristiske tørrsjiktet er dannet reduseres tørkehastigheten mye. For langblåste tunneler har lav luftfuktigheten ut fra vognene. Betydelig økning i tørketunnelenes kapasitet og utnyttelse av avfuktingssystemet ved mer våt saltfisk i tunnelene. Kan da også sette inn/ta ut fisk bare en gang (eller mindre) i døgnet. Ved å ta fisk med et godt tørrsjikt ut fra tørketunnelen, hvor siste fase av tørkingen like effektivt kan gjøres ved lav lufthastighet og relativt høy luftfuktighet, vil dette gi plass til mer saltfisk og derved økt utnyttelse av kostbar tunnel. Sluttørkingen av fisken kan gjennomføres i enklere lager eller rom med lavere lufthastighet og mindre krav til luftfuktighet. SINTEF Energi AS 7
Kompressor sluttørking M Utekondensa tor Bare for bruk uten varmebehov Over- føres Ekspansjons ventil Receiver d c Kondensator Fordamper M vann b a Ettertørking med overskuddvarme fra semi-kontinuerlig VP- tørke i tradisjonell hordetørke. Tilluft og omluft reguleres av spjeld for styring av luftfuktigheten. SINTEF Energi AS 8
Ettertørking med overskuddvarme fra semi-kontinuerlig VP- tørke i en enkel ettertørke/lager med styrt inntak av uteluft og fuktkontroll. SINTEF Energi AS 9
ØKET KAPASITET I TUNNELENE VED BEDRE UTNYTTELLSE AV TØRKELUFTA STOPP FALSKLUFTA GJENNOM TUNNELENE ØK BRETTHØYDEN FOR Å FÅ MER LUFT GJENNOM I VOGNENE/MELLOM BRETTENE TA UT VOGNENE TIL SLUTTØRKING ETTER 1 2 DØGN (TUNNELAVHENGIG) - OG SETT INN MER SALTFISK GIR 30 50 % ØKNING I KAPASITET OM PLASS TILGJENGELIG I ARBEIDSLOKALER MV. KAN FISK SLUTTØRKES HER Krav: Relativ fuktighet 60 65 % og litt luftbevegelse, Oppvarming med overskuddsvarme fra tørka kan sikre fuktighet og temperatur fortrinnsvis 15-25 o C VIL KUNNE GI ENERGIFORBRUK UNDER 100 kwh/tonn SINTEF Energi AS 10
C A B X uteluft X ut tørke A: Lufttilstand ut fra tørke Ettertørkeprosessen vist skjematisk i h x diagrammet for fuktig luft. B: Uteluftens tilstand C: Tilstand etter oppvarming inn til tørka Blanding og oppvarming ved omluft. Møre har normal måneds middeltemperaturer varierer mellom 2,5 til 14 o C, en vanlig temperatur vil ca.10 o C. For langblåst tunnel viser en beregning med denne utetemperatur og en forutsatt ettertørking ved 22 o C og 70 % RH nødvendig varmebehov som utgjør bare ca. 34 % av tilgjengelig kondensatorvarme. Med antatt lufttilstander kan overskuddsvarmen fjerne i størrelsesorden 50 % av vannet av det den installerte tørka klarte. NB: En slik semi-kontinuerlig tørke har rimelig jevn belastning og derved også jevn tilgang på overskuddsvarme. SINTEF Energi AS 11
Konklusjon: Ved langblåste semi-kontinuerlige tørker kan en oppnå betydelige kapasitetsøkning ved de vanlig forekommende uteluft tilstander en har langs kysten ved å utnytte kondensatorytelsen fra varmepumpa i en ettertørke til oppvarming av uteluften. Beregninger viser en realistisk økning i tørkekapasiteten i størrelsesorden 30 50 % med minimalt øket energiforbruk (til vifter). Dette krever rimelige investeringer i ettertørke, kondensator i ettertørka, vifter og utstyr for luftregulering. SINTEF Energi AS 12
Tørkekapasitet ved ny teknologi Et eksempel: VANLIG VARMEPUMPETØRKE, 54 vogner, ca. 40 kw kompressor M&R kysten: Vanlige uteforhold: ca. 2-18 o C, RH 90 40 % Ugunstige forhold: 15 o C, RH 90 % Lagerkrav: 25 o C, og RH 60 % Energibehov oppvarming: h = 10,4 kj/kg luft Tørkekapasitet luft: x = 1,51 10-3 kg vann/kg luft Overskuddsvarme gir friskluft: m luft = 3,85 kg luft/s Tørkekapasitet for sluttørking: m vann = 20,9 kg vann/time Tørkehastighet sluttørking: 1 g/kg saltfisk eller 1 kg vann/tonn Total kapasitet for ettertørke: 20 tonn 54 vogner à 300 kg/vogn dvs. tunnelkapasitet: ca. 16,2 tonn! Energiforbruk: ca. 100 kw/tonn Ved 5 o C, RH 90 % vil kapasiteten være redusert til ca. 15,1 kg vann/time SINTEF Energi AS 13
SATSVIS TØRKING ( TVERRBLÅST ) 6 5 4 3 m 3 m 2 1 2 m 1 Hele tunnelen fylles opp og anlegget startes. Kort tunnel i luftretningen krever stor sirkulert luftmengde og gir lav oppfukting av lufta. En delstrøm av lufta tas til avfukting i aggregat som vanligvis i går med full ytelse hele tiden. SINTEF Energi AS 14
TVERRBLÅSTE TØRKER - med satsvis innsetning (batch) Vannmengden fra fisken reduseres etter som tørrheten økes og lufttilstanden endres under tørkingen. UTFORDRING: HVORDAN BYGGE ET ENERGIEFFEKTIVT AGGREGAT FOR SÅ VARIERENDE BEHOV? Krav: Energieffektiv nedregulering av kompressorytelse og sirkulert luft/bedre vifter og styring SINTEF Energi AS 15
ENERGI EFFGEKTIVISERING VED TVERRBLÅSTE TØRKER Vil kreve betydelig ombygging og modernisering: 1. Kompressorenes ytelse må tilpasses avvanningen. Vil kreve nytt styresystem og trolig også ventiler og styring for øvrig. 2. Viftene må stå med rett luftretning og luftmengden må styres, eventuelt byttes til mer energieffektive. 3. Etter-/sluttørking i egnet lager vanskelig pga. ujevn tilgang på overskuddsvarme fra nedregulerte kompressorer. Må eventuelt ha mange tunneler og anleggene fra disse må også knyttes sammen. Anbefaling: Sett alle kompressorene i et maskinrom og ombygg til indirekte lakesystem for kulde og varme til alle tunneler, lager-/ettertøkerom og arbeidslokaler. SINTEF Energi AS 16
VEIEN VIDERE Økte kostnader for og arbeidskraft framover vil kreve modernisering og automatisering IKKE MINST i klippfisknæringen. Prosjektaktiviteten de senere år har gitt betydelig basiskunnskap om hvordan anleggene kan bygges energieffektivt. Det er behov for å bygge en ny generasjon tørkebedrift og dokumentere fordelene. TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN! SINTEF Energi AS 17