Oppdragsgiver Lilleborg as v/lilleborg Storforbrukere Hovedkontor Avdelingskontor Forskningsveien 3b Høgskoleringen 7 Postboks 123 Blindern 7491 Trondheim 0314 Oslo Telefon 22 96 55 55 Telefon 73 59 33 90 Telefaks 22 69 94 38 Telefaks 73 59 33 80 E-mail Internett Foretaksnr. firmapost@byggforsk.no www.byggforsk.no NO 943 813 361 MVA Oppdragsgivers adresse P 4236 Torshov N-0401 Oslo Oppdragsgivers referanse Anders Trømborg Prosjektnr./arkivnr. Dato Rev.dato Antall sider Antall vedlegg Gradering Forfatter(e) KO 50039 10.07.00 9 Åpen Steinar K. Nilsen Prosjektleder Sign. Ansvarlig linjeleder Sign. Kvalitetssikrer Sign. Steinar K. Nilsen Jørn T. Brunsell Lars-Erik Fiskum Oppdragsrapport Anlegg for rengjøring i næringsmiddelindustri - Undersøkelse av kapasitet, temperaturfall, kraft mot spyleflaten, rengjøringseffekt og aerosoldannelse - KORTVERSJON Kort sammendrag Norges byggforskningsinstitutt har på oppdrag fra Lilleborg Storforbrukere undersøkt anlegg for rengjøring i næringsmiddelindustri. Det var ønskelig å få foretatt sammenlignende undersøkelser av kapasitet, temperaturfall, kraft mot spyleflaten, rengjøringseffekt og aerosoldannelse for 3 forskjellige rengjøringsanlegg. Denne rapporten er en kortversjon med hovedpunkter av resultatene fra undersøkelsen. For fullstendig rapport se rapport O 6870-050 fra NBI datert 09.05.00. Lavtrykksanlegg ble testet og sammenlignet med to høytrykksanlegg. Undersøkelsene viste at lavtrykksanlegget hadde størst kapasitet (vannmengde), lavest temperaturfall ved økning av avstand til arbeidsoverflaten, høyt lokalt trykk pr. flateenhet i sentrale deler av spyleviften, størst spyleareal på arbeidsoverflaten, best rengjøringseffekt og lavest aerosoldannelse. Anlegget viste best resultater med dyse 25/40. På bakgrunn av resultatene ble følgende konklusjoner trukket: Anlegg for rengjøring i næringsmiddelindustri bør ha følgende egenskaper for best mulig fjerning av fett ved finspyling: Lavt arbeidstrykk, høy kapasitet, spredningsvinkel (dyse) godt under 40 (grense er ikke definert). Virksomhetsområde Emneord Filnavn 4.2 Industribygg, Rengjøringsteknikk Dokument2 Rapport Lilleborg 2000 kortversjon Utdragsvis eller forkortet gjengivelse av rapporten er ikke tillatt uten NBIs spesielle godkjennelse. Hvis rapporten skal oversettes, forbeholder NBI seg retten til å godkjenne oversettelsen. Kostnader belastes oppdragsgiver.
Bakgrunn Norges byggforskningsinstitutt har på oppdrag fra Lilleborg Storforbrukere undersøkt de rengjøringstekniske egenskapene til 3 anlegg for rengjøring i næringsmiddel-industri. Denne rapporten er en kortversjon med hovedpunkter av resultatene fra undersøkelsen. For fullstendig rapport se rapport O 6870-050 fra NBI datert 09.05.00. Innledning Rengjøring i næringsmiddelindustri utføres med lavtrykksbaserte eller høytrykksbaserte rengjøringsanlegg. Såkalte lavtrykksanlegg opererer ved trykk opp til 25 bar, mens høytrykksanlegg opererer ved betydelig høyere trykk, normalt ca. 60 bar. Spesifikasjoner for anleggene som ble testet kan sees i tabell 1. Spesifikasjonene i tabellen er oppgitt fra produsentene. ga størst vannmengde. De to høytrykksanleggene ga ca. halvparten av den vannmengden lavtrykksanlegget ga med dyse 25/40. Temperaturfall Hensikten med målingene var å finne temperaturfallet i spylestrålen ved forskjellig arbeidsavstand. Temperaturen har betydning for anleggets evne til å fjerne fett. Det er ønskelig med minst mulig temperaturfall slik at god smelteeffekt oppnås også ved større spyleavstander. Stort temperaturfall vil bidra til økt spyletid og nedsatt produktivitet ved finspyling etter skumlegging. Målingene ble foretatt ved hjelp av temperaturfølere montert ved dysen og i spyleplanet, se bilde 1, og vanntemperatur (ved dysen) var i området 61-68C. Romtemperaturen var 232C under forsøkene. Undersøkelser og resultater Undersøkelsene ble foretatt i NBIs sanitærlaboratorium i perioden juli 1999 til mars 2000. Det ble foretatt sammenlignende undersøkelser av kapasitet, temperaturfall, kraft mot spyleflaten, rengjøringseffekt og aerosoldannelse for 3 forskjellige rengjøringsanlegg. Kapasitet Hensikten med undersøkelsen var å finne hvilken vannmengde anleggene gir ved normalt arbeidstrykk. Vannmengden har blant annet betydning for anleggets smusstransporterende egenskaper. Jo høyere vannmengde, jo raskere kan løst smuss skylles bort. Egenskapen har størst betydning for produktivitet i forbindelse med grovspyling før skumlegging. Vannmengden ble målt ved hjelp av laboratoriets vannmåler. Resultater fra måling av kapasitet kan sees i tabell 2. Målingene viste at lavtrykksanlegget Bilde 1: Prøveoppstilling for måling av temperaturfall Tabell 1: Spesifikasjoner for anleggene som ble testet, med tilhørende dyser. ANLEGG VANN-MENGDE ARBEIDSTRYKK DYSER (vinkel/kapasitet) Lavtrykk 5-100 l/min. 25 bar 1/4 VEEJET 25/40 1/4 VEEJET 15/30 1 5-100 l/min. 40 bar 1/4 MEG 25/13 1/4 MEG 40/15 2 21 l/min. 60-85 bar 1/4 MEG 25/12 1/4 MEG 25/10 O 6870-050 Lilleborg 2:9 OSLO 09.05.00
Tabell 2: Resultater for kapasitetsmålinger ved normalt arbeidstrykk. Anlegg Dyse (vinkel/kapasitet) Arbeidstrykk (bar) Kapasitet (liter/minutt) Lavtrykk 25/40 22 35,4 Lavtrykk 15/30 22 28,8 1 25/13 44 19,2 1 40/15 43 21,0 2 25/12 60 18,7 2 25/10 85 18,8 35 30 2 dyse 25/12 25 1 dyse 40/15 Temperaturfall o C 20 15 2 dyse 25/10 1 dyse 25/13 10 Lavtrykk dyse 15/30 5 Lavtrykk dyse 25/40 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Avstand i cm Figur 1: Temperaturfall som funksjon av spyleavstand O 6870-050 Lilleborg 3:9 OSLO 09.05.00
Figur 1 viser resultatene fra målinger av temperaturfall. Lavtrykksanlegget viste klart best resultater, med mindre enn 10C temperaturfall ved 60 cm spyleavstand og kun 5C ved 40 cm. Anlegget med høyest arbeidstrykk viste temperaturfall større enn 15C allerede ved 25 cm spyleavstand. Spyleareal Hensikten med målingene var å finne arbeidsflaten til de forskjellige kombinasjonene av dyser og pumper. Spylearealet har betydning for arbeidseffektiviteten. Spyleviftens lengde og bredde ble målt med metermål. Målingene er forbundet med forholdsvis stor usikkerhet. Målingene ble foretatt i spyleplanet ved følgende avstander fra dysen: 10, 25, 40, 50, 60 og 75 cm. Lavtrykksanlegget med dyse 25/40 hadde størst spyleareal, og dekket ca. 75 cm 2 av overflaten ved 50 cm spyleavstand. Spyleviftens lengde var ca. 25 cm ved denne spyleavstanden. Spyletrykk Hensikten med målingene var å finne hvilket trykk de forskjellige kombinasjonene av dyser og pumper ga mot arbeidsoverflaten. Spyletrykket har betydning for anleggets evne til å løsne smuss fra overflaten. Spyletrykket ble målt ved å la spyleviften treffe en måleplate med kraftmåler, se bilde 2. Målingene ble foretatt ved følgende avstander fra dysen: 10, 25, 40, 50, 60 og 75 cm. Bilde 2: Måling av spyleareal og spyletrykk sanlegg 2 med dyse 25/12 ga høyest gjennomsnittlig spyletrykk mot overflaten ved spyleavstand 25-50 cm. Lavtrykksanlegget med dyse 25/40 ga høyest spyletrykk pr. flateenhet ved spyleavstand 10 cm. Lavtrykksanlegget hadde generelt et høyere spyletrykk i viftens sentrale deler i forhold til ytterkantene både i lengderetningen og på tvers av viften. Forskjellene var spesielt merkbare på tvers av viften, hvor en stor andel av det totale trykket var samlet i de midterste 50 % av viftebredden. Dette gir et høyt lokalt spyletrykk som kan virke positivt inn på anleggets rengjøringsegenskaper. Rengjøringseffekt Hensikten med målingen var å undersøke anleggenes evne til å spyle bort fett. Dette er en viktig egenskap i forbindelse med finspyling, og kan ha avgjørende betydning for overflatens grad av renhet etter rengjøring. Spyling ble foretatt kun med varmt vann uten bruk av kjemikalier. Undersøkelsen ble foretatt ved at prøveplater av rustfritt stål ble smurt inn med svinefett. Fettmengden på overflaten ble målt før og etter rengjøring ved hjelp av geltape og BM-Dustdetector. Prøveplatene ble etter 16-18 timers oppbevaring ved romtemperatur satt inn i en testrigg og spylt med varmt vann, se bilde 3. Bilde 3: Testing av rengjøringseffekt Prøveplatene ble ført 1x og 2x frem og tilbake under spyleviften i avstand 25 cm og 50 cm. Vanntemperatur ved dysen var 593C under forsøkene. Resultatene fra måling av rengjøringseffekt ved finspyling kan sees i O 6870-050 Lilleborg 5:9 OSLO 09.05.00
figur 2 og 3. Figurene viser gjenværende mengde fett målt som støvdekkeprosent. Lavtrykksanlegget viste best rengjøringseffekt ved både 25 og 50 cm spyleavstand, og spylte platene helt rene også ved 50 cm avstand (2 ganger spyling). Anlegget med høyest trykk spylte kun helt rent ved 2 gangers spyling og 25 cm avstand. O 6870-050 Lilleborg 6:9 OSLO 09.05.00
Figur 2: Restsmuss etter henholdsvis 1x og 2x spyling med varmt vann ved 25 cm. 1,6 1,4 1,2 1 Støvdekkeprosent 0,8 25 cm 2 ganger 25 cm 1 gang 0,6 0,4 0,2 0 Lavtrykk dyse 15/30 Lavtrykk dyse 25/40 1, dyse 25/13 1, dyse 40/15 2, dyse 25/12 2, dyse 25/10 Figur 3: Restsmuss etter henholdsvis 1x og 2x spyling med varmt vann ved 50 cm. 30,00 25,00 20,00 Støvdekkeprosent 15,00 50 cm 2 ganger 50 cm 1 gang 10,00 5,00 0,00 Lavtrykk dyse 15/30 Lavtrykk dyse 25/40 1, dyse 25/13 1, dyse 40/15 2, dyse 25/12 2, dyse 25/10 O 6870-050 Lilleborg 7:9 OSLO 09.05.00
9000 1 dyse 40/15 8000 1 dyse 25/13 7000 2 dyse 25/10 6000 2 dyse 25/12 Antall 1000 partikler 5000 4000 3000 2000 Lavtrykk dyse 25/40 Lavtrykk dyse 15/30 1000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tid i minutter Figur 4: Aerosoldannelse, totalt antall partikler større enn 0,3 m. O 6870-050 Lilleborg 8:9 OSLO 09.05.00
Aerosoldannelse Hensikten med målingen var å undersøke i hvilken grad anleggene sprer dråper av forskjellig størrelse. Dråpene kan bidra til å spre forurensninger til flater som har blitt rengjort. Målingene ble foretatt med partikkelteller under spyling med kaldt vann (16C). Avstand mellom dyse og spyleflate var 50 cm, og måleinstrumentet var plassert 5 m fra spylestedet i høyde ca. 90 cm over gulvet. Lavtrykksanlegget ga ved spyling betydelig lavere totalt partikkelinnhold i romluften enn de to høytrykksanleggene, se figur 4. Bakgrunnsverdier (partikler før spylestart) er trukket fra i figuren. sanleggene tilførte ca. dobbelt så mye partikler til romluften som lavtrykksanlegget. Forskjellene skyldes dannelse av meget små partikler med diameter under 0,7 mikrometer (m). Høyt lokalt spyletrykk pr. arealenhet i sentrale deler av spyleviften. Best rengjøringseffekt Lavest aerosoldannelse Lavtrykksanlegget er godt egnet både til grovspyling og finspyling, og vil ha en høyere ytelse enn de to høytrykksanleggene som ble undersøkt. Ved finspyling på 50 cm avstand må det sørges for spyling med 50 % overlapping. Steinar K. Nilsen forsker/cand. real Sammenhenger Statistiske beregninger (korrelasjonsanalyser) viste at rengjøringseffekten var mest avhengig av temperaturfallet. Større temperaturfall førte til at mer fett ble liggende igjen på platen etter spyling. Temperaturfallet var igjen avhengig av anleggenes kapasitet og arbeidstrykk. Temperaturfallet økte med økende arbeidstrykk, og ble redusert med økende kapasitet. Aerosoldannelsen var vesentlig høyere ved bruk av høytrykksanlegg enn ved bruk av lavtrykk. Partikkelspredningen var høyest ved kombinasjon av høytrykk, høy spredningsvinkel, og lav kapasitet, og var ikke bare avhengig av arbeidstrykket alene. Konklusjoner Lavtrykksanlegget med dyse 25/40 anses for å ha de beste egenskapene med tanke på rengjøring i næringsmiddelindustri. Anlegget hadde følgende egenskaper: Størst kapasitet (vannmengde) Lavest temperaturfall ved økning av avstand til arbeidsoverflaten Størst spyleareal på arbeidsoverflaten O 6870-050 Lilleborg 9:9 OSLO 09.05.00