Energie efficiënte reductie van geuremissie

De Kleijn heeft verschillende energie-optimalisatie studies uitgevoerd in de aardappelverwerkende industrie. Een belangrijke stap hierbij is het bakken van aardappelen, waarbij geurcomponenten vrijkomen die hinder voor de omgeving kunnen opleveren. Om deze geurcomponenten te elimineren worden verschillende technieken toegepast. Bij veel bedrijven is men echter ontevreden over het functioneren van deze installaties. Daarnaast verbruiken ze veel energie. Rik van den Berg, medewerker van De Kleijn, heeft voor het afronden van zijn opleiding Chemical engineering aan de Universiteit Twente, onderzoek gedaan naar geuremissie reductie in combinatie met warmteterugwinning. De onderzoeksdoelstelling was ‘Ontwerp een efficiënte behandeling van bakdampen waarbij de geuremissie wordt verminderd gecombineerd met warmteterugwinning.’ Dit onderwerp werd als zodanig innovatief beoordeeld, dat dit ook in aanmerking kwam voor ondersteuning binnen het programma MKB Innovatie topsectoren (MIT) Oost.

In de industrie zijn er diverse gasvormige afvalstromen. Eén of meerdere van deze afvalstromen kunnen geurcomponenten bevatten wat kan leiden tot geuroverlast. Door handhaving van de overheid kunnen bedrijven worden verplicht om de geuremissie te verminderen. In de aardappelverwerkende industrie is één van deze stromen de stroom bakdampen uit de bakoven. De bakdampen komen vrij bij het bakken van de aardappelproducten en bevatten naast droge lucht en waterdamp ook componenten die leiden tot geuremissie.

In de praktijk zijn er diverse technieken beschikbaar die kunnen worden gebruikt om de geuremissie te verminderen. Het werkingsprincipe en de verwijderingsrendementen verschillen per techniek. Mogelijke technieken zijn onder andere: UV-oxidatie, bio-filter, adsorptie, absorptie, condensatie, thermische oxidatie, etc. Al deze technieken vragen extra energie en leveren niet altijd het gewenste resultaat. Dit heeft De Kleijn er toe aangezet om onderzoek te doen naar een methode die enerzijds effectief is en anderzijds zorgt voor een minimale toename van het energieverbruik.

In de eerste analyse die daarop volgde is gebleken dat, gebaseerd op enkele prestatie-indicatoren, de meest interessante technieken voor geurverwijdering UV-oxidatie, condensatie en thermische oxidatie zijn.

Zowel condensatie als thermische oxidatie levert de mogelijkheid voor energieterugwinning op, daarom zijn deze opties in dit artikel verder uitgewerkt. Een condensor kan geplaatst worden voor het condenseren van de bakdampen. Door het condensatieproces worden vervuilende componenten afgevoerd met het condensaat. Tevens kan door het hoge dauwpunt van de bakdampen veel energie worden teruggewonnen op een relatief hoge temperatuur. Deze restwarmte kan op andere locaties in de fabriek nuttig gebruikt worden. In onderstaand figuur is een schematisch diagram van een condensor weergegeven:

Indien er een hoger verwijderingsrendement benodigd is, bestaat er de mogelijkheid voor het toepassen van thermische oxidatie, ook wel incinerator genoemd. Bij een incinerator worden de bakdampen naar een bepaalde temperatuur gebracht met een bepaalde verblijftijd waardoor vrijwel alle vervuilende componenten worden omgezet naar verbrandingscomponenten. In onderstaande grafiek is de concentratie van VOC (vervuilende componenten) en CO weergegeven. Volgens onderstaande grafiek is er geen emissie bij een temperatuur hoger dan 750 °C.

In onderstaand figuur is een schematische incinerator weergegeven:

Door De Kleijn is bepaald wat de beste praktische integratiemogelijkheid is van één of een combinatie van deze systemen. Meegenomen hierin zijn onder andere: warmteterugwinning, energieverbruik, CO2 emissie, investeringskosten, operationele kosten, etc. Hierbij zijn twee haalbare scenario’s geïdentificeerd waarbij 33 en 34% energiebesparing wordt gerealiseerd op basis van een referentiesituatie met geuremissiereductie. De terugverdientijd is bij beide scenario’s 1,4 jaar gebaseerd op additionele investeringskosten. De geuremissie van de bakdampen worden hierbij gereduceerd tot een minimum.

De afgelopen 4 jaar heeft Rik van den Berg naast zijn werkzaamheden voor De Kleijn een Master-opleiding Chemical engineering aan de Universiteit Twente doorlopen. Met bovenstaand onderwerp is Rik succesvol afgestudeerd. Wij feliciteren hem van harte met dit mooie resultaat!

Rik ontvangt zijn diploma
Rik ontvangt zijn diploma