Energieffektiv separation ved hjælp af frysekoncentrering
Med fremkomsten af energieffektive kompressorer for vanddamp og direkte kontaktvarmeveks-lere, hvor isgenereringen sker ved fordampningstemperaturer meget nær ved opløsningens frysepunkt, vil frysekoncentrering kunne blive en meget effektiv teknologi i bestræbelserne på at konvertere separationsprocesser fra termisk til elektrisk drift i fremtidens fossilfrie energisystem. I modsætning til de fleste termiske teknologier vil systemet i mange tilfælde endvidere kunne indgå næsten direkte i et fleksibelt elsystem. I 2008 udgjorde inddampning 6% af industriens samlede energiforbrug.
Ved frysekoncentrering sænkes vandandelen i en opløsning ved at udkrystallisere en del af vandet, og efterfølgende fjerne de dannede iskrystaller. Frysekoncentrering er en skånsom og energieffektiv metode til opkoncentrering, der energimæssigt kan konkurrere med de bedst energioptimerede termiske inddampningsprocesser optimeret med varmepumper og MVR (mekanisk damp rekompression). Opkoncentreringen sker endvidere ved betydeligt lavere temperatur, hvilket ofte har betydning i form af mere skånsom påvirkning af produktet samt mindre tab af letflygtige stoffer som æteriske olier gennem afdampning.
I dette forprojekt vil projektdeltagerne afdække muligheder og forretningspotentiale ved frysekoncentrering. Et energioptimeret komplet system vil blive foreslået og indledende tests på produkter gennemført. I et efterfølgende projekt udvikles et kost- og energieffektivt komplet system baseret på dansk producerede vanddampkompressorer og direkte kontaktvarmevekslere.
Projektet var et forprojekt, hvis primære formål var at afdække markedspotentialet ved frysekoncentrering ved at gennemføre et grundigt markeds- og litteraturstudium. Den opbyggede viden er blevet igennem produkteksempler anvendt til afdækning af de energi- og produktmæssige fordele/ulemper for teknologien ift. alternativerne dvs. inddampning og membranteknologier.
Markedspotentialet primært i Danmark er blevet undersøgt og række produkter undersøgt som potentielle muligheder for frysekoncentrering.
Teknologiens potentiale er blevet vurderet i forhold til alternativerne ved at lave en levetidsanalyse (LCCA) hvor frysekoncentrering vha. skrabevarmevekslere og vakuum teknologi er sammenlignet med inddampning og membran teknologier. De indsamlede informationer danner et godt grundlag for et efterfølgende projekt, hvor et komplet system kunne blive udviklet.
Projektet viste at markeder for frysekoncentrering er mange og kan opdeles i tre kategorier spildevand, vandproduktion og fødevareproduktion. Fødevareproduktion hvor produktet er af højværdi og hvor fødevarekvaliteten vægter højt er oplagte at starte med for at vise teknologiens værdi.
Der blev undersøgt tre fødevarestrømme i projektet, bærkoncentrering, limvand og valle. Der viste det sig for alle strømmene at økonomisk er frysekoncentrering meget god ide med tilbagebetalingstider fra 0 til 5 måneder sammenlignet med tre trins inddamperanlæg. Energibesparelsen for frysekoncentrering i forhold til tretrins inddamper viste sig at være fra 87% til 97%. Det var en del større besparelse en forventet. Det skyldes at køleanlægget til frysekoncentreringen bruger en del lavere el til kompressorerne end som svarer til indfrysningsenergien af isen.
I gennem projektet er det vist, at frysekoncentrering har et stort potentiale som metode til koncentrering. For at realisere dette potentiale er der brug for videre undersøgelser af vakuumteknologien for større produktstrømme. Endvidere er der brug for at finde ud af produkttabet, som skyldes indfrosset produkt i iskrystallen ved forskellige indfrysningstemperaturer.
Issepareringen er også et område, som skal udforskes for at analysere, hvilken metode der passer bedst til de forskellige produkter for at minimere produkttabet.
Key figures
Kategori
Deltagere
| Partner | Tilskud | Eget bidrag |
|---|---|---|
| DryingMate A/S | ||
| Dynamic Energy Design |
