Super Optimeret Karton Indfryser (SOKI)

Køle- og varmepumpeteknik
Fødevareprodukter pakkes typisk i papkasser og stables på paller for herefter at blive kørt ind i en kartonindfryser. Opbygningen er langt fra optimal med henblik på energieffektiv og hurtig indfrysning. Der skal derfor udvikles en løsning, der skal mindske energiforbruget i disse frysetunneller til indfrysning af palleteret ferske produkter med mindst 30 %.
For et test-tunnel blev energiforbruget reduceret med 86 % at at sænke luftflowet fra 6,5 m3/s til 2,3 m3/s samtidig med at det var muligt at opnå den krævet sluttemperatur for produktet. Lignende tests viser, at ved at sænke luftflowet fra 6,5 m3/s til 5,0 m3/s blev energiforbruget reduceret med ca. 62 %.
Projektbeskrivelse

Fødevareprodukter pakkes typisk i papkasser og stables på paller for herefter at blive kørt ind i en kartonindfryser. Opbygningen er langt fra optimal med henblik på energieffektiv og hurtig indfrysning. Der skal derfor udvikles en løsning, der skal mindske energiforbruget i disse frysetunneller til indfrysning af palleteret ferske produkter med mindst 30 %. Dette søges opnået gennem modellering og efterfølgende forsøg ved at optimere pakningen af pallerne, inklusive nye optimerede mellemplader. Under forsøgene optimeres luft flow, trykfald og temperaturforløb igennem fryseren. Da disse parametre er dynamiske, lægges der også vægt på at optimere styringen. Både eksisterende og nye frysere er omhandlet.

Resultater

En stor del af kød fyses i store batches i frysetunneller. Disse tunneller er ofte designet efter gamle tommelfingerregler og i langt de fleste situationer kører de med konstant luftflow. Ved at optimere driftsbetingelserne for tunnellerne kan der opnås store energibesparelser.

Dette projekt dækker demonstration, laboratorieforsøg, modeller og CFD-simulationer (computational fluid dynamics) for at optimere frysetunnelerne og reducere energiforbruget.

Formålet med projektet har været at reducere energiforbruget med 30 %. Optimeringen af ventilatorens hastighed, fordeling af luftflowet i frysetunnellen. Ved at reducere luftflowet, falder trykket i frysetunnellen, hvilket resulterer i et lavere energiforbrug. 

Den totale tid et produkt opholder sig i tunnellen afhænger af logistikken for tunnellen og arbejdsflow/skema. Derfor handler optimeringen af frysetunnellen om at bruge den ledige tid et produkt opholder sig i fryseren på den mest effektive måde. For et test-tunnel blev energiforbruget reduceret med 86 % at at sænke luftflowet fra 6,5 m3/s til 2,3 m3/s samtidig med at det var muligt at opnå den krævet sluttemperatur for produktet. Lignende tests viser, at ved at sænke luftflowet fra 6,5 m3/s til 5,0 m3/s blev energiforbruget reduceret med ca. 62 %. Grunden til at luftflowet ikke blev sænket mere var at frekvensen var fastlåst og kørte allerede på lavest mulige frekvens.  

Ved at anvende bafler til at rettet flowet hvor det behøves kan der opnås store energibesparelser. Ved at anvende bafler og reducere luftflowet samtidig med at bibeholde samme frysetid, som i reference-casen, kan det forventes at opnå en energibesparelse på 68 %. Ved yderligere at sænke luftflowet til 1,8 m3/s og bibeholde den krævet sluttemperatur for produktet kan der forventes en energibesparelse på 93 %. 

Nye typer af plast-paller var også testet og sammelignet træpaller som bruges i dag. Resultaterne i tunnellen viste en reduktion i frysetiden på 4,9 timer og en mindre stigning i energiforbruget ved de samme justeringer i ventilatorens hastighed som i reference-casen. Ved at sænke luftflowet til 2,8 m3/s blev der opnået en besparelse på 78,6 %. Frysetiden var 30,7 timer og derfor er der plads til flere besparelser ved at sænke luftflowet yderligere.    

Konklusionerne er baseret på 25 forskellige tests. 18 tests er udført i laboratoriet hos Teknologisk Instustitut og 7 tests er udført i en frysetunnel hos Claus Sørensen A/S. 

Key figures

Periode:
2016 - 2018
Bevillingsår:
2016
Egen finansiering:
1,23 mio.
Støttebeløb:
1,35 mio.
Støtteprocent:
52 %
Projektbudget:
2,58 mio.

Kategori

Oprindelig title
Super Optimeret Karton Indfryser (SOKI)
Program
ELFORSK
Fælles overordnet teknologiområde
Energieffektivitet
Projekttype
Demonstration
Journalnummer
ELFORSK 348-036

Deltagere

Teknologisk Institut (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Claus Sørensen A/S
Hørup Maskiner
Güntner GmbH & Co. KG

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk