Het NWGD Jaarsymposium 2023 van de Vereniging Nederlandse Werkgroep Drogen stond in het teken van de vermindering van het energieverbruik en de CO2-voetafdruk van industriële droogprocessen. Rond het thema was een samenhangend programma met diverse sprekers. Evenals de vorige editie vond het evenement plaats in het Omnia-gebouw van Wageningen University & Research (WUR).
Een kleine honderd belangstellenden uit binnen- en buitenland togen donderdag 21 september 2023 naar het Omnia-gebouw op de campus van Wageningen University & Research (WUR) om elkaar te inspireren met innovaties op het gebied van droogtechnologie. NWGD-voorzitter Maarten Schutyser (WUR) opende het Jaarsymposium en wees daarbij op de extreme weersomstandigheden van de voorbije maanden. Een zeer hete en droge zomer in Zuid-Europa werd gevolgd door enorme wateroverlast, noodweer en hagelbuien in verschillende landen: “Dit heeft te maken met een klimaatverandering die het gevolg is van de uitstoot van broeikasgassen zoals CO2. Het is de hoogste tijd dat de procesindustrie gaat besparen op het energieverbruik. Deze urgentie ligt ook volledig in lijn met de missie van de NWGD om de ontwikkeling van duurzame ontwaterings- en droogtechnologieën te stimuleren.”
Voedingsmiddelen
Na de opening werd het woord gegeven aan experts uit het bedrijfsleven, kennisinstellingen en de academische wereld. Zij deelden diverse ontwikkelingen op hun vakgebieden en gingen daarbij ook in op vragen en opmerkingen vanuit de vol bezette collegezaal. In de presentaties kwam naar voren dat duurzame productieprocessen niet ten koste hoeven te gaan van de kwaliteit van producten of voedingsmiddelen.
Plantaardig eiwit
De eerste spreker op het Jaarsymposium was Joost Beekman (DSM) die een toelichting gaf op de duurzame productie van het plantaardig eiwit CanolaPRO, afkomstig uit de canolaplant ofwel koolzaad. Dit eiwit, dat na de productie van koolzaadolie wordt geëxtraheerd uit de perskoek, blijkt over een breed pH-bereik wateroplosbaar, waardoor het kan worden gesproeidroogd. DSM heeft bij de bereiding ervan kwesties zoals kleverigheid en stofexplosiegevaar opgelost en het proces opgeschaald tot een veilige en robuuste proeffabriek. Het eiwit wordt inmiddels toegepast in vegetarische voedingsmiddelen, waaronder een snack die de deelnemers in de ochtendpauze konden proeven.
Verstuiving
Vervolgens presenteerde Artur Pozarlik (Universiteit Twente) een onderzoek naar de verstuiving van hoogviskeuze (stroperige) media. De meeste verstuivers in de procesindustrie zijn alleen geschikt voor laagviskeuze media. Bij sproeidroogprocessen echter kan een belangrijke energiebesparing worden gerealiseerd als een viskeuzere voeding mogelijk is. In dat geval is namelijk minder verdampingswarmte benodigd voor de vorming van de poeders. Het blijkt dat ‘flow blurring-atomizers’ hier uitkomst kunnen bieden. Deze robuust gebouwde verstuivers zijn relatief ongevoelig voor variaties in de massastroom. Voorts is een toenemende viscositeit minder van invloed op de druppelgrootte dan het geval is bij andere verstuivers. Bovendien hebben variaties van de luchtstroom geen grote invloed op de druppelgrootte, wat de stabiliteit en consistentie van de flow blurring-atomizers nog eens onderstreept.
Trommel- en flashdrogers
Sébastien Heymans (Lessine, België) besprak energiebesparende strategieën bij de inzet van trommeldrogers en flashdrogers. Beide typen installaties zijn convectieve drogers die gebruik maken van hete gassen (met name lucht) en zowel thermische als elektrische energie verbruiken. Van het totale thermische energieverbruik is het grootste deel (70-80%) bestemd voor de waterverdamping. Verder gaat energie verloren via de schoorsteen (5-25%), warme oppervlakken (5-10%) en de verwarming van het product (7-12%). Het elektrische energieverbruik komt voor rekening van de hoofdventilator (50-75%), de rotatiemotor (20-25%) en de fluidizer (25-50%).
De thermische energie voor de opwarming van het product is deels terug te winnen door de warmte van het uitgaande product over te dragen aan de inkomende lucht. Dit levert een besparing op van 5-10%. Het energieverlies bij de schoorsteen is terug te dringen door warmtewisselaars aan het begin en het einde te plaatsen. De uitgaande lucht wordt dan gebruikt om de inkomende lucht te verwarmen, wat een energiebesparing van 5-8% oplevert. Bij een lage RV is een gedeeltelijke gasrecirculatie mogelijk. Hierbij wordt een deel van de uitgaande lucht teruggevoerd en gecombineerd met de inkomende lucht. Dit kan een energiebesparing van 5-15% opleveren. Voorts is het vaak mogelijk om procesparameters te optimaliseren voor een zo laag mogelijk energieverbruik. Zo dient de temperatuur van de inkomende lucht zo hoog mogelijk te zijn, en die van de uitgaande lucht zo laag mogelijk. Voorts dient men overdroging van het product te vermijden.
Promotieprojecten
Na een netwerk- en postersessie was er ruimte voor de pitches van de promotieprojecten van vijf promovendi:
- Sriram Ramanathan (UT): Modellering van radiale multizone-drogers.
- Cristine Garcia Llamas (TUe): Numerieke simulatie van druppelbreuk tijdens verstuiving.
- Julia Veser (WUR): Drogen van hoogwaardige groentezaden.
- Vivekanand Swami (TUe): Experimentele nevelanalyse bij sproeidrogen.
- Nienke Eijkelboom (WUR): Single droplet drying in sproeidrogers.
Sproeidrogen
De tweede helft van de dag werd na een goed verzorgde lunch geopend met een presentatie van Jan van Pijkeren (SiccaDania/Invex Group) over technologieën om de energiekosten van indamp- en droogprocessen te verlagen, CO2-emissies te reduceren en stofemissies tegen te gaan. Dit gebeurt door de inzet van procesautomatisering, warmterecuperatie-systemen en high efficiency cyclonen. Zo beschikt SiccaDania over verfijnde, sanitaire zakkenfilters maar ook over CIP-reinigbare pillow plate warmtewisselaars waarvan de luchtzijde eenvoudig is schoon te maken.
Elektrohydrodynamica
Donato Rubinetti (Empa, Zwitserland) verklaarde het principe van elektrohydrodynamisch drogen (EHD). Het idee is dat men met behulp van een hoogspanningsdraad lucht ioniseert, waardoor die naar een geaarde elektrode beweegt. Deze ‘ionenwind’ verbetert de warmte- en massaoverdracht bij het natte product door deze luchtstroming. EHD is als niet-thermische technologie aantrekkelijk voor het drogen van warmtegevoelige producten. Vergeleken met conventionele, convectieve droogtechnieken is sprake van kortere droogtijden en minder krimp. Ook neemt de rehydratiecapaciteit toe, wordt de textuur beter (zachter) en blijven voedingswaarde, kleur en smaak van producten beter behouden. EHD is weliswaar een energiezuinige droogtechnologie, maar nog niet op industriële schaal toepasbaar. Momenteel vindt onderzoek plaats naar opschaling van de techniek voor onder meer het zuiveren van lucht voor voedselverwerking en koelopslag.
Oververhitte stoom
Geert Raymaekers (CEE, België) heeft zich verdiept in het drogen met oververhitte stoom en de ontwikkeling van een koolstofvrije droger op basis van een warmtepomp. Voor een specifieke toepassing ervan in de keramische industrie is eerst nagegaan of betere alternatieven beschikbaar waren, zoals mechanisch ontwateren of een droging met behulp van een overschot aan restwarmte. Waar dat niet het geval is, kan drogen met oververhitte stoom 25% energiebesparing opleveren ten opzichte van een conventionele droging met warme lucht. In het onderhavige geval werden bakstenen in direct contact gebracht met de oververhitte stoom waardoor het water verdampt. Een deel van dit water wordt uit het systeem verwijderd en de rest verhit en in het droogproces gerecirculeerd. Een hybride systeem met oververhitte stoom en warmtepomp kan het energieverbruik nog eens met 66% verminderen.
Zuigelingenvoeding
Violet van Kogelenberg en Nikolas Charamis (Nestlé Nunspeet) gaven inzicht in de ambitieuze duurzaamheidsdoelen van deze producent van zuigelingenvoeding. Het streven is om de CO2-uitstoot in 2030 met 50% te hebben verminderd en in 2050 een uitstoot van nul te hebben bereikt. Hiertoe richt Nestlé zich op een efficiënter gebruik van de energiebronnen voor hun sproeidroogprocessen. Eén belangrijk initiatief betreft het gebruik van energie uit afvoerlucht. De hete lucht (ongeveer 85°C) wordt ingezet voor de verwarming van de reinigingsvloeistoffen die essentieel zijn voor het onderhoud van de sproeidroger. Bovendien wordt lucht in het temperatuurbereik van 60°C tot 38°C gebruikt voor de verwarming van de ingaande lucht van de sproeidroger. In de afgelopen drie jaar hebben de inspanningen van Nestlé geresulteerd in een gemiddelde terugwinning van 20% van de energie in het totale proces.
Eurodrying 2023
De laatste bijdrage aan het Jaarsymposium was een verslag van Anneloes van Boven (WUR) over de hoogtepunten van Eurodrying 2023. Zij bezocht deze conferentie van 4 t/m 7 juli in Polen als prijs voor haar posterpresentatie tijdens het vorige Jaarsymposium. Het evenement werd afgesloten met een geweldig diner in het restaurant van het Omnia-gebouw. De volgende editie vindt plaats op 3 oktober 2024, wederom op de campus van Wageningen University & Research (WUR).
Dit artikel is gebaseerd op het Engelstalige symposiumverslag van de WUR-studenten Mijke Gruson, Samantha Guidry en Ward Peeters.
Zie ook:
Contactgegevens Vereniging Nederlandse Werkgroep Drogen
NWGD Jaarsymposium droogtechniek 2021
