Het energieverbruik voor dooi-, koel- en vriesprocessen beperken door overmatig energieverbruik te voorkomen en de procesvoering te optimaliseren of aan te passen

Deze techniek is in hoofdstuk 5 geselecteerd als BBT voor alle vlees- en visverwerkende bedrijven.

Beschrijving techniek

Overmatig energieverbruik kan voorkomen worden door bv.

• te voorkomen dat geconditioneerde en gekoelde ruimten kouder zijn dan noodzakelijk door toepassing van sensoren en een geautomatiseerde klimaatsturing, bv.
  • 12°C in lokalen waar versneden, verpakt of herpakt wordt;
  • 4°C in gekoelde ruimten;
• de uitstroom van koude lucht bij het openen van de deuren van koel- of vrieshuizen te vermijden/beperken door een luchtsluis of luchtgordijn toe te passen:
  • deze maatregel wordt toegepast in Vlaanderen zowel in vlees- als in visverkende bedrijven;
  • deze maatregel heeft als bijkomende voordelen:
    • vloeren zijn niet vochtig;
    • ijsvorming op de vloeren wordt voorkomen.

Het dooiproces voor ingenomen bevroren grondstoffen kan geoptimaliseerd worden door gebruik te maken van bv.

• microgolven;
• installaties met automatische programma’s ifv grondstof/product;
• geconditioneerde lucht in een tempereerruimte;
• dooikast met aangepaste dooiprogramma’s (in het geval een beperkte hoeveelheid (verschillende) grondstoffen ingevroren worden aangekocht);
• warmwaterbak met bubbels;
• besproeiing met water;
• 100% verzadigde lucht.

Het energieverbruik voor koeling kan beperkt worden door bv.:

• koudeverliezen via deuren (en kieren) te beperken, bv.
  • deuren en poorten zoveel mogelijk gesloten houden;
  • deuropeningen verkleinen;
  • passage via de deur met transportband i.p.v. met vorkheftruck;
  • snelsluitende (bv. automatisch systeem) deuren voorzien;
  • goed isolerende deuren voorzien;
  • (lucht)gordijnen voorzien;
• gebruik te maken van een gesloten koelsysteem;
• installaties (bv. vacuümklok) met koeling in de wand toe te passen ipv opstelling van installaties in een gekoelde ruimte;
• snelkoeling met behulp van vloeibare stikstof (-76°C) toe te passen;
• tegenstroomkoeling toe te passen bv. bij gekookte worsten;
• de condensatiedruk en -temperatuur te optimaliseren;
• de ganse koelinstallatie regelmatig te ontdooien (bv. automatische geoptimaliseerde dooicyclus);
• luchtontvochtigers/luchtdrogers toe te passen ter hoogte van de koelinstallatie ter voorkoming van mist/nevel/condensatie, ijsvorming en schimmels;
• condensoren proper te houden;
• ervoor te zorgen dat de aangevoerde lucht naar de condensoren, zo koud mogelijk is;
• de condensatietemperatuur te optimaliseren; te regelen volgens de natte boltemperatuur (zo laag mogelijk houden, eventueel overgaan naar elektronische expansieventielen);
• VSD (variable speed drive) op condensorventilatoren toe te passen;
• verdampers automatisch te ontdooien tijdens de productie; deze functie uitschakelen gedurende korte productieonderbrekingen;
• de werking van het koelwatersysteem te optimaliseren ter voorkoming van overmatig spuien;
• een koelsysteem toe te passen voor het koelen van ruimten, producten of processtromen op basis van alternatieve koudemiddelen (bv. CO₂, N₂, lucht, niet-gehalogeneerde koolwaterstoffen, ammoniak);
• absorptiekoeling op basis van restwarmte toe te passen;
• een geavanceerd sturingssysteem met snelheidsregeling voor meerdere compressoren toe te passen;
• on-site productie van stikstofgas toe te passen;
• een automatische ontluchter op de koelinstallatie te voorzien;
• een oliewaskolom op de koelinstallatie te voorzien;
• geautomatiseerde koelhuizen toe te passen:
  • door koelhuizen te laten vullen en beheren door robots (bv. orders uit de rekken halen) kan de opslagruimte optimaal worden benut en wordt het openen en sluiten van de koelruimte beperkt;
• koelruimtes te verkleinen via flexibele tussenwanden bij variaties in stock en productie.

De hoeveelheid energie bij vriesprocessen kan beperkt worden door bv.

• het invriesproces te optimaliseren door te vermijden dat producten aan de ingang van de vriesinstallatie tegen / op elkaar liggen door gebruik te maken van bv. trilzeven of transportbanden met verschillende snelheden;
• te werken met gedifferentieerde koelwatercircuits (in plaats van één globaal circuit op -40° C);

Voor het diepvriezen (zo ook koelen) wordt gebruik gemaakt van koelvloeistoffen. Afhankelijk van de toepassing is een koudere koelvloeistof nodig, bv.

• invriezen (vriestunnels): ammoniak op ongeveer -40 °C;
• opslagruimtes: ammoniak op ongeveer -30 °C;
• aanmaken van koelwater: ammoniak op ongeveer -3 °C;
• werken met meerdere trappen (2 ipv 1);
• werken met tussendrukvaten;
• werken met verschillende temperaturen volgens noodzaak en gebruik;
• gebruik te maken van installaties die werken volgens het tegenstroomprincipe (beperking verdamping water);
• de aangemaakte hoeveelheid schelfijs af te stemmen op de effectief benodigde hoeveelheiden;
• de transmissie- en ventilatieverliezen van koelhuizen en ruimten te beperken door bv.
  • voldoende isolatie te voorzien;
  • de ruimte te koelen ter hoogte van de deuringang;
  • luchtbewegingen ter hoogte van de deuropening te beperken;
  • een luchtsluis toe te passen;
  • de deuren van de vriescellen slechts gedeeltelijk te openen indien persoon binnen / buiten gaat;
  • indien de deur regelmatig openstaat, tochtstrippen voorzien;
  • gepaste in- en uitlaadplatforms voor voertuigen voorzien ter hoogte van de koelruimte;
• geautomatiseerde vrieshuizen toe te passen;
• s nachts te koelen wanneer de omgevingstemperatuur het laagst is;
• het vriesproces te optimaliseren;
• alternatieve vriestechnieken toe te passen.

Cryogeen koelen/vriezen wordt toegepast in vlees- en visverwerkende bedrijven in Vlaanderen, bijvoorbeeld via toepassing van tunnels of -kasten.

Vloeibaar N₂ wordt courant toegepast. Koelen door middel van vloeibare stikstof gebeurt door het verdampen van de stikstof (-196°C). De stikstof onttrekt de warmte uit de omgeving en van de producten die in contact zijn met de vloeibare stikstof. De koude gasvormige stikstof wordt in beweging gebracht door middel van ventilatoren met als doel het onttrekken van energie uit de producten die gekoeld dienen te worden.

Een alternatief is het cryogeen koelen door middel van CO₂. Er wordt hierbij veelal uitgegaan van vast CO₂ (droog ijs), eventueel gecomprimeerd tot pellets. Droog ijs heeft een temperatuur van ongeveer -79°C. Door sublimatie zal het CO₂ de energie onttrekken uit zijn omgeving. Ook hier zal het koude gas door middel van ventilatoren de producten verder doorkoelen. Droog ijs wordt voornamelijk gebruikt om producten koel te houden in aangepaste containers of om te koelen door middel van direct contact tussen droog ijs en het te koelen product. Droog ijs wordt op het product aangebracht (gespoten) en bedekt het product gedurende het transport door de productiehal op de transportband.

Met vloeibare stikstof kan een groter temperatuurgebied bereikt worden. Deze eigenschap geeft vaak de doorslag in de keuze van cryogeen gas dat in de vlees- en visverwerkende industrie wordt toegepast. CO₂ of droog ijs heeft als voordeel het gebruiksgemak.

Een voorbeeld van alternatieve vriestechniek is IQF (individually Quick Frozen). Deze techniek wordt in Vlaanderen toegepast voor het invriezen van kleine vlees- en visproducten, zoals bv. spekreepjes.

Enkele voorbeelden van innovatieve technieken zijn:

• ontdooiproces van de vriezers uitstellen (om de 2-3 dagen ipv dagelijks);
• supercooling (koelen bij ~-1 to -4°C in afwezigheid van ijs);
• superchilling (koelen bij ~-1 to -2°C in aanwezigheid van 10-15 % ijs);

Deze technieken moeten zich anno 2014 nog bewijzen in de praktijk. Deze technieken vereisen een strikte opvolging van het productieproces en de sector heeft momenteel nog te kampen met kwaliteitsproblemen (betrouwbaarheid van een aantal technieken nog in vraag gesteld).

Technische haalbaarheid

De concrete invulling van deze maatregel is afhankelijk van de verwerkte grondstoffen en de eigenlijke procesvoering. Een aantal maatregelen wordt courant toegepast (evt. mits randvoorwaarden) in vlees- en visverwerkende bedrijven.

Milieu-impact

Toepassing van deze maatregel heeft veelal een direct effect op de hoeveelheid energie die vereist is voor de verwerking van vlees en vis. Zo is bv. microgolftechnologie efficiënter voor het verwarmen en koelen dan directe verwarming met gas. Voor microgolftechnologie is elektriciteit nodig in de plaats van aardgas. Het rendement voor de aanmaak van elektriciteit uit aardgas is eerder beperkt (ongeveer 45%). Indien de elektriciteit via bv. PV-panelen of windmolens opgewekt wordt, scoort de microgolftechnologie op het gebied van energie gunstiger in vergelijking met directe verwarming. Daarnaast kan ook de hoeveelheid emissies (bv. stookinstallaties) die geëmitteerd worden naar de lucht beperkt worden.

Bepaalde maatregelen (bv. aanmaak van schelfijs) hebben impact op de keten, bv. leveranciers van hulpstoffen. Voor de eigen aanmaak van schelfijs is extra (hoogkwalitatief) water en energie vereist.

Economische haalbaarheid

Door toepassing van deze maatregel is er een terugverdieneffect omwille van besparingen op het gebied van energiekosten (= belangrijke drijfveer voor bedrijven omwille van de hoge energiekosten). De mate van besparing van energiekosten alsook de kosten van o.a. procesaanpassingen zijn afhankelijk van de bedrijfsspecifieke situatie.

voorbeeld cryogeen koelen/vriezen

De prijzen van de gassen (N₂ of CO₂) worden bepaald in functie van de volumes die worden afgenomen, de geografische ligging van de klant ten opzichte van de productie-eenheden (door de relatieve lage kostprijs van de gassen is de factor transport een belangrijk gegeven in de kostprijsbepaling). Over het algemeen mag men er van uitgaan dat het prijsniveau van beiden op hetzelfde niveau liggen.

Referenties

• Anoniem, 2012a
• Anoniem, 2012b
• Bedrijfsinformatie
• Derden, A. et al, 2007
• Derden, A. et al, 2008
• FENAVIAN et al, 1996d
• Joint Research Centre, 2006 (zie paragrafen 5.1; 5.1.4.4; 5.1.4.6-8; 5.1.4.10; 5.1.4.12-13; 5.1.6; 5.2.1; 5.2.2; 4.1.5; 4.1.7.9; 4.2.6.6; 4.2.7.1; 4.2.2.1-5; 4.2.8.1; 4.2.8.4-5; 4.2.9.1-2; 4.2.10.1; 4.2.11.1-3; 4.2.11.6-7; 4.2.11.3; 4.2.11.5; 4.2.11.7; 4.2.11.12; 4.2.13.1; 4.2.13.3-10; 4.2.15.1-6; 4.2.16.1-2; 4.2.17.2-3; 4.5.3.2)
• Leveranciersinformatie
• Studiedagen
• Van den Abeele, L. et al, 2015
• VIP, 2011
• http://www.agentschapondernemen.be/themas/ecologiepremie