Grip op Drogen

Grip op Drogen

Publieke samenvatting / Public summary

Sensordata bieden houvast voor slimmer drogen

In bestaande industriële installaties voor droogprocessen is forse energiebesparing mogelijk door het gebruik van sensoren. Om hun processen in en bij te stellen zijn operators nu vaak aangewezen op indirecte metingen, bijvoorbeeld van luchttemperatuur en stoomdruk of metingen aan het ingaande materiaal en de kwaliteit van het eindproduct.  Zogenaamde in-line sensoren kunnen op diverse plekken in de installatie worden geplaatst en bieden meer en relevantere data over de plaatselijke proces- en productcondities. Die data bieden aanknopingspunten voor meer begrip en fijnafstemming van het proces, wat leidt tot energie- en materiaalbesparing, hogere doorzet en betere eindproducten.

Het project

In-line sensoren zijn een onderdeel van ‘Grip op Drogen’, een programma waarbij uitwisseling van kennis over droogstrategieën in de industrie centraal staat. In dit project worden verschillende types in-line meetsystemen getest in bestaande installaties. Dergelijke real-time informatie over het product of luchtcondities binnen het proces helpt om een dieper inzicht te krijgen in het verloop van het droogproces. Verspreiding van deze kennis, onder andere via een workshop over in-line meten van vocht, is een belangrijk onderdeel van dit project.  Het draadloos installeren van dergelijke sensoren biedt grote voordelen voor de kosten en monitoring, maar kent ook risico’s. De projectpartners onderzoeken deze risico’s en hoe daarop te anticiperen.

Voor wie?

Het project kijkt allereerst naar gebruik in droogprocessen in de papierindustrie en voedingsmiddelenindustrie, maar in-line sensoren kunnen eigenlijk overal worden ingezet waar vocht uit grondstoffen moet worden gehaald, via indampen of anderszins.

Wat is nieuw?

Meestal kijkt de operator vooral naar de kwaliteit van het eindresultaat en de indirecte metingen van temperatuur en stoomdruk om eventueel het proces bij te sturen. In-line en real-time meten van bijvoorbeeld vochtgehalte, druk, zuurgraad, viscositeit of andere procesparameters geven veel beter inzicht in wat het verloop van het droogproces. Als die data op de juiste manier worden gecombineerd met de modellering van het proces kan dat leiden tot—wellicht geautomatiseerd—bijsturen van de procesregeling. Ook worden nieuwe types ‘intelligente’ sensoren toegepast, die slim met elkaar en met het informatiesysteem kunnen communiceren.

Belangrijkste onderzoekpunten

Het gebruik van in-line sensoren en de meetgegevens kan niet los worden gezien van het modelleren van het proces. Dat verband wordt door het project nu in een vijftal casussen onderzocht. Daarbij worden verschillende types sensoren gebruikt, bijvoorbeeld near-infrarood sensoren (NIR), microscanners op basis van elektrische resonantie en thermografische infraroodscanners.

Besparing binnen dit project

De gerealiseerde energiebesparingen in dit project liggen in de orde van zo’n 10%, louter door betere procesbesturing en zonder nieuwe installaties of innovatie. De grootste winst ontstaat door de optelling van de besparing op energie en grondstoffen, een betere kwaliteit eindproduct en eventueel een hogere capaciteit.

Brede toepassing in Nederland

Drogen is een van de meest energie-intensieve processen in de Nederlandse industrie, met een jaarlijks verbruik van 80 PJ. Waar investeringen in compleet nieuwe installaties nog te kostbaar zijn, is de terugverdientijd van draadloze in-line sensoren vaak beperkt tot een jaar of twee.

Looptijd

Looptijd:01-01-2017 - 30-06-2019

Partners

Andritz, Papierfabriek Schut, Danone, Huhtamaki,  Hessing Supervers, ISPT, NWGD, Stichting Kenniscentrum Papier en Karton, Drying Dutchman, Energy Matters, EnerQ, Wageningen Food & Biobased Research, Agentschap Telecom.

Volgende stappen

Disseminatie van de praktijkresultaten zal de basis zijn voor een verdere implementatie van in-line sensoren en modellering van processen in de industrie. Zo kan elk droogproces in de industrie met beperkte investeringen geoptimaliseerd worden.


Sensor data provide a grip on smarter drying

In existing industrial installations for drying processes, considerable energy savings can be achieved through the use of sensors. In order to adjust their processes, operators are now often dependent on indirect monitoring data, for example on air temperature and steam pressure or from measurements on the input material and on the quality of the output. So-called in-line sensors can be placed at various locations in the installation and offer more relevant data about the local process and product conditions. These data provide starting points for better understanding and fine-tuning of the process, leading to energy and material savings, higher throughput and better end products.

The project

In-line sensors are one of the cores of 'Grip on Drying' (Grip op Drogen), a program in which exchange of knowledge about drying strategies in the industry is central. In this project, different types of in-line measuring systems are tested in existing installations. Such real-time information about the product or air conditions within the process helps to gain a deeper insight into the progress of the drying process. Dissemination of this knowledge, including a workshop on in-line measuring of moisture, is an important part of this project. Furthermore, the wireless installation of such sensors offers great advantages for costs and monitoring, but also involves risks. The project partners examine these risks and how to anticipate them.

For whom?

The project first of all looks at drying processes in the paper industry and food industry, but in-line sensors can actually be used wherever moisture is extracted from raw materials, via evaporation or otherwise.

What's new?

Usually the operator mainly looks at the quality of the end result and the indirect measurements of temperature and steam pressure to possibly adjust the process. In-line and real-time measurement of, for example, moisture content, pressure, acidity, viscosity or other process parameters provide much better insight into the progress of the drying process. If these data are combined in the right way with the modeling of the process, this can lead to - automated - adjustment of the process control. New types of smart sensors that can communicate intelligently with each other and with the information system are also being used.

Most important research points

The use of in-line sensors and the measurement data can not be separated from the process modeling. This connection is now being investigated in five cases. Various types of sensors are used, for example near-infrared sensors, sensors based on electrical resonance or thermographic infrared scanners. The suitability of each type is highly dependent on the type of process.

Saving in this project

The energy savings in this project are in the order of 10%. The biggest gain usually lies in the accumulated savings on energy and raw materials, a better product quality and a higher capacity.

Broad application in the Netherlands

Drying is one of the most energy intensive processes in Dutch industry, with an annual consumption of 80 PJ. Where investments in completely new installations may still be too costly, the payback period for wireless in-line sensors is often limited to a year or two.

Duration

01-01-2017 - 30-06-2019

Partners

Andritz, Papierfabriek Schut, Danone, Huhtamaki, Hessing Supervers, ISPT, NWGD, Stichting Kenniscentrum Papier en Karton, Drying Dutchman, Energy Matters, EnerQ, Wageningen Food & Biobased Research, Agentschap Telecom.

Next steps

Dissemination of the practical results will be the basis for a further implementation of smart in-line sensors and modeling of processes in industry. This allows any drying process in the industry to be optimized with limited investments.