Ηλεκτρική τεχνολογία για εξοικονόμηση ενέργειας στις διαδικασίες ξήρανσης

Επιστήμονες από πέντε ολλανδικά πανεπιστήμια ενώνουν τις δυνάμεις τους στο έργο ELECTRIFIED. Εκεί χρησιμοποιούν τη δύναμη του ηλεκτρισμού και των ηλεκτρικών πεδίων για να αναπτύξουν επαναστατικές τεχνολογίες για σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας στις βιομηχανικές διαδικασίες ξήρανσης. Οι σύγχρονες διαδικασίες ξήρανσης για την παραγωγή π.χ. σκόνης γάλακτος ή χαρτιού βασίζονται στον αέρα ή στον ατμό και είναι ενεργοβόρες.

Ο Maarten Schutyser, επικεφαλής του έργου και επιστήμονας στο Εργαστήριο Μηχανικής Διαδικασιών Τροφίμων του Wageningen University & Research, είναι πεπεισμένος ότι η δύναμη των ηλεκτρικών δυνάμεων μπορεί να επιταχύνει σημαντικά τις διαδικασίες απομάκρυνσης του νερού με πολύ λιγότερη ενέργεια. Με τον νέο όρο ELECfficiency αναφερόμαστε στην επόμενη – πολύ πιο ενεργειακά αποδοτική – γενιά ηλεκτροδοτούμενων διεργασιών.

Εστιάζουμε στις μοναδικές ιδιότητες της ηλεκτρικής ενέργειας στις ριζικά μεταβαλλόμενες τεχνολογίες απομάκρυνσης νερού για να γίνουν πιο ενεργειακά αποδοτικές

Maarten Schutyser, Αναπληρωτής Καθηγητής στο Εργαστήριο Μηχανικής Διαδικασιών Τροφίμων

Η ξήρανση είναι κεντρικής σημασίας για την παραγωγή μεγάλου αριθμού προϊόντων, όπως χαρτί, μπαχαρικά και πρωτεΐνες φυτικής προέλευσης. «Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια ως υποκατάστατο ένα προς ένα για να τροφοδοτήσετε αυτές τις διαδικασίες, αλλά αυτό δεν βελτιώνει την ενεργειακή απόδοση», δηλώνει ο Schutizer. «Γι’ αυτό εστιάζουμε στις μοναδικές ιδιότητες της ηλεκτρικής ενέργειας για να αλλάξουμε ριζικά τις τεχνολογίες απομάκρυνσης του νερού, ώστε να γίνουν πιο ενεργειακά αποδοτικές».

Συνεργασία

Το ELECTRIFIED είναι ένα κοινό έργο NWO μεταξύ πέντε πανεπιστημίων: Eindhoven University of Technology, Delft University of Technology, University of Twente, University of Groningen and Wageningen University and Research και οκτώ εταιρείες: Avebe, ANDRITZ, Cosun, Corbion, DSM, MEAM, The Protein Ζυθοποιία και VNP. Το έργο χρηματοδοτείται από το πρόγραμμα NWO Key Technologies. Στο πλαίσιο αυτού του προγράμματος, το NWO (Ολλανδικό Συμβούλιο Έρευνας) έχει βραβεύσει πολλά έργα που επιταχύνουν τις βιώσιμες κοινωνικές μεταβάσεις μέσω της καινοτομίας. Το έργο ELECTRIFIED μελετά τρεις διαφορετικές μεθόδους για τις διαδικασίες ξήρανσης.

Απορροφητικά τζελ

«Η πρώτη μέθοδος είναι η ηλεκτροδιάλυση, η οποία μπορεί, για παράδειγμα, να ανακτήσει πρωτεΐνες από υπολείμματα χυμού στη βιομηχανία επεξεργασίας πατάτας», λέει ο Schutizer. «Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται ηλεκτροευαίσθητες υδρογέλες. Αυτά τα τζελ απορροφούν νερό, το οποίο απελευθερώνουν όταν ηλεκτρίζονται. Με ειδική μεμβράνη συμπυκνώνει τον χυμό των φρούτων. Αυτή είναι μια πολύ πιο ήπια διαδικασία από τις υπάρχουσες προσεγγίσεις και είναι λιγότερο πιθανό να βλάψει το προϊόν.

Φορτισμένα σωματίδια

Για την ξήρανση προϊόντων που περιέχουν λιγότερο νερό, όπως πολτός ή χαρτί, η ηλεκτροόσμωση είναι μια βιώσιμη μέθοδος. Οι πόροι του πολτού και του χαρτιού περιέχουν νερό, αλλά και φορτισμένα σωματίδια που σχηματίζουν ένα φορτισμένο στρώμα κοντά στην επιφάνεια των πόρων. Το τελευταίο θα προκαλέσει την κίνηση των σωματιδίων εάν εφαρμοστεί εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο. Τα σωματίδια στη συνέχεια τραβούν το νερό από το προϊόν μαζί τους. «Για το νερό που δεν μπορεί να αφαιρεθεί αποτελεσματικά μηχανικά, η ηλεκτροόσμωση επιτρέπει τη μείωση της χρήσης θερμότητας», εξηγεί ο Schütisser.

Ροή ιόντων

«Για την παραγωγή σκονών, η βιομηχανία χρησιμοποιεί σήμερα στεγνωτήρια με ψεκασμό. Το υγρό προϊόν εγχέεται σε έναν πύργο και ξηραίνεται σε σκόνη χρησιμοποιώντας ζεστό αέρα», εξηγεί ο Schutizer. Το ELECTRIFIED στοχεύει στην επιτάχυνση των διαδικασιών ξήρανσης με ηλεκτροϋδροδυναμική. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ένα ρεύμα αέρα ιόντων που παράγεται από ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο. Έτσι, η διαδικασία απαιτεί σημαντικά λιγότερο ζεστό αέρα και επομένως ενέργεια.

Αυτές οι αρχές δεν έχουν μελετηθεί ποτέ πριν σε τέτοια κλίμακα

Maarten Schutyser, Αναπληρωτής Καθηγητής στο Εργαστήριο Μηχανικής Διαδικασιών Τροφίμων

Μια νέα γενιά αποτελεσματικών διαδικασιών

«Εργαζόμαστε για την ανάπτυξη κλιμακούμενων μηχανών που βασίζονται σε αυτές τις ηλεκτροκίνητες διαδικασίες», συνεχίζει ο Schutizer. Για το σκοπό αυτό, οι επιστήμονες συνεργάζονται με προμηθευτές εξοπλισμού και, για παράδειγμα, το Wageningen Technical Development Studio, το οποίο μπορεί να κατασκευάσει τον νέο εξοπλισμό. «Αυτές οι αρχές δεν έχουν μελετηθεί ποτέ στο παρελθόν σε τέτοια κλίμακα. Με αυτήν την κοινοπραξία, αναπτύσσουμε μια νέα γενιά εξαιρετικά αποδοτικών διαδικασιών ξήρανσης που βασίζονται στην ηλεκτρική ενέργεια, επιτρέποντας μια πιο βιώσιμη βιομηχανία».

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *