Smart analyseapparat kan nøjes med en enkelt dråbe
GEA Niro har udviklet et minianlæg til analyse af tørreprocessen af en given væske, så kundens valg af spraytørringsanlæg rammer lige i øjet første gang.
GEA Niro i Søborg har udviklet et analyseværktøj til hidtil uset nøjagtig analyse og test af spraytørringsprocessen. Med en enkelt dråbe kan konceptet Drynetics analysere sig frem til, hvordan en bestemt væske vil opføre sig i stor skala. Tørrekammeret omslutter den svævende dråbe, så tørreluftens temperatur og fugtighed holdes konstant under tørringen. Temperaturen ligger fra 20 til 120 grader. Et infrarødt kamera monitorerer dråbens overfladetemperatur. Et CCD-kamera optager videofil af den tørrende dråbe. Disse optagelser kan følges på en skærm ved siden af anlægget. (Grafik: Martin Kirchgässner)
Læs mere om
Udviklingschef i GEA Niro, Michael Wahlberg, fører Ingeniørens journalist ind i det, han kalder "det allerhelligste". Bag en hvid dør ligger det laboratorium, hvor en helt ny metode til analyse og test er gemt.
Ved første øjekast gør det lille analyseapparat ikke meget stads af sig, men når man kun skal teste en enkelt dråbe ad gangen, skal man ikke bruge så meget plads. Apparatet og den tilhørende software har været tre år undervejs, men nu kan GEA Niro, der udvikler og producerer spraytørringsanlæg, endelig anvende analyseværktøjet Drynetics til analyse og test af de optimale vilkår for at spraytørre ingredienser og produkter.
»Ved at anvende kendt fugtighed, temperatur og lufthastighed rundt om dråben og ved at måle temperatur på dråbens overflade, position og størrelse kan vi beregne tørreprocessen, så vi ved, hvordan vi skal designe anlægget,« siger Michael Wahlberg.
GEA Niro fandt ud af, at de standardsimuleringer, man kunne foretage af tørringsprocessen, ikke var gode nok. Simuleringerne bygger på en tørrekinetisk model, der ikke tager højde for, at dråberne i et spraytørringsanlæg hurtigt trækker skind, hvilket bremser tørringen.
»Det betyder, at anlæggene ofte er blevet overdimensionerede for at være på den sikre side – for ikke at miste materiale i tørreprocessen. Derfor bliver det billigere for kunden, at vores egen analyse nu er blevet bedre,« siger udviklingsdirektøren.
I en almindelig tørreproces vil dråberne af et givet stof – kaffe, mælk, medicin – blive slynget ud af et forstøverhjul i toppen af ovnen. Dråberne opblandes med en tørreluft på 180-500 grader og bliver hvirvlet rundt i anlægget, til de er tørre. Indtil nu har GEA Niro kun kunnet simulere en simpel udgave af tørreprocessen, men med den mere præcise analyse i Drynetics kan udviklingsafdelingen se, om dråberne ender som uønskede aflejringer på indersiden af tanken. På den måde kan en mere præcis dimensionering foretages.
Ifølge Michael Wahlberg betyder det også, at virksomhederne vil spare tid i opstarten af anlægget, fordi der ligger en bedre analyse bag.
Det er typisk en dråbe, der er 600 my stor, som med en pipette bliver placeret i et ultralydsfelt, der får den til at svæve. Temperaturen bliver sat til en værdi mellem stuetemperatur og 120 grader, og et almindeligt CCD-kamera samt et infrarødt kamera overvåger dråben, til den er tørret og skrumpet ind til noget, der minder om en rosin på 50 my.
Men det kræver et musestille rum at holde dråben på plads. Bare der kører en lastbil forbi på Gladsaxevej, risikerer dråben at ryge ud af ultralydssøjlen.
GEA Niros kunder er fødevareindustrien, den kemiske og den farmaceutiske industri, og der er stor forskel på, hvilke dråbestørrelser de forskellige produkter kræver. Medicinalbranchen skal oftest bruge meget små dråbestørrelser på ned til 6 my, mens landbruget bruger meget store partikler til eksempelvis dyrefoder.
»Tidligere brugte vi en del forsøg på vores testanlæg, men det er langt dyrere og mere tidskrævende end at bruge Drynetics, hvor vi for eksempel kan foretage alle de indledende screeninger, vi har brug for, uden den store omkostning,« siger Michael Wahlberg.
»Så vores designproces bliver ikke kortere, men vi bygger anlæggene på baggrund af flere forsøg end før.«
Konceptet, Drynetics, har taget tre år at udvikle, og den store udfordring har været, at det ikke er så nemt at foretage målinger på en enkelt dråbe. Så de matematiske sammenhænge og det at omsætte kameraernes billeder til information om, hvordan dråben tørrer, har især taget tid.
»Vi har også brugt meget tid på at eftervise skaleringen fra 600 til 50 my, som er en typisk dråbestørrelse i det virkelige liv, i stor skala,« siger udviklingschefen.
GEA Niro vil først og fremmest bruge Drynetics til at optimere sin egen designproces ved nye anlæg. Sekundært er det meningen, at produktionsvirksomheder skal kunne købe en analyse af deres eksisterende anlæg som en service i forbindelse med optimering af deres anlæg.
Indtil videre er efterspørgslen kommet fra dels den farmaceutiske branche, som efterspørger analyse, dels fødevareindustrien, der ønsker simulering.
FAKTA: GEA Niro
* GEA Niro i Søborg er verdens største leverandør af spraytørringsanlæg, og leverer til fødevare-, kemikalie- og den farmaceutiske industri.
* Grundlagt i 1933 (dengang Niro Atomizer) af danskeren Johan Ernst Nyrop, og har siden 1993 været en del af den tyske GEA Group.
* Ansatte: 450






