Filtratiesensatie: het principe van de wasmachine

Significant is nog zacht gezegd. Voor dezelfde reinigingsefficiëntie reduceert hun Smart Filtration CIP-software de energie-invoer met wel 46%. Voor een grote installatie voor de productie van wei-eiwit die één keer per dag een CIP-cyclus uitvoert, vertaalt dit zich naar stroombesparingen van wel 400 kWh per dag en bijna 150.000 kWh per jaar, wat genoeg is om ruwweg 40 Duitse huishoudens een jaar lang van stroom te voorzien. 

Bovendien vereist het pulseren van de reinigingslussen minder energie om op temperatuur te blijven, waardoor veel minder koelwater nodig is tijdens CIP. “Als je geen 400 kW toevoegt, hoeft er ook geen 400 kW aan warmte te worden verwijderd”, aldus GEA’s Mads Bjerre Andersen, Technical Sales Manager, Membrane Filtration Technologies. “Het is nog een geweldig voorbeeld van de efficiëntietoenames – en we zien dat klanten terugkomen en GEA-oplossingen kiezen omdat onze operationele kosten (OPEX) nu zoveel lager zijn dan die van onze concurrentie”.

De partnersoftware voor Smart Filtration CIP is Smart Filtration Flush, die de doorspoeling van de filtratieapparatuur regelt. “De conventionele benadering is om de lengte van de spoelcyclus te bepalen op basis van het watervolume dat wordt gebruikt. Dit is gebaseerd op gegevens uit het verleden en blijft daardoor een benadering, wat niet optimaal is”, legt Mikkelsen uit. Dankzij moderne sensortechnologie meet de nieuwe software van het team de producteigenschappen in realtime, zodat operators exact weten wanneer de individuele processtromen voldoende zijn doorspoeld. Zodra de resultaten zijn behaald, wordt het proces uitgeschakeld. “De spoeltijd en het watervolume worden geoptimaliseerd door deze te baseren op echte inlijn-metingen, niet het gebruikte watervolume”, aldus Mikkelsen.

Ook hier zijn de resultaten indrukwekkend. De software verlaagt het zoetwaterverbruik tijdens CIP met wel 52% in vergelijking met conventionele membraanfiltratiesystemen. “Een typisch concentratieproces voor wei-eiwitten uit zuivel vereist twee tot vier onderling verbonden filtratie-installaties; een opstelling die meer dan 100.000 liter water per reinigingscyclus kan vereisen”, legt Mikkelsen uit. “Tegenwoordig weten we dankzij installatietests dat we maar liefst 50.000 liter water per reiniging in dergelijke grote installaties en 500 tot 700 liter per CIP in kleine productieprocessen kunnen besparen”. Met gebruik van de software kan een enkele grote installatie maar liefst 100.000 liter per dag en ruwweg 36 miljoen per jaar besparen, wat genoeg is om ongeveer 400 Duitse huishoudens van water te voorzien. “Efficiënter spoelen betekent ook dat minder tijd nodig is voor CIP, wat zich vertaalt naar meer productieve tijd”, aldus Mikkelsen. “Een lagere wateropname betekent ook een lagere hydraulische belasting van het afvalwatersysteem”.

Een boost in digitalisering

De doorbraak is een goed voorbeeld van het ontgrendelen van de kracht van digitalisering om grondstofbesparende innovatie te behalen, wat een hoofddoel van de strategie van GEA voor Mission 2030 is. Dergelijke grondstofbesparingen worden meestal behaald in de vorm van geleidelijke efficiëntietoenames; in dit geval was het meer een sprong. “Soms vind je een oplossing zoals wij en realiseer je je dat je met veel minder stroom en water kunt werken, door gewoon een kritieke blik op bestaande processen te werpen”, aldus Mikkelsen. “En digitalisering is een geschenk voor ons geweest. We halen veel meer informatie uit pompen en stromingsmeters en andere procesinstrumenten, en leren over de werkelijke effecten van verschillende snelheden en verschillende pompen op stroom- en waterverbruik. Het heeft het giswerk uit het proces weggenomen en biedt enorme voordelen voor het boosten van grondstofefficiëntie voor onze klanten”.

Het GEA-team installeerde onlangs de CIP- en Flush-software bij zuivelbedrijf Ammerland in Noord-Duitsland. Ammerland is een van de grootste, modernste zuivelcoöperaties ter wereld en produceert 400 metrische ton kaas per dag, samen met 60 metrische ton boter en 160 metrische ton melkpoeder, waarvan ze de helft exporteren naar meer dan 60 landen. In april 2024 werd GEA’s Smart Filtration CIP- en Flush-software op drie membraanfiltratie-installaties in de productievestiging Wiefelstede van Ammerland aangebracht om de reiniging van de membraanfiltratie te optimaliseren. Hiertoe behoorde één membraanfiltratie-installatie van een andere leverancier dan GEA. Sinds november 2024 had Ammerland hun waterverbruik en energieverbruik voor het CIP-proces met respectievelijk 48% en wel 77% verlaagd. 

“Denk eens aan het enorme aantal crossflow membraanfiltratie-installaties die over de hele wereld werkzaam zijn. Het totale potentieel voor een reductie in het stroomverbruik en de impact daarvan op het milieu is enorm”, aldus Mørk. “Het is geweldig om te zien hoe deze digitale oplossing zo’n grote invloed heeft op het energieverbruik”.