Perslucht is de schone en toegankelijke "vierde nutsvoorziening" van de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, na de grote drie water, elektriciteit en aardgas. De betrouwbaarheid van deze "vierde nutsvoorziening" is afhankelijk van de voorspelbare luchtdruk, wat betekent dat zelfs kleine lekkages tot hoge kosten kunnen leiden.
Hier volgt een overzicht van luchtlekken die vaak voorkomen in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, samen met aanbevolen procedures en technologieën om deze te verhelpen.
Fabrikanten van levensmiddelen en dranken hebben unieke overwegingen met betrekking tot het lekken van perslucht, omdat productconsistentie essentieel is voor de reputatie van het merk en de naleving van de normen, met name omdat de installaties en apparatuur onderworpen zijn aan strenge controles en voorschriften om verontreiniging te voorkomen.
In de voedingsmiddelen- en drankenindustrie worden meerdere luchtcompressorelementen via leidingen aangesloten om perslucht te leveren voor het verplaatsen van producten, het bedienen van pneumatische apparatuur of het pompen van vloeistoffen voor uiteenlopende doeleinden in productieketens, verpakking en reiniging. Hier volgen enkele voorbeelden:
- Snacks en stikstofluchtdemping: Het spoelen met stikstof wordt gebruikt voor het vullen van zakken om beschadiging van kwetsbare snacks te voorkomen. Zuurstof kan niet worden gebruikt omdat het reageert met voedingsmiddelen, met name met voedingsmiddelen met oliën.
- Voedingsmiddelen en hygiëne: Perslucht wordt gezuiverd en gefilterd om de voedselveiligheid te waarborgen en het juiste drukdauwpunt te handhaven dat nodig is om microbiële groei te voorkomen.
- Pellen van fruit en groenten: Ter voorbereiding op het verpakken verwijderen persluchtstralen efficiënt de schillen van fruit en groenten. Perslucht onder hoge druk wordt ook gebruikt om voedsel te snijden, als een schoner alternatief voor messen of messen.
- Brouwerijen, fermentatie en bottelen: Perslucht verhoogt zuurstofniveaus om het bacteriële fermentatieproces te voltooien. Luchtcompressoren verminderen restzuurstof tijdens het bottelen, en flessen worden gespoeld met kooldioxide en met behulp van pneumatisch aangedreven machines gevuld met bier. Omdat brouwerijen in warme omgevingen werken, zijn systemen kwetsbaarder voor lekken.
Luchtlekken kunnen op elk moment de productie vertragen, de productkwaliteit aantasten, veiligheids- of contaminatieproblemen veroorzaken, of alle vier - plus het rendement verlagen.
De verborgen kosten van persluchtlekken
Perslucht en gassen moeten beschikbaar zijn met een gespecificeerde druk om de productie en kwaliteitsdoelstellingen te bereiken, maar veel faciliteiten aanvaarden luchtlekken als bedrijfskosten. Deze kosten kunnen hoog oplopen door energieverlies, maar vaak ook op andere verborgen manieren zoals efficiëntie, kwaliteit en stilstand.
Volgens het Compressed Air & Gas Handbook Seventh Edition, gepubliceerd door het Compressed Air & Gas Institute (CAGI), kan een enkel lek van slechts ¼ inch een fabriek tussen $ 2500 en $ 8000 of meer per jaar kosten. Het opsporen en verhelpen van lekken leidt tot aanzienlijke besparingen, afhankelijk van de drukvereisten en energiekosten.
Voordelen van het testen van het persluchtsysteem
- Efficiëntie verhogen door regelmatig onderhoud: Persluchtsystemen die na de installatie ervan niet regelmatig worden onderhouden, kunnen alleen al door lekken 20 tot 30 procent van de perslucht verliezen.
- Kosten verlagen: Drukval wordt vaak verkeerd gediagnosticeerd als apparatuurstoringen, wat resulteert in een extra investering in nieuwe luchtcompressoren.
- Minder uitvaltijd: Een productieverlies door drukvallen of het installeren van nieuwe apparatuur leidt tot uitvaltijd van de apparatuur en heeft daardoor een negatieve invloed op de planning. Ongeplande uitvaltijd kost gemiddeld $ 200 per minuut, dus het is essentieel om deze te vermijden.
- Productkwaliteit verbeteren: Onvoldoende druk leidt tot een defecte afdichting van de verpakking, of het eetbare product voldoet niet aan de vereisten ten aanzien van een consistente structuur of smaak.
- Productveiligheid verbeteren: Lekken die verontreiniging veroorzaken, leiden tot hoge kosten door afval, boetes voor niet-naleving en reputatieschade.
- CO2-uitstoot verminderen: Systemen met lucht- en gaslekken worden inefficiënt, wat de CO2-uitstoot van een bedrijf beïnvloedt en voorkomt dat er wordt voldaan aan de duurzaamheids- of milieudoelstellingen.
De formule die wordt gebruikt om de mate van persluchtlekkage in een installatie te bepalen, is: Lekkage (%) = (T x 100) ÷ (T + t)T = belasttijd (minuten), t = ontlasttijd (minuten).
Als het persluchtsysteem is geconfigureerd met start-/stopregelaars, start dan uw luchtcompressor als er geen systeemvraag is, - buiten werkuren of buiten bedrijf. Meet vervolgens een aantal compressorcycli om de gemiddelde tijd te bepalen voor het ontlasten van het systeem.
Luchtlekdetectie en correctiemethoden
De eerste stap in het beheersen van het proces en de kosten is het precies lokaliseren van luchtlekken. Hier volgt een lijst met veelvoorkomende lekpunten:
- Condensaatvangers
- Koppelingen
- Fittingen
- Flenzen
- FRL's (combinaties van filter, regelaar en smeertoestel)
- Slangen
- Pakkingen
- Luchtvoorraadketels
- Snelkoppelingen
- Pijpverbindingen met schroefdraad
- Buizen
- Kleppen
Luchtlekken vormen een groot probleem omdat ze veel voorkomen en moeilijk op te sporen zijn. Zodra lekken zijn opgespoord en verholpen, ontstaan er vaak nieuwe lekken als gevolg van normale slijtage van het systeem.
Hoewel het misschien niet mogelijk is om elk lek te verhelpen, is het mogelijk om het totale aantal te verminderen door middel van een doelgerichte inspectie met traditionele detectiemethoden. Bij deze methoden wordt zodra er een lek is gevonden een papieren label gebruikt om de plek te markeren. Vier traditionele detectiemethoden zijn:
- Toon: Een sissend geluid duidt op een lekkage. Dat lek is dan aanzienlijk, omdat alleen een geluidsniveau van meer dan 60 dBA hoorbaar is zonder lekdetectie-apparatuur. Aangezien de meeste installaties lawaaierig zijn en vaak gehoorbescherming van medewerkers vereisen, moet er tijdens stilstand van de installatie worden geluisterd - tussen ploegendiensten in, in het weekend of tijdens gepland onderhoud.
- Water en zeep: Monteurs spuiten zeepwater op plekken waar hoorbare lekkage optreedt. Waar luchtbellen verschijnen, bevindt zich dan het lek. De methode wordt voortgezet, verre van nauwkeurig, en er moet worden gereinigd omdat er door het spuiten van zeepwater slipgevaar bestaat. In sommige cleanroom- en tegen besmetting beschermde processen is dit niet toegestaan.
- Ultrasone akoestische detectie: Tijdens stilstand scannen monteurs met een koptelefoon potentiële lekpunten met behulp van een parabolische schotel of kegelvormig accessoire. Wanneer er een lekkagesignaal wordt gedetecteerd, gebruikt de monteur een toverstokachtig apparaat dat een paar centimeter van het lek moet worden gehouden om de exacte locatie te bepalen.
- Inzet van buitendienstexperts: Technici of andere experts worden meestal eenmaal per jaar ingezet om geld en onderbrekingen te besparen. Ze gebruiken een of alle traditionele technieken en reparaties en controles die normaliter door binnendienstmonteurs worden uitgevoerd.
Geen van deze methoden is waterdicht en de meeste ervan vereisen uitvaltijd, wat dus tot tijdverlies en winstderving leidt.
Met de lektests met perslucht kan een koffiebrander eenvoudig een energiebesparing van 10% bewerkstelligen
Projecttechnici van een koffiebranderij hebben deelgenomen aan een pilot-studie waarbij industriële sonische beeldverwerkingstechnologie wordt gebruikt in een fabriek waar de omstandigheden vaak veel lekken veroorzaken. Tijdens de test werd vastgesteld dat het bedrijf met het nieuwe lekdetectie-instrument meer dan 10% per jaar kan besparen op het energieverbruik.
In de 27.871 vierkante meter grote fabriek bevinden zich een gebied voor het branden en verpakken van koffie, een gebied voor het nat verwerken van koffie en een gebied voor het mengen en verpakken van thee. Alle werkzaamheden vereisen een juiste luchtdruk om processen efficiënt uit te voeren, en traditionele lekdetectiemethoden voldeden niet.
Op een gemiddelde dag gebruikt de fabriek 1000 tot 1600 kubieke voet perslucht per minuut (cu. ft/min). Het persluchtsysteem van het bedrijf, dat bestaat uit vijf luchtcompressoren met een totaal vermogen van 585 pk, voedt automatiseringsapparatuur en leidingsystemen voor de toevoer van het stikstofproductiesysteem van het bedrijf. Stikstof wordt gebruikt om de kwaliteit van de koffie te verbeteren. Bovendien wordt het inerte gas gebruikt voor het mengen van thee.
Met behulp van de Fluke ii900 akoestische beeldvormingscamera heeft het team een potentiële energiebesparing van 10% vastgesteld, wat in overeenstemming is met het doel om de duurzaamheid te verbeteren. De nieuwe aanpak toonde ook aan hoe het team het proces van luchtlekdetectie kon vereenvoudigen, zodat de projecttechnici aan producten kunnen blijven werken in plaats van gedurende langere tijd te moeten stoppen om luchtlekken te detecteren en op te lossen.
Zie luchtlekken voor het eerst met een camera voor akoestische beeldvorming
Een verbetering van de lekdetectietechnologie in de vorm van een draagbare, akoestische, industriële camera maakt het eenvoudiger om lekken te detecteren en winstderving te voorkomen.
Met de Fluke ii900 luchtlekdetector kunnen gebruikers luchtlekken op een LED-scherm in real-time lokaliseren en bekijken met een 'point-and-shoot'-procedure waarvoor geen gespecialiseerde technicus nodig is. De meeste gebruikers kunnen binnen ongeveer 10 minuten aan de slag. Monteurs kunnen eveneens snel werken vanaf een veilige afstand terwijl de apparatuur in bedrijf is. Bovendien maakt het apparaat het gemakkelijker om lekken op moeilijk bereikbare plaatsen op te sporen of om diverse lekken in hetzelfde gebied van elkaar te onderscheiden.
De handheld camera bevat een reeks ultragevoelige microfoons die geluiden in zowel het bereik van het menselijke gehoor als het ultrasone geluidsbereik detecteren en deze vervolgens visueel presenteren. Het instrument past vervolgens eigen algoritmen toe op de resultaten en presenteert onmiddellijk een visuele weergave van de lekkage op het scherm. Het beeld van het lek wordt gelegd over een afbeelding met zichtbaar licht van het gebied, zodat gebruikers de locatie van het lek snel kunnen lokaliseren.
De Fluke ii900 kan ook worden gebruikt om te controleren of reparaties zijn geslaagd. In geval van vragen kunnen als scans vastgelegde foto's of live video's worden gedeeld en besproken met collega's. Dankzij de vastgelegde beelden hoeft u niet op ladders te klimmen of het lek te markeren met het gebruikelijke fragiele fysieke label.
Hoe u de kosten van verborgen luchtlekken kunt verlagen
Met behulp van gangbare of nieuwe detectiemethoden is er nu geen tijd om de verborgen kosten en onnodige verspilling van luchtlekken te elimineren. Hier volgen enkele aanbevolen procedures:
- Ga systematisch te werk: Vaak zal het verhelpen van een lek de systeemdruk verhogen, waardoor kleinere lekkages groter worden en het gehele systeem wordt beïnvloed. Combineer wijzigingen met algemene strategieën voor een verbeterd energieverbruik en robuustere regelsystemen. Hoewel het moeilijk kan zijn om te investeren, leveren kapitaalaankopen vaak energiebesparingen op die de terugverdientijd aanzienlijk verlagen.
- Regelmatig controleren: Regelmatige controle - vaker dan de gebruikelijke jaarlijkse of driemaandelijkse lekinspecties - bespaart op de lange termijn tijd, geld en middelen, zelfs als u apparatuur moet uitschakelen. Dankzij de nieuwe beeldverwerkingstechnologie kunt u lekken voorkomen en deze continu verhelpen zonder kostbare productietijd te verliezen.
- Bevestig de hoofdoorzaken van drukvallen: Drukval kan verkeerd worden gediagnosticeerd als een apparatuurstoring. Voordat u kapitaaluitgaven doet, kunnen lekcontroles en -oplossingen duizenden of zelfs honderdduizenden euro’s besparen en de capaciteit onmiddellijk herstellen.
- Tijdsafhankelijk loggen, volgen en controleren: Het is belangrijk om exact vast te leggen waar lekken zijn ontstaan, omdat deze zwakke plekken vaak nieuwe lekken veroorzaken, en om deze gebieden regelmatig te inspecteren. Door informatie online te registreren, kunnen gegevens eenvoudig worden gedeeld en worden gebruikt om discipline aan te brengen aan het beoordelingsproces. Controleer kort nadat de reparatie is uitgevoerd of de lekkage is verholpen of dat er verdere aandacht nodig is.