Het is een bekend scenario in alle sectoren van de productie; je hebt een industrieel luchtfiltratiesysteem om stof, damp, geuren of UFP’s af te zuigen. Het werkt, maar misschien niet zo goed als het zou kunnen. Wanneer u dagelijks geconfronteerd wordt met meerdere, diverse operationele uitdagingen, is een dergelijk probleem misschien niet top of mind. Het kan echter zomaar ernstige gevolgen hebben.
Onder & over-extractie
In 4 van de 5 productie sites die we bezoeken, komen we twee mogelijke scenario’s tegen; of een systeem zuigt niet genoeg af als het zou kunnen, of je wordt geconfronteerd met precies het tegenovergestelde – over-extractie. In beide gevallen kunnen de resultaten ernstig zijn.
In grote lijnen brengt het hebben van een niet-optimale oplossing problemen met zich mee op drie gebieden:
- Gezondheid van operators
- Onderhoud van apparatuur
- Ecologische voetafdruk door verspilling van grondstoffen en energie
- Explosieveiligheid (ATEX)
Uiteindelijk kunnen al deze zaken een aanzienlijke impact hebben op de winstgevendheid.
Hoe overextractie leidt tot inefficiënte processen
Problemen in verband met over-extractie zijn talrijk. Soms gaan er vele jaren voorbij dat er geen waargenomen stof op de werkplek is. Op deze manier kan veel waardevol product worden verspild, zonder dat iemand het door heeft. Met de stijging van de energie- en grondstofkosten kan een gebalanceerd systeem de operationele kosten enorm verminderen. Samenvattend omvatten de uitdagingen in verband met over-extractie:
- Extractie van waardevol product uit het proces
- Hoge energiekosten door hogere ventilatorsnelheden
- Meer downtime en kosten door filteronderhoud of vervanging
- Filterzakken vullen zich sneller
- Verspilde energie
- Hogere kosten door onderhoudswerkzaamheden
Wat zijn de milieugevolgen van over-extractie?
Bij over-extractie is de werkomgeving vaak veiliger en schoner waardoor de operators minder snel gedemotiveerd raken. De onwetendheid over verspilling op het gebied van energie en grondstoffen vormt echter nog steeds een aanzienlijke bedreiging voor het milieu.
Te veel extractie vraagt een verhoogd energieverbruik, waardoor de ecologische voetafdruk onnodig toeneemt.
Wat kost verspilling door over-extractie voor industriële producenten?
Natuurlijk heeft het verhoogde energieverbruik een extra negatieve impact. Extra uitgaven aan onnodige nutsvoorzieningen zijn nodig en dat is steeds belangrijker gezien de prijzen voor elektriciteit en gas die hard stijgen.
De kostenimplicaties van over-extractie eindigen daar niet. het groter maken van de apparatuur (overdimensionering) of het harder laten werken dan nodig is, leidt tot meer slijtage en verbruik van de filters. De resultaten hiervan leiden tot hogere kosten op twee fronten: i) Extra uitgaven aan filtratieapparatuur en onderhoud zijn nodig. ii) Vaker onderhoud en onvoorziene downtime leidt tot productieverlies.
Hoe onder-extractie leidt tot een ongezonde en onveilige werkomgeving
Onder-extractie komt een afzuiginstallatie die de emissies niet voldoende afzuigt. De oplossing die gevonden wordt is vaak een groter standaard systeem. Er zijn echter tal van andere oplossingen die beter zijn. Problemen in verband met onder-extractie zijn onder meer:
- Verstopte leidingen
- Verhoogd explosiegevaar
- Vuile en onaangename werkomgeving
- Extra reiniging vereist, wat resulteert in meer uitvaltijd
- Productieverlies door ongeplande onderhoudsvereisten
Hoe onder-extractie van invloed is op het milieu
Minder effectieve extractie van schadelijke deeltjes verhoogt direct de behoefte aan meer schoonmaken, bronextractie of natte gaswassing (Scrubbers). Scrubbers verhogen op hun beurt meteen het waterverbruik, wat ook kan leiden tot schadelijke effecten op het milieu.
De veiligheidsimplicaties van niet-optimale extractie
Een ineffectief standaard systeem kan op verschillende manieren van invloed zijn op de gezondheid en veiligheid van een werkplek. Vaak komt het voor dat stof of dampen niet goed worden verwijderd bij het schoonmaken. Dit kan gezondheidsrisico’s voor de operator met zich meebrengen en zal waarschijnlijk ook een onprettige en ongezonde werksfeer creëren. Niemand wil in een vieze, stoffige omgeving werken.
De oerknal: inefficiënte winning en explosiegevaar
Het ontbreken van de juiste extractie kan tevens leiden tot een ernstig explosiegevaar. Talrijke stofsoorten kunnen zorgen voor explosiegevaar: landbouwproducten, vaste stoffen als suiker, zetmeel, melkpoeder, hout, kunststoffen, textiel, chemicaliën en metalen zijn bijvoorbeeld allemaal zeer explosief in de juiste concentratie.
Zonder voldoende afzuiging kunnen zogenaamde ‘Solids’ zich verzamelen in hoeken, spleten, op apparatuur, in daken, leidingen, planken en op vele andere horizontale oppervlaktes in een fabriek. Deze stofophopingen zijn in brandstof, wachtend op de juiste concentratie en een vonk.
Zelfs als er slechts een kleine hoeveelheid stof aanwezig is, is het enige dat nodig is om een explosie te creëren zuurstof en een ontstekingsbron. De gevolgen kunnen catastrofaal zijn. De gevolgen kunnen catastrofaal zijn.
Zorgen voor een continue efficiënte werking van apparatuur
Het verzamelen van stof, fijnstof of UFP’s kan ook ernstige gevolgen hebben voor de conditie van uw apparatuur. Ineffectieve verwijdering zal vrijwel zeker leiden tot meer downtime in de loop van de tijd, met als gevolg een verlies van productie en winstgevendheid.
Het zal ook resulteren in ongeplande reparaties en vroegtijdige vervanging van apparatuur. In beide gevallen is het resultaat hetzelfde; onvoorziene kosten die gemakkelijk vermeden hadden kunnen worden.
Duurzaamheid: minimaliseren van de ecologische voetafdruk en voorbereiden op de toekomst
Niet-optimale winning van Stof en Damp kan gevolgen hebben voor het milieu. Het milieubewustzijn neemt toe en daarmee een toenemend begrip bij klanten van de industriële producent.
De laatste tijd zijn er steeds meer voorbeelden te vinden waarbij regelgevers proberen de verantwoordelijkheid van grote vervuilers te vergroten. Hierdoor zullen ze in toenemende mate verantwoordelijk worden voor hun milieuprestaties.
Dit lijkt in de toekomst alleen maar verder te gaan. De milieuwetgeving is steeds robuuster. Als gevolg hiervan moeten fabrikanten niet alleen serieus rekening houden met hun huidige uitstoot, maar ook met die van de toekomst.
Vooruitlopen op de trend kan een uitdaging zijn met aanzienlijke investeringen. Het komt echter ook met zijn eigen beloningen in de vorm van gemoedsrust, blije medewerkers en verbeterde processen.
Soms is de uitdaging dat het probleem niet tastbaar of zichtbaar genoeg is. Wanneer stof niet te zien is, dampen niet worden waargenomen of geuren niet worden geroken, is het verleidelijk om te geloven dat ze niet aanwezig zijn. Of dat ze gemakkelijk opgelost kunnen worden met een standaard oplossing.
Het aanpakken van de situatie kan echter aanzienlijke voordelen opleveren. Het is de moeite waard om in detail de voordelen van een op maat gemaakte oplossing te overwegen.
Gebalanceerde extractie speciaal voor uw vereisten
Elke locatie en elk productieproces is uniek. Daarom hebben ze unieke eisen die niet optimaal behandeld kunnen worden door een ‘one-size-fits-all’ oplossing. Een standaardoplossing zal vrijwel altijd leiden tot óf onder-extractie óf over-extractie.
Vaak wordt voorgesteld om een grotere ventilator te installeren, zodat de omgeving schoon is en er geen stof of damp meer is te zien. ‘Uit het oog is uit het hart’. Een kleiner filtratiesysteem, afgestemd op de specifieke vereisten van de operatie, vereist echter minder investeringen en levert betere resultaten op.
Samenvattend zijn de voordelen van een industrieel filtratiesysteem op maat voor locatie en werking als volgt:
- Controle over uw proces, geen onvoorziene downtime meer
- Geen verspilling meer van grondstoffen, zoals energie en product
- Gelukkige operators met betere werkomstandigheden
- Veilige werkomgeving
- Voldoet aan regelgeving, zoals MAC-waarden en verminderde explosiezonering (ATEX)
Optimale extractie en lagere productiekosten
Een systeem dat goed is afgestemd verbruikt alleen de energie die het nodig heeft om zijn werk te doen. Het zal over-extractie van waardevol product voorkomen, waardoor onnodige verspilling van grondstoffen wordt verminderd.
- Lagere energiebehoefte = minder energieverspilling
- Minder downtime = meer productiviteit, minder onderhoudskosten
- Betere arbeidsomstandigheden = verbeterde productiviteit, minder ziekte van werknemers
- Minder explosiezonering = lagere verzekeringspremies, minder kosten voor ATEX-apparatuur door verminderde zonering
Het balanceren en optimaliseren van de extractie kan resulteren in een energieverbruik vermindering tussen de 20 en 25% per jaar. Dit leidt direct to een verminderde downtime als gevolg van lagere onderhoudsvereisten, lagere operationele kosten en investeringsvereisten. Het rendement op de investering is vaak tussen de 2-4 jaar.
De effectieve en gebalanceerde afzuiging van stof, damp, geuren en / of UFP’s is een essentieel element bij het bieden van een gezonde werkomgeving voor personeel. De voordelen hiervan moeten niet worden onderschat. Werknemers zullen zich comfortabeler en meer gewaardeerd voelen op het werk en daardoor productiever zijn. Daarbij is er minder kans op werkgerelateerde ziekte en verloop.
Naast de hierboven genoemde vermindering van explosiezonering (ATEX), biedt een effectief afzuigsysteem naleving van de huidige en toekomstige regelgeving, waardoor uw bedrijf wordt beschermd tegen onbedoelde overtreding van de wet of zelfs het verliezen van uw licentie om te werken (License to Operate).
De resultaten van verbeterde productiviteit, werknemerstevredenheid en compliance komen neer op hetzelfde: een lage ‘Total Cost of Ownership’ (TCO).
Afzuiging van stof, damp, geur en UFP’s: onzichtbare vijanden aanpakken
- Site Survey & gegevensverzameling
- Lucht Technische Modellering
- Ontwerp & Engineering
- Bouw, implementatie en inbedrijfstelling
- Service en reserveonderdelen
Om uw productieprocess echt goed te begrijpen, zullen onze specialisten een on-site onderzoek uitvoeren om te meten en gegevens te verzamelen. De verzamelde data wordt ingevoerd in onze Luchttechnische Modelleringssoftware en dient als basis voor het ontwerp. Deze aanpak heeft meer dan 200 locaties van de grootste fabrikanten wereldwijd geholpen.
Air Technical Modeling: Het vinden van knelpunten en het voorspellen van uitkomsten
JOA is onderscheidend van standaard leveranciers door haar luchttechnische modelleringssoftware. Dit is cruciaal, omdat het zorgt voor de stabiliteit, betrouwbaarheid, balans en efficiëntie van het systeem binnen zijn omgeving.
Bij JOA hebben we deze Grafische Computationele Modelleringssoftware (GCM) in eigen huis ontwikkeld. Hiermee zijn we in staat om niet alleen inzicht te krijgen in de huidige situatie, maar ook toekomstige uitkomsten van een optimale, op maat gemaakte oplossing te voorspellen.
Het risico op industriële tegenslagen minimaliseren
Het toepassen van Luchttechnische Modellering voorafgaand aan productie en installatie biedt een aantal voordelen, waaronder:
- Minimaal risico op (dure) tegenvallers tijdens realisatie
- Zinvolle procesgarantie op het totale eindontwerp van onze oplossingen
- Inzicht in meerdere scenario’s en het genereren van nauwkeurige voorspellingen
- Inzicht in fijnstofgedrag
- Geen ‘trial & error’ optimalisatie na inbedrijfstelling nodig
- Eenvoudige aanpassing en scenariomodellering
- Toepasbaar voor zowel nieuwbouw als het upgraden van bestaande systemen
- Ontwikkeling van een uitgebalanceerd systeem
- Gegarandeerde snelheden en capaciteiten vooraf inzichtelijk
- Duidelijke weergave van vereisten en balans
- Beperkte uitvaltijd (downtime) van het proces
- Een systeem dat vanaf het begin optimaal werkt
- Minder reiniging en onderhoud nodig
Optimale transportsnelheid berekenen met JOA’s Force Balancing Model: VoCrit™
Om de interactie tussen deeltjes en oppervlaktes echt goed te begrijpen, heeft JOA een ‘Force Balancing Model’ ontwikkeld, genaamd VoCrit™. Deze software berekent het optimale transportsnelheidsbereik van het materiaal dat moet worden geëxtraheerd. Dit bereik is afhankelijk van een aantal factoren:
- Krachten aanwezig op getransporteerde deeltjes
- Het bereik van de Deeltjesgrootteverdeling (Particle Size Distribution or PSD)
- Deeltjesvorm en -kenmerken
- Diameter van de leidingen
Het V0Crit-snelheidsbereik™ zorgt ervoor dat deeltjes in de luchtstroom worden gehouden, waardoor de kans op vervuiling in de kanalen wordt geminimaliseerd.
Bij overschrijding van dit kritische snelheidsbereik treden de volgende effecten op:
- Transportsnelheid lager dan V0Crit™: deeltjes bezinken in kanalen, wat resulteert in vervuiling en verstopping
- Transportsnelheid boven V0Crit™: hoge impactiesnelheden van uitgestoten deeltjes uit de turbulente kern in de onderlaag. Energie wordt verspild.
Force Balance-modellering biedt inzicht in geoptimaliseerde transportsnelheid, minimaliseert het risico op kanaalvervuiling en biedt een afzuigsysteemontwerp dat voldoet aan de ATEX-wetgeving.
Casestudy’s: Voorbeelden van de impact van gebalanceerde extractie bij verschillende industriële productie locaties
Er zijn talloze voorbeelden van succesvolle implementatie van onze aanpak en de voordelen die het heeft opgeleverd voor fabrikanten in verschillende industrieën.
Gepatenteerde deflectorkappen bij Chemische Productielocatie
Situatie was dat de hele site erg vies was. Overal kleefde zwart stof aan de muren van de site. Sitemanager had het ambitieuze doel om in een wit shirt door de fabriek te kunnen lopen.
Oplossing was het op maat gemaakte ontwerp en de productie van een speciale afzuigkap, waardoor extractie mogelijk was met bijna geen druk. Bronextractie leidde tot een grote verandering in reinigingsschema’s.
Het resultaat was dat nadat JOA het project had afgerond, er veel minder schoonmaak nodig was en de Site Manager daadwerkelijk in een wit shirt door de site kon lopen zonder vies te worden. Operators waren erg blij met het resultaat, onderhoudskosten gingen omlaag en downtime werd verminderd.
Uitgebalanceerde extractie van waardevol pigment – Nederland
Situatie was dat cliënt zich niet bewust was van het verspillen van waardevol pigment als gevolg van overextractie. Ze wisten niet dat ze een probleem hadden en accepteerden de status quo voor meer dan 7 jaar.
Na een grondig onderzoek op locatie kwam JOA met enkele aanpassingen aan de bestaande afzuigsystemen. Luchttechnische Modellering voorspelde dat de ventilatorsnelheid kon worden verlaagd, terwijl er nog steeds genoeg werd geëxtraheerd.
Het resultaat van deze op maat gemaakte oplossing was het behoud van duur pigment, wat leidde tot een veel hoger rendement. Het systeem was gebalanceerd, wat leidde tot een besparing van 300.000 euro per jaar aan grondstoffen voor de opdrachtgever. Ook werden er energiekosten bespaard.
Filterzakverbruik tot een minimum beperkt door gebrek aan onderhoud – Plastic Productie
Situatie was dat filterzakken kapot gingen. Ze kochten verkeerde (goedkopere) tassen. Ook werkten filters niet goed en moesten ze vaak worden vervangen. Er was geen balans in de afzuiging en gedurende een langere periode werd het compactorsysteem niet goed onderhouden waardoor het fijnste stof niet werd afgezogen, stofophoping voorkwam en elke week het proces stil stond en 3 zakken werden vervangen. Er was sprake van een hoge drukval (+4000 Pa) wat resulteerde in een lage bronextractiecapaciteit. Na enige tijd kwam er veel geluid van het afblazen van de compactor. De demper/geluiddemper raakte vervuild met UFP’s. Zelfs de omliggende buurt kwam met klachten.
Oplossingen: We hebben geadviseerd om filters met een PTFE-membraan te gebruiken. Ook hebben we een nieuwe demper/geluiddemper geïnstalleerd. Duidelijk advies over hoe om te gaan met hun systeem zorgde ervoor dat het niet opnieuw gebeurde. We hebben aanpassingen gedaan om meer balans te creëren, zodat de betere filters niet zo vaak hoefden te worden vervangen. Een servicecontract voor onderhoud werd afgesloten waarin ook advies werd gegeven over toekomstige upgrades of verbeteringen.
Resultaat: Het lawaai werd drastisch verminderd en de buurt was weer blij. De klap van de compactor was naast de vergaderruimte en nu vragen mensen zich af of het systeem wel aan staat of niet. We hebben bewustwording gecreëerd voor het belang van onderhoud en de juiste filters voor het proces.
