Beta 1


Title Energianalyse og -optimering af mælkeproteinproduktion
Author Holm, Fridolin Müller
Supervisor Elmegaard, Brian (Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Clausen, Lasse Røngaard (Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Bang-Møller, Christian (Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Petersen, Peter Maagøe (Viegand & Maagøe)
Madsen, Poul Erik (Arla Foods)
Institution Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark
Thesis level Master's thesis
Year 2008
Abstract Due to changes in the production facilities at Arla-Foods ingredients factory HOCO in Holstebro, Arla-Foods wishes to map the energy and water consumption, in connection with the production of the milk protein, Casein. The purpose of mapping the consumption was partly to get an overview of the consumption and partly to identify potential savings. The project was from the start divided into three phases with different objectives: Phase 1. To map the energy and water consumptions for the whole production facility and single parts of the processes. Phase 2. Analyzing single unclear and unspecified areas with the purpose of further mapping and optimization. Phase 3. Analyzing the production facilities for the purpose of energy recovery. Phase 1 showed that the consumption could be mapped with an explanation degree, in the magnitude of 79-100%. The biggest uncertainty when mapping the consumption, was in connection with the CIP. Therefore the purpose of phase 2 became to choose certain areas within the CIP, where further analyses could be made. These analyses showed that the actual system worked very different then first assumed, and some of the production methods used could be improved significantly. Phase 3 was done with the Pinch analysis. These analyses showed that there was a good potential for heat recovery in all parts of the production facilities. In the ideal situation, it is possible to save 48% and 88% on the heat and cooling demand, respectively. By constructing a more realistic network that takes the physical conditions into consideration, it may be possible to come within 72 % of the ideal target. Against this backdrop of large potentials in heat recovery, different scenarios for heat storages were set up, so that the time depending variable in batch production could be neglected to some extent. Among the different scenarios, the best economy was obtained when utilizing surplus heat in an “open” heat storages system in connection to the CIP. This had a payback time of approx. 1.5 years. The Pinch analyses also showed that all the internal heat exchanger networks in the additional production facilities, were constructed as energy efficient as possible.
Abstract På grund af produktionsomlægninger på Arla-Foods ingrediens fabrik HOCO i Holstebro, har Arla-Foods ønsket at få lavet en kortlægning af energi og vandforbrug i forbindelse med produktionen af mælkeproteinet - Kasein. Formålet med forbrugskortlægningen var dels at få et overblik over forbruget, og dels at lokalisere evt. besparelsespotentialer. Projektet blev fra start inddelt i tre følgende faser med hver deres formål: Fase 1. Fastlæggelse af energi- og vandbalancer for det samlede anlæg samt for de enkelte delprocesser. Fase 2. Analyse af enkelte uklare og uspecificerede områder med henblik på kortlægning og optimering. Fase 3. Analyse af hele systemet med henblik på energigenindvinding. Fase 1 viste at produktionen kunne kortlægges med en forklaringsgrad i størrelsesorden 79- 100 %. De største usikkerheder i forbrugskortlægningen kunne tilskrives forbruget i forbindelse med CIP. Formålet med fase 2 blev derfor at udvælge enkelte områder inden for CIP, som skulle analyseres nærmere. Analyserne viste også, at det faktiske billede så meget anderledes ud end først antaget og enkelte af de benyttede metoder kunne forbedres væsentligt. Analyserne i fase 3 blev udført med Pinch analyser. Analyserne viste, at der er gode muligheder for varmegenindvinding i alle dele af produktionen. Idealt set kunne der opnås besparelser på 48 % og 88 % for henholdsvis varme og køling. Ved efterfølgende at opstille et realistisk netværk som tager hensyn til de fysiske rammer, kunne 72 % af det optimale mål opnås. På baggrund af det store potentiale for varmegenindvinding blev forskellige scenarier for varmelagring opstillet så tidsafhængigheden ved en Batch produktion vil kunne negligeres til en vis grad. Af de opstillede scenarier var der bedst økonomi i at udnytte overskudsvarme i et ”åbent” varmelagerssyetem i forbindelse med CIP, hvilket havde en tilbagebetalingstid på ca.1,5 år. Pinch-analyserne kunne i også vise, at alle de interne varmevekslernetværk set i sammenhæng med den øvrige produktion var konstrueret så energioptimalt som muligt.
Imprint Technical University of Denmark (DTU) : Kgs. Lyngby, Denmark
Fulltext
Original PDF Rapport_rettet.pdf (9.70 MB)
Admin Creation date: 2009-11-05    Update date: 2010-10-28    Source: dtu    ID: 252012    Original MXD