Dry Trophy-uitreiking op NWGD-symposium

Op het altijd goed bezochte Jaarsymposium van de Nederlandse Werkgroep Drogen (NWGD) op maandag 21 november 2016 in Wageningen is de Dry Trophy uitgereikt. Deze nieuwe innovatie-award is toegekend aan Italvacuum voor een gepatenteerde, horizontale paddle-vacuümdroger met een excentrische, planetair bewegende agitator.

Jos Verleg, Vakblad BULK

Het thema van het Jaarsymposium 2016 van de Vereniging Nederlandse Werkgroep Drogen (NWGD) was ‘Innovation in Drying Technology’. Circa 70 droogspecialisten maakten tijdens het evenement in Hotel de Nieuwe Wereld de eerste uitreiking mee van de Dry Trophy, een innovatieprijs voor spraakmakende ontwikkelingen op het gebied van droogtechnologie.

Italvacuum Planex System
Na rijp beraad heeft de vakjury besloten de Dry Trophy 2016 toe te kennen aan Italvacuum, specialist in vacuüm drogers. Helaas kon deze Italiaanse onderneming vanuit haar standplaats in Turijn geen vertegenwoordiging sturen om de prijs tijdens het NWGD Jaarsymposium in ontvangst te nemen. De inzending van Italvacuum betreft het Planex System; een meervoudig gepatenteerde, horizontale paddle-vacuümdroger met excentrische agitator. Kenmerkend voor het Planex System is dat de agitator met een planetaire beweging om zijn eigen as draait én tangentiaal in de droogkamer roteert. Beide bewegingen kunnen onafhankelijk van elkaar worden ingesteld. De agitator is lekdicht dankzij een dubbel mechanische afdichting. Afhankelijk van de toepassing kan deze afdichting worden gespoeld met bijvoorbeeld stikstof.

Laag energieverbruik
De installatie, ontwikkeld voor de droging van materialen afkomstig uit filtratie- en centrifugeprocessen, is bij uitstek geschikt voor de batchgewijze productie van bijvoorbeeld actieve farmaceutische ingrediënten (API’s). De planetaire beweging en de relatief kleine omvang van de agitator leiden tot een energieverbruik dat ten minste een factor 3 lager ligt dan bij een droger met een concentrisch roterend mengwerktuig. Dit houdt tevens in dat het Planex System zich leent voor de droging van kwetsbare en temperatuurgevoelige producten.
Het besturingssysteem is in staat het Planex System in een ‘stop & swing’-modus te zetten waarbij de agitator zodanig heen en weer beweegt dat deze zich steeds in het product bevindt. Dit is met name interessant bij de droging van kleine batches.

Productvriendelijk
De planetaire ‘ZeroFriction’-beweging van de agitator voorkomt dat product – ook bij volledige rotatie – voortdurend langs de omtrek van de mengkamer wordt gewreven. Het product ondervindt daarom minder wrijving – en wordt navenant dus ook minder opgewarmd – dan het geval is bij mengers met concentrische mengwerktuigen. De kortste afstand van de planetaire paddles tot de mengerwand is zodanig dat zich hiertussen geen product kan opbouwen. Bovendien is de menger hierdoor aanmerkelijk beter te ledigen (>99%).

Uitvoeringen
Het Planex System is leverbaar met volumes van 150 tot 3.200 liter. De beladingsgraad kan, afhankelijk van het product, variëren van 15% tot 80%. Alle productcontactdelen zijn uitgevoerd in rvs 316L. De verwarmbare agitator-as en mantel hebben geen ‘cold spots’ waar solvent-condensatie of productopbouw zou kunnen plaatsvinden. Desgewenst kan worden voorzien in een CIP-syteem (Clean In Place). De installaties zijn leverbaar in explosieveilige uitvoering en voldoen aan zowel FDA- als cGMP-standaarden.

AVA Drogerliftsysteem
Ook genomineerd voor de Dry Trophy is een conusdroger met liftsysteem van AVA GmbH, vertegenwoordigd door Jack Winder van WinProcess. Deze oplossing – die ook leverbaar is in een mobiele uitvoering – biedt uitkomst voor productieruimten met een beperkte hoogte. Bovendien is de conusdroger zelf al een compacte menger in de zin dat deze een helix roerwerk heeft in plaats van een ronddraaiende, roterende schroef. Er is aan de bovenzijde daarom slechts één aandrijving nodig. Desgewenst kan in de wand een chopper worden gemonteerd om product te desagglomereren. De vulgraad is zo’n 30% hoger dan bij een conische schroefmenger. Daardoor vindt in de AVA-droger een intensiever transport plaats, waarbij de warmte-uitwisseling met de verwarmde wand efficiënter is. Dit bekort droogtijden, zeker als ook vacuüm wordt toegepast.

Liftsysteem
De eigenlijke innovatie van AVA GmbH is echter de combinatie van deze sneldroger met een liftsysteem dat de installatie omhoog of omlaag kan bewegen. Hierdoor wordt de logistiek van het vullen en legen van de droger in een beperkte ruimte zeer vereenvoudigd. Zo kan de conusdroger in de onderste positie worden geplaatst om daarboven een procesinstallatie of container te plaatsen die product in de droger lost. Daarna kan de installatie of container worden losgekoppeld en eventueel worden weggenomen. Het is ook mogelijk om de conusdroger zijwaarts te zwenken. De droger is namelijk voorzien van flexibele en draaibare aansluitingen voor elektra, verwarmings- en vacuümsystemen. De beladen conusdroger kan echter ook omhoog worden gebracht, zodat hieronder een procesinstallatie of container kan worden gezet. Een andere toepassing van het liftsysteem is het realiseren van een grotere productiecapaciteit door op de kolom twee drogers te plaatsen die afwisselend worden gevuld en geleegd.

Reiniging
Het liftsysteem biedt voorts een belangrijk voordeel bij de reiniging van de droger. De deksel en helix kunnen omhoog worden gebracht terwijl de mantel op vloerniveau blijft staan. Hierdoor is een volledige toegang mogelijk tot alle onderdelen van de conusdroger. In gesloten toestand is overigens ook een CIP-reiniging mogelijk zodat men snel van recept kan wisselen. De conische en verticale bouwwijze laat een restloze leging toe via een pneumatisch bediende bolsegmentklep. De installatie, die voldoet aan de Duitse industrienormen, functioneert storingsvrij en onderhoudsarm.

Hobré Hicosys-meetsysteem
De Dry Trophy-inzending van Hobré Analyzer Solutions betreft het Hicosys meetsysteem, dat is genomineerd omdat het CO én H2O gelijktijdig kan meten. Deze combinatie maakt het mogelijk een sproeidroger op een veilige manier te optimaliseren. De sensoren waarborgen een snelle en nauwkeurige detectie van CO als gevolg van smeul of Maillard-reacties, waarbij het systeem de absolute waardes meet van zowel CO als H2O. De detectielimiet van CO bedraagt 0,1 ppm; de nauwkeurigheid van de watermeting bedraagt 0,32 g/kg. Met de gegevens uit Hicosys kan men met de sproeidroger dicht tegen het ‘sticky point’ werken (mits de betreffende stickyness-curve van het product bekend is). Dit leidt tot lagere energiekosten, minder vervuiling en een meer constante productkwaliteit. Hicosys kan worden voorzien van maximaal 8 meetpunten.
Om smeul te detecteren en achtergrond-CO te behandelen, worden de relevante inlaatluchtstromen gemeten en kan de delta-CO van het bewaakte torendeel worden berekend. Hierbij kunnen drie delta-alarmniveaus worden geprogrammeerd. Het systeem is voorzien van alle nodige I/O’s om verbinding te maken met de DCS van de fabriek.

Log5 AwCP-pasteurisatieproces
Log5 BV, onderdeel van Duyvis Wiener, levert met haar AwCP-proces (Water Activity Controlled Pasteurization) een innovatieve oplossing om droge bulkgoederen zoals noten en zaden te pasteuriseren met behoud van de productkwaliteit. Ook zijn succesvolle testen uitgevoerd met rozijnen en andere gedroogde vruchten, waar de balans tussen vochttoevoeging en kwaliteitsbehoud nog delicater is. De naam Log5 refereert aan de 5-log afdoding die met de nieuwe technologie  kan worden gerealiseerd. Het gaat dan met name om pathogenen die in droge omstandigheden kunnen overleven, zoals Salmonella. Het AwCP-proces, waarvoor patent is aangevraagd, is een alternatief voor systemen die óf een chemische behandeling vereisen, óf het product teveel veranderen. Kenmerkend voor AwCP is dat het pasteurisatieproces wordt gecontroleerd op basis van de wateractiviteit (Aw) van het product tijdens het verwarmen. De pasteurisatie vindt plaats bij temperaturen tot 100°C waarbij de relatieve vochtigheid kan oplopen tot 90%.

Condensatie voorkomen
Hierbij dient condensatie te allen tijde worden voorkomen. Log5 is erin geslaagd om de procescondities (zoals vochtigheid, temperatuur en verblijftijd) dermate goed te beheersen dat aan deze eis wordt voldaan. Log5 heeft inmiddels drie proceslijnen in bestelling met een waarde van enkele miljoenen euro’s. De potentiële afzetmarkten bevinden zich in regio’s waar voedselveiligheid hoog op de agenda staat (Noord-Amerika, Europa, Australië en Japan) en in noten producerende landen (zoals Turkije, Vietnam, Zuid-Afrika, Iran, India en West-Afrika). Hierbij maakt Log5 gebruik van het netwerk van Duyvis Wiener, producent van machines en complete fabrieken voor de verwerking van cacao tot chocolade.

TCKI Hybridedroger
De essentie van de inzending van TCKI (Stichting Technisch Centrum voor de Keramische Industrie) is een combinatie van aerothermdrogen en semistoomdrogen voor toepassingen in de keramische industrie. Tot op heden worden keramische producten voor het grootste gedeelte gedroogd met de vrijkomende afvalwarmte van (tunnel)ovens, vaak in combinatie met gasgestookte luchtverhittingsbranders. Met convectiedroging in tunneldrogers of kamerdrogers wordt een specifiek energieverbruik bereikt van 4.000 tot 10.000 kJ/kg te verdampen water. TCKI heeft met de Hybridedroger een nieuw type droger geïntroduceerd met een lager energieverbruik en een lagere CO2-emissie.

Specifiek energieverbruik
Met de hybride drooginstallatie kan het specifiek energieverbruik worden gereduceerd tot minder dan 3.000 kJ/kg te verdampen water. Inmiddels zijn bij twee baksteenproducenten projecten uitgevoerd met een pilotdroger van TCKI. Deze haalbaarheidsproeven worden nu vervolgd door de bouw van een demonstratieproject. Hiertoe zijn eerst laboratoriumonderzoeken uitgevoerd in een klimaatkast bij TCKI naar de grenzen van de belastbaarheid van verschillende grondstoffen en producten, bij oplopende temperatuur en vochtigheid. Er wordt een aangepaste kamerdroger gebouwd met 2 droogkamers voor vormgegeven producten, in combinatie met een extra lange tunneloven. Voorzien wordt dat dit droogprincipe ook kan worden toegepast in andere branches waar vormgegeven producten worden gedroogd in droogkamers of droogtunnels.

Omgebouwd
Het vervangen van bestaande drogers door nieuwe installaties is bedrijfseconomisch niet rendabel gezien de enorme investeringen die hiervoor nodig zijn. Bij de realisatie van de Hybridedroger wordt daarom uitgegaan van een bestaande droger die wordt omgebouwd om in de eerste droogfase aerotherm met omgevingslucht te drogen, zonder thermisch energieverbruik. De bestaande interne circulatieventilatoren worden gemodificeerd om in deze fase met een zo groot mogelijk luchtdebiet te drogen. Om in de beschikbare tijd te kunnen blijven drogen wordt aerothermdrogen gevolgd door snel semistoomdrogen. In deze tweede droogfase wordt met extreem weinig lucht gedroogd bij hoge temperatuur en vochtigheid.

WUR Druppeldroogplatform
Een inzending voor de Dry Trophy die niet is genomineerd, maar wél bijzondere waardering van de jury oogstte, is het druppeldroogplatform van Eline Both (WUR). Op dit platform wordt één druppel per keer gedroogd onder precieze droogcondities. Een pneumatische robot positioneert de te drogen druppel voor een tunnel waaruit warme lucht komt. Het droogproces kan vervolgens worden bestudeerd met behulp van een camera, die de druppelgrootte en -morfologie monitort. Door het hydrofobe membraan behoudt de druppel zijn ronde vorm. Met de opstelling kunnen snel, veel verschillende procescondities met elkaar worden vergeleken. Het druppeldroogplatform maakt het mogelijk om een droogproces in de diepte te bestuderen en nieuwe droogtoepassingen te ontwikkelen.