Sådan øges effektiviteten og besparelserne med lækagetest af trykluftsystem i fødevareproduktionen

Trykluft er føde- og drikkevareindustriens "fjerde forsyningsselskab" efter de tre store vand, elektricitet og naturgas. Pålideligheden af dette fjerde "forsyningsselskab" afhænger af et forudsigeligt lufttryk, hvilket betyder, at selv små lækager kan være omkostningstunge.

Her er nogle eksempler på luftlækager, der normalt forekommer i fødevare- og drikkevareindustrien, sammen med en beskrivelse af de bedste fremgangsmåder og teknologier til at håndtere dem.

Fødevare- og drikkevareproducenter har helt særlige behov, når det drejer sig om trykluftlækager, fordi produktets ensartethed er afgørende for kvalitet og compliance, især fordi produktionsanlæg og udstyr er underlagt strenge kontroller og regler for at undgå kontaminering.

I fødevare- og drikkevareanlæg forbindes flere luftkompressorenheder via rør for at levere trykluft til at flytte produktet, drive pneumatiske værktøjer eller pumpe væsker til en række formål i produktionskæder, emballering og rengøring. Her er nogle eksempler:

• Snacks og nitrogenluft stødabsorbering: Nitrogenskylning bruges til at fylde poser for at beskytte sarte snacks. Oxygen er udelukket til brug, fordi den reagerer med fødevarer, især dem, der er fremstillet med olie.
• Mad og renlighed: Trykluft renses og filtreres for at sikre fødevaresikkerheden og for at opretholde det korrekte trykdugpunkt, der er nødvendigt for at forhindre mikrobiel vækst.
• Skrælning af frugt og grøntsager: Som forberedelse til emballering fjerner luftdyser under tryk effektivt skræller fra frugt og grøntsager. Trykluft med højt tryk bruges også til at skære fødevarer. Dette er renere alternativ sammenlignet med knive eller skæreblade.
• Bryggerier, gæring og aftapning: Trykluft øger iltniveauet for at fuldføre den bakterielle fermenteringsproces. Luftkompressorer reducerer mængden af resterende ilt under aftapning, og flaskerne skylles med kuldioxid og fyldes med øl ved hjælp af pneumatisk drevne maskiner. Bryggerierne opererer i varme miljøer og derfor er systemerne mere sårbare over for lækager.

Luftlækager kan på et hvilket som helst tidspunkt have en negativ effekt på både produktionshastighed og produktkvalitet, skabe sikkerheds- eller kontamineringsproblemer eller alle fire – og dermed bundlinjen.

De skjulte omkostninger ved trykluftlækager

Trykluft og gasser skal være tilgængelige ved et bestemt tryk for at opnå produktions- og kvalitetsmål, men mange virksomheder accepterer luftlækager som en omkostning ved at drive forretning. Disse omkostninger kan være høje hvad angår energitab, men ofte også på andre skjulte måder, f.eks. effektivitet, kvalitet og nedetid.

I henhold til Håndbogen for trykluft og gas 7. udgave udgivet af Compressed Air & gas Institute (CAGI), kan "En enkelt ¼" lækage i en trykluftsledning koste et anlæg fra $2.500 til mere end $8.000 om året. Lokalisering og reparation af lækager vil resultere i betydelige besparelser afhængigt af trykkrav og energiomkostninger."

Fordele ved test af trykluftsystem

• Øg effektiviteten ved regelmæssig vedligeholdelse: Trykluftsystemer, der ikke vedligeholdes regelmæssigt efter installationen, kan miste 20 til 30% af trykluften alene pga. lækager.
• Reducer udgifter: Trykfald fejldiagnosticeres ofte som udstyrsfejl, hvilket resulterer i yderligere kapitalinvesteringer i nye luftkompressorer.
• Reducer nedetid: Tabt produktionstid på grund af trykfald eller installation af nyt udstyr vil kræve nedetid for udstyret og negativ påvirkning af tidsplanlægning. Nedetid, der ikke er planlagt, koster i gennemsnit 200 $ pr. minut, hvilket gør det vigtigt at undgå.
• Forbedring af produktkvalitet: Utilstrækkeligt tryk medfører mangelfuld forsegling af emballagen, eller at det spiselige produkt ikke opfylder ensartede krav til konsistens eller smag.
• Gør produktsikkerheden bedre: Lækager, der forårsager kontaminering, medfører høje omkostninger som følge af spild, compliance-sanktioner og omdømmemæssigt negative konsekvenser.
• Reducer CO2-udledning: Systemer med luft- og gaslækager bliver ineffektive, hvilket påvirker en virksomheds CO2-aftryk og forhindrer dem i at opfylde bæredygtigheds- eller miljømål.

Den formel, der anvendes til at bestemme omfanget af trykluftslækager på et anlæg, er: Lækage (%) = (T x 100) ÷ (T + t)T = onload tid (minutter), t = offload tid (minutter).

Hvis trykluftsystemet er konfigureret med start/stop-styring, skal luftkompressoren startes, når der ikke er noget systembehov—efter arbejdstid eller uden for drift. Foretag derefter flere udlæsninger af kompressorens cyklusser for at bestemme det gennemsnitlige tidsrum for tømning af systemet.

Metoder til detektering og korrektion af luftlækage

Det første skridt til at kontrollere forarbejdningen og omkostningerne er at lokalisere luftlækager på deres oprindelsessted. Her er en liste over almindelige lækagepunkter:

• Kondensatudskillere
• Koblinger
• Fittings
• Flanger
• FRL'er (kombinationer af filtre, regulatorer smøreanordninger)
• Slanger
• Pakninger
• Trykluftbeholdere
• Lynkoblinger
• Gevindskårne rørsamlinger
• Rør
• Ventiler

Luftlækager er et stort problem, fordi der er mange af dem, og de er svære at lokalisere. Når de er lokaliseret og udbedret, har flere lækager en tendens til at genopstå på grund af normal slitage på systemet.

Selvom det måske ikke er muligt at eliminere hver enkelt lækage, er det muligt at reducere det samlede antal med fokuseret inspektion ved hjælp af traditionelle detektionsmetoder. Når en lækage er fundet, bruges der en papirmærkat til at markere stedet med disse metoder. Fire traditionelle påvisningsmetoder omfatter:

1. Lyd: En hvæsende lyd indikerer lækager, hvilket betyder, at lækagen er betydelig, da kun et lydniveau på over 60 dBA kan høres uden lækagedetekteringsudstyr. Da de fleste anlæg er støjende og ofte kræver høreværn, skal der lyttes efter lækager under nedetid – mellem skift, i weekender eller under planlagt vedligeholdelse.
2. Vand og sæbe: Teknikerne sprøjter sæbevand på områder med hørlige lækager, og hvor der forekommer bobler, er lækagepunktet. Metoden er langvarig, langt fra præcis og kræver rensning, da oversprøjtning af sæbevand medfører en risiko for, at man glider. I nogle rene og kontamineringsbeskyttede processer er det ikke tilladt.
3. Akustisk ultrasonisk detektering: Under nedetid scanner teknikere med øretelefoner potentielle lækagesteder med parabolformet eller kegleformet tilbehør. Når der detekteres en lækageindikerende støj, skifter teknikeren til en tryllestavformet enhed, der skal holdes et par tommer fra lækagen for at finde den nøjagtige placering.
4. Brug af eksterne eksperter: Ingeniører eller andre eksperter konsulteres normalt en gang om året for at spare penge og forstyrrelser. De anvender en eller alle de traditionelle teknikker, og reparationer og checks håndteres af interne teknikere.

Ingen af disse metoder garanterer 100%, og de fleste kræver nedetid, hvilket fører til tabt tid og penge.

Trykluftlækagetest hjælper et kafferisteri med nemt at identificere energibesparelser på 10%

Projektingeniører ansat på et kafferisteri deltog i en pilotundersøgelse med brug af industriel akustisk imaging teknologi i et anlæg, hvor tilstandene har en tendens til at generere mange lækager. Testresultatet identificerede, at virksomheden med den nye lækagedetekteringsenhed kunne spare mere end 10% om året i energiforbrug .

Den 300.000 kvadratfod store facilitet rummer et område med kafferistning og -emballering, vådprocesområde til kaffe samt et område til blanding og emballering af te. Alle funktioner kræver korrekt lufttryk for effektivt at gennemføre processer, og traditionelle metoder til lækagedetektering kunne ikke følge med.

På en gennemsnitlig dag bruger anlægget fra 1.000 til 1.600 kubikfod pr. minut (cu.ft/min) trykluft. Virksomhedens trykluftsystem, der består af fem luftkompressorer med i alt 585 hestekræfter, forsyner automationsanlæg og rør, der bruges til at føde anlæggets nitrogenproduktionssystem. Nitrogen bruges til at forbedre kaffekvaliteten. Desuden anvendes den inaktive gas til at blande te.

Med Fluke ii900 akustisk kamera identificerede teamet potentielle energibesparelser på 10%, hvilket er i overensstemmelse med målet om forbedret bæredygtighed. Den nye tilgang viste også, hvordan teamet kunne forenkle processen til detektering af luftlækager, så projektingeniørerne kunne holde medarbejderne i gang med at arbejde på produkter i stedet for at stoppe i længere tid for at detektere og udbedre luftlækager.

Se luftlækager for første gang med et akustisk kamera

Et fremskridt inden for lækagedetekteringsteknologi i form af et bærbart akustisk industriel imager gør det nemmere at registrere lækager og undgå tab af fortjeneste.

Fluke ii900 lækagedetektor giver brugerne mulighed for at lokalisere og se luftlækager på en LED-skærm i realtid med en peg-og-skyd proces, der ikke kræver en specialiseret tekniker. De fleste brugere er i gang på ca. 10 minutter. Teknikerne kan også arbejde hurtigt på sikker afstand, mens udstyret kører. Desuden gør enheden det nemmere at lokalisere lækager på svært tilgængelige steder eller at skelne mellem flere lækager inden for det samme område.

Det håndholdte kamera indeholder en række ultrafølsomme mikrofoner, der registrerer lyde i både det menneskelige høreområde og ultralydsområder for lyd og derefter præsenterer dem visuelt. Enheden anvender derefter egenudviklede algoritmer på resultaterne og producerer straks et visuelt kort over lækagen på skærmen. Billedet af lækagen er lagdelt over et billede af området med synligt lys, så operatøren hurtigt kan finde lækagens placering.

Fluke ii900 kan også bruges til at verificere succesfulde reparationer. Hvis der er spørgsmål, kan scanninger, der er optaget som stillbilleder eller live-videoer, deles og diskuteres med kolleger. De optagne billeder eliminerer behovet for at klatre på stiger eller markere lækagen med den sædvanlige skrøbelige fysiske mærkat.

Sådan reduceres omkostningerne ved skjulte luftlækager

Ved hjælp af almindelige eller nye detekteringsmetoder er det nu det oplagte tidspunkt til at eliminere skjulte omkostninger og unødvendigt spild af luftlækager. Her er nogle af de bedste fremgangsmåder, du kan følge:

• Eksempel på systemtilgang: Hvis du ofte udbedrer en lækage, øges systemtrykket, hvilket gør mindre lækager større, og det påvirker hele systemet. Kombiner ændringer med overordnede strategier for forbedret energiforbrug og mere robuste kontrolsystemer. Investeringer resulterer ofte i energibesparelser, der reducerer ROI betydeligt.
• Hyppig gennemgang: Hyppig gennemgang – oftere end de typiske årlige eller kvartalsvise lækagekontroller – sparer tid, penge og ressourcer i det lange løb, selv om du har brug for at lukke udstyret ned. Ny imaging teknologi betyder, at du kan zoome ind på lækager og udbedre dem løbende uden at miste værdifuld produktionstid.
• Bekræft de grundlæggende årsager til trykfald: Trykfald kan fejldiagnosticeres som udstyrsfejl. Før du accepterer kapitaludgifter kan lækagekontrol og udbedringer spare dig for mange penge og omgående få kapaciteten op på niveau igen.
• Log og track og verificér over tid: Det er vigtigt at registrere nøjagtigt, hvor der er opstået lækager, da disse svage punkter ofte er der, hvor nye lækager vil opstå, og efterse disse områder regelmæssigt. Logning af information online gør det nemt at dele data og bruge dem til at indføre en ensartet gennemgangsproces. Kontroller kort tid efter reparationen for at fastslå, om lækagen er blevet udbedret, eller om der er behov for yderligere opmærksomhed.