Deze sproeidrogerinstallatie bij Arla Foods is een modern voorbeeld van de GEA MSD-sproeidroger.
Een betere manier vinden om te drogen
Sproeidrogen is in wezen een manier om een vloeibaar concentraat om te zetten in poeder. De droger verstuift de vloeistof tot fijne druppeltjes. Terwijl de deeltjes door een droogkamer stromen, verwijdert hete lucht het vocht.
In de jaren ‘70 was tweetraps drogen gebruikelijk: eerst werd er in de kamer gedroogd, gevolgd door een einddroging in een afzonderlijk wervelbed; een unit buiten de kamer waar warme lucht omhoog stroomt door het poeder, waardoor de deeltjes in de lucht blijven zweven en er nog meer vocht wordt onttrokken.
Maar bij sommige producten kwam een zwak punt in deze aanpak aan het licht. Met name bij zuigelingenvoeding, zuivelbestanddelen en voedingspoeders kunnen vochtige deeltjes aan de wand van de kamer blijven kleven, afzettingen vormen en ervoor zorgen dat de productie vaker moet worden stilgelegd voor reiniging.
Tegelijkertijd deed in de Verenigde Staten een nieuwe technologie haar intrede. Deze kon producten verwerken die met de gangbare sproeidroogtechnologie moeilijk of zelfs onmogelijk te verwerken waren, en leverde daarbij poeders op die gemakkelijker oplosten en beter vloeiden. Uit rapporten uit die periode bleek dat deze technologie een ernstige concurrentiedreiging vormde.
Het Deense bedrijf A/S NIRO ATOMIZER, destijds wereldleider in sproeidrogen en nu onderdeel van GEA, zag deze uitdaging als een kans. In plaats dat NIRO de bestaande technologie verdedigde, gingen ze op zoek naar manieren om sproeidrogen ook voor veeleisendere producten te laten slagen.
"Het product in een sproeidroger krijgen is niet het moeilijke deel", aldus Martin Skanderby, Global Project Integration Manager, Dairy Powder, bij GEA. "De kunst is om het er weer uit te krijgen met de juiste eigenschappen."
Het idee dat de ingenieurs in 1976 vastlegden, zou uitgroeien tot de meertraps droger MSD.
De oplossing van MSD
De ingenieurs van NIRO pasten de locatie van het droogproces aan. Ze integreerden een wervelbed in de kamer en voegden een extra wervelbedfase toe, waardoor een groter deel van het droogproces buiten de sproeizone plaats kon vinden. Tegelijkertijd pasten ze de luchtstroompatronen aan. Dankzij dit meertraps principe kon het proces lastigere producten verwerken en tegelijkertijd de eigenschappen van het verkregen poeder verbeteren.
In toepassingen zoals instantmelkpoeder en zuigelingenvoeding zorgde de technologie ervoor dat poeders gemakkelijker vermengden met en oplosten in vloeistof. Het essentiële idee is eenvoudig. MSD is geen vervanging voor sproeidrogen. Het verandert hoe het drogen door het proces wordt verdeeld, waardoor het vereiste product efficiënter wordt verkregen.
Deze vroege afbeelding van een sproeidroger van NIRO toont de basiswerking van de machine: vloeistof wordt in een kamer gesproeid, waar het snel droogt.
Van idee tot industrie
Het kostte tijd om van het concept om te zetten tot een haalbaar industrieel voorstel. In 1982 kocht het Franse zuivelbedrijf Isigny Sainte-Mèe de eerste NIRO MSD; zes jaar nadat NIRO het idee had vastgelegd.
Naarmate er meer systemen in productie gingen en duidelijk werd wat er met meertraps droging kon worden bereikt, nam de invoering ervan vanaf het einde van de jaren ‘80 een vlucht. Ingenieurs gingen verder dan alleen het oplossen van hun oorspronkelijke verwerkingsprobleem en begonnen de waarde van het concept in een breder scala aan toepassingen aan te tonen.
Toen GEA NIRO A/S overnam, verwierf het daarmee ook de sproeidroogtechnologie en de expertise erachter. De ontwikkeling van MSD werd voortgezet, waarbij door verschillende generaties van technische en praktijkervaring werd voortgebouwd op het oorspronkelijke principe.
De invloed van meertraps droging werd steeds duidelijker naarmate concurrenten drogers ontwikkelden die op hetzelfde principe berustten. Wat begon als het antwoord van NIRO ATOMIZER op concurrentiedreiging, groeide uit tot een gevestigde benadering van meertraps sproeidrogen en een platform dat GEA verder kon uitwerken.
Een idee dat steeds verder groeide
Een ingenieur uit de beginjaren van MSD zou de vormgeving van een moderne droogkamer nog steeds herkennen en het werkingsprincipe ervan begrijpen. De machines rondom dat bekende concept zouden echter een verhaal van voortdurende ontwikkeling vertellen.
Luchtverspreiding is daar een voorbeeld van. Verbeteringen in de luchtverspreiding (de manier waarop warme lucht de droger binnenkomt) hebben geholpen om afzettingen te verminderen en daarmee de efficiëntie te verhogen. Naarmate de productie-eisen veranderden, werden ook de hygiënische werking, automatisering en procesbesturing verder ontwikkeld. Moderne systemen ondersteunen 24/7-bedrijf, terwijl vooruitgangen op het gebied van agglomeratie en granulatie (het proces waarbij grotere, meer poreuze poederdeeltjes worden gevormd) nieuwe mogelijkheden bieden om de eigenschappen van het poeder te beïnvloeden.
Digitale tools zoals GEA OptiPartner ondersteunen nu voortdurende procesoptimalisatie door gebruik te maken van realtime procesgegevens, zodat de productie onder optimale omstandigheden kan blijven draaien. De tools die we vandaag de dag tot onze beschikking hebben, zouden voor de ingenieurs uit 1976 onvoorstelbaar zijn geweest, maar het doel zou hen bekend zijn geweest: het proces doorgronden en die kennis gebruiken om de prestaties te verbeteren.
Sproeidrogen vergt veel energie, dus efficiëntie is van belang tijdens de gehele levensduur van een installatie. In relevante toepassingen kan MSD bij lagere uitlaattemperaturen werken, wat betekent dat er meer droging plaatsvindt in de wervelbedden dan in de droogkamer zelf. Warmteterugwinning en een bredere procesoptimalisatie bieden nog meer mogelijkheden. GEA AddCool bouwt voort op deze aanpak en maakt gebruik van hogetemperatuurwarmtepomptechnologie om afvalwarmte terug te winnen en te hergebruiken, voor een lager energieverbruik en minder afhankelijkheid van fossiele brandstoffen.
50 jaar MSD
1976
NIRO legt het oorspronkelijke MSD-concept vast.
1982
De eerste NIRO MSD wordt verkocht aan Isigny Sainte-Mère, Frankrijk.
Eind jaren ‘80
De acceptatie neemt toe nu het meertraps drogen zichzelf in de productie heeft bewezen.
Begin jaren 2000
Ontwikkelingen op het gebied van luchtverspreiding zorgen voor een verdere vermindering van afzettingen en een verbetering van de efficiëntie.
Vandaag
Het oorspronkelijke principe blijft zich verder ontwikkelen dankzij vooruitgangen op het gebied van hygiëne, continue productie, automatisering, agglomeratie en digitale procesoptimalisatie.
Vijftig jaar leren
De ervaring die is opgedaan bij de exploitatie van installaties was in grote lijnen bepalend voor de ontwikkeling van MSD. Elke installatie kent haar eigen beperkingen, en het oplossen van het ene knelpunt kan een ander aan het licht brengen. Die uitdagingen laten de ingenieurs van GEA zien op welke punten het proces kan worden verbeterd.
Het leerproces komt van twee kanten. GEA brengt ervaring mee op het gebied van verschillende producten, toepassingen en installaties, terwijl klanten het functioneren van hun eigen installaties tot in detail kennen. Samen kunnen deze invalshoeken mogelijkheden aan het licht brengen om afzettingen te verminderen, productieperiodes te verlengen of beheersing te verbeteren.
Opgedane ervaring betekent ook weten wanneer je MSD beter niet kunt aanbevelen. Verschillende producten, capaciteiten en bedrijfsomstandigheden kunnen andere technologieën vereisen en soms volstaat een eenvoudigere oplossing.
Die ervaring reikt nu verder dan alleen de droger. Door expertise op het gebied van processen en utiliteiten te combineren, kan GEA de droger als onderdeel van de complete productielijn optimaliseren. Het gaat net zozeer om het kiezen en toepassen van de juiste technologie als om het voortdurend verder ontwikkelen van de technologie zelf.
In de beginjaren van de MSD tekenden de teamleden de plannen met de hand.
Van de ene generatie ingenieurs naar de volgende
De continuïteit in het verhaal van MSD is zowel menselijk als technisch van aard. Sommige leden van het huidige GEA-team zijn hun carrière samen met de ingenieurs begonnen die de oorspronkelijke MSD hadden ontwikkeld. Ze herinneren zich mensen die rotsvast geloofden in wat ze hadden gecreëerd en die hard werkten om anderen ervan te overtuigen dat het idee juist was.
Hun vertrouwen bleek terecht. De aanpak die zij propageerden, werd de norm in de industriële productie en bleef nog lang nadat hun vroege werk was voltooid nieuwe toepassingen vinden.
De originele MSD markeert het begin van dit verhaal, niet het einde ervan. De instrumenten zijn sinds 1976 ingrijpend veranderd, maar het instinct blijft hetzelfde: het probleem doorgronden, technische expertise toepassen en blijven verbeteren.
