URK - Nederland staat voor een grote energietransitie met als doel dat in 2050 de huizen en bedrijfsgebouwen geen aardgas meer gebruiken. Het betekent een enorme extra belasting van het stroomnet. Op Urk speelt de visindustrie een sleutelrol in die transitie, en dan vooral bedrijven die vriezen en koelen. De Urker industrie levert warmte en krijgt er koude voor terug. Equans Refrigeration & Heating Solutions is al jarenlang een belangrijke partner om de visindustrie klaar te maken voor het bron-net dat ook nog eens bijdraagt aan een vermindering van de netcongestie.

Als Marcel Klomp (Sales Manager) en Chris Muller (Development & Engineering) de productieruimte van Equans in Emmeloord tonen, dan valt meteen op dat hier niet alleen gewerkt wordt aan de bouw van vriesinstallaties. Nee, het is met name de bouw van warmtewisselaars die een groot deel van de productieruimte in beslag nemen.

Hoewel de natuurkunde leert dat 'koude' wetenschappelijk gezien het ontbreken van warmte is - en warmte altijd van een warm naar een koud object stroomt - zorgt een warmtewisselaar er in alledaagse toepassingen voor dat een warme vloeistof of luchtstroom afkoelt door zijn warmte af te geven aan een koudere stroom. Hierdoor wordt de warme stroom kouder en de koude stroom warmer.

Bij het koelen en vriezen komt enorm veel warmte vrij. Volgens de wetten van de thermodynamica bestaat ‘kou’ wetenschappelijk gezien niet; kou is simpelweg de afwezigheid van warmte. Als je iets invriest, verlaag je de temperatuur van het product door de thermische energie (warmte) eruit te halen en af te voeren naar de omgeving. In de foodindustrie gaat dat door extreem koude lucht (-30 tot -40°C) met hoge snelheid over het product te blazen. De aan het product onttrokken warmte verdwijnt nu nog via condensors op het in de buitenlucht, maar warmtewisselaars moeten zorgen dat deze warmte geleverd wordt aan de Urker huishoudens.

UITFASERING KOUDEMIDDELEN

Strengere Europese wetgeving draagt eraan bij dat diverse visbedrijven overgaan op nieuwe vriessystemen. Synthetische koudemiddelen worden verboden omdat ze te veel bijdragen aan de opwarming van de aarde. ,,Equans bouwt installaties die werken met natuurlijke koudemiddelen. In de visindustrie is dat ammoniak en CO2, en de keuze is afhankelijk van wat je ermee wilt doen. We maken echt maatwerk”, aldus Marcel Klomp.

Op Urk zijn de afgelopen tijd diverse nieuwe installaties geplaatst, zoals bij Visco, Kramers’ Seafood, Seacon en Van der Lee Seafish. En dan liggen er nog de nodige projecten in het verschiet. De mogelijkheid om de investeringskosten met de Energie Investeringsaftrek (EIA) af te trekken van de fiscale winst, bovenop de gebruikelijke afschrijving, maken de vervanging aantrekkelijker.

WARMTEWISSELAARS

Chris Muller loopt al tientallen jaren mee in het vak en begeleidt de klanten om zo gebruik te maken van de nieuwste technologie, met oog voor de regelgeving. Bij Van der Lee waren de bestaande R22, propaan/CO2 en ammoniak/CO2 installaties aan vervanging toe. ,,Er moest een energiezuiniger apparaat komen met meer capaciteit en die ook nog voldoet aan de veranderende wetgeving rondom koudemiddelen. Bovendien wilden we minder kwetsbaar zijn, want het systeem draaide met één grote schroefcompressor. Ging die stuk, dan stond alles stil”, aldus Willem van der Lee.

Chris Muller: ,,De nieuwe CO2-installatie bevat meerdere (18), kleine zuigercompressoren die ook nog in toerbeurten draaien. Gaat er één kapot, dan heb je een buffer met al die andere compressoren. Dit maakt het vriesproces veel minder kwetsbaar.”

Voor een aansluiting op een mogelijk bron-net koos Van der Lee ook voor de installatie van acht warmtewisselaars. ,,Al met al een investering van 80.000 euro. Bij alle nieuwe installaties kiezen bedrijven er voor om die meteen aan te schaffen, omdat het achteraf installeren veel duurder is”, vertelt Muller.

De warmtewisselaars bij Van der Lee hebben de mogelijkheid om de gassen te koelen die van de compressors komen en die onttrokken warmte af te geven aan het water voor het bron-net.

GESLAAGDE PROEF

Op 1 september werd bij Van der Lee Seafish een proef uitgevoerd om in de praktijk te testen of de op papier uitgedachte theorie in werkelijkheid ook klopte.

Marcel Klomp en Chris Muller waren namens Equans aanwezig bij deze proef die werd uitgevoerd onder toezicht van Circulaire Energie Voor Elkaar B.V. (CEVE), een initiatief uit Urk dat zich richt op het versnellen van de energietransitie met bron-netten. Bij de proef werd met name het effect van het koelen en condenseren van de gassen van de compressoren bekeken. In de toekomst zou die koeling moeten komen vanuit een koudebron op tientallen meters diepte, maar de werking van de bron werd nagebootst met een tijdelijke waterbuffer in het laaddock van het visbedrijf. Het water werd op een temperatuur tussen de 10 en 11°C gebracht, ongeveer gelijk aan een koudebron.

Met dit water worden de gassen via de warmtewisselaar gekoeld die van de compressoren komen, het hart van de installatie. Hoe lager de temperatuur van die gassen (koudemiddel in dit geval CO2), zoveel minder persdruk hoeft de compressor te ontwikkelen. Voor het koelen/condenseren van de gassen op 28°C is 69 bar nodig, terwijl hiervoor bij 20°C maar 57 bar nodig is. De compressor hoeft dus minder hard te werken en gebruikt dus minder stroom’, legt Muller uit. ,,Door de koeling met water nam het stroomverbruik met meer dan een derde af zodat Van der Lee de investering in de warmtewisselaar al binnen een jaar zou hebben terugverdiend. Een ander groot voordeel zou zijn dat de piekbelasting op het stroomnet met maar liefst 1.500 ampère wordt verminderd. Dit vermindert dus de netcongestie en biedt weer ruimte voor bouw van nieuwe bedrijven of woningen.”

Marcel Klomp vult aan dat Van der Lee Seafish door de koeling nu ook in staat is om bij hoge buitentemperaturen toch te blijven vriezen.

BRON-NET

Naast het voordeel van koeling is er ook nog het nuttig gebruik van warmte. ,,Het water werd tijdens de proef al met minimaal 5°C opgewarmd. Dit opgewarmde water zou dan geleverd moeten worden aan een bron-net voor de Urker huishoudens. De test bewijst de potentie van een bron-net, een initiatief van CEVE om samen met de Vereniging van Vishandelaren en Verwerkers Urk lokaal beschikbare energiebronnen te ontsluiten en optimaal te benutten, om de energietransitie op Urk concreet vorm te geven. Het (her)gebruik van deze energie kan/zal het verbruik van elektrische energie voor bedrijven en huishoudens aanzienlijk reduceren. Het beoogde bron-net zal verder ontwikkeld en gerealiseerd worden en in beheer van Energiecoöperatie Bedrijfsleven Urk UA”, aldus Pieter Toon Bakker van CEVE.

ENERGIEZUINIG

Het leveren van opgewarmd water aan huishoudens vraagt nog een warmte/warmte-waterpomp. Volgens Bakker werkt een warmtepomp zeer efficiënt met dit opgewarmde water. Een gezin met vier personen, met een goed geïsoleerd huis, zou rond de 1.000 kWh per jaar gebruiken. ,,De investering van een warmtepomp heb je dan al snel terugverdiend door de lage stroomkosten. De warmtepomp heeft een warmtewisselaar die de warmte onttrekt aan het water en dus weer gekoeld water teruglevert aan de visverwerkende industrie”, aldus Bakker.

Klomp en Muller vullen aan dat er nog meer voordelen kunnen zijn voor de koel- en vriesindustrie wanneer er bijvoorbeeld verdampingscondensors zijn geïnstalleerd. ,,Door de installaties (persgassen) te koelen met bronwater wordt het verbruik van chemicaliën en drinkwater minder of zelfs niet meer noodzakelijk. Daarnaast wordt hiermee het risico op legionellavorming en eventuele uitstoot ook geëlimineerd.”

,,Met de testresultaten is een belangrijke stap gezet in het aantonen van de potentie van restwarmte uit de visserijsector”, zegt Chris. ,,De combinatie van energiebesparing bij koudeproductie en het beschikbaar maken van restwarmte voor derden laat zien hoe industriële processen onderdeel kunnen worden van een lokaal, circulair energiesysteem.”

Marcel vult aan: ,,Met deze praktijktest maken we zichtbaar hoeveel waarde er zit in warmte die normaal gesproken verloren gaat. Door koude- en warmtevraag lokaal met elkaar te verbinden, kunnen we tegelijkertijd energie besparen én nieuwe mogelijkheden creëren voor de omgeving. Dit sluit naadloos aan bij de ambitie van CEVE om beschikbare lokale energiebronnen slim met elkaar te verbinden binnen het toekomstige bron-net. De Urker visindustrie speelt dus een sleutelrol in dit proces en Equans draagt hier graag aan bij.”

Van lijnvriezer naar hightech IQF-oplossing

Bij Kramers’ Seafood in Urk zijn twee Double Impact (DI)-vriezers van Equans in gebruik genomen. De installaties zorgen voor een compactere vrieslijn, hogere invriescapaciteit per strekkende meter én een betere productkwaliteit en hygiëne.

De nieuwe installaties die bij Kramers’ Seafood zijn geïnstalleerd zijn zogeheten IQF-vriezers: Individual Quick Frozen. Daarbij worden producten individueel en snel ingevroren op een transportband. Waar traditionele lijnvriezers lucht over het product blazen, en injectieluchtvriezers met hoge druk werken, kiest de DI-vriezer voor een slimme middenweg. Met een veel lagere druk en dubbele luchtstroom. De koude lucht wordt zowel van boven als van onder over het product geleid. Daarnaast worden producten ook aan kop- en staartzijde aangeblazen. Dit zorgt voor een zeer efficiënte warmteoverdracht en een homogeen invriesproces. En dat ziet de klant terug op de energienota, want het energieverbruik van DI-vriezers ligt aanzienlijk lager. Enerzijds door de manier waarop de ventilatoren zijn opgesteld. Anderzijds door de toepassing van Nozzletechniek en lagere luchtdruk. Hierdoor is tot 20% energiebesparing mogelijk ten opzichte van conventionele systemen.

Sneller invriezen = betere productkwaliteit

,,De kracht van de DI-vriezer zit in het snelle invriesproces. Dit heeft direct een positieve invloed op de productkwaliteit. Zo is er minder indroging en dus minder gewichtsverlies. IJskristallen blijven klein, waardoor de celstructuur intact blijft. Zouten en mineralen verplaatsen zich minder snel naar een centrale plaats in het product. De vis komt er met een betere kleur en uitstraling uit. Voor onze opdrachtgever, die werkt met gepaneerde visproducten, is dit essentieel”, zegt Chris Muller. ,,Na een bad in pepersaus en paneermeel wordt de vis eerst kort aangevroren in de eerste vriezer (circa 140 seconden). Daarna worden de producten in een tweede vriezer die in serie geschakeld staat volledig doorgevroren (circa 400 seconden).

Slim lijnontwerp verhoogt capaciteit

Opvallend is de configuratie van twee DI-vriezers in serie. In plaats van één lange vriezer koos Equans voor twee kortere units. Dit levert een verrassend capaciteitsvoordeel op. ,,In de eerste vriezer wordt alleen de buitenlaag van de vis ingevroren, waardoor deze vormvast wordt. Vervolgens kunnen de producten in de tweede vriezer worden gestapeld zonder aan elkaar te kleven. Hierdoor neemt de effectieve capaciteit sterk toe.”

Vriezer met compact en hygiënisch ontwerp

Waar de oude vrieslijn van het bedrijf nog 40 meter lang was, volstaat nu een installatie van circa 14 meter. De vriezers zijn volledig prefab geleverd en in-house geproduceerd door Equans. Ook op het gebied van hygiëne en onderhoud zet de DI-vriezer een nieuwe standaard. ,,De geïsoleerde volledig gelaste RVS-omkasting kan volledig worden geopend via een elektrisch liftsysteem. Dat maakt alle componenten goed bereikbaar. Daar hebben we bij het ontwerp dan ook de volledige focus op gelegd. De vriezer heeft aflopende oppervlakken. Dat zorgt ervoor dat vuil zich minimaal ophoopt. Het grote verdamperoppervlak zorgt juist weer voor een langere standtijd”, vertelt Chris.

Integrale besturing als pluspunt

De DI-vriezers functioneren in combinatie met een koel-/vriesinstallatie op ammoniak (NH₃) of kooldioxide (CO₂), natuurlijke koudemiddelen. Bij Kramers’ Seafood is de keuze voor ammoniak ingegeven door de bestaande koude-installatie op de locatie op Urk. Hoewel de vriezers draaien binnen de beperkingen van deze koude-installatie, is er nog groeipotentieel. ,,Bij lagere temperaturen kan de vriezer nóg meer capaciteit genereren”, aldus Chris. Hoewel bij deze klant alleen de vriezers zijn geleverd, zijn ze wel geïntegreerd met de bestaande koude-installatie. Volgens Chris zit de meerwaarde in de besturing. ,,We stemmen vriezers en koelinstallatie op elkaar af, zodat capaciteit, energieverbruik en productstroom continu in balans blijven. Deze afstemming voorkomt piekbelastingen en zorgt voor een stabieler proces met minder storingen en een voorspelbaarder energieverbruik. Wanneer ook de koudecentrale wordt ontworpen en geleverd door Equans, kan die integratie verder worden doorgetrokken. De klant profiteert dan van één samenhangend systeem met één aanspreekpunt .”

Bron: VisserijNieuws, special Visserijtechniek & Innovatie, pagina 8–11.