Het verbruik van perslucht verminderen bij droog- en afblaastoepassingen

Waarschijnlijk sta je niet vaak stil bij alle toepassingen in je fabriek waarvoor perslucht nodig is. Toch is perslucht een kostbaar medium dat gemakkelijk een derde van het totale elektriciteitsverbruik van een fabriek kan uitmaken. Desondanks wordt perslucht vaak gezien als een vaste kostenpost en over het hoofd gezien bij het overwegen van procesverbeteringen. Als dat in jouw fabriek het geval is, is het misschien tijd om die aanpak te herzien. Je kunt mogelijk tienduizenden of zelfs honderdduizenden dollars per jaar besparen door het persluchtverbruik bij je droog- en afblaasprocessen aanzienlijk te verminderen.

Naast een drastische vermindering van het luchtverbruik kunnen enkele aanpassingen ook andere positieve effecten opleveren:
• Minder
geluid• Verbeterde veiligheid voor werknemers • Nauwkeurigere, herhaalbare droog- en afblaasprocessen

Welke soorten veranderingen moet u dan overwegen? Als u voor droog- en afblaasprocessen gebruikmaakt van open leidingen, leidingen met geboorde gaten of leidingen met sleuven, moet u zeker luchtmondstukken of luchtmespakketten overwegen. Hoewel systemen met open leidingen snel, eenvoudig en goedkoop te vervaardigen zijn, zijn er tal van nadelen aan het gebruik ervan:
• Zeer hoog lucht- en stroomverbruik.
• Hoge geluidsbelasting – het kan lastig zijn om aan de geluidsnormen te voldoen.
• De veiligheid van werknemers kan in het gedrang komen. Hoge geluidsniveaus kunnen leiden tot gehoorverlies en er kan letsel ontstaan als een werknemer per ongeluk de opening in de buis blokkeert.

Luchtmespakketten aangedreven door blazerlucht kunnen de bedrijfskosten met 95% of meer verlagen

 Sommige droog- en afblaasprocessen lenen zich uitstekend voor het gebruik van regeneratieve blowers en luchtmessen. Het gebruik van blowerlucht in plaats van perslucht kan aanzienlijke besparingen opleveren en jaarlijks duizenden dollars aan winst opleveren. Naast lagere kosten bieden luchtmes-/blowerpakketten:

• Schone, verwarmde lucht.
• Laag geluidsniveau – geen geluidsisolerende behuizingen nodig.
• Eenvoudige installatie en bediening.

Over het algemeen zijn de volgende toepassingen zeer geschikt voor luchtmes-/blower-systemen:
• Snelheid is belangrijker dan impact.
• De olie in de perslucht veroorzaakt kwaliteitsproblemen.
• Grote toepassingsgebieden – meer dan 60 cm.
• Er is verwarmde lucht nodig.
• Luchtmessen kunnen dicht bij het doeloppervlak worden geplaatst – 10 cm of minder.

Verbeteringen in prestaties en efficiëntie zijn afhankelijk van de afzonderlijke componenten die in het luchtmes-/blazersysteem
of -pakket worden gebruikt. Er zijn veel factoren waarmee rekening moet worden gehouden, waaronder de lengte van het luchtmes, de grootte van de luchtsleuf, het vermogen van de blazer en een breed scala aan aanvullende componenten.

Integriteit van de luchtstroom: een „must“ bij luchtmessen

De meeste luchtmessen hebben een slank ontwerp, zodat ze gemakkelijk in allerlei productieomgevingen kunnen worden geplaatst. Maar daar houden de ontwerpovereenkomsten meestal op. Sommige luchtmessen hebben een ontwerp met een uitstekende voorrand die de luchtstroom in een rechte straal uit het mes leidt, waardoor een luchtstroom ontstaat die zijn integriteit beter behoudt dan bij andere luchtmessen. Dit ontwerp maakt ook gebruik van het Coanda-effect en luchtmeesleping om op economische wijze een uniforme en constante luchtstroom te produceren.

Het ontwerp met verlengde rand verbetert de luchtmeevoer en waarborgt de integriteit van de luchtstroom.

Het Coanda-effect zorgt ervoor dat de aangevoerde lucht zich aan het oppervlak van het luchtmes hecht en helpt de integriteit van de luchtstroom verder stroomafwaarts te behouden. Dit effect creëert ook omstandigheden die bevorderlijk zijn voor het meesleuren van omgevingslucht, waardoor het totale luchtvolume toeneemt.

Het resultaat van dit ontwerp met voorrand is een gelijkmatige, constante luchtstroom met een hoog volume over de gehele lengte van het mes. De vlek- en vlekvormingsproblemen die bij veel luchtmessen voorkomen, worden hiermee geëlimineerd. Een ander voordeel van het ontwerp van de voorrand is dat het een visuele leidraad biedt voor het positioneren van de luchtstroom, doordat de stromingsrichting duidelijk wordt aangegeven. Hierdoor kan het mes eenvoudig worden gepositioneerd om een maximale dekking van het doelgebied te garanderen.

Iets over blowers

  Net als bij luchtmessen zijn er verschillende soorten blowers. De prestaties en onderhoudsvereisten kunnen aanzienlijk variëren, dus zorg ervoor dat u de alternatieven zorgvuldig onderzoekt. Om de volgende redenen worden regeneratieve blowers vaak aanbevolen voor de toevoer naar luchtmessen:
• Minimaal onderhoud : In tegenstelling tot andere soorten blowers zijn regeneratieve blowers robuust, betrouwbaar en hebben ze slechts sporadisch en minimaal onderhoud nodig.
• Hogere bedrijfsefficiëntie: Door het dynamische werkingsprincipe wordt een bepaalde hoeveelheid lucht gerecycled, waardoor regeneratieve blowers prestaties kunnen leveren die vergelijkbaar zijn met die van veel meertraps- of verdringerblowers.

HET REGENERATIEVE PRINCIPE

In een regeneratieve blower bestaat de compressieruimte uit een holle cirkelvormige ring tussen de uiteinden van de waaierbladen en de wanden van de behuizing. Tijdens het bedrijf zuigt de roterende waaier lucht vanuit de inlaatopening de compressieruimte in en verplaatst deze door middel van centrifugale kracht radiaal naar buiten, naar de gebogen behuizing. Dit proces wordt ‘regeneratief’ genoemd omdat tijdens de rotatie een bepaalde hoeveelheid lucht langs elk waaierblad glipt en terugkeert naar de voet van het volgende blad om daar opnieuw te worden versneld.

Luchtmessen met laag debiet: maximale efficiëntie in kleine ruimtes

Wanneer de ruimte beperkt is en het proces geen temperatuurstijging toelaat, zijn luchtmessen met een laag debiet die gebruikmaken van perslucht een uitstekende optie.

Dit type luchtmes levert een hoge snelheid en een gelijkmatige luchtstroom over de gehele lengte van het mes. Het drogen en afblazen verloopt snel en efficiënt, terwijl er minimaal lucht wordt verbruikt. In vergelijking met een buis van 8 cm met drie geboorde gaten verbruikt een luchtmes met laag debiet van 8 cm ongeveer 92% minder lucht. Een ander aantrekkelijk kenmerk van luchtmessen met laag debiet is het geluidsniveau. In veel toepassingen ligt het geluidsniveau onder de 70 dB(A) – lager dan bij veel andere persluchtopties. Luchtmessen met laag debiet zijn ontworpen voor kleine ruimtes en worden doorgaans dicht bij het doel gemonteerd. De maximale meslengte (of de gecombineerde lengte van alle messen) is beperkt tot minder dan 60 cm. Toepassingen waarvoor slechts één of twee luchtmessen nodig zijn, kunnen aanzienlijke besparingen op de bedrijfskosten realiseren door gebruik te maken van modellen met een laag luchtverbruik.

Voordelen van luchtmessen met laag debiet zijn onder meer:
• Hoge snelheid, gelijkmatige luchtstroom.
• Laag geluidsniveau.
• Laag profiel voor eenvoudige montage.
• Efficiënt – minimaal luchtverbruik.

Luchtversterkers verhogen de intensiteit en efficiëntie 

Een variabele luchtversterker is een andere optie bij het gebruik van perslucht. Luchtversterkers produceren een constante luchtstroom met hoge snelheid voor zeer gerichte droog- en afblaastoepassingen. De efficiëntie wordt gemaximaliseerd doordat er naast de perslucht ook extra vrije lucht door het apparaat wordt aangezogen. 

Variabele luchtversterkers bieden doorgaans een bereik van 19 tot 100 mm op een afstand van 150 mm. Ze worden vaak gebruikt voor het drogen van specifieke plekken, afblazen en afzuigen, en zijn ook bij uitstek geschikt voor robottoepassingen.

Voordelen van het gebruik van variabele luchtversterkers zijn onder meer:
• Uiterst efficiënt gebruik van perslucht – tot 90% minder dan bij open leidingen en 60% minder dan bij luchtmondstukken.
• Levert grotere luchtvolumes en werkt bij hogere drukken dan luchtmondstukken voor snelle droging en afblazen.
• Geluidsarm.

Luchtmondstukken: een betere richting  

Luchtmondstukken zetten een lagedrukvolume perslucht om in een gerichte, geconcentreerde luchtstroom met hoge snelheid, een platte waaier of een gordijn van krachtige lucht. Luchtmondstukken zijn ideaal voor gebruik in tal van toepassingen en zijn verkrijgbaar in diverse soorten, capaciteiten, maten en materialen. 

Luchtmondstukken worden op grote schaal gebruikt voor het verplaatsen van materialen en het reinigen, drogen en koelen van onderdelen. De hoge impact van deze mondstukken zorgt voor effectieve droging en afblazen, zelfs bij ronde of onregelmatig gevormde producten.

De voordelen die luchtmondstukken voor elke toepassing bieden, zijn onder meer:
• Een aanzienlijke vermindering van het persluchtverbruik in vergelijking met open leidingen.
• Een vermindering van het waargenomen geluidsniveau tot 60%, afhankelijk van de initiële luchtdruk. Bij 7 bar zou een open leiding bijvoorbeeld een geluidsniveau van 98 dB(A) produceren, terwijl een luchtmondstuk 85 dB(A) zou produceren, een vermindering van 13 dB(A) en een waargenomen geluidsvermindering van 60%. 
• Verbeterde veiligheid. Het ontwerp van veel luchtmondstukken voorkomt dat de luchtstroom wordt geblokkeerd als het mondstuk per ongeluk tegen een vlak oppervlak wordt geplaatst.
• De gerichte luchtstroom die door de mondstukken wordt geleverd, kan de effectiviteit en efficiëntie van het drogen en afblazen verbeteren. Hierdoor wordt doorgaans een vollediger droogresultaat bereikt, zelfs in scheuren en spleten.

Overwegingen bij de keuze van een luchtmondstuk

Bij de meeste droog- en afblaaswerkzaamheden kan het gebruik van luchtmondstukken voordelen opleveren. Maar voordat u het mondstuk kunt kiezen dat het meest geschikt is voor uw toepassing, moet u de volgende termen begrijpen.

Geluidsniveau. Capaciteit, luchtdruk en de manier waarop het mondstuk is geplaatst, hebben allemaal invloed op het geluid
. • Hogere debieten en hogere drukken verhogen over het algemeen het geluidsniveau.
• Obstakels in de baan van het mondstuk of het spuiten tegen voorwerpen verhogen eveneens het geluidsniveau.

Effectief sproeibereik. Het sproeibereik is de breedte van het sproeipatroon bij een luchtmondstuk met platte waaier. De effectieve sproeibereik is de breedte van de waaier, die een minimale sproeikracht omvat. Dit bereik kan als richtlijn worden gebruikt voor de afstand tussen de sproeiers. Het effectieve sproeibereik varieert per type luchtsproeier.
• Het effectieve bereik neemt over het algemeen toe naarmate de afstand tot de sproeier groter wordt.

Lineaire en specifieke inslagkracht. Bij de keuze van luchtsproeiers moet rekening worden gehouden met twee soorten inslag: lineaire inslag en maximale specifieke inslag.
Lineaire impact geeft de relatieve kracht per afstandseenheid over de spuitbreedte aan. Vlakke spuitpatronen hebben een vrij gelijkmatige verdeling van de impact over de effectieve spuitdekking. Door de spuitmonden in een spuitbalk te plaatsen op basis van de effectieve spuitdekking, wordt een consistente lineaire impact over het gehele doeloppervlak verkregen.
Maximale specifieke impact is een directe indicatie van de spuitintensiteit die op een oppervlak wordt uitgeoefend. Het geeft informatie over de maximale kracht per oppervlakte-eenheid, wat kan worden gebruikt om de spuiteffectiviteit onder verschillende omstandigheden te vergelijken.
• Zowel de lineaire als de specifieke impact nemen toe met de druk.
• Bij gelijke capaciteiten zal een sproeikop met een smallere dekking een grotere impact hebben dan een sproeikop met een bredere dekking.

Er zijn nog vele andere factoren die tijdens het selectieproces moeten worden beoordeeld:
• Om het luchtverbruik te minimaliseren en geluid te verminderen, kiest u de sproeikop met de laagste doorstroming.
• Om geluid te verminderen dat wordt veroorzaakt door lucht die op het doel botst, vergroot u waar mogelijk de afstand tussen de sproeikop en het doel.
• Om het aantal benodigde sproeikoppen te verminderen, plaatst u de sproeikoppen zo dat ze onder een relatief vlakke hoek zijwaarts over een bewegend doel vegen. 
• Bij het creëren van een luchtgordijn moet u de spuitmonden tot 300 mm uit elkaar plaatsen.
• Bij het gebruik van luchtsproeiers voor reiniging moet u de spuitmonden onder een hoek van 15° tot 45° richten om ervoor te zorgen dat verontreinigingen worden verwijderd. 

Elke fabriek met een droog- of afblaasproces kan baat hebben bij een evaluatie om de potentiële besparingen en efficiëntiewinst te bepalen die kunnen worden behaald door aanpassingen aan de systemen. Zeker als er momenteel open leidingen worden gebruikt, zijn verminderingen in het persluchtverbruik mogelijk, waardoor de kosten van eventuele nieuwe apparatuur snel worden terugverdiend.  Als er al luchtnozzles in gebruik zijn, is het een goed idee om alternatieven zoals variabele luchtversterkers, luchtmessen met laag debiet of luchtmes-/blazercombinaties te evalueren om te zien of er nog meer besparingen kunnen worden gerealiseerd.

Onze experts op het gebied van sproeitechnologie kunnen u helpen bij het evalueren van essentiële toepassingen in de hele fabriek en oplossingen voorstellen om het verbruik van energie, water en chemicaliën tijdens elke dienst te verminderen. Neem vandaag nog contact op met uw lokale sproeiexpert.

Casestudy – Wijnflesfabrikant bespaart meer dan 161.000 US-dollar op perslucht met nieuw blowersysteem