EOLIOS heeft de thermische omstandigheden van de fabriek in kaart gebracht, de HVAC-systemen geoptimaliseerd en specifieke afvangsystemen ontworpen — op basis van een volledige digital twin van de productielijn.
EOLIOS heeft de HVAC-systemen van een handschoenenfabriek ontworpen. Het onderzoek maakte het mogelijk de thermische omstandigheden in kaart te brengen van de site, de installaties voor klimaatbehandeling te optimaliseren en specifieke afvangsystemen te ontwikkelen, rechtstreeks in de productielijnen geïntegreerd.
De inzet van zo'n project is de specifieke thermische en stromingsfenomenen te beheersen die de verschillende fabricagestappen bij hoge temperatuur veroorzaken. De CFD-studies maakten het mogelijk die fenomenen per seizoen zichtbaar te maken om de systemen voor klimaatbehandeling te optimaliseren, op basis van een volledige digital twin van de productielijn.
Een fabriek voor de productie van latexhandschoenen bestaat uit meerdere stappen. Het latex wordt eerst met additieven gemengd om het basismengsel te maken. Dat mengsel wordt vervolgens verwarmd en omgezet in een rekbare kunststofmassa, die in een vorm wordt gelegd waar een hydraulische pers de handschoen vormt.
Zodra de handschoen is gevormd, wordt hij licht gekoeld en daarna uit de vorm gehaald en gewassen. Na het wassen kan hij een bepoedering krijgen om hem soepeler te maken en het aantrekken te vergemakkelijken. Na het drogen is de handschoen klaar om te worden verpakt en verzonden.
De productie van latexhandschoenen heeft een rechtstreekse invloed op de temperatuur in de fabriek, door de betrokken verwarmings- en koelprocessen. Tijdens het verwarmen wordt het latexmengsel op hoge temperaturen gebracht om het kneedbaar te maken; de vormen en de hydraulische pers worden ook verwarmd om de handschoen beter te vormen. Bij het koelen wordt de handschoen naar lagere temperaturen teruggebracht om hem te verharden en sterker te maken. De vrijgekomen warmte van die fasen kan de temperatuur in de fabriek merkbaar verhogen.
Zo zijn de zones waar het latexmengsel wordt verwarmd en waar de vormen en hydraulische persen worden verwarmd warmer dan de andere. Omgekeerd zijn de zones voor het wassen en drogen van de handschoen doorgaans koeler, omdat zij niet aan dezelfde verwarmings- en koelprocessen zijn blootgesteld.
De CFD-simulatie (Computational Fluid Dynamics) maakt het mogelijk de problemen van ongelijkmatige temperatuur in een fabriek voor latexhandschoenen op te lossen. Zij simuleert de stromingen en de bewegingen van de fluïda binnen de fabriek en laat de ingenieurs beter begrijpen hoe de verschillende factoren de temperatuur beïnvloeden.
CFD-simulatie heeft de ingenieurs zo geholpen de beste plaatsen voor de apparatuur te bepalen, de luchtstromen te optimaliseren en de warmtebronnen aan te wijzen die de temperatuur kunnen beïnvloeden.
De volledige productielijn is in CFD gemodelleerd. Ovens, zuurbakken, apparatuursystemen en vermogensschakelkasten zijn nauwkeurig in het onderzoek opgenomen. De fijne resolutie van de CFD maakt het mogelijk een complexe temperatuurverdeling te verkrijgen die zeer dicht bij de werkelijke omstandigheden ligt. De fenomenen van inductie door de inblaasnozzles, en ook de effecten van de thermische pluimen van de ovens, zijn met een grote nauwkeurigheid vastgelegd.
De eerste onderzoeken maakten het mogelijk de belangrijkste thermische fenomenen te begrijpen die eigen zijn aan de fabriek en aan haar productiesysteem. Dat begrip en de vereenvoudigde weergave ervan aan de ontwerpteams maakten het mogelijk de hele ontwerpketen (HVAC-ingenieur en systeemingenieur) bij het zoeken naar een oplossing te betrekken. Het gebruik van het 3D-model vanaf de studiefase maakte het mogelijk te komen tot warmteafvangsystemen op maat, rechtstreeks in de productielijnen geïntegreerd.
Het 3D-model voor de luchtverdeling is onderworpen aan een iteratief proces waarmee de verdeling stap voor stap kon worden geoptimaliseerd, aangevuld naarmate het project verder werd uitgewerkt in het kader van het HVAC-ontwerp. Het globale begrip van de thermische fenomenen maakte het bovendien mogelijk de dimensionering van de luchtwarmtewisselaars te verfijnen voor de opbouw van systemen voor warmteterugwinning door de opdrachtgever.
Daarnaast heeft het onderzoek zich gericht op de dompelbakken met zoutzuur die voor het schoonmaken van de producten dienen. Dat deel van de lijn kenmerkt zich door de verspreiding van verontreinigingen in de lucht die doeltreffend moeten worden afgevangen. De beoordeling van de deeltjesconcentratie is niet alleen dicht bij de emissiezone uitgevoerd — om de goede werking van de afvangsystemen te controleren — maar ook in de hele fabriek, met inachtneming van de bijzonderheid van de lijn en van de invloed van elk systeem.
Het onderzoek van de verspreiding van de verontreinigingen bestaat erin de verschillende verontreinigingsbronnen te onderzoeken die het proces genereert: gebruik van chemische producten, energieverslindende apparatuur, vloeibare en gasvormige emissies, uitstoot van deeltjes en geluid. Een gedetailleerde analyse van de bronnen en de gevolgen maakt het mogelijk de maatregelen voor vermindering en beheersing te bepalen, de mogelijke contaminatiebronnen aan te wijzen en te vermijden. De analyse legde ten slotte kansen om de milieuprestatie te verbeteren bloot, en ook om de gezondheid en de veiligheid van de operatoren.
De digital twin van de productielijn maakte het mogelijk nauwkeurige informatie te verkrijgen en de warmtestromen in de omgeving doeltreffend te analyseren. De resultaten zijn gebruikt om de plaatsing van de apparatuur en de dimensionering van de HVAC-systemen te optimaliseren, om een optimale werking te bereiken binnen de grenzen van de veiligheidsnormen.
Expertise: rookproefaudit, luchtkwaliteit en stofbeheer in de industrie
Een digital twin is een krachtig hulpmiddel om de prestatie van industriële processen te verbeteren: zij maakt het mogelijk systemen en hun componenten in een virtuele omgeving te simuleren, te testen en te analyseren om concrete optimalisaties te verkrijgen. Uiteindelijk hebben onze ingenieurs een volledig en diepgaand begrip van de thermische en stromingsfenomenen in de ontwerpfase aangebracht. De optimalisatie van de systemen en de ontwikkeling van meetvoorzieningen leverden winsten in luchttemperatuur van ongeveer 15 °C bij gelijk debiet op (dus zonder bijkomende installatiekosten). Er zijn systemen voor afvang van verontreinigingen en energieterugwinning op maat ontworpen en gedimensioneerd.
De belangrijkste overweging bij thermische en stromingsonderzoeken is te verzekeren dat de luchtstromen en de temperatuur zijn aangepast aan de optimale werking van de fabriek. Er is een grondige analyse van de productieomgeving uitgevoerd om de factoren te bepalen die de luchtkwaliteit en de temperatuur per seizoen beïnvloeden. Er zijn maatregelen genomen om het niveau van de verontreinigingen te beheersen en hun invloed te verkleinen. De resultaten toonden dat de luchtkwaliteit en de temperatuur volstonden voor een optimale productie, en dat de maatregelen voor de beheersing van de verontreinigingen doeltreffend waren — waarbij aanbevelingen zijn geformuleerd om dat kwaliteitsniveau te behouden en tegelijk de kosten te verlagen van de systemen voor klimaatbehandeling.
CFD-expertise, opgeleverde projecten en technische dossiers: het hele vakgebied industrie op één plek.
Het eenvoudigst is om er samen over te praten. Onze ingenieurs antwoorden met een eerste technische analyse.
