Nieuwsbrief 2010/1: Efficientie vergroting Recirculatie systemen
April 2010
R.A.M. Remmerswaal
Geachte viskweker,
Gedurende de laatste jaren is ACE achter de schermen aktief met het bouwen van recirculatiesystemen in onder meer Madagascar. Als ontwerpvoorbeeld hebben we een van de betere kwekerijen in Nederland als voorbeeld genomen, Bardoel Palingkwekerij in Wanroij. In Madagascar moeten de kwekerijen volledig op aggregaten draaien, waardoor electra ongeveer 3 maal zo duur is als in Nederland. Het bleek toen dat de energiekosten zo hoog zouden worden dat de teelt onrendabel is.
Om het projekt niet te hoeven afblazen hebben we met een team specialisten het kwekerij ontwerp op de schop genomen, in een poging het energieverbruik te reduceren. Dit is boven verwachting goed gelukt en behalve reductie van energieverbruik zijn de kweeksystemen ook nog eens eenvoudiger geworden. Bij deze bieden we onze service aan om ook uw kwekerij te helpen verbeteren.
1 De verbeteringen van de kweeksystemen, basisconcept
De meest succesvolle kweeksystemen in West-Europa die met pure zuurstof werken maken gebruik van trickling filters en zuurstofreactors, en dientengevolge 2 pompstappen. Beide pompstappen werken bij een druk van circa 8 meter waardoor elke m3 gerecirculeerd water 16 meter moet worden opgetild. Deze arbeid bepaalt uiteindelijk hoeveel pompenergie benodigd is.
ACE heeft een nieuw type zuurstofreactor ontwikkeld, de MHO (Medium Head Oxygenator) die minder dan 1 meter druk nodig heeft. Als gevolg hiervan is het mogelijk de trickling en de zuurstofreactor te “stapelen” en daarmee 1 pompstap uit te schakelen. Hiermee wordt de benodigde pompenergie gehalveerd. Bijkomend voordeel is dat de investering in pompen, pompleidingwerk en electrische aansluitingen halveert en dat er minder apparaten overblijven die onderhoud vergen en kapot kunnen gaan.
Fig.1-4; 200-tons kwekerij Madagascar. De beige cylinders zijn de MHO’s.
Vervolgens heeft ACE zich gestort op het reduceren van weerstandsverliezen in leidingen en onder meer het sproeisysteem van de trickling filters. Hierdoor bleek het mogelijk de overblijvende pompen te laten werken bij een druk van 6.1 meter, in plaats van 8 meter.
Al met al is het energieverbruik van de watercirculatie teruggebracht
van circa 16 meter, tot 6.1 meter, een reductie van 60% !!!
Als voorbeeld nemen we een 200 tons Palingkwekerij. Hier wordt circa 2000 m3/uur rondgepompt. Uitgaande van een traditioneel drukverlies van 16 meter en een pomp efficientie van 70% dan is het opgenomen vermogen van de circulatiepompen 127 kW. Uitgaande van stroomkosten van 9 cent per kW-uur komt dit neer op circa 100.000 Euro per jaar. Aldus kunnen bovenstaande verbeteringen een besparing opleveren van 60.000 Euro per jaar!!
2 Verdere fine-tuning
De volgende stap was het uitzoeken van de perfekte pomp. Een 100% efficiente pomp kan per kW-uur 360 m3.m1 verzetten. Dat wil zeggen, een kW-uur is voldoende energie om een m3 water 360 meter op te tillen, of 360 m3 een meter. Pompen zijn niet 100% efficient vanwege wrijvingsverliezen in lagers, tussen het water en de kontaktoppervlakken in de pomp.. Door een pomp te selekteren die goed bij het werkpunt past en door deze pomp te voorzien van een gladde waaier en een glad slakkenhuis, alsmede door het gebruik van een groot uitgevoerd electromotor kan een efficientie bereikt worden van circa 80%; 280 m3.m1 per kW-uur. In de praktijk zitten pompen eerder op een efficientie van 240 m4/kW-uur. Aldus kan een verdere verbetering bereikt worden van 10-15%.
3 De keerzijde van de medaille; zuurstofverlies
De MHO verspilt een deel van de pure zuurstof. In de praktijk moet gerekend worden op een verlies van 10-15%. Uitgaande van praktijkgegevens zou bovenstaande 200-tons Palingkwekerij per jaar 200 ton pure zuurstof aan het water moeten toevoegen. Uitgaande van 15% verlies wordt er dan circa 30 ton zuurstof verpild. Uitgaande van een zuurstofprijs van 12 cent per kg is dat een verlies van 3600 Euro. De kostenbesparing van electra in acht genomen is dit verlies echter acceptabel. Bovendien kan dit verlies gereduceerd worden door diepere plaatsing van de MHO.
4 Praktische implementatie van het ACE-MHO concept
De ACE aanpak is om een kwekerij in 1 dag geheel door te lichten om te bepalen welke aanpassingen en bezuinigingen er praktisch mogelijk zijn. Hierbij worden alle systeem maten opgenomen en worden de debieten, stroomsnelheden en energieopnames per onderdeel bepaald. Naar aanleiding van dit onderzoek wordt een rapport opgemaakt waarin de meetresultaten worden beschreven, alsmede een conclusie van de mogelijke verbeteringen.
Vervolgens kan ACE een aanbieding doen om de verbeteringen uit te voeren of om materiaal en apparatuur te leveren zodat u dit in eigen beheer kunt uitvoeren.
5 Nieuwe ontwikkelingen
ACE besteedt een groot deel van haar tijd en inkomsten aan R&D. De simpele achterliggende gedachte is dat het goedkoper en effektiever maken van recirculatiesystemen een groei van de markt voor kweeksystemen teweeg zal brengen terwijl ACE in een steeds betere concurrentiepositie komt.
Een van de nieuwe ontwikkelingen waar ACE aan werkt is het gebruik van volledig luchtaangedreven kweeksystemen. Een tweede nieuwe ontwikkeling is de NHO (negative head oxygenator) zuurstofreactor, welke het water ontdoet van stikstof en kooldioxide alvorens zuurstof toe te voegen. In alle gevallen is het doel om de kweeksystemen goedkoper, efficienter en betrouwbaarder te maken.
Verder wordt hard gewerkt aan het op grote schaal produceren van op maat gemaakte systeemonderdelen. Op maat betekent dat de onderdelen volgens het ideale ontwerp worden geproduceerd, en op grote schaal betekent dat de prijzen omlaag kunnen.
Als onderdeel van het aanbieden van volledige kweeksystemen is ACE verder in staat u te voorzien van alle aanverwante kweekbenodigdheden. Zo zijn we ondermeer agent voor Oxyguard; producent van bewegend bed biofiltermedia en geven we scherpe prijzen voor leidingwerk en fittingen.
Hopende ook u van dienst te kunnen zijn,
Vriendelijke groeten,
René Remmerswaal
