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F&E Projekt von ÖKOTEC und RWTH Aachen LTT

Food Pinch: Energieeinsparung durch dynamische Pinch-Regelung

Food Pinch: Energieeinsparung durch dynamische Pinch-Regelung

ÖKOTEC und die RWTH Aachen LTT entwickeln im Forschungs- und Entwicklungsprojekt Food Pinch Lösungen, um Wärmequellen und -senken in der Lebensmittelindustrie intelligent miteinander zu verbinden. Eine automatisierte Steuerung ermöglicht es hierbei auf die dynamischen Prozesse in der Lebensmittelherstellung einzugehen und dauerhaft Energie zu sparen.

Die klassische Pinch-Analyse mit fester Auslegung von Pinch-Points ist in der Lebensmittelindustrie aufgrund sich ständig ändernder Temperaturniveaus und der diskontinuierlichen Wärme- und Kälteströme nur begrenzt einsetzbar. Gemeinsam mit Anwendern von Nestlé WagnerNestlé Maggi und der Westfälischen Fleischwarenfabrik Stockmeyer stellen wir uns der Herausforderung und entwickeln die Pinch-Analyse zu einem dynamischen Ansatz weiter.

CO2-Einsparung von 15 bis 25 Prozent bei Industriepartnern möglich

„Unser Ziel ist eine ökologisch und ökonomisch optimierte Regelung der Kälte- und Wärmeströme. Wir halten jährliche CO2-Einsparungen in Höhe von 15 bis 25 Prozent für realistisch, wenn wir die geplante dynamische und automatisierte Steuerung an den betrachteten Anlagengruppen bei unseren Industriepartnern umsetzen.“

Dr. Christoph Zschocke, geschäftsführender Gesellschafter von ÖKOTEC, Initiator des Projektes

Sowohl das gestiegene Umweltbewusstsein der Produzenten und Konsumenten als auch der enorme Preisdruck räumen dem Thema Energieeffizienz in der Lebensmittelindustrie einen immer höheren Stellenwert ein. Energieverbräuche zu reduzieren ist einer der wichtigsten Optimierungsansätze – insbesondere für global agierende Unternehmen wie Nestlé und Stockmeyer. Prozesse wie Kochen, Backen, Frosten und Kühlen haben einen hohen Wärme- beziehungsweise Kältebedarf. Jährlich entfallen in der deutschen Lebensmittelindustrie über 11 Mio. Tonnen CO2-Emissionen auf Wärme- und Kälteanwendungen. Und genau hier setzt Food Pinch an, um Einsparpotenziale aufzuzeigen und zu heben.

Die Grundlage hierfür liefert die dynamische Pinch-Methodik. Sie soll jedoch nicht wie in der klassischen Variante nur für die Planung verwendet, sondern auch für die Regelung der Anlagen eingesetzt werden. Die dynamische Pinch-Regelung wird dann mithilfe unserer Energieeffizienz-Software EnEffCo® automatisch steuern, aus welchen Quellen die benötigte Wärme und Kälte für die verschiedenen Anwendungen stammt – und das in Echtzeit und an die dynamischen Prozesse der Lebensmittelindustrie angepasst. Im Ergebnis können über die Wärme- und Kältenetze und die softwarebasierte Steuerung Energiesparpotenziale gehoben werden, die ohne dynamische Pinch-Regelung nicht erreichbar wären.

Regelung von Anlagen und Prozessen durch dynamische Pinch-Methodik und innovative digitale Plattform

Im Projekt Food Pinch werden nicht nur die Wärme- und Kälteströme optimiert. EnEffCo® fungiert als digitale Plattform, um relevante Verfahrens- und Prozesstechnologien zu integrieren und zu vernetzen. Damit ist eine Weiterentwicklung vom klassischen zum digitalen Energiemanagement möglich. Verschärfte Anforderungen aus der ISO 50001:2018, wie zum Beispiel der Nachweis einer fortlaufenden Verbesserung, können somit leicht erfüllt werden. Der systematische, wissenschaftlich abgesicherte Ansatz von Food Pinch ermöglicht zudem eine hohe Übertragbarkeit auf andere Unternehmensstandorte.

Unsere ÖKOTEC-Experten können bei der Entwicklung von Food Pinch auf eine lange Historie an Forschung und Entwicklung zurückgreifen: Seit 2013 ist unsere Energieeffizienz-Software EnEffCo® erfolgreich am Markt und bietet auch für die notwendige Anlagenüberwachung bei Food Pinch die entscheidende Basis. Unsere Kennzahlmethodik ermöglicht eine systematische und valide Herangehensweise, um die Anlagen und Anlagensysteme zu erfassen und zu analysieren. Aufbauend auf EnEffCo® konnten ÖKOTEC und Fraunhofer IPK mit dem im Herbst 2019 abgeschlossenen Forschungs- und Entwicklungsprojekt EnEffReg bereits vielversprechende Ergebnisse zur automatischen Steuerung und Regelung von Anlagen erzielen. In dem Pilotprojekt, dessen Ergebnisse in Food Pinch genutzt und weiterentwickelt werden, wurden Einsparungen in Höhe von 10 bis 30 Prozent erreicht.

Food Pinch ist ein vom Bundeswirtschaftsministerium gefördertes Forschungs- und Entwicklungsprojekt mit einer Laufzeit von vier Jahren.
Förderkennzeichen: 03EN2031A

Weitere Informationen

Ihre Ansprechpartner

Georg Ratjen Team Energieeffizienz

Georg Ratjen

Senior Consultant, Team Leader

Knut Grabowski Team Energieeffizienz-Controlling

Knut Grabowski

Head of EnEffCo® Research & Development

Dörthe Hoffrogge (doerthe.hoffrogge@ltt.rwth-aachen.de; +49 (241) 80-95398)
Hagen Seele (hagen.seele@ltt.rwth.aachen.de; +49 (241) 80-95986)

Der Lehrstuhl für Technische Thermodynamit (LTT) der RWTH Aachen beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit der Entwicklung systemanalytischer Methoden und technischer Komponenten für Energiesysteme sowie der theoretischen und experimentellen Erforschung fluider Stoffsysteme.

Foto: NavinTar/Shutterstock.com