HARTER GmbH

Verfahrensschema der Luftentfeuchtung: Über das Trocknungsgut wird extrem trockene Luft geführt, welche die Feuchtigkeit aufnimmt. Mittels Wärmepumpe wird diese wieder entzogen.

Bild: Harter Oberflächen- und Umwelttechnik

Trocknungstechnik Das Ende des Schleudertraumas

01.09.2016

Das Trocknen in Zentrifugen hat ausgedient. Mit ausreichend trockener Luft und der richtigen Luftführung können in Trommeln befindliche Kleinstwaren ohne oder mit minimaler Bewegung schonend getrocknet werden. Und das bei kurzen Trocknungszeiten und guter Energiebilanz.

Bei der Trocknung von Schüttgütern in Trommeln wird der Verarbeitungsprozess vielerorts unterbrochen, um die Waren in Zentrifugen umzuladen. Viel Personal ist notwendig, um die Waren in die Zentrifugen umzuschütten und diese später wieder zu entleeren. Schwerwiegender ist jedoch, dass die Trocknungsergebnisse oft mangelhaft sind, weil die Ware noch feucht ist. Sensible Produkte werden durch das Zentrifugieren außerdem stark belastet oder gar beschädigt.

Der Grund, warum in der Vergangenheit viele Trommeltrockner nicht erfolgreich waren, ist einfach: Es wurde lediglich mit warmer Luft auf die Trommeln geblasen; weder die richtige Luftmenge, die notwendige Zwangsluftführung noch die klimatischen Voraussetzungen waren gegeben. Doch diese Zeiten sind vorbei. Die Trocknung direkt in der Trommel ist heute Stand der Technik. Entscheidend ist der Einsatz der richtigen Trocknungstechnologie. Doch wie ist es möglich komfortabel in Linie zu trocknen?

Die Rede ist von der sogenannten Kondensationstrocknung auf Wärmepumpenbasis. Es handelt sich hierbei um ein Verfahren, das Waren aller Art bei niedrigen Temperaturen zwischen 20 °C und 75 °C, je nach Anwendung, trocknet. Dabei wird über das Trocknungsgut extrem trockene und damit ungesättigte Luft geführt, die dabei physikalisch bedingt die Feuchtigkeit sehr schnell aufnimmt. Der mit Feuchtigkeit beladenen Luft wird anschließend mithilfe einer Wärmepumpentechnologie die gespeicherte Feuchte entzogen. Die Feuchtigkeit wird auskondensiert und verlässt als Kondensat die Anlage. Anschließend wird die abgekühlte Luft mit der zurückgewonnenen Energie wieder erwärmt und weitergeleitet. Der Kreislauf ist geschlossen.

Der Trocknungszyklus ist dadurch nahezu emissionsfrei. Die Entfeuchtungstechnologie, die die klimatischen Verhältnisse im Trockner regelt, ist Teil der gesamten Trocknungsanlage. Der Grundstoff der zu trocknenden Produkte spielt dabei grundsätzlich keine Rolle. Metall, Kunststoff, Glas und auch organische Produkte jeder Art können auf diese Weise entfeuchtet werden. Die Entfeuchtung allein reicht jedoch nicht aus, um die überaus schwierige Aufgabenstellung der Trocknung in der Trommel zu bewältigen.

Mit zwei Komponenten zum Erfolg

Die langjährige Erfahrung und das intensive Beschäftigen mit der Kondensationstrocknung im geschlossenen System hat ergeben, dass zwei Einflussfaktoren wichtig sind, um den Erfolg bei der Trocknung zu gewährleisten. Neben einer hochwertigen Entfeuchtungstechnologie ist der zweite entscheidende Faktor die richtige Luftführung – im Falle der Trommeltrocknung mittels der sogenannten Halbschalentechnik. Und zwar muss die trockene Luft exakt dorthin, wo sie die Feuchtigkeit aufnehmen soll, das heißt, durch die individuelle Perforation der Trommel in deren Inneres und auch wieder hinaus.

Luft sucht sich naturgemäß den Weg des geringsten Widerstands. Sie in die richtigen Bahnen zu leiten ist eine der beiden Voraussetzungen für den Erfolg. Nur durch die ideale Kombination dieser beider Komponenten kann eine statische Trocknung in der Trommel gewährleistet werden. Neben der richtigen Luftführung werden auch die Luftgeschwindigkeiten an das Produkt angepasst. In diesem Zusammenhang spielt die Beschaffenheit der Waren eine große Rolle.

Trocknung in Doppeltrommellinie

Der erste richtige Trommeltrockner wurde bereits im Jahr 1999 bei einem Oberflächenveredler in Österreich installiert. Auch Anwendungen mit Doppeltrommeln wurden mittlerweile vielfach umgesetzt. Ein Fallbeispiel: Ein Hersteller von Befestigungs- und Montagesystemen setzte bereits eine unzureichende Trommeltrocknung ein. Die dortigen Probleme mit der Heißlufttrocknung gingen sogar so weit, dass die Trommelkörper selbst durch die große Hitze beschädigt wurden.

Die bereits bestehende Inhouse-Galvanikanlage – eine Doppeltrommelanlage mit jeweils zwei nebeneinander angeordneten Trommeln – wurde daraufhin auf die Kondensationstrocknung umgerüstet. Dabei wurde ein neuer PP-Trockner installiert, der mit einer speziellen Halbschalentechnik inklusive Abdichtung und anderen Feinheiten ausgerüstet ist, die zum Firmen-Know-how gehören und nicht näher erläutert werden können. Der Trockner verfügt über acht Spezial-Ventilatoren mit einer Anschlussleistung von je 1,6 kW. An den Trockner angeschlossen wurde ein Entfeuchtungsmodul mit einer Anschlussleistung von 9,5 kW. Daraus ergibt sich eine Gesamtanschlussleistung von lediglich 22,3 kW. Im Vergleich dazu: Der ehemals eingesetzte Heißlufttrockner hatte eine Anschlussleistung von 70 kW.

Das Entfeuchtungsaggregat sorgt für das richtige Klima im Trockner. Es versorgt ihn mit extrem trockener Luft, die für den Erfolg dieses Prozesses mitverantwortlich ist. In der vom Kunden vorgegebenen Taktzeit von nur sechs Minuten wurden die Clipbefestigungen vom ersten Durchlauf an vollständig und schonend getrocknet. Die Trommeln werden in minimalen Intervallen von zehn Sekunden pro Minute bewegt. Der Trocknungsprozess findet bei 70 °C statt. Für eine neue geplante Galvanikstraße wurden drei weitere Trommeltrockner dieser Art in Auftrag gegeben.

Kombinierte Trommel- und Gestelltrocknung

Eine weitere Neuentwicklung mit der Kondensationstrocknung ist eine Trocknungsanlage, die Trommeln und Gestellen zugleich gerecht wird. Für den Anwender war ausschlaggebend, dass eine funktionsfähige Trocknung seiner übereinander angeordneten Trommeln installiert wurde. Gleichzeitig wollte er die Option, in dieser Trockenkammer Gestelle trocknen zu können. Realisiert wurde ein PP-Doppeltrommeltrockner mit spezieller Halbschale, die beim Einfahren der Trommel geschlossen ist.

Die Luftentfeuchtung und die installierte Zwangsluftführung mittels spezieller Halbschalentechnik sorgen für eine vollständige und schonende Trocknung der Schüttgüter. Wird ein Gestell getrocknet, so fährt die Halbschale automatisch seitlich auseinander. Auf diese Weise ist genügend Platz für die Trocknung des Gestells beziehungsweise der Gestellware. Die Trocknungstemperaturen bewegen sich produktspezifisch zwischen 40 und 75 °C. Die Gesamtanschlussleistung der Anlage beträgt 12,4 kW. Grundsätzlich werden alle Trockner mit automatischen Deckelsystem ausgerüstet, damit keine Luft in die Fertigungshalle entweicht und Energieverluste auf ein Minimum reduziert werden.

Trocknung in der Uhrenindustrie

Ein neuer Abschnitt im Bereich der Trommeltrocknung war die Trocknung in sogenannten Vibarrel-Körben, eine Entwicklung aus dem Hause STS Industrie in Yvonand, Schweiz. Durch Vibration wird in den Körben eine Bewegung verursacht, sodass sich die Waren stets im Kreis fortbewegen. Bei mehreren Kunden werden heute die Waren direkt in den Vibarrel-Körben oberflächenbeschichtet und getrocknet. Der bisherige Zentrifugierprozess gehört nun der Vergangenheit an.

Der Clou dieser Weiterentwicklung ist ein spezielles Luftführungssystem, das sich automatisch an die Größe der Körbe anpasst. Auf diese Weise können verschiedene Korbgrößen in einem Trockner gefahren werden, ohne dass Luftverluste entstehen. Vibarrel-Körbe werden vor allem in der Schweizer Uhren­industrie eingesetzt. Dass dort hochempfindliche Kleinstteilen wie Gehäusekleinteile und Elektronikteile bei niedrigen Temperaturen schonend und fleckenfrei getrocknet werden, ist für die Uhrenindustrie eine enorme Prozessverbesserung.

Lebensmittel schonend trocknen

Auch die Food-Branche wurde vor einiger Zeit auf die Kondensationstrocknung aufmerksam. Hier gibt es diverse Anwendungen, bei denen sich bestimmte Lebensmittel besser in Trommeln trocknen lassen als beispielsweise in schwer zu durchlüftenden Containern oder auf teuren Bandtrocknern. Ein Pilotprojekt war die Trocknung von Apfeltrester, der nach der Trocknung zu Apfeltresterpulver als Upcycle-Produkt vermahlen wird. Die Trommel wird mit zirka 200 bis 300 kg Apfeltrester befüllt und zur Trocknung in einen Schrank geschoben. Dieser Schrank ist mit einem exakt auf das Produkt abgestimmten Umluftsystem ausgestattet. Das angeschlossene Airgenex-Modul regelt das Klima im Trockenschrank.

In einem Zeitraum von zirka acht bis zwölf Stunden werden die Pressrückstände bei einer Temperatur von etwa 40 bis 50 °C schonend getrocknet. Die Temperatur variiert, denn die Trommel wird auch zur Trocknung von Hanftrester, Hanfsamen, Chia­samen und anderen Produkten verwendet. Mit dieser Methode können aus vermeintlichen Abfallstoffen nun Genussprodukte hergestellt werden.

Qualitätsgewinn und Prozesssicherheit

Die Kondensationstrocknung auf Wärmepumpenbasis weist für den Betreiber einiges an Vorteilen auf. Die Tatsache, dass heute die Trocknung direkt in der Trommel möglich ist, reduziert nicht nur Personalaufwand und -kosten, sondern schafft vor allem einen Qualitätsgewinn. Die Schüttgüter werden vollständig und sicher getrocknet. Die extrem trockene Luft sorgt für kurze Trocknungszeiten. Durch das optimierte Zusammenspiel von Luft­entfeuchtung und Luftführung kann die Kondensationstrocknung ihre volle Wirkung entfalten. Die niedrigen Temperaturen wiederum sorgen für die Schonung der Produkte und der Trommeln selbst.

Dadurch, dass die Trocknung im geschlossenen System stattfindet, werden Anwender unabhängig von Witterungsverhältnissen und Jahreszeiten. Absolute Prozesssicherheit ist gewährleistet. Die Kondensationstrocknung auf Wärmepumpenbasis ist eine alternative Lösung für Trocknungsherausforderungen – nicht nur für Trommelanwendungen.

Bildergalerie

  • Doppeltrommeltrockner: Zwei nebeneinander angeordnete Trommeln, die auf die Kondensationstrocknung umgerüstet wurden.

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  • Beispiel eines Trommeltrockners mit Airgenex-Entfeuchtungsaggregat, das das Klima im Trockenschrank regelt.

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