HARTER GmbH

Bild: iStock, Juanmonino

Kondensationstrocknung mit Wärmepumpe Hanfblüten sanft entfeuchten

04.09.2017

Trocknung ist nicht gleich Trocknung. Je nach dem, was getrocknet werden muss, braucht es unterschiedliche Temperaturen, Verfahren und Anlagen. Nicht nur die sensible Hanfblüte ist eine Herausforderung, auch das Verfahren der statischen Trocknung hat seine Tücken.

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Bei der Herstellung und Verarbeitung zahlreicher Produkte ist auch die Trocknung ein Bestandteil im Prozess. Bei der Planung von Anlagen findet sie jedoch nach wie vor oft wenig Beachtung. Das ändert sich schlagartig, wenn die Trocknung aufgrund qualitativer Schwierigkeiten zum Nadelöhr wird und den kompletten Prozess drosselt. Aus diesem Grund ist es sinnvoll sich im Vorfeld mit der Trocknung auseinanderzusetzen. Hohe Qualität, kurze Taktzeiten und eine gute Energiebilanz – das sind die Anforderungen an die moderne Prozesstechnik, die die sogenannte Kondensationstrocknung auf Wärmepumpenbasis erfüllt. Es handelt sich hier um ein geschlossenes System mit integrierter Wärmepumpentechnologie, die der Trocknungsanlagenbauer Harter aus Stiefenhofen im Allgäu vor über 25 Jahren entwickelt und auf den Markt gebracht hat. Diese Art der Niedertemperaturtrocknung hat einen physikalisch alternativen Ansatz und hebt sich dadurch von konventionellen Trocknungsverfahren ab.

Das Herzstück jeder Trocknungsanlage ist ein Entfeuchtungsmodul, das extrem trockene Luft produziert. Diese stark ungesättigte Luft wird über oder durch die zu trocknenden Produkte geleitet. Dabei nimmt sie, physikalisch bedingt, die vorhandene Feuchte in kürzester Zeit auf. Zurück im Entfeuchtungsmodul wird anschließend der mit Feuchtigkeit beladenen Luft die gespeicherte Feuchte entzogen. Sie verlässt als Kondensat die Anlage. Nun wird die Luft erneut erwärmt und wieder in den Trockenraum geleitet, so dass der Kreislauf geschlossen ist. Dadurch ist das Trocknungssystem nahezu emissionsfrei. Abhängig von Produkt und Prozess liegen die Trocknungstemperaturen in einem Bereich von 20 bis 90 °C. Mit der Kondensationstrocknung werden somit scheinbar widersprüchliche Attribute wie niedrige Temperaturen und kurze Trocknungszeiten tatsächlich kombiniert. Die Airgenex-Entfeuchtungstechnik mit ihren Systemvarianten Airgenex-med und Airgenex-food kann als Batchanlage oder auch für kontinuierliche Verfahren realisiert werden.

Der Weg des geringsten Widerstands

Doch eine hochwertige Entfeuchtung ist nur eine von zwei Komponenten, die für eine gute Trocknung verantwortlich ist. Der zweite entscheidende Faktor ist die richtige Luftführung innerhalb des Trockners. „Die Luft sucht sich grundsätzlich den Weg des geringsten Widerstands“, erklärt Jochen Schumacher vom technischen Vertrieb bei Harter. „Nur wenn die Luftführung innerhalb des Trockners entsprechend umgesetzt wird, erzielen wir eine vollständige und homogene Trocknung mit kurzen Trocknungszeiten.“ Individuell angepasste Luftführungen sind dazu nötig. Mit der Kombination aus effizienter Luftentfeuchtung und gezielter Luftführung können Betreiber die Leistungsfähigkeit ihrer Produktion steigern. Diese Qualitätsverbesserung bedeutet gleichzeitig eine Eliminierung von unerwünschten Kosten- und Fehlerquellen.

Schonende Trocknung von Hanfblüten

Ein Schweizer Hersteller von Cannabispflanzen suchte eine sanfte Trocknungstechnik für seine hochpreisigen Hanfblüten, deren Bestandteile und extrahierte Wirkstoffe für die Herstellung von Arzneimitteln in der Onkologie und in der Dermatologie verwendet werden. Bei diesem Projekt wurde die Trocknung in einem Hordentrockner aus Edelstahl realisiert. Die Trockenkammer besteht aus drei Modulen, die jeweils das Flächenmaß einer Europalette haben und somit an vorhandene Erntekörbe angepasst wurden. Nach der Ernte werden je zehn Körbe befüllt und auf einem Rollwagen gestapelt. Jedes Modul kann vier Rollwagenstapel aufnehmen, so finden insgesamt zwölf Stapel mit 120 Körben im Trockner Platz. Bei einer Temperatur von unter 30 °C verbleiben die Blüten 24 Stunden im Hordentrockner und werden dort vollständig und gleichzeitig schonend getrocknet. Die Wasserentzugsleistung beträgt 32 Liter je Stunde. Jedes der drei Module im Trockner ist mit 2 drehzahlgeregelten Prozessluftventilatoren mit maximal 2,3 Kilowatt Anschlussleistung ausgestattet. Sie erzeugen zusammen einen Luftvolumenstrom von 42.000 Kubikmetern in der Stunde. Die komplette Prozessluft wird über F9-Filter mit einem Abscheidegrad von über 95 Prozent bei einer Partikelgröße von 0,4 μm geführt. Die durchschnittliche Nennleistung der gesamten Anlage liegt je nach gewählten Parametern zwischen 15 und 18 Kilowatt und ist somit energiesparend. Die Trocknungsanlagen kann je nach Chargengröße in Voll- und Teilbeladung betrieben werden.

Trocknung und Kühlung nach Sterilisation

Für eine neue Fertigungsanlage, in der Infusions- und Spüllösungen für die Dialyse produziert werden, wurden zwei kombinierte Trocken-Kühl-Anlagen im Anschluss an zwei Sterilisatoren benötigt. Dazu installierte der Allgäuer Trocknungsanlagenbauer zwei Tunnel mit je neun Gestellplätzen. Die Anlagen sind über ein isoliertes und schallarmes Luftkanalsystem mit je einem Airgenex-med-Entfeuchtungsmodul verbunden, das die klimatischen Verhältnisse im Trocken-Kühl-Raum regelt. Die zu trocknenden Infusionsbehälter aus PE sind mit einer 1.000-Milliliter-Lösung befüllt. Nach dem Sterilisieren müssen die Kunststoffflaschen außen getrocknet und anschließend die Flüssigkeit innen gekühlt werden. Nach Vorgabe des Kunden sollte der Trocken-Kühl-Tunnel an die Taktzeit der Autoklaven angepasst werden. Die Infusionsbehälter befinden sich in Beladewannen, die zu Gestellen gestapelt werden. Jedes besteht aus sechs Wannen. Die Gestelle werden nach dem Sterilisieren automatisch in den Tunnel befördert. Die begehbaren Tunnel verfügen über automatisch angesteuerte Tore, die jeweils am Anfang und am Ende angebracht sind.

Die PE-Flaschen werden, je nach Rezept und Beladungszustand, zwischen 25 und 55 Minuten lang getrocknet. Die Trocknungstemperatur liegt bei 60 °C. Nach dem Trocknungsvorgang wird der Tunnel automatisch auf den Kühlprozess umgestellt. Wiederum abhängig von Rezept und Beladung dauert der anschließende Kühlvorgang zwischen 60 und 90 Minuten. Hierbei liegt die Kühltemperatur bei 5 °C. Die Infusionslösungen haben vor der Trocknung eine Temperatur von 55 °C, nach dem Kühlprozess liegt sie bei 42 °C. Die Trocken- und Kühlprozesse werden mittels SPS gesteuert, auf einem Touch-Panel visualisiert und sind dem unternehmenseigenen System untergeordnet. Alle Produkte werden in der vorgegebenen Zeit vollständig, sicher und zugleich schonend getrocknet und gekühlt.

Bandtrockner für Glassteine in Körben

Schüttgüter in Trommeln oder Körben statisch oder mit minimaler Intervallbewegung zu trocknen ist nochmals eine Herausforderung für sich. Die Hauptschwerpunkte liegen hier in der Regel auf Qualität, Taktzeit und Fleckenfreiheit. Ein Kristallhersteller beispielsweise unterzieht seine in Körben befindlichen Glassteine nach dem Schleifen einem Waschvorgang und fährt diese anschließend automatisch in einen kombinierten Abblas-Trockentunnel ein. Dieser besteht aus sieben Stationen mit einer Taktzeit von jeweils 45 Sekunden. In der ersten Station werden die Körbe mittels einer druckluftfreien Abblasdüse abgeblasen und somit der Großteil des Wassers bereits entfernt. Die Abblasdüse ist höhenverstellbar, Blaswinkel und Blasgeschwindigkeit sind über die SPS-Steuerung der Anlage regelbar. Auf diese Weise wird die Anlage unterschiedlichen Produktgrößen und -mengen als auch variierenden Schütthöhen und -dichten gerecht. Nach dem Abblasen erfolgt der eigentliche Trocknungsprozess der hochwertigen Glassteine. Die Körbe sind alle mit einem besonderen Belüftungsboden ausgestattet, die Trocknungsstationen mit einem individuellen Umluftsystem – so werden die Glassteine vollständig und fleckenfrei trocken. Die Temperatur von nur 45 °C schont das Schüttgut und ermöglicht gleichzeitig eine sofortige und unkomplizierte Weiterverarbeitung. Der Trockner ist so konzipiert, dass auch eine doppelte Beladung möglich ist. Das Airgenex- Entfeuchtungsmodul wurde aus Platzgründen auf der Anlage platziert. Die Anschlussleistung der Anlage beträgt lediglich 16,7 Kilowatt.

Kosten sparen durch 309717Schlammtrocknung

Die Kondensationstrocknung mit Wärmepumpe ist auch für die Trocknung von industriellen Abfällen wie Schlämmen oder anderen Substraten hochinteressant. Durch die Trocknung werden Gewicht und Volumen des vorentwässerten Substrats um bis zu 60 Prozent verringert. Das bedeutet für den Anwender gleichzeitig eine Einsparung bei den Entsorgungskosten um bis zu 60 Prozent. Durch die Volumenreduktion sinken die Transportkosten, das Handling wird vereinfacht. Sind die Deponiepreise entsprechend hoch, kann ein Unternehmen hier Einsparungen erzielen.

Bildergalerie

  • Der Trocken-Kühl-Tunnel von Harter

    Bild: Harter

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