Absorptions-Lufttrocknungsanlagen

Ing. K. J. J. Egberts

Das Kühlmittel Ammoniak zeichnet sich durch verschiedene anwendungstechnische Vorteile aus: Es ist billig und umweltfreundlich. Aufgrund der spezifischen thermodynamischen Eigenschaften von Ammoniak sinkt die Menge an umzuwälzender Kühlflüssigkeit. Ferner muss während des Kühlungsprozesses nur im geringen Umfang zusätzliche Energie zugeführt werden. Deshalb setzt ein holländischer Anbieter in seinen Absorptions-Lufttrocknungsanlagen Ammoniak als Kühlmedium ein. Die Anlagen haben sich vor allem bei der Konditionierung von Prozessluft bewährt. Mit ihnen lässt sich Luft bis zu einem Taupunkt trocknen, der sehr viel niedriger ist als die Temperatur des Kühlmediums selbst; Eisablagerungen beispielsweise an Lebensmittelanlagen können somit nicht mehr stattfinden. Zudem ist die getrocknete Luft frei von Mikroorganismen, ein Umstand, der ebenfalls für Lebensmittelhersteller von großer Bedeutung ist.

Die Absorptions-Lufttrocknungsanlagen arbeiten mit stark hygroskopischem Flüssigsalz. Selbst in wässriger Lösung bleibt die Hygroskopizität des Salzes bestehen. Letztere wird aber von der Temperatur und Konzentration der Salzlösung bestimmt.

In Abbildung 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Absorptions-Lufttrocknungssystems dargestellt. Die hygroskopische Salzlösung wird umgewälzt und im Trockner A versprüht. Die zu trocknende Luft wird ebenfalls in diesen Trockner gepumpt und an-schließend intensiv mit der versprühten hygroskopischen Salzlösung vermischt. Diese nimmt die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit auf. Die verbrauchte Salzlösung sammelt sich im unteren Teil des Trockners und wird dort gekühlt. Am oberen Ende des Trockners befindet sich ein Austritt für die getrocknete Luft. Ein Tropfenfänger stellt sicher, dass die Trockenluft keine Salzlösung enthält.

Ein Wärmetauscher aus geschweißten Titaniumplatten übernimmt die Kühlung des Systems. Als Kühlmedium kommt Ammoniak zum Einsatz.

Um die Salzkonzentration im Trockner A konstant zu halten, ist eine Regeneration der verbrauchten Salzlösung, d.h. ein Entzug der aufgenommenen Feuchtigkeit notwendig. Hierfür gibt es den Regenerator B, in dem die verbrauchte Salzlösung erwärmt wird und so das aufgenommene Wasser verdampft. Ein sekundärer Luftstrom innerhalb des Regenerators nimmt die Feuchtigkeit auf und leitet sie nach außen ab. Die regenerierte und nun wieder konzentrierte Salzlösung gelangt zurück in den Trockner A. Absorptions-Lufttrocknungssysteme finden überall dort Einsatz, wo trockene, kalte und sterile Luft benötigt wird, beispielsweise bei der Herstellung von Bier, Gelatine, Backwaren, Süßigkeiten oder Wurst.

Ein Hersteller von vorgebackenen tiefgefrorenen Torten musste seine Tiefkühleinrichtung fast täglich abschalten, um Eisablagerungen auf den Kühlbatterien mühsam und zeitaufwendig zu entfernen. Auch im Gefriertunnel kam es durch feuchte Luft, die über die Öffnungen für die Förderbänder eindrang, zu Reif- und Eisbildung. Letztere störten den Betrieb der Förderanlage nachhaltig. Um die Stillstands- und Wartungszeiten sowie den Ausschuss zu reduzieren, installierte das Unternehmen ein Absorptions-Lufttrocknungssystem. Dazu baute man in die Tunnelgefrierstrecke, zwischen dem Tiefkühler und dem Tortenfüllraum, einen zusätzlichen Puffer ein. Der Lufttrockner saugt hier die Luft an und mischt sie mit vorgekühlter Frischluft. Die Luftmischung wird auf eine Temperatur von -26 °C und einen Taupunkt von -40 °C eingestellt und zum größten Teil in den Froster eingeblasen. Dort entsteht ein leichter Überdruck, der ein Eindringen von feuchter Luft durch die Förderbandöffnung verhindert.

Ein anderer Teil der getrockneten Luft wird erwärmt und gelangt in den Tortenfüllraum, in dem eine Temperatur von etwa 4 °C herrscht. Auch in diesem Raum sorgt ein leichter Überdruck dafür, dass keine feuchte Luft eindringen kann.

Nach der Installation des Absorptions-Lufttrocknungssystems muss die Tiefkühlanlage nur noch alle 14 Tage gereinigt werden.

Bei der Herstellung von Scheibenkäse wird die geschmolzene Käsemasse auf die Oberfläche einer rotierenden Kühlwalze aufgebracht. Hier kühlt der Käse ab und stockt. Nachdem der Käse die Walze verlassen hat, wird er in Scheiben geschnitten und verpackt.

Die Oberflächentemperatur der Walze hat einen wesentlichen Einfluss auf die Produktivität. Je niedriger diese ist, umso höher ist die Produktionsgeschwindigkeit. Allerdings steigt mit abnehmender Walzentemperatur die Gefahr der Kondenswasserabscheidung mit anschließender Eisbildung. Diese stört die Produktion und führt zu Einbußen bei der Käsequalität. Auch dieses Problem konnte mit einer Absorptions-Lufttrocknungsanlage gelöst werden. Ein kleiner Lufttrockner bläst Kaltluft in die Haube über der Kältewalze. Sie hat eine Taupunktfeuchtigkeit, die 12 °C unter der Temperatur der Kühlwalze liegt. Die trockene kalte Luft umströmt die Kühlwalze vollständig und verhindert so die Bildung von Kondenswasser.

Ein anderer Lufttrockner mit höherer Leis-tungsfähigkeit ist mit dem Form- und Einpackraum verbunden. Um die Abscheidung von Kondenswasser auf der kalten Käseoberfläche zu verhindern muss auch dieser Raum, in ihm herrscht eine Temperatur von 18 °C, mit kalter und trockener Luft versorgt werden. Andernfalls könnte es zu einer Schimmelbildung auf der Käseoberfläche kommen.

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