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Gerade Trocknungsprozesse sind in vielen Industrien angesiedelt, um Produkte für eine vereinfachte Lagerung, einen effizienteren Transport und eine längere Haltbarkeit vorzubereiten. Der Feuchtigkeitsentzug und die hohen Temperaturen sorgen jedoch für ein gesteigertes Brand- und Explosionsrisiko. Kommt es in solchen, meist groß ausgelegten, Trocknungsanlagen zu einem Brand und/oder zu einer Explosion, ist die Situation nicht nur für Maschinen und Betrieb, sondern auch für die Mitarbeiter vor Ort höchst riskant.
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Betreiber von Sprühtrocknern kämpfen mit einer speziellen Art von Zündquelle – nämlich Glimmnester, die bei zu starken Materialanbackungen zu einer Selbstentzündung führen können. Durch eine nicht optimale Trocknung des Materials und der anfangs hohen Feuchtigkeit im Produkt, kommt es zu Anbackungen, welche von außen durch immer mehr feuchtes Material isoliert werden. Die hohen Temperaturen sorgen für ein stetiges Erhitzen der Anbackungen bis hin zu einer biologischen Reaktion zwischen Eiweiß, Kohlenhydrat und Wasser – auch Maillard-Reaktion genannt. Bei der Maillard-Reaktion entsteht weitere Hitze, die aufgrund der isolierenden Schicht der Verklumpung nicht abgeführt werden kann. Der Vorgang steigert sich, bis es schlussendlich zur Selbstentzündung kommt.
Solche Anbackungen können sowohl an den Düsen der Sprühtrockner als auch an der Innenwand entstehen. Kommt es zu einer Fehlfunktion der Düse, können Tropfen hinab in das Fließbett fallen und dort weitere Verklumpungen erzeugen. Wird das Stadium eines Glimmnests erreicht, kann dieses die explosionsfähige Atmosphäre im Inneren des Trockners oder der nachgeschalteten Maschinen zünden.
CO versus Luftfeuchte
Wie kann solchen in der Praxis häufig anzutreffenden Anlagenzuständen vorgebeugt werden? Alles beginnt mit dem Faktor Mensch, demnach also entsprechend geschultem Personal für den jeweiligen Prozess. Ebenso bedarf es einer optimalen Prozesssteuerung, um Verklumpungen gar zu vermeiden. Doch ohne präzise und zuverlässige Informationen/Messungen ist dies selbst für Spezialisten kaum möglich. Als Indikator für einen reibungslosen und somit sicheren Prozess dienen heutzutage die Luftfeuchtigkeit und ein Beiprodukt von Selbstentzündungen – Kohlenmonoxid (CO). Problematisch ist jedoch, dass kombinierte Messsysteme nicht klar zwischen diesen beiden Indikatoren unterscheiden können und somit die Messung ungenau wird.
Echtzeitanalyse mit Referenzgasen
Der Rembe CO.Pilot macht genau diese Symbiose möglich. Durch einen permanenten Abgleich erfasster Daten mit einer Datenbank von hinterlegten Referenzgasen, die als Fingerabdrücke der selektierten Gase dienen, ist eine einmalige Echtzeitkontrolle und somit eine permanente Überprüfung auf Messgenauigkeit möglich. Gleichzeitig wird mithilfe der Echtzeit Fingerprint Analyse, die bei handelsüblichen Gasanalysatoren anzutreffende Querempfindlichkeit zu anderen im Messspektrum liegenden Gasen ausgeschlossen.
Zur zuverlässigen Messung des Betriebszustandes werden Proben im sehr hohen Vakuum aus allen relevanten Zu- und Abluftkanälen des Trockners gesaugt. Aus den daraus absolut gemessenen Werten der einzelnen Messpunkte bildet Rembe den Delta-CO-Wert. Dieser Wert ist die mathematische Differenz aus dem CO-Gehalt der Abluft – zum CO-Gehalt der Zuluft(e). Somit werden nur Ereignisse erkannt, die tatsächlich im Prozess entstehen. Störfaktoren, die dem Prozess von außen zugetragen werden, können hiermit ausgeblendet werden.
Der speziell entwickelte Auswerte-Algorithmus ermöglicht einen Abgleich der gemessenen Zu- und Abgasluftwerte in Echtzeit und erlaubt es, die Alarmgrenzen und Gaslaufzeiten der einzelnen Messstellen ohne Verzögerungen an die verschiedenen Luftdurchsätze des Trockners anzupassen. Die Ratio-Verhältnisse der verschiedenen Zulüfte und das Gleitzeitverhalten werden über die Software ausgeglichen und entsprechend in der SPS berechnet.
Wird also ein Anstieg der Kohlenmonoxidkonzentration durch eine Selbstentzündung im Prozess erkannt, kann unverzüglich mit Gegenmaßnahmen eingegriffen werden.
Doch was bedeutet das im Detail?
Durch die spezielle Beprobung fällt eine aufwendige und fehleranfällige Gasaufbereitung weg, sodass der CO.Pilot weniger störanfällig und wartungsfreier ist. Das Messverfahren ermöglicht es auf wiederkehrende Kalibrierungen zu verzichten. Aufgrund der präzisen Messtechnik und den daraus reproduzierbaren Ergebnissen können Fehlalarme und Stillstände vermieden werden. Kombiniert mit der Feuchtigkeitsmessung kann der Trocknungsprozess optimal gesteuert werden, wodurch die Energieeffizienz der Anlage erheblich erhöht wird.
Rembe, 59929 Brilon
Halle 3A, Stand 242
