Stetig steigende Ansprüche an Qualität und Wirtschaftlichkeit erfordern innovative Lösungen im Herstellungsprozess von End- und Zwischenprodukten in der Chemie-, Feinchemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie. Speziell für Produkte in der Baustoff-, Kleb- und Dichtstoffindustrie werden funktionelle Zuschlagsstoffe wie Kreide, Ruß oder Kalziumcarbonat benötigt, deren Feuchtegehalt möglichst gegen Null gehen sollte, damit es nicht zu ungewollten Reaktionen mit anderen Bestandteilen des Produktes und somit zu einer verminderten Qualität kommt. Hier geraten herkömmliche Trocknungssysteme an ihre Grenzen. Diesen hohen Anforderungen begegnet Bolz mit seinem CCD-Zentralwellentrockner. Die schonende, aber intensive Durchmischung sorgt für kurze Trocknungszeiten ohne nennenswerten Produktabrieb. Die Trocknung kann bei sehr niedrigem Druck von unter 30 mbar absolut erfolgen, und die Endfeuchten liegen je nach Anforderung
bei wenigen ppm.
Seinen Einsatz findet der effiziente Zentralwellentrockner oft nach einer mechanischen Fest-Flüssig-Trennung, er kann aber auch ohne vorangegangene mechanische Trennstufe betrieben werden. Unterschiedliche Mischwerksausführungen, darunter Helix, Doppelhelix, Paddel- oder Wendelsegmente, machen ihn zu einem universell einsetzbaren Trockner, der verschiedenen Prozessanforderungen gerecht wird. Für die produktberührten Bereiche stehen je nach Anwendung unterschiedliche Werkstoffe zur Verfügung, von Edelstahl über (Super-)Duplex bis hin zu Hastelloy oder Titan. Durch diese Flexibilität kann der Bolz-Zentralwellentrockner sowohl für die Vakuumkontakt-trocknung als auch zum Eindampfen, Sterilisieren und Alkalisieren sowie als Reaktor eingesetzt werden. Dabei bearbeitet er Slurries und Pasten ebenso wie Filterkuchen, Granulate und Pulver.
Durchdachte Funktionsweise
Das Herzstück des zylindro-konischen Bolz- Zentralwellentrockners bildet das zentrale Mischwendel. Präzise an die Behälterkontur angepasst, sorgt das wandnah laufende Wendel für eine optimale Durchmischung des Produkts. Das zentrale Mischwendel führt das Produkt an der beheizten Behälterwand nach oben, während im Zentrum des Behälters die Schwerkraft für eine vertikale Vermischung sorgt. Durch Rotation entsteht eine horizontale Strömungskomponente. Diese dreidimensionale Durchmischung führt immer wieder frisches Material an die beheizte Behälterwand und gewährleistet so eine homogene Temperaturverteilung im Trockner. Für bestmögliche Durchmischung und eine reduzierte Trocknungszeit sorgt das optimierte Wendelmischwerk in Kombination mit beheizbaren Mischwendeln.
Die Beheizung des Behälters inklusive des Klöpperdeckels erfolgt mittels Doppelmantel, Halbrohrschlangen oder Pillow-Plates. Dabei kommen als Wärmeträger Heißwasser, (Satt-)Dampf oder Thermalöl zum Einsatz, das Heiztemperaturen von bis zu 400 °C erzielen kann. Die Beheizung des gesamten Trockners verhindert die Entstehung von Cold Spots. Zudem sorgt ein Isoliermantel dafür, dass die Wärme im Trockner bleibt und dient zugleich als Bedienerschutz.
Als Entleerorgan am zentrischen Auslauf des Konus kommt meist ein Kugelsegmenthahn mit aufblasbarer, sanitärer Lippendichtung zum Einsatz, der höchste Dichtigkeit bei Vakuum- oder Druckbetrieb garantiert. Er erlaubt das exakte Anpassen des letzten Wendelsegments an die Kontur der Kugelkalotte, wodurch undurchmischte Zonen und Produktrückstände minimiert werden.
Zur Erhöhung der Durchsatzleistung und zur schonenden Produkttrocknung bei niedrigen Temperaturen wird der Zentralwellentrockner oftmals als Vakuumkontakttrockner eingesetzt. Für den benötigten Unterdruck sorgt dabei eine Vakuumpumpe, die ein Betriebsvakuum im Trockner im Bereich von 5 bis 100 mbar absolut erzeugt. Dadurch verdampft die Feuchtigkeit bei niedrigeren Temperaturen, die Durchsatzleistung steigt und Energieverluste werden reduziert. Die niedrigeren Prozesstemperaturen wirken sich positiv auf die Qualität der End- und Zwischenprodukte aus, besonders bei temperatursensiblen Stoffen wie etwa Enzymen.
Zur einfachen und hygienischen Reinigung verfügt der Bolz-Zentralwellentrockner über WIP- beziehungsweise CIP-Düsen. So kann am Ende des Trocknungsprozesses vor der nächsten Trocknungscharge bei drehendem Mischwerk Reinigungsflüssigkeit unter (Hoch-)Druck in den Trocknerinnenraum gesprüht werden. Nach der vollständigen Entleerung der Reinigungsflüssigkeit wird der Trockner aufgeheizt und die restliche Feuchtigkeit verdampft.
Brüdenfilter verhindert Staubdurchtritt
Wie jeder Trockner von Bolz verfügt auch der CCD-Zentralwellentrockner über einen Brüdenfilter, der verhindert, dass Produktpartikel bei der Beschickung, der Trocknung oder Entleerung in die Umgebung oder die angeschlossene Vakuumrohrleitung gelangen. Filterfläche, Filterfeinheit und das Filtermaterial werden dabei stets auf die Trocknergröße, die Betriebsparameter und die Produkte abgestimmt. Damit es im Brüdenfilter nicht zur Kondensation der Brüden und damit nicht zu einem Verkleben und blockieren der Filterelemente kommt, ist dieser ebenfalls beheizt und isoliert. Die Reinigung des Brüdenfilters erfolgt durch Rückstoßreinigung (Jet-Cleaning) und verhindert Produktablagerungen an den Filterelementen.
Vielfältige Anwendungsgebiete
Der Bolz-Zentralwellentrockner findet in der Praxis seinen Einsatz nicht nur als Vakuum-kontakttrockner. Bei der Herstellung von Kakao beispielsweise zeigt sich seine Vielseitigkeit. So werden hier zunächst die zu Kakaonibs gebrochenen, fermentierten Kakaobohnen im Zentralwellentrockner durch Zuführung von Dampf erhitzt. Unter Überdruck und Temperatur wird anschließend eine alkalische Lösung zugesetzt, wodurch die sauren Geschmackskomponenten der unbehandelten Kakaonibs abgemildert, der pH-Wert auf ca. 7 angehoben, unerwünschte Bitterstoffe ausgewaschen und die Farbe des Kakaos eingestellt werden kann. In diesem Prozess sind der Betrieb des Trockners unter Vakuum, als Überdruckreaktor sowie das homogene Vermischen und das Sterilisieren des Kakaobruchs enthalten. Auch zum Sterilisieren von Gewürzen durch Zugabe von Heißdampf ist der Bolz-Zentralwellentrockner in besonderer Weise geeignet, ebenso wie für die Eindampfung von flüssigen oder pastösen Produkten, die durch ihren geringen Feststoffgehalt schwer- bis nicht filtrierbar sind, weshalb keine mechanische Fest-Flüssig-Trennung vorgeschaltet werden kann.
Bolz Process Technology GmbH, Wangen
Autor: Frank Bessner
Produktmanager,
Bolz Process Technology
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