Die Kunststoffgranulate eines renommierter Herstellers von Polymerwerkstoffen werden zu verschiedenen Produkten weiterverarbeitet, die in der Medizintechnik und in der Automobilindustrie ihren Einsatz finden. Für die jeweiligen Fertigungsprozesse benötigen die Granulate Restfeuchten von 3 bzw. 1 %. Das an sich ist schon eine große Herausforderung. Nun zeigte sich jedoch bei Versuchen mit diversen Verfahren, dass die Granulate beim Trocknen nicht nur feucht blieben, sondern auch noch verklumpten. Das war für den weltweit operierenden Hersteller so nicht tragbar. Mit der Kondensationstrocknung auf Wärmepumpenbasis von Harter fand der Chemiespezialist nun eine Lösung für seine Anforderungen.
Mit Versuchen im Technikum ans Ziel
Bei den Trocknungsversuchen im Harter-Technikum werden die relevanten Parameter wie Zeit, Temperatur, Feuchte, Luftvolumenstrom, Luftgeschwindigkeit und Luftführung in verschiedenen Varianten getestet. Auf diese Weise ermittelt das Unternehmen die technisch beste Lösung für das zu trocknende Produkt. Im Fall der Kunststoffgranulate wurden zusätzlich Versuche beim Hersteller vor Ort mithilfe einer Leihanlage durchgeführt. Dies wurde notwendig, da die hochsensiblen Kunststoffgranulate beim Transport zum Trocknerhersteller bereits leicht verklumpten. Nur so ließ sich ein hundertprozentig reales Ergebnis der Trocknung abbilden. Es zeigte sich, dass die Kondensationstrocknung mit Wärmepumpe in der Lage war, die geforderten Restfeuchten zu erreichen und die große Menge Schüttgut homogen zu trocknen.
Kammertrockner bevorzugt
Das Verfahren von Harter kann in verschiedenen Trocknern umgesetzt werden – in Batchtrocknern wie Kammertrocknern, Trommeltrocknern, Hordentrocknern, Gestelltrocknern oder auch kontinuierliche Varianten wie Durchlauf- oder Bandtrocknern. Aufgrund der großen Menge an Kunststoffgranulaten fiel die Entscheidung auf einen Kammertrockner mit zwei fahrbaren Containern. Der Kammertrockner besteht aus einem Entfeuchtungsaggregat und einer Trockenkammer. Das Entfeuchtungsaggregat bereitet die erforderliche Prozessluft auf, die Trockenkammer nimmt den Container samt Trocknungsgut auf. Der Container hat ein Volumen von 1,5 m3. Der Kammertrockner ist mit einer SPS-Steuerung ausgestattet. In dieser sind die verschiedenen Rezepte hinterlegt, die der Anwender, je nach Granulattyp, abruft und aktiviert.
Zwei Container im Einsatz
Die in Form und Größe unterschiedlichen Kunststoffgranulate werden in Big Bags auf einem erhöhten Gestell gelagert. Ein Mitarbeiter schiebt einen Trocknungscontainer darunter und schüttet das Granulat von dort aus direkt in den Trocknungscontainer. Anschließend schiebt er den Wagen in die Trockenkammer und startet die Trocknung. Ein Feuchtesensor gibt an, wann der geforderte Trockenstoffgehalt erreicht ist, woraufhin sich der Trockner automatisch abschaltet. Der Container wird aus der Kammer herausgeschoben, mithilfe einer Kippvorrichtung entleert und das trockene Granulat der Weiterverarbeitung zugeführt. Währenddessen wird der zweite Container mit Granulat befüllt. So sind beide Trocknungscontainer abwechselnd im Einsatz.
Maximale Temperatur bei 40 °C
Die vom Hersteller geforderte Temperaturgrenze für die Trocknung liegt bei max. 40 °C und ist bis dahin variabel einstellbar, ebenso der Luftvolumenstrom. Beide Parameter werden je nach Typ des Granulats entsprechend angepasst. Überdies ist der Kammertrockner mit einem Acetonsensor ausgestattet. Befindet sich zu viel Lösemittel in der Prozessluft, schaltet die Anlage automatisch ab. Die Wasserentzugsleistung liegt in etwa bei 840 kg pro 24 Stunden. Natürlich hängt sie stark von der Art des Granulats und dessen Feuchtegehalt ab und variiert dadurch.
Entfeuchtung mit trockener Luft
Um diese hohe Leistung zu erzielen, nutzt Harter einen physikalisch alternativen Ansatz für seine Trocknung. Die Kondensationstrocknung mit Wärmepumpe basiert auf einer Kombination aus hocheffizienter Luftentfeuchtung und gezielter Luftführung. Extrem trockene und damit ungesättigte Luft wird über bzw. durch die zu trocknenden Produkte geführt. Physikalisch bedingt nimmt diese dabei in kurzer Zeit die vorhandene Feuchtigkeit auf. Zurück im Entfeuchtungsmodul wird diese Luft in zwei Stufen gekühlt, das Wasser kondensiert aus. Die Luft wird wieder zweistufig erwärmt und im Kreislauf zurück in den Trockner geführt. Der Kreislauf ist lufttechnisch und damit energetisch geschlossen. Der Trocknungszyklus ist dadurch nahezu emissionsfrei. Die Trocknungssysteme von Harter arbeiten im Niedertemperaturbereich, je nach Produkt und Prozess, in einem definierten Temperaturbereich von 20 bis 75 °C. Temperierungsstufen und Kühlbausteine sind ebenfalls möglich.
Prozesssicherheit und Fördergelder
Die Wärmepumpentechnologie bietet eine breite Palette an Vorteilen für die Betreiber. Die Effizienz dieses Verfahrens steht mit Sicherheit an erster Stelle. Der Prozess ist reproduzierbar und bietet somit ein Maximum an Sicherheit. Wer in die Wärmepumpentechnologie investiert, darf mit staatlicher Unterstützung rechnen. Bereits 2017 wurde diese Art der energie- und CO2-sparenden Trocknung in Deutschland als förderwürdige Zukunftstechnologie eingestuft. Auch Anwender aus der Schweiz und Österreich erhalten Fördergelder bis zu 40 % der Gesamtkosten. Für den Werkstoffhersteller war dieses Pilotprojekt ein großer Erfolg. Da er seine Produktion ausbauen wird, wird er demnächst in weitere Trockner dieser Art investieren.
Harter GmbH, Stiefenhofen
Autor: Jonas List
Technischer Vertrieb,
Harter
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