Luftfeuchte als Produktionsfaktor

In der chemischen Industrie werden natürliche Rohstoffe so verändert und kombiniert, dass daraus neue Produkte entstehen wie organische und anorganische Grundstoffe, Kunststoffe oder pharmazeutische Erzeugnisse. Zunehmend werden auch nachwachsende Rohstoffe verarbeitet. In allen Bereichen gelten mitunter hohe Anforderungen an eine konkrete Luftfeuchtigkeit – niedrig oder hoch je nach Rohstoff. Die Einstellung der Luftfeuchtigkeit eliminiert jahreszeitliche oder klimabedingte Schwankungen und stellt gleichbleibende, reproduzierbare Prozessbedingungen her. Auch an Produktionsstandorten, die sich hinsichtlich Luftfeuchtigkeit und Temperatur unterscheiden, erhält die Konditionierung der Luft eine gleichbleibende und hochwertige Produktqualität. Je nach Rohstoff liegen die Werte der angestrebten Luftfeuchtigkeit in einem schmalen Korridor. Besonders empfindlich sind hygroskopische Stoffe, pulverförmiges Schüttgut und Rohstoffe mit leicht flüchtigen Wirkstoffen. Unter Umständen werden sie vorab im Klimaschrank untersucht, um Aussagen über eine Veränderung der Rohstoffeigenschaften bei unterschiedlicher Lagertemperatur, Luft- und Rohstofffeuchte treffen zu können. Je nach Prozess kann es auch sein, dass Produktionsanlagen oder Verpackungen vor kondensierendem Wasser geschützt werden müssen. Deshalb sind Lufttrocknung oder Luftbefeuchtung wirtschaftlich bedeutend.

Chemische Schüttgüter sind oft feinkörnige Pulver oder Granulate, die hygroskopisch, also wasseranlagernd, sind. Polymere etwa können ein Vielfaches ihres Eigengewichts an Wasser aufsaugen. Als „Superabsorber“ werden sie beispielsweise in Babywindeln, Verbandsmaterialien und der Damenhygiene eingesetzt. Auch viele Kunststoffe enthalten Füll- und Verstärkungsstoffe, die Wasser aufnehmen können. Dabei vergrößern sie ihr Volumen, sodass sie nicht mehr exakt abgemessen werden können. Chemische Pulverlacke und 2-Komponentenlacke reagieren sogar chemisch mit Wasser, sodass sie Qualität einbüßen oder gar nicht mehr fachgerecht eingesetzt werden können. Verarbeitungs- und Produktqualität hängen direkt von der Produktfeuchte ab. Daher wird das Rohmaterial häufig getrocknet und die Restfeuchte exakt eingestellt. Bei Herstellung, Transport – häufig pneumatisch – und Lagerung von hygroskopischem Schüttgut darf die Luftfeuchtigkeit nicht zu hoch sein, da es sonst schlecht fließt, ungewollt agglomeriert oder gar klumpt. Es haftet besonders an Stellen, an denen sich Kondensat gebildet hatte.

Wenn saugfähige Polymere, chemische Kunststoffe oder Superabsorber produziert, transportiert oder gelagert werden, ist Feuchtigkeit unerwünscht. So kann es sein, dass bei Produktionsverfahren, Verpackungs- und Lagerungsprozessen solcher Erzeugnisse relative Feuchten (r. F.) von weniger als 40 % gefordert werden. In der Pharmaindustrie werden so Trockenextrakte und Gelatine, in der Lebensmittelindustrie gefriertrocknetes Obst wie Himbeeren geschützt.
Auch Verpackungen können ihre Stabilität verlieren, wenn sie feucht werden. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von über 60 % sowie bei Kondenswasserbildung – zum Beispiel nach einer Kühllagerung – kann es zu einer Materialschwächung bei Karton- und Papierverpackung kommen. Bei der Etikettierung darf selbst ein kalter Untergrund nicht feucht sein. Kondensiert Wasser darauf, so haftet der Kleber nicht genügend und die Etiketten kommen schief platziert aus der Maschine.

Produktionsanlagen und -maschinen zur Förderung und Aufbereitung bestehen meist aus stabilem aber rostempfindlichen Metall. Aluminium und Edelstahl rosten nicht, sind aber weitaus teurer und werden deshalb nur in Ausnahmefällen eingesetzt. Bei rostempfindlichen Materialien besteht zum einen die Gefahr von Korrosion durch die Luft und mehr noch durch Schwitzwasser. Schon allein die Luftfeuchigkeit greift die äußere Oberfläche von Anlagen und Apparaten an. Die sogenannte atmosphärische Korrosion läuft in Gegenwart von Wasser und Sauerstoff ab. Ab einer relativen Feuchtigkeit über 60 % nimmt ihre Geschwindigkeit rasch zu.

Direkt auf kühlen Anlagenteilen ist es oft erheblich feuchter. Schwitzwasser entsteht dort nicht nur im Sommer, sondern immer dann, wenn zuströmende Luft eine höhere Temperatur als die Teile aufweist. Schwitzwasser führt zu teuren Schäden: Es unterwandert Farb- und Schutzanstriche und lässt sie abblättern, erzeugt Korrosion an elektrischen Kontakten und kann sie zerstören, durchnässt Isolierungen, wodurch ein Kurzschluss entstehen kann, und lässt schließlich Schimmel auf der Oberfläche von Bauteilen wachsen.

Eine Lufttrocknung schützt Schüttgut, saugfähige Stoffe, Verpackungen und Produktionsanlagen. Kondensationsentfeuchter von Condair arbeiten besonders effizient und energiesparend, indem sie Luftfeuchtigkeit an kalten Oberflächen kondensieren lassen und abführen. Bei niedrigen Temperaturen ist ein Adsorptionstrockner noch leistungsfähiger. Denn dann entsteht in Kondensationsentfeuchtern Eis, das wie im Gefrierschrank abgetaut werden muss. Bei der Trocknung durch Adsorption hingegen wird in feuchter Luft enthaltener Wasserdampf an hygroskopischen Oberflächen festgehalten – absorbiert. Das funktioniert auch bei kalten Temperaturen wie im Lager einer Käserei. Als Adsorptionsmittel wird hauptsächlich Kieselgel verwendet, das in einer Trocknungstrommel regeneriert wird.

Oft ist eine Trocknung wichtig. Doch auch eine Befeuchtung kann Rohstoffe schützen. Wirkstoffe wie Vitamine, Aromen, Enzyme oder gar Mikroorganismen in den Rohstoffen können abhängig von Temperatur und Luftfeuchte ausdampfen oder abgebaut werden. Sie werden erhalten, wenn die Rohstoffe nicht zu trocken werden. Eine exakte Feuchte ist unabdingbar für die Lagerung, Verarbeitung und Verpackung dieser sensiblen Stoffe.

Wenn eine RLT-Anlage vorhanden ist, ist es am einfachsten, dort das benötigte Gerät zur Be- oder Entfeuchtung einzubauen. Alternativ können sie auch direkt im Raum platziert werden. Der robuste Kondensationsentfeuchter Condair DC-C etwa wird platzsparend unter der Decke befestigt. Und schließlich können sie auch direkt im Prozess oder der Maschine integriert werden. So lässt sich Luft in allen Situationen sicher konditionieren. Das erhält die Produkt- und Verarbeitungsqualität der unterschiedlichsten Rohstoffe, erhöht Betriebssicherheit sowie Hygiene und schützt die Produktionsanlagen.