Scheibchenweise zur Energieeffizienz

Neuer energieeffizienter Kontakttrockner

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30.05.2018 In der Trocknungstechnik wird der Ruf nach energieeffizienten Geräten immer lauter. Gleichzeitig steigen der Kostendruck und der Anspruch an die Qualität der Endprodukte.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Ein neuer indirekt beheizter Kontakttrockner erreicht eine besonders hohe Energieeffektivität.
  • Der Trockner ist eine interessante Alternative zu konventionellen Walzentrocknern, die zum Trocknen von in Flüssigkeiten gelösten oder suspendierten Feststoffen eingesetzt werden.
  • Weil deutlich geringere Abluftströme anfallen, sind die Investitions- und Betriebskosten vergleichsweise niedrig.

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Der CD Dryer ist ein indirekt beheizter Kontakttrockner. Sein Funktionsprinzip unterscheidet sich grundsätzlich von herkömmlichen Scheibentrocknern, bei denen die Scheiben in das Feuchtgut eingebracht werden. Bilder: Allgaier

Speziell für die Trocknung von in Flüssigkeiten gelösten oder suspendierten Feststoffen wird auf der Achema ein neuer Kontakttrockner vorgestellt, der besonders sparsam mit der eingesetzten Trocknungsenergie umgeht.

Der CD Dryer zählt zur Kategorie der indirekt beheizten Kontakttrockner. Der Trocknungsprozess läuft dabei wie folgt ab: Die Flüssigkeit wird über eine Pumpe und sogenannte Feed Pipes direkt auf doppelwandige, senkrecht als Paket angeordnete und rotierende Scheiben aufgetragen. Die Scheiben werden mittels Sattdampf von innen erhitzt. Die direkte Wärmeübertragung auf das flüssige Produkt sorgt für eine sehr schnelle Verdampfung des Wassers und damit auch für eine ausgezeichnete Effizienz, da Wärmeverluste minimiert werden. Nach einer Scheibendrehung lösen an den Scheiben anliegende Schaber die getrockneten Feststoffe ab und leiten das erhaltene Trockengut über einen Produkt­austrag zum nächsten Prozessschritt – je nach Ausgangsprodukt in Form von Granulat, Folien oder Flakes. Feststoffanteile von konzentrierten Salzlösungen können beispielsweise auch als feinkörniges Pulver erhalten werden. Mit Hilfe von nachgeschalteten Förderaggregaten kann das Produkt weiter transportiert bzw. durch den Einsatz eines Silos oder eines anderen Behälters direkt aufgefangen werden.

Das Funktionsprinzip des Trockners unterscheidet sich grundsätzlich von herkömmlichen Scheibentrocknern, bei denen die Scheiben in das Feuchtgut eingetaucht werden. Sie werden meist lediglich dazu eingesetzt, den Wassergehalt von flüssigen, pastösen oder unförmigen Produkten zu reduzieren, um beispielsweise Transportkosten zu sparen. Mit dem CD Dryer sind darüber hinaus viele weitere Anwendungen möglich.

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Der Trockner ist eine interessante Alternative zu herkömmlichen Walzentrocknern, die in der Regel für die Trocknung von in Flüssigkeiten gelösten oder suspendierten Feststoffen eingesetzt werden.

Viele Einsatzgebiete bei geringem Platzbedarf

So werden mit dem neuen Trockner bei der Behandlung organischer und anorganischer Industrie- und Spezialabwässer sehr gute Ergebnisse erzielt. Ein Großteil der industriellen Abwässer stammt aus dem Nahrungsmittelbereich. Beispiele für anorganische Abwässer, die mit dem Trockner aufkonzentriert oder getrocknet werden können, sind Deponiesickerwässer, Bentonit- und Kaolin-Schlämme, mit Zinn beladene Abwässer und Wolfram-Schlämme. Ein weiterer Bereich, in dem der Trockner für eine wirtschaftliche Trocknung eingesetzt werden kann, ist die Aufbereitung verschiedenster pflanzlicher und tierischer Stoffe wie Algensuspensionen, Bierhefe, Destillationsüberreste, Fischwasser oder Gelatine. Darüber hinaus können alle pumpbaren, nicht karamellisierenden Stoffe, die keine festen Bestandteile beinhalten und nicht stark schäumen, getrocknet werden.

Der neue Trockner stellt eine interessante Alternative zu herkömmlichen Walzen­trocknern dar, die in der Regel für die Trocknung von in Flüssigkeiten gelösten oder suspendierten Feststoffen zum Einsatz kommen. Der Platzbedarf des Scheibenpakets ist bis zu 60 % geringer als der der Walzen eines vergleichbaren Walzentrockners mit derselben Wärmeübertragungsfläche. Die kompakte Bauform ermöglicht es, den Trockner einfach und schnell an einen anderen Standort zu versetzen. Die für den Transport erforderlichen Staplerschuhe befinden sich unterhalb des Prozessraums. Darüber hinaus ist der für den Betrieb notwendige Schaltschrank im Maschinengestell integriert.

Scheibenpaket als technisches Herzstück

Das Herzstück des Trockners ist das Scheibenpaket. Die hohlen Scheiben werden durch Sattdampf mit bis zu 5 bar Druck von innen beheizt. Dies ermöglicht eine effiziente Kontakttrocknung der flüssigen Produkte. Je nach Anwendung bzw. Produktcharakteristik können der Scheibenwerkstoff und die Beschichtung der Scheiben auf z. B. stark korrosive oder auch abrasive Produkte angepasst werden. Durchmesser und Anzahl der Scheiben richten sich nach dem gewünschten Durchsatz. Dabei stehen zwei Optionen zur Auswahl: Scheiben mit einem Durchmesser von 900 mm oder 1.300 mm. Beide Scheibendurchmesser sind jeweils in drei Gehäusegrößen verfügbar: Für bis zu vier, acht oder zwölf Scheiben (900 mm Durchmesser) und für bis zu acht, zwölf oder sechzehn Scheiben (1.300 mm Durchmesser). Sind höhere Durchsätze gefordert, können dem Trockner unkompliziert weitere Scheiben hinzugefügt werden – bis zur maximal möglichen Scheibenanzahl des jeweiligen Typs.

Die robusten Schaber zum Gewinnen des Trockengutes von den beheizten Scheiben, die in unterschiedlichen Materialausführungen verfügbar sind, richten sich automatisch für eine optimale Anstellung an den Scheibenseiten aus.

Ob der Produktionsprozess wie gewünscht läuft, ist beim CD Dryer auf einen Blick erkennbar: Die nach oben schwenkbare Haube aus Verbund-Sicherheitsglas ermöglicht an der Frontseite eine einfache Prozessüberwachung während des Anlagenbetriebs. In geöffneter Position erlaubt sie zudem den bequemen Zugang zum Prozessraum für Reinigungsarbeiten sowie zur Überprüfung oder Justierung der Messer. Auch die beiden Technikräume – links der dampfseitige Technikraum, rechts der kondensatseitige – verfügen über Schaugläser sowie eine integrierte Arbeitsbeleuchtung zur optischen Kontrolle. Getrennt schwenkbare Türen ermöglichen im Fall von Wartungsarbeiten eine gute Zugänglichkeit zu den Technikräumen. Die aktuellen Maschinen- bzw. Prozessdaten können über ein Touchpanel intuitiv abgerufen oder verändert werden.

Energieeffiziente Trocknung

Die Scheibentrocknung bietet gegenüber der Trocknung auf Walzentrocknern Vorteile: Der Platzbedarf des zentralen Scheibenpaketes ist deutlich geringer als der eines Walzentrockners. Bei einer Wärmeübertragungsfläche von 24 m2 hat ein herkömmlicher Walzentrockner einen Platzbedarf von 7,7 m2. Ein CD Dryer benötigt lediglich 3,0 m2.

Darüber hinaus gestaltet sich der Abschabevorgang der getrockneten Produkte in einem Walzentrockner vergleichsweise kompliziert. Die Messer müssen auf einer Länge von mehreren Metern sehr exakt justiert werden. Montage und Instandhaltung sind entsprechend zeit- und kostenintensiv. Beim CD Dryer arbeiten mehrere Scheiben parallel. Jede Scheibe verfügt über eigene, kurze Schaber, die sich selbsttätig justieren sowie einfach zu montieren und zu warten sind.

Dazu kommt, dass der Scheibentrockner sehr energieeffizient ist: Die dünnwandigen, robusten Scheiben leiten die Wärme sehr effizient und sorgen für eine hohe spezifische Verdampfungsleistung je Quadratmeter beheizter Trockneroberfläche bei gleichzeitig kurzer Aufheizphase der Anlage. Im Vergleich zu konvektiven Trocknungsverfahren im Luftbetrieb oder mit Kreisgasführung benötigt der Scheibentrockner als reiner Kontakttrockner keine Luftzufuhr für den Wärmeeintrag, da dem feuchten Produkt die Wärme im direkten Kontakt über die beheizten Oberflächen zugeführt wird. Das unmittelbare Zusammentreffen von Trockner und Flüssigkeiten senkt den Energieverbrauch im Trocknungsprozess deutlich. Zudem fallen beim CD Dryer während des Trocknungsprozesses nur geringe – meist staubfreie – Abluftströme an. Die entstehenden Brüden geringer Menge werden mit hoher Wasserdampfbeladung abgeführt. Dadurch entstehen vergleichsweise geringe Wärmeverluste mit der Trockner­abluft.

Die im Vergleich zu konvektiven Trocknungssystemen deutlich reduzierte Abluftmenge wirkt sich zudem positiv auf die Anschaffungs- und Betriebskosten aus: So kann das nachgeschaltete Equipment – wie Zyklon, Filter, Wäscher und Abluftventilator – kleiner ausgelegt und damit deutlich kostengünstiger realisiert werden. Für Versuche mit realen Produkten steht im Versuchszentrum des Herstellers in Uhingen eine Technikumsanlage zur Verfügung, die aussagefähige Ergebnisse zur Auslegung von Großanlagen für Kundenprojekte liefert.

Achema Halle 6.0 – C49

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Heftausgabe: Juni/2018

Über den Autor

Christine Gnädig, Leitung Marketing und Kommunikation, Allgaier Prozesstechnik
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