53 - Wann ist ein Rückluftkühler erforderlich?
In den Folgen 50 und 51 haben wird die Funktionsweise sowie das Regenerieren von Molekularsieben – auch Trockenmittelpatronen genannt – beschrieben. Speziell bei hohen Trocknungstemperaturen und/oder Trockenlufttrocknern ohne automatische Luftmengenregelung ist die Temperatur der Rückluft und damit verbunden die Temperatur des aktiven Molekularsiebs besonders zu beachten. Hintergrund ist, dass die Wasseraufnahmefähigkeit des Trockenmittels bei hohen Temperaturen abnimmt.
Mit Rückluft ist in diesem Zusammenhang die Trockenluft (Prozessluft) gemeint, nachdem sie das Material im Trockentrichter durchströmt, dabei Feuchtigkeit aufgenommen hat und anschließend durch das Molekularsieb geleitet wird.
Zur Erinnerung: Beim Trocknen von Kunststoffen spielt die Trockenluftmenge neben Trocknungstemperatur, Taupunkt und Trockenzeit eine entscheidende Rolle. Die Trockenluftmenge ist in der Regel auf den gewünschten Materialdurchsatz abgestimmt. Entscheidend ist überdies, dass sich die Rücklufttemperatur im zulässigen Bereich befindet.
Im regulären Betrieb kühlt die Trockenluft auf ihrem Weg durch das Material ab. Dazu trägt einerseits das verdunstende und so kühlend wirkende Wasser bei. Hinzu kommt der kühlende Effekt durch das von oben in den Trockentrichter nachfließende, kalte und ungetrocknete Neumaterial.
Angenommen, der Materialdurchsatz verringert sich oder es kommt gar zu einem Produktionsstopp, besteht zunächst die Gefahr, dass das Material übertrocknet und möglicherweise geschädigt wird. Weil die voreingestellte Trockenluftmenge weiter durch das Material im Trockentrichter strömt, erhöht sich zugleich die Temperatur der Rückluft. Grund dafür ist, dass die zuvor beschriebene „Luftkühlung“ entfällt. Mit geregelten Trocknungssystemen lässt sich dieser Umstand durch eine reduzierte Luftmenge weitgehend vermeiden.
Strömt nun die zunehmend heißer werdende Luft durch das Molekularsieb, steigt die Temperatur des Trockenmittels – wodurch zugleich dessen Wasseraufnahmefähigkeit abnimmt. Ab ca. 70-80 °C nimmt ein Molekularsieb kein oder nur noch wenig Wasser auf. Im schlimmsten Fall kann das dazu führen, dass die Trockenmittelpatrone nicht mehr trocknet oder sogar wieder Wasser abgibt. Gleichzeitig muss möglicherweise häufiger energieaufwändig regeneriert werden. Um das zu vermeiden, sollte die Temperatur der Rückluft möglichst unter ca. 60 °C betragen.
Eine Möglichkeit, die Rückluft auf eine effiziente Temperatur herunterzukühlen, ist der Einbau eines Rückluftkühlers zwischen dem Luftaustritt am Trockentrichter und der Trockenmittelpatrone. Rückluftkühler arbeiten in der Regel mit Wasser und sollten an einen Kühlkreislauf angeschlossen sein. Bei sehr hohen Trocknungstemperaturen, etwa beim Trocknen von PET, kann ein Teil der Wärmeenergie mit einem Luft-Luft-Wärmetauscher zurückgewonnen werden. Zudem ist dann weniger Kühlenergie erforderlich.
Zu hohe Rücklufttemperaturen können allerdings auch entstehen, wenn hohe Trocknungstemperaturen erforderlich sind. Bei ungeregelten Trocknungssystemen sind unter Umständen schon Trocknungstemperaturen von über 120 °C kritisch. Um die erforderliche Rücklufttemperatur zu erreichen, genügt im Normalfall dann bereits die Kühlung durch das verdunstende Wasser und das kalte Neumaterial nicht mehr aus.
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