Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines Niedrigenergiedurchlauftrockners

Die Trocknung der Rohlinge der energieintensivste Verfahrensschritt der Ziegelherstellung. Zur Verdunstung des in den Rohlingen vorhandenen Anmachwassers muss die zur Deckung der Verdampfungsenthalpie erforderliche Energie aufgebracht werden. Für die Trocknung wird erwärmte Luft eingesetzt. Es gibt jedoch mindestens keinen Grund dafür, dass zur Verdunstung des Anmachwassers notwendige Verdampfungsenthalpie bereitgestellt werden muss. Im Forschungsvorhaben soll das natürliche Wasseraufnahmepotential der Umgebungsluft in Kombination mit Warmluft am Trocknungsende eine moderne Trocknung ermöglichen. Durch das niedrige Temperaturniveau sind wegen der niedrigen Beladbarkeit große Luftmengenströme notwendig, die jedoch nicht erwärmt werden. Der Energiebedarf die Niedrigenergietrocknung sinkt auf ein Minimum.

Problematisch im Niedrigenergiedurchlauftrockner ist die örtliche Trennung der Niedertemperaturtrocknung von der Endtrocknung. Einen innovativen Ansatz zur Niedrigenergiedurchlauftrocknung ist die Integration einer Übergangszone, die den Niedertemperaturbereich von der Endtrocknung trennt. Die Lage der Übergangszone ist unklar und durch das Gegenstromprinzip des Durchlauftrockners mit Absaugungen nicht trivial lösbar.

Das Ziel des Forschungsprojektes ist, den Umbau von Durchlauftrockner in Niedrigenergietrockner zu ermöglichen. Dazu wird ein Simulationsprogramm erstellt, das die Trocknungskurven für die verschiedenen Prozessparameter in Abhängigkeit der aktuell gemessenen Umgebungsluftzustände ermittelt. Durch die Niedrigenergiedurchlauftrocknung wird es möglich, dass der Trocknungsenergiebedarf deutlich reduziert wird und die Produktqualität auf hohem Niveau bleibt. Da Ziegler und die für die Ziegelindustrie tätigen Anlagenbauer fast ausschließlich den kleinen und mittleren Unternehmen zuzurechnen sind, sind diese nicht in der Lage die hier beantragte Forschungsmaßnahme durchzuführen. Ihnen kommt nahezu der alleinige Nutzen dieses Forschungsprojektes zu.

Ergebniszusammenfassung:

Der Einsatz von Niedrigenergietrocknung in Kammertrocknern ist eine erprobte, wenn auch nicht weit verbreitete Methode zur Verminderung des Energiebedarfs bei der Trocknung. Der große Einfluss auf den überwiegend bestehenden Energieverbund mit dem Ofen ist sehr hoch, so dass mit Einführung eines Niedrigenergietrocknungssystems (Kammer- oder Durchlauftrockner) auch eine komplette Umstellung des Tunnelofenprozesses einhergehen muss.

Im Rahmen des Vorhabens, dass sich lediglich mit der Trocknung beschäftigte, konnte jedoch gezeigt werden, dass die Niedrigenergietrocknung auch im Durchlauftrockner stattfinden kann. Durch eine Veränderung der Strömungsführung gegenüber der konventionellen Strömungsführung in Durchlauftrocknern, kann die längere Trockenzeit der Niedrigenergietrocknung verkürzt werden. Dies bedeutet jedoch einen kompletten Neubau des Trockners. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass auch bei kontinuierlicher Trocknung im Durchlauftrockner der Einsatz von Niedrigenergietrocknung möglich ist.

Die erzielten Ergebnisse und Erkenntnisse wurden und werden im Rahmen von Vorträgen und Veröffentlichungen, speziell der Ziegelindustrie, zugänglich gemacht und sind auch durch die Forschungsvereinigung der Keramik-Anlagenbauer dem keramischen Anlagenbau mitgeteilt worden. Da auch in anderen Bereichen Produkte getrocknet werden müssen, sind die Ergebnisse auch in anderen Industriezweigen und insbesondere in weiteren Bereichen der keramischen Industrie, anwendbar.