Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Thermomechanische Textiltrocknung mit radialen Stoßwellen

Die derzeit aufgrund des niedrigen Wirkungsgrads von Trommeltrocknern (um 40 %) erforderlichen langen Trocknungszeiten und hohen Temperaturen zum Trocknungsende verursachen partiell übertrocknete Textilbereiche mit der Folge unerwünschter Textilschädigung. Dies verringert die Textillebensdauer, was insbesondere bei Leasingbetrieben die Wirtschaftlichkeit verschlechtert.

Forschungsziel ist die Beschleunigung des Trocknungsprozesses in Trommeltrocknern durch radiale Stoßwellen zur mechanischen Entwässerung während herkömmlicher Konvektionstrocknung. Hieraus resultieren textilschonende Bedingungen bei reduzierter Trocknungstemperatur. In einer Laboranlage mit Stoßwellenapplikation wird dazu die Textiltrocknung des 1. und 2. Trocknungsabschnitts simuliert. An fixierten Textilien werden optimale Bedingungen zur mechanischen Wasserentfernung von der Textiloberfläche im 1. Trocknungsabschnitt und zur Beschleunigung des Wassertransports an die Textiloberfläche im 2. Trocknungsabschnitt entwickelt. An Textil-Composites werden dann geeignete Stoßwellenapplikationsbedingungen in einem Modelltrockner mit dreidimensionaler Wäschebewegung entwickelt und die energetische Optimierung des Trocknungsprozesses unter Berücksichtigung der Textilschonung vorgenommen. Nach Entwicklung von Trocknungsverfahren für Praxistextilien wird ein Konzept zur Praxisübertragung der Trocknungstechnologie erarbeitet.

Den ca. 2.300 textilen Dienstleistungsbetrieben (vorwiegend KMU) wird dadurch ein wirtschaftliches Trocknungsverfahren zur Verfügung gestellt: Die verkürzte Trocknungsdauer verringert thermische Textilschädigung und erhöht die Textillebensdauer. Der Energieverbrauch wird reduziert. Da für die textilen Dienstleitungsbetriebe insgesamt Kosteneinsparungen von über 8 Mio. €/a resultieren, ist ein kurzfristiger Ergebnistransfer in die Praxis möglich. Außerdem sind die Ergebnisse für die schonende Trocknung empfindlicher Nassreinigungsware nutzbar. Forschungsvorhabens.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel des Forschungsprojektes war die Beschleunigung des Trocknungsprozesses in Trommeltrocknern mit dreidimensionaler Wäschebewegung durch thermomechanische Trocknung mit radialen Stoßwellen bei minimalem Wärmeenergieeinsatz. Der beschleunigte Feuchtetransport aus dem Textilinnern an die Oberfläche wirkt zu starker Oberflächenerwärmung entgegen und verhindert somit thermische Schädigung.

Im Forschungsprojekt wurde zunächst eine Laboranlage zur Stoßwellenbehandlung unter Trocknungsbedingungen entwickelt und geeignete Composites ausgewählt. Zur Simulation des ersten Trocknungsabschnitts wurden feuchte Testmonitore zeitgleich definiert mit Heißluft und radialen Stoßwellen unterschiedlicher Intensität behandelt und dabei der zeitliche Verlauf der Trocknung aufgezeichnet. Zur Simulation des zweiten Trocknungsabschnitts wurde der Transport von Wasser (Diffusionsverhalten) bei thermischer Trocknung mit und ohne Stoßwellenapplikation untersucht. Auf diesen Ergebnissen basierend wurden anschließend Untersuchungen der Trocknung bei Stoßwellenapplikation in zwei Modelltrocknern bei dreidimensionaler Wäschebewegung vorgenommen, um darüber geeignete Stoßwellenparameter abzuleiten. Des Weiteren erfolgte die Entwicklung geeigneter Konstruktions- und Verfahrensbedingungen während der Trocknung unter dem Aspekt minimierter Behandlungszeit, der Maximierung der Maschinenauslastung bei geringem Gesamtenergieeintrag und der Minimierung der Textilschädigung. Nach der energetischen Optimierung des Trocknungsprozesses unter Berücksichtigung der Textilschonung wurden Trocknungsverfahren für praxisrelevante Textilien erarbeitet. Abschließend wurde ein Konzept zur Praxisübertragung erstellt.

Es konnte gezeigt werden, dass durch den zusätzlichen Eintrag von radialen Stoßwellen bei der Konvektionstrocknung im Trommeltrockner die Heißlufttemperatur bei gleichbleibender Entfeuchtungsleistung gesenkt werden kann.