Püschner Conti Erhitzer / Conti Trockner
High-End Trocknung von Pulvern und Schüttgütern mit Mikrowellen
Die thermische Trocknung ist in allen Bereichen der Technik ein wichtiger Verfahrensschritt. Zu den bekannten konventionellen Trocknungsverfahren durch Kontakt, Konvektion und IR-Strahlung tritt die Trocknung durch Mikrowellenenergie hinzu, bei der die Wärme durch die direkte Umwandlung elektromagnetischer Energie in kinetische Energie der Moleküle, d.h. im Feuchtegut selbst erzeugt wird. Verglichen mit konventionellen Trocknungsmethoden dringen Mikrowellen sehr viel tiefer in das Materialvolumen ein.
Innerhalb einer kontinuierlichen Produktionslogistik kann die Familie der Conti Trockner verwendet werden, um Granulate, Pulver sowie Schüttgut und Feststoffe zu trocknen. Mit einer konstanten Dosierung am Einlauf der Trockner können konstante und ultra- trockene Produkte mit kurzen Verweilzeiten im Mikrowellentrockner produziert werden.
Anwendungsbeispiele
Modularer 100kW-Mikrowellentrockner
MW-Durchlauftrockner für Schütt- und Stückgüter werden i.d.R. aus mehreren hintereinander geschalteten Kammermodulen aufgebaut (Bild 1 und 2). Verlauf und Dauer des Prozesses sind von den Trocknungsbedingungen, dem Profil der Energie- bzw. Temperaturverteilung und der Feuchtekonzentration wie auch von der Feuchtebewegung im Produkt abhängig. Hinzu kommen weitere Produkteigenschaften wie Feuchtebindung, Form und Abmessungen sowie die temperaturabhängigen dielektrischen Eigenschaften für die Mikrowellenerwärmung.
Es gilt ein Mikrowellensystem zu entwickeln, das alle Eigenschaften des Gesamtsystems berücksichtigt, um optimale Trocknungsergebnisse zu gewährleisten.
Aufgrund der Vielzahl von Parametern ist es notwendig, experimentelle Untersuchungen mit einer Versuchsanlage durchzuführen, die verschiedenartige und unterschiedliche Einstellungen zur Optimierung des Trocknungsverlaufs ermöglicht. Mit diesem Konzept lassen sich vorab Module einer Gesamtanlage simulieren.
Mikrowellen High-End Trocknung
Ein weiterer Einsatzbereich für Mikrowellentrockner in Ergänzung zu bestehenden Trocknern ist die Endtrocknung. Bild 3 zeigt einen 2 x 30 kW Trockner für die Endtrocknung von Feinchemikalien.
Besondere Vorteile
- ein zur Oberfläche hin gerichteter Temperaturgradient, d.h. eine im Inneren höhere Temperatur als an der Oberfläche
- den damit verbundenen höheren Partialdruck, der die zu verdampfende Flüssigkeit zur Oberfläche transportiert
- daher kein Austrocknen der Oberflächenschicht
- sie bleibt durchlässig
- beim Verdampfen im Inneren wird die Flüssigkeit durch die Porenstruktur des makrokapillaren Festkörpers nach außen geführt
- die Folge ist eine hohe Trocknungsgeschwindigkeit
- somit erfolgt selektives Erhitzen von Wasser und der meisten Lösungsmittel. Grund dafür sind die höheren dielektrischen Verluste von Wasser verglichen mit den des zu trocknenden Produktes
- schnelle Endtrocknung von feuchten Produkten mit niedriger Wärmeleitfähigkeit
- ruhende Trocknung dicker Schichten ohne Abriebverluste
- hoher Gesamtübertragungsgrad
- hohe Regelgeschwindigkeit der Energieübertragung
- kurze Prozesszeiten, d.h. geeignet für automatisierte Fertigungsabläufe
Mikrowellenleistung | 1,2 - 24 kW / 2450 MHz pro Modul |
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Abmessungen Trocknungskanal | 1,2 x (0,8-1,6) x 2,2 m (l x w x h) |
Förderbandbreite | 0,4 - 1,2 m |
Mikrowellenleistung | 5 - 100 kW / 915 MHz |
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Abmessungen Trocknungskanal | 5,5 x 0,5 x 1,3 m (l x w x h) |
Förderbandbreite | 0,15 m |
Mikrowellenleistung | 5 - 100 kW / 915 MHz per Module |
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Abmessungen Trocknungskanal | 4,0 x 1,0 x 2,5 m (l x w x h) |
Förderbandbreite | 0,6 m |
Abseits der populären konventionellen Verfahren
Die thermische Erwärmung ist in allen Bereichen der Technik ein wichtiger Verfahrensschritt. Zu den bekannten konventionellen Erwärmungsverfahren durch Kontakt, Konvektion und IR-Strahlung tritt die Erhitzung durch Mikrowellenenergie hinzu, welche in vielen Bereichen eine attraktive Alternative darstellt.
Die Mikrowellen Conti Erhitzer werden hauptsächlich zur Sterilisation / Pasteurisation sowie zur Erwärmung bahnenförmiger Produkte als auch zur chemischen Reaktionsbeschleunigung verwendet.
Anwendungsbeispiele
Beschreibung
Die Mikrowellen-Durchlaufanlage µWaveConti0570 wird in der pharmazeutischen- und kosmetischen Industrie eingesetzt. Ziel ist es, flüssige Produkte in geschlossenen Flaschen zur Verbesserung der Produktkonsistenz und/oder Haltbarkeit (Pasteurisation) zu erhitzen.
Die Anlage ist SPS gesteuert und in eine automatisierte Produktionslinie integriert. Die von der Füllmaschine einzeln ankommenden Flaschen werden dicht an dicht stehend durch den Mikrowellenkanal transportiert.
Am Ausgang des Kanals wird die Temperatur jeder Flasche berührungslos mit Infrarot gemessen. Flaschen, die nicht innerhalb eines bestimmten Temperaturfensters liegen, werden aussortiert. Die hier beschriebene Anlage ist für ein Durchsatz von 100 Flaschen pro Minute dimensioniert, deren Produktemperatur auf bis zu 100°C angehoben werden kann.
Die Anlage deckt Flaschengrößen von 50 ml bis zu 4 ml Ampullen ab. Die Mikrowellenenergie wird vorzugsweise von der wasserhaltigen Flüssigkeit und nur zu einem geringen Teil vom Glas absorbiert.
Bild 1. Die Mikrowellen-Durchlaufanlage µWaveConti0570 ist Platz sparend zwischen Füll- und Etikettiermaschine integriert
Besondere Vorteile
Verfahrenstechnische Vorteile für bahnenförmige Produkte
- Hohe Temperaturgeschwindigkeit
- Oberflächenschicht der Bahn bleibt wasserdampfdurchlässig
- Im Innern der Bahn höhere Temperatur
- Temperaturgradient nach außen gerichtet
und als Folge daraus ergeben sich:
- Hohe Bahngeschwindigkeiten
- Kurze Trocknungsstrecken
- Kein Austrocknen der Oberflächenschicht
- Keine Blasenbildung
Verfahrenstechnische Vorteile für stückige Produkte
- Produktschonende und schnelle Erhitzung durch Volumenerwärmung
- Produkt erhält im kontinuierlichen Betrieb genau definierte Energiemenge
- IR-Temperaturüberwachung des Produktes am Ausgang
- Schnelle Erwärmungsgeschwindigkeiten ermöglichen einen großen Durchsatz der gesamten Produktionslinie
- Nur das Produkt wird erwärmt
- Hoher Gesamtwirkungsgrad
- Sofortige Einsatzbereitschaft
- Kein Nachheizen bei Bandstillstand
Mikrowellenleistung | 8 - 75 kW / 915 MHz |
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Abmessungen Trocknungskanal | L 5,5 x B 0,5 x H 1,3 m |
Förderbandbreite | 0,15 m |
Mikrowellenleistung | 1,2 - 12 kW / 2450 MHz pro Modul |
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Abmessungen Trocknungskanal | 1,2 x (0,8-1,6) x 2,2 m (l x w x h) |
Förderbandbreite | 40 – 120 mm |