Um die von der Festo AG & Co. KG angebotenen Produkte ihrer Wirkungsweise nach mit anderen vergleichen bzw. argumentieren zu können, sollten die gebräuchlichsten Trocknungsmethoden bekannt sein. Dies sind: Kondensation, Diffusion und Sorption.
Kondensation durch Überverdichtung (Drucktrocknung)
Bei dieser Trocknungsmethode wird die Luft weit über den benötigten Druck hinaus verdichtet. Da dabei recht viel Wärme entsteht, muss die Luft vor dem anschließenden Entspannen gekühlt werden. Wie durch alle anderen Trocknungsverfahren, wird auch hier der Drucktaupunkt der Luft deutlich gesenkt.
a Zustand vor dem Verdichten
b Zustand während des Verdichtens
c Zustand nach dem Verdichten und Entspannen
1 Verdichterkolben
2 Verdichtergehäuse
3 Kondensat-Auffangbehälter
4 Kondensat
Charakteristik des Verfahrens:
· sehr einfach,
· kostengünstige Lösung,
· nur für kleinere Mengen sinnvoll,
· verhältnismäßig hoher Energieverbrauch.
Kondensation durch Kältetrocknung
Die Kältetrocknung erfolgt in 3 Stufen:
1. Im Wärmetauscher wird die ankommende Luft durch die Luft gekühlt, die bereits den Trocknungsprozess durchlaufen hat.
2. Die Luft wird in einem Kühlaggregat bis knapp über den Gefrierpunkt abgekühlt und das ausfallende Kondensat abgeleitet.
3. Die getrocknete nun ausströmende Luft wird im Wärmetauscher wieder erwärmt. Dabei wird die Wärme der ankommenden Luft genutzt (Stufe 1).
1 ausströmende, getrocknete und kalte Luft
2 einströmende, feuchte und wärmere Luft
3 Wärmetauscher
4 Kondensat
Charakteristik des Verfahrens:
· sehr wirtschaftlich und
· nahezu alle Partikel und Wassertröpfchen (größer als 3 µm) werden mit ausgeschieden.
Der Trockner besteht aus einer großen Anzahl in Längsrichtung parallel zueinander liegender Hohlfasern. Die Luft durchströmt diese Fasern in Längsrichtung. Durch Aufbau und Material der Fasern, kann das Wasser deren Seitenwände schneller durchdringen als Luft.
Mit der Hilfe bereits getrockneter Luft, die den gleichen Trockner passiert hat, wird außerhalb der Fasern mit einem Luftstrom (Trocknungsstrom) für trockenere Luft gesorgt als innerhalb der Fasern. Dieses Konzentrationsgefälle führt zur Diffusion des Wassers vom Faserinneren zum Faseräußeren. Dort wird das Kondensat dann abgeleitet.
1 eintrömende, feuchte Luft
2 Faserwandung
3 kleine Wassermoleküle
4 große Luftmoleküle
5 getrocknete Luft
Charakteristik des Verfahrens:
· Vorfilterung auf kleiner 0,01 µm notwendig,
· geringer Druckverlust im Trockner,
· wartungsfrei und energiearm,
· sehr kompakt und kein Kondensatanfall, da dies mit dem Trocknungsstrom in die Atmosphäre "gespült" wird.
Absorption
Bei der Absorption passiert die Druckluft von unten nach oben einen Behälter mit Trocknungsmittel, das beim Vorbeiströmen Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt. Es gibt drei verschiedene Arten von Trocknungsmitteln: lösliche, feste und flüssige. Die löslichen verflüssigen sich mit wachsender Menge aufgenommenen Wassers. Alle Mittel werden jedoch nach und nach gesättigt und müssen erneuert werden.
Absorption
1 eintrömende, feuchte Luft
2 ausströmende, getrocknete Luft
3 Trocknergehäuse
4 Trocknungsmittel
Charakteristik des Verfahrens:
· das Verfahren konnte sich bislang nur in Randbereichen wie in die Luftaufbereitung in Laboratorien durchsetzen,
· die getrocknete Luft kann das recht korrosiv wirkende Trocknungsmittel mit in das Druckluftnetz reißen und
· es kommt ohne Fremdenergie aus.
Adsorption
Anders als bei der Absorption, wird das Wasser aus der Druckluft hier durch das Trocknungsmittel lediglich transportiert.
Es findet keine chemische Reaktion statt. Die Anlagerung des Wassers für die Zeit des Transports erfolgt durch Adhäsionskräfte.
Bei dieser Art des Trocknens gibt es immer zwei Behälter – einen, in dem die Luft getrocknet wird und einen zweiten, in dem das Trocknungsmittel regeneriert wird. Nach einer vorgegebenen Zeit wird der Luftstrom wechselseitig von dem einem auf den anderen Behälter umgeleitet.
Adsorption
1 eintrömende, feuchte Luft
2 ausströmende, getrocknete Luft
3 Trocknergehäuse
4 Trocknungsmittel
5 Kammer A
6 Kammer B
Um das Trocknungsmittel wieder zu regenerieren, gibt es die Verfahren:
Kaltregeneration: für kurze Trocknungs-/Regenerationszeiten von ca. 5 Minuten.
Warmregeneration: für lange Trocknungs-/Regenerationszeiten von ca. 6-8 Stunden.
Bei der Kaltregeneration wird ein Teil der getrockneten Luft verwendet, um das Adhäsionsmittel zu trocken. Diese Luft entspannt auf etwas mehr als 1 bar und ist damit sehr trocken. Möglich wird dieses Verfahren, da sich bei den kurzen Zeiten die Feuchtigkeit nur auf der Oberfläche des Trocknungsmittels anlagert.
Charakteristik des Verfahrens:
· einfacher Aufbau,
· keine Fremdenergie,
· für kleinere Anlagen und Ströme und
· die Regenerationsluft wird dem Hauptstrom entnommen und steht damit nicht mehr zur Verfügung.
Bei der Wärmregeneration wird zur Regenerierung des Trocknungsmittels, also zum Verdunsten des angelagerten Wassers, entweder intern oder extern Wärme erzeugt. Bei interner mit einer Heizung direkt im Trocknungsbehälter, bei externer wird Umgebungsluft mit einem Gebläse angesaugt und erhitzt.