Trocknungsverhältnisse in einem Kammertrockner und Lösungen zur gleichmäßigen, zeitoptimierten Trocknung

Das Ziel dieser Arbeit war die Analyse der Ursache für die ungleichmäßige Trocknung innerhalb der Etage im vorliegenden Kammertrockner, um Lösungsmöglichkeiten zur Reduzierung der Gesamttrocknungszeit aufzufinden. Mit der Angleichung der Trocknungszeit kann die Gesamttrocknungszeit einer Etage reduziert werden. Zu diesem Zweck wurden die Trocknungsverhältnisse messtechnisch ermittelt. Anhand des messtechnisch erfassten Trocknungsverlaufes ist bestimmt worden, dass die Trocknung von Gelen überwiegend stationär vorliegt. Aus dieser Feststellung konnte ein Energiegleichgewicht zwischen Wärmeeintrag in das Gel und Energieaustrag in Form von Dampfdiffusion aufgestellt werden. Neben dem konvektiven Wärmeeintrag wurde eine Wärmeübertragung an der Unterseite einer Etage angenommen, sodass ein Energiegleichgewicht formuliert werden konnte. Messungen der Geltemperatur haben das Vorhandensein des Wärmeeintrages über die Unterseite der Gelschicht bestätigt. Außerdem konnte festgestellt werden, dass innerhalb einer Etage unterschiedliche Strömungsverhältnisse und in Strömungsrichtung eine Abkühlung der Lufttemperatur vorliegt. Als Ursache für die Temperaturabkühlung wurde ein unzureichender Energieinhalt der Luft angenommen. Ein größerer Energieinhalt wird mit einer Erhöhung der Luftfeuchte oder/und eine Erhöhung des Luftmassenstromes bereitgestellt. Der Verlauf der Temperaturabkühlung der Luft über die überströmte Länge wurde berechnet. Anhand von theoretischen Berechnungen ist gezeigt worden, dass eine Erhöhung des Luftmassenstromes die Abkühlung der Luft reduziert. Die Abweichungen von theoretischen zum gemessenen Wert müssen bei einer Umsetzung in der Praxis berücksichtig werden. Zur Lösung für die ungleichmäßigen Strömungsverhältnisse wird der Einbau von Leitblechen empfohlen. Diese konstruktive Lösung in Kombination mit einer Erhöhung der Luftfeuchte bewirkt eine Angleichung der örtlichen Trocknungsgeschwindigkeit, da damit gleichmäßige Trocknungsverhältnisse geschaffen werden. Es wird schließlich für das weitere Vorgehen empfohlen, Untersuchungen zur Reduzierung des Wassergehaltes im Gel vorzunehmen, da hier das Potenzial zur Reduzierung der Gesamttrocknungszeit erheblich ist