Karteikarten
Trocknen und Verdampfen Skript 7
Karten in diesem Stapel (32)
- 1Def. Trocknen:Abtrennung der Flüssigkeit aus Feststoff-Flüssigkeit-System durch Verdunsten
oder Abdampfen der Flüssigkeit. - 2Konvektionstrocknen:Um- / Durchströmung, Aufwirbelung, Zerstäubung des
Feuchtgutes von erwärmtem ungesättigtem Gas → Gas reichert sich mit
Feuchtigkeit an und wird abgeleitet. - 3Kontakttrocknung:Feuchtgut wird durch Kontakt mit Heizplatten erwärmt.
Dämpfe (Brüden) werden abgesaugt. - 4Strahlungstrocknen:: Aufbringen der Wärme durch Strahlung (z.B. Infrarot,
Mikrowelle). Geringe Eindringtiefen. - 5Gefriertrocknung:Aufwendiges Spezialverfahren
zur Trocknung sehr empfindlicher Güter.
Sublimierung des Wassers unter Vakuum. - 6Aggregatszustände
- 7Verdunsten:Sattdampfdruck der feuchtigkeitsabgebenden Oberfläche ist
kleiner als Umgebungsdruck. - 8Trocknugsschritte Darstellung Diagramm:
- 9Verdampfen:Sattdampfdruck der feuchtigkeitsabgebenden Oberfläche ist
gleich Umgebungsdruck. - 10Trocknungsvorgang hygroskopischer Rohstoffe: Erster Trocknungsabschnitt:• Konstante Trocknungsgeschwindigkeit
• Gutsoberfläche enthält freie Feuchte → Verdunstung an Oberfläche
• Gesetzmäßigkeiten des Wärme- und Stoffübergangs gelten
• Schrumpfen des Produktes
• Nach Abtrocknung der freien Feuchte an
Oberfläche → Flüssigkeitstransport
durch Kapillarkräfte aus dem Inneren an
Oberfläche. Kein weiteres Schrumpfen. - 11Zweiter Trocknungsabschnitt:• Fallende Trocknungsgeschwindigkeit.
• Absinken des Feuchtegehalts an der Oberfläche.
• Wärmeübertragung zusammengesetzt aus Wärmeübergang an
Oberfläche und Wärmeleitung im Gut.
• Zunehmende Isolierwirkung der trockenen Außenzonen → stärker
werdender Einfluss der Wärmeleitung und des Diffusionswiderstandes auf
Trocknungsgeschwindigkeit.
• bereits teilweise Entfernung sorptiv
gebundener Feuchte. - 12Dritter Trocknungsabschnitt:• Entfernung sorptiv gebundener
Feuchte.
• Weiter gegen Null fallende
Trocknungsgeschwindigkeit
• Kleiner werdende Dampfdruckdifferenz
→ Null - 13Container- (Satz-) Trockner• Unkomplizierte Zwischenlagerung
• Arbeitssparende Logistik
• nur chargenweiser Betrieb
• eher für Kleinmengen geeignet - 14Schubwendetrockneruniverselles Trocknungsgerät
• kontinuierlicher Betrieb möglich
• geeignet für rel. feuchte Güter
• Leistungsbereich 1000 – 15000 kg/24h
• Verdampfungsleistungen bis 15 t Wasser/Stunde
• Große Durchsatzleistungen mit konstanter Endfeuchtigkeit, auch bei
wechselnder Anfangsfeuchtigkeit des Gutes.
z.B. Holzhackschnitzel - 15Wagentrockner• nur chargenweiser Betrieb
• nur für Kleinmengen geeignet - 16Dächer-/Schichttrockner Erklährung• Trocknungsprodukt durchläuft Trockner
durch Schwerkraft von oben nach unten.
• senkrechte Produktschächte von waagrechten
Warm- und Abluftkanälen durchzogen.
Dachkanäle nach unten offen.
• Warmluft strömt auf Stirnseite der
Warmluftdächer ein und durchflutet
Produktschüttung.
• Produkt wird erwärmt und gibt
Feuchtigkeit an die vorbeistreichende Luft ab.
• Luft kühlt ab und feuchtet je nach
Produkt bis zur Sättigungsgrenze auf.
• Feuchte Luft entweicht durch
benachbarten Abluftdächer. - 17Dächer-/Schichttrockner Eigenschaften:• nur rieselfähige Produkte
• sehr hohe Durchsätze
• kontinuierliche Prozessführung
• gleichmäßige Trocknung
• hohe Produktschonung
• Energierückgewinnung möglich
• Durchsätze bis 150 t/h - 18Bandtrockner• Umwerfen/Wenden bei Mehrbandtrockner → homogene
Feuchtigkeitsverteilung
• Unterschiedliche Bandgeschwindigkeiten je nach Anforderung des
Trockenabschnitts
• Warmlufterzeugung frei wählbar - 19Solare GewächshaustrocknerFür Klärschlämme (kleine bis mittelgroße Kläranlagen 5.000 … 100.000 EWG)
• Ähnliches Vorschubprinzip wie Schubwendetrockner
• Energie für Trocknung durch Sonneneinstrahlung
• geeignet für Schlämme > 20 % TS
• Kapazitäten 400 – 3600 T/a - 20Wirbelschicht-/Fließbetttrockner• Feuchtgut wird durch Heißluftzufuhr im Schacht aufgewirbelt und getrocknet
• intensive Durchmischung der Produktteilchen
• sehr gleichmäßige Trocknung - 21Verdampfen erklähren:Abtrennung von Flüssigkeit aus Flüssigkeitsgemischen bzw. nichtflüchtiger
Feststoff/Flüssigkeitsgemisch durch Erhöhung Temperatur und/oder
Druckabsenkung und damit verbundener Verdampfung. - 22Ziele:• Rückgewinnung des Lösemittels (z.B. Methanolabdampfung Biodiesel)
• klassische Destillation/Rektifikation (z.B. Bioethanolherstellung,
Mineralölraffination)
• Herstellung aufkonzentrierter Lösungen - 23Verdampfungswärme:→ Mit zunehmenden Druck wird Verdampfungswärmekleiner und verschwindet
am kritischen Punkt komplett (H2O 225 bar, 374 °C) - 24Positive Einflüsse auf Verdampferleistung:• geringer Flüssigkeitsinhalt
• große Temperaturdifferenz
• hoher k-Wert (saubere Heizflächen)
• große Flüssigkeitsoberfläche - 25Walzentrockner:• für dünnflüssige, hochviskose bis pastöse Produkte
• Walzen meist von innen mit kondensierendem Dampf beheizt
• Produkt trocknet als dünner Film durch Kontakt mit Walzenoberfläche
- 26Vakuumtrockenschrank:• Trockengut auf Blechen / Schälchen
• auf Heizplatten / Heizstäben
• Beheizung elektrisch bzw. über Dampf bei größeren Bauarten
- 27Rührwerksverdampfer bzw. der Rührkessel als Verdampfer:• klassische, einfachste Verdampferbauart
• diskontinuierliches Chargenverfahren
• bestehender Rührkessel kann u.U. direkt
zum Abdampfen von Lösemittel genutzt
werden (z.B. Methanolabdampfung
aus Biodieselreaktor bei dezentralen
Anlagen) - 28Mehrkörperverdampfer:• mehrerer Verdampferkörper, dampfseitig (und oft auch lösungsseitig)
hintereinandergeschaltet
• deutliche Reduzierung des Heizdampfverbrauchs (z.B. – ca. 40 % bei
Dreikörperverdampferanlage) - 29Dünnschichtverdampfer:• kontinuierliche Prozessführung
• dünner Film mit relativ kurzen Kontaktzeiten
• große Verdampferfläche mit hohen Volumendurchsätzen
• Produktschonende Verdampfung - 30Fallstromverdampfer:• Röhrenbündel als wärmeaustauschende Fläche
• Röhren werden von fallendem Produktfilm vertikal
durchflossen (Schwerkraft)
• gleichmäßige Produktverteilung im Kopfraum nötig
→ gleichmäßige Beaufschlagung der Röhren (z.B.
mittels Verteilerwanne, Vollkegeldüse) - 31Umlauf- bzw. Steigrohrverdampfer:Naturumlauf:
• Flüssigkeit steigt durch Dichteunterschied
(ΔT) und Angetrieben durch Dampfblasen
nach oben
Zwangsumlauf:
• hohe Umlaufgeschwindigkeiten (- 3 m/s)
führen zu besseren
konvektiven Wärme-
Übergang - 32Plattenverdampfer:• große Wärmeaustauscherfläche auf
kleinen Raum bei geringer Bauhöhe
• Aufbau vgl. Plattenwärmetauscher
• Einsatz auch für hochviskose Produkte
• gute Leistungsanpassung
• gute Reinigbarkeit