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Trocknen von Feststoffen in der Prozessindustrie

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Trocknen von Feststoffen in der Prozessindustrie

Vermittlung von Methoden zur Auslegung von Trocknern für Schüttgüter bzw. partikelförmiger Feststoffe. Als roter Faden dient die prozesstechnische Dimensionierung eines Trocknungsprozesses für ein hygroskopisches Schüttgut mit Hilfe von MS-Excel.


Inhalt

  • Fachliteratur und Informationsquellen
  • Trockner in der Prozessindustrie - Einsatzgebiete und Bauarten
    • Baustoffe
    • Lebensmittel
    • Polymere
  • Entfernung flüchtiger Komponente aus Feststoffen
    • Entgasung von Polyethylen
    • Dekontamination von Lebensmittelverpackungen aus recycelten Kunststoffen
  • Trocknungsprozess und Trocknungsphasen
  • Musterprozess
  • Physikalische Grundlagen der Trocknung
    • Eigenschaften von Gasen
    • Verdampfen und Verdunsten
    • feuchte Luft, Enthalpie-Beladungs-Diagramm
    • Haften, Oberflächenspannung, Kapillarkräfte
    • Adsorption und Desorption
    • Stoffwerte: Dichte, spezifische Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit, Viskosität, Oberflächenspannung, Dampfdruck, Verdampfungsenthalpie
    • Systemparameter: Lückengrad, Diffusionskoeffizient
  • Stofftransport und Wärmetransport
    • treibende Potentiale
    • Diffusion und Porendiffusion
    • Stoffübergang an der Phasengrenzfläche
    • Wärmeleitung und effektive Wärmeleitung in Feststoffen
    • Wärmeübergang von einem strömenden Gas auf eine Schüttung
    • Wärmübergang von einer heißen Wand auf eine Schüttung
    • Wärmestrahlung
  • Trocknungsverfahren
    • Konvektionstrockner; Luft, Stickstoff, Wasserdampf
    • Vakuum
    • Infrarot-Trocknung
    • mikrowellenunterstützte Trocknung
    • absatzweise und kontinuierliche Prozessführung
  • Prozesstechnische Auslegung von Trocknern
    • Festbett
    • Wirbelbett
    • Drehrohr
    • Taumeltrockner
  • Analytik
    • Feuchte des Gases
    • Feuchte des Feststoffs
  • Maßstabsvergrößerung
    • notwendige Messwerte (Miniplant, Pilotanlage)
    • ähnlichkeitstheoretische Kennzahlen
  • Heuristische Regeln und Kosten

Zum Thema

Die Grundoperation Trocknen dient in der Prozessindustrie in der Regel dazu, flüchtige, bzw. niedermolekulare Komponenten von einem partikelförmigen Feststoff abzutrennen. Bei der flüchtigen Komponente handelt es sich häufig um Wasser. Der Feststoff kann dabei hygroskopisch oder nichthygroskopisch sein, was den Verlauf des Trocknungsprozesses entscheidend beeinflusst. Die Aufgabe kann aber auch sein, statt Wasser organische Lösungsmittel oder Monomere von z.B. Kunststoffgranulat abzutrennen. Wegen einer möglichen Überschreitung der unteren Explosionsgrenze erfolgt der erste Trocknungsschritt in solchen Fällen unter Verwendung von Inertgasen wie Stickstoff, bis in einem zweiten Prozessschritt eine abschließende Trocknung mit Luft möglich ist.


Das Ziel dieses Seminars ist die Vermittlung von Methoden zur prozesstechnischen Auslegung von Trocknern für Schüttgüter bzw. partikelförmige Feststoffe. Das Seminar beginnt bei den physikalischen Grundlagen der Trocknungstechnik und den notwendigen Modellen zur Beschreibung der gekoppelten Transportmechanismen für Wärme und Stoff und mündet in der prozesstechnischen Auslegung verschiedener Trocknerbauarten. Die prozesstechnische Auslegung wird durch Checklisten begleitet. Methoden zur Maßstabsvergrößerung werden ebenso vermittelt, wie heuristische Regeln und Methoden der Kostenschätzung.


Als roter Faden zieht sich durch das Seminar die prozesstechnische Dimensionierung eines
Musterprozesses zur Trocknung eines hygroskopischen Schüttgutes mit Hilfe von MS-Excel.

 

Zielsetzung

Ziel des Seminars ist die Vermittlung der Kompetenz zur prozesstechnischen Auslegung und Maßstabsvergrößerung von Trocknen für partikelförmige Feststoffe. Nach dem Besuch des Seminars können die Seminarteilnehmer Bauformen von Trocknen beschreiben, diese auswählen und praxisgerechte Annahmen zu deren Dimensionierung treffen. 

Teilnehmerkreis

Maschinenbauer, Verfahrenstechniker, Chemieingenieure und Technische Chemiker aus allen Bereichen der Prozessindustrie, die sich mit der Auslegung und Maßstabsvergrößerung von Trocknern beschäftigen. 

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Referenten

Prof. Dr.-Ing. Thomas Rieckmann

Prozess- und Produktentwicklung, Institut für Anlagen und Verfahrenstechnik, Technische Hochschule Köln

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