Welche Anwendungsmöglichkeiten haben Vakuumtrocknerhersteller in der Praxis?

Die Vakuumtrocknung ist ein komplexer, zeitlich variabler und nichtlinearer industrieller Prozess. Die Trocknungssteuerung dient der Anpassung und Regelung der Prozessparameter, die den gesamten Trocknungsprozess beeinflussen.

Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Mikrocomputer- und Automatisierungstechnik hat die computergestützte automatische Erkennung und Steuerung in vielen Bereichen Einzug gehalten. Die Anforderungen an computergestützte automatische Mess- und Steuerungssysteme steigen stetig, und es entstehen diverse flexible Konfigurationssoftwarelösungen. MCGS (Monitor and Control Generated System, allgemeines Überwachungssystem) ist eine solche Konfigurationssoftware, mit der sich schnell computergestützte Überwachungssysteme erstellen und generieren lassen. Sie läuft auf verschiedenen 32-Bit-Windows-Plattformen von Microsoft und visualisiert die Erfassung und Verarbeitung von Vor-Ort-Daten, die Alarmverarbeitung bei Vakuumtrocknung, die Prozesssteuerung, Echtzeit- und Verlaufskurven sowie Berichtsausgaben in Animationen. So bietet sie Anwendern Lösungen für praktische technische Probleme. MCGS nutzt die Windows-Funktionen für umfassende Grafik, eine konsistente Benutzeroberfläche und einfache Bedienung. Es ist vielseitiger als die in der Vergangenheit mit Spezialmaschinen entwickelten industriellen Steuerungssysteme und findet ein breiteres Anwendungsgebiet in der Automatisierung.

Bei der Synthese vieler chemischer und pharmazeutischer Produkte (Zwischen- oder Endprodukte) sind Feststoffpartikel in einer Flüssigkeit suspendiert und müssen in einem bestimmten Verfahrensschritt von der Suspension abgetrennt werden. Zunächst werden mechanische Fest-Flüssig-Trennverfahren wie Filterzentrifugen, Vakuum- (oder Druck-)Filter, Absetzbecken, Filterpressen und statische Eindicker eingesetzt, um die Feststoffe von der Flüssigkeit zu trennen. Die Wahl des optimalen Trennverfahrens für einen bestimmten Prozess, einschließlich der Vakuumtrocknung, hängt hauptsächlich von Faktoren wie Feststoffeigenschaften, Kapazität und Betriebsart ab.

In der Regel reicht ein einzelner mechanischer Fest-Flüssig-Trennschritt nicht aus, um die Produktqualitätsanforderungen zu erfüllen, da sich die gesamte Flüssigkeit nicht allein durch mechanische Kraft entfernen lässt. Je nach Produkt und Anlage liegt die Restfeuchte des aus der Zentrifuge oder dem Filter austretenden Produkts üblicherweise zwischen 5 % und 80 Gew.-%. Daher ist es nach der mechanischen Fest-Flüssig-Trennung in der Regel notwendig, die im Feststoff verbliebene Flüssigkeit durch einen thermischen Fest-Flüssig-Trennschritt abzutrennen.

Dieser Schritt wird gemeinhin als „Trocknung“ bezeichnet.

Ein wichtiger Faktor für die Schwankungen der Trocknungsleistung ist die Verdampfungstemperatur der enthaltenen Flüssigkeit, die beim Vakuumtrocknen vom Prozessdruck abhängt. Eine Senkung des Prozessdrucks und der Verdampfungstemperatur kann viele Vorteile bringen, insbesondere bei der Kontakttrocknung.

Es ist nicht notwendig, ein ideales Trocknungssystem zu entwickeln, das ausschließlich bei niedrigstem Druck und höchster zulässiger Temperatur arbeitet, da dies große und teure Peripheriegeräte erfordern würde. Das System ist üblicherweise als selbstregulierender Druckbehälter ausgelegt. Das heißt, Kondensator und Vakuum sind so ausgelegt, dass sie hohe Dampfströme bei höheren Drücken bewältigen können, und der Druck sinkt mit abnehmendem Trockenvolumen.

Der Vakuumtrockner ist ein Gerät, das die Feuchtigkeit aus dem Inneren eines Behälters entfernt, indem die Luft im Behälter abgesaugt wird, bis ein vordefiniertes Vakuum erreicht ist. Während des Trocknungsprozesses herrscht im Inneren des Behälters Vakuum, und der Mantel wird mit heißem Wasser (oder Dampf bzw. Wärmeträgeröl) beheizt. Durch die langsame Rotation des Behälters bewegt sich das Material auf und ab und bildet eine rautenförmige Bahn innerhalb und außerhalb des Behälters, wodurch die Verdunstung absorbiert wird. Der Dampf wird kontinuierlich durch die Vakuumleitung abgeleitet, um das Material zu trocknen. Je nach Kundenwunsch können während des Trocknungsprozesses integrierte Sprüh-, Filter-, Zerkleinerungs- und andere Vorrichtungen den multifunktionalen Betrieb des Trockners ermöglichen.