DE2212979A1

DE2212979A1 - Verfahren zum trocknen von feuchten formkoerpern, insbesondere formkoerpern aus gips

Info

Publication number: DE2212979A1
Application number: DE19722212979
Authority: DE
Inventors: Egon Dipl-Chem Dr Cherdron; Hans-Joachim Dipl-Che Foerster; Istvan Dipl-Chem Dr Potencsik
Original assignee: Giulini Gebrueder GmbH
Current assignee: BK Giulini Chemie GmbH
Priority date: 1972-03-17
Filing date: 1972-03-17
Publication date: 1973-09-27
Also published as: BE796450A; IL41796A; IE37470B1; ATA66673A; CA1018742A; GB1418935A; FR2177308A5; IL41796A0; CH552182A; IE37470L; AT329428B; NL7303746A

Description

Verfahren zum !Trocknen "von feuchten Formkörpern, insbesondere Formkörpern aus Gips '_

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum [Trocknen von feuchten Forinkörpern, insbesondere Formkörpern aus G-ips, sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung.

Serienmäßig angefertigte Gipsformkörper, "beispielsweise Bauteile und Zwischenwandplatten, werden großtechnisch ausschließlich nach dem Gießverfahren hergestellt. Dabei wird Calciumsulfat-Halbhydrat und/oder Anhydrit unter Einhaltung eines "bestimmten Gips-Wasser-Verhältnisses zunächst mit Wasser zu einem Brei verrührt, in Formen gegossen und erstarren lassen. Anschließend werden die erstarrten Formkörper aus den Formen entfernt und entweder in Trocknern mittels Warmluft oder Lagerung im Freien getrocknet. Die unter Umständen sehr langwierige und die Kosten erheblich erhöhende Trocknung ist erforderlich, da die wäßrige Halbhydrat-Suspension bzw. Anhydritsuspension in der Segel weit mehr Wasser enthält, als zur Bildung des Oalcium-Dihydrats erforderlich ist. Bei der Erstarrung des Halbhydrat-Wasser-Breies wird also nicht nur ein Teil des zugesetzten Wassers als Kristallwasser gebunden, sondern es muß auch ein beträchtlicher Teil an Wasser durch Verdunstung und/oder Verdampfung entfernt xverden. Der Trocknungsvorgang stellt demnach bei der ilersteilung von Gipsformkörpern eine nicht vernachlässigbare ■ Verfahrensstufe dar.

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Gebr. Giulini GmbH Ludwigshafen / Bh.

Zur Trocknung von feuchten Formkörpern sind auch bereits verschiedene Verfahren bekannt geworden. So werden beispielsweise kontinuierlich hergestellte Gipsplatten nach Entformung selbsttätig oder durch Fremdhilfe auf Wagen geschoben und in Kammertrocknern mittels vorgewärmter Luft getrocknet. Die Temperatur der Luft beträgt bei Ofeneintritt etwa 80⁰C und bei Ofenaustritt etwa 50⁰C, wobei zur Trocknung von Gipsplatten mit einer Dicke von 10 cm etwa 60 - 75 Stunden benötigt werden

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die bekannten Trocknungsverfahren noch nicht zufriedenstellend sind und hinsichtlich Wärmeausnützung noch erheblich verbessert werden können. So hat sich gezeigt, daß bei dem eben beschriebenen Verfahren das im V/asser gelöste Calciumsulfat bei der Trocknung bevorzugt en der Oberfläche auskristallisiert und dort zu unerwünschten Yerkrustungen und Porenverstopfungen führt. Nachteilige Folgen dieser Ablagerungen sind u.a. verlängerte Trockenzeit und verschlossene Poren. Außerdem verziehen sich großflächige Gipskörper, beispieisxtfeise Zwischenuandplatten in Geschoßhöhe, in konventionellen Trocknern.

La wurde nunmehr gefunden, daß die geschilderten Nachteile oe~ der Trocknung von feuchten Formkörpern, insbesondere Formizörr.am aus Gips, in einfacher Weise dadurch behoben werden körnen, daß die Formkörper mindestens teilweise mit Flächen höherer Temperatur in Berührung und/oder Strahlungsaustausch

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gebracht werden. Mach der "bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Temperatur der zur Trocknung eingesetzten Heizflächen zwischen 90 und 160⁰C. Sie kann selbstverständlich auch etwas höher oder.niedriger sein, "beispielsweise 60 oder 170 C "betragen; jedoch werden "bei der Trocknung in diesen Temperaturbereichen -keine nennenswerten Verbesserungen erzielt.

Der technische Fortschritt der Erfindung wird vor allem darin gesehen, daß die Trocknungszeit auf etwa ein Drittel der sonst benötigten Zeit herabgesetzt werden kann und kostenintensive Kammertrockner nicht mehr benötigt werden. Bei dem neuen Verfahren wird nämlich die Temperatur innerhalb der zu trocknenden !Formkörper derart erhöht, daß die Wasserverdampfung und damit Ablagerung des gelösten Calciumsulfate bereits innerhalb der Poren stattfindet. Die Ausbildung von Krusten an der Oberfläche, die den Trocknungsvorgang behindern, wird damit vermieden und der Trocknungsvorgang beträchtlich beschleunigt. Außerdem zeigen die Formkörper an der Oberfläche offene Poren, was für verschiedene Anwendungszwecke erwünscht ist.

Anhand der beiliegenden Beispiele und Figuren soll nun der

Gegenstand der Erfindung noch näher erläutert werden.

Zunächst wurden aus Calciumsulfat-Halbhydrat-Wasser-Mischungen eine Anzahl von Zwischenwandplatten mit einer Abmessung von 66,6 2c 50 χ 10 cm gegossen und nach Entformung in verschiedener bis auf einen Restfeuchtegehalt von 4" % getrocknet.

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Der Feuchtigkeitsverlust während des Trocknungsvorganges wurde in allen Versuchen durch G-ewichtsbe Stimmung in Abständen von 2 Stunden bestimmt. In den Figuren 1-3 ist das Plattengewicht für die verschiedenen Trocknungsverfahren über der Zeit aufgetragen, wobei der Restfeuchtegehalt von 4 ^C,O jeweils durch eine waagerechte Linie a angedeutet ist.

liach der einfachsten Ausführungsform der Erfindung werden die feuchten Zwischenwandplatten so lange einzeln auf einer Heizfläche gelagert, bis der vorgegebene Restfeuchtegehalt von 4- % erreicht ist. Als Heizflächen werden in den Anmeldungsbeispielen mittels Dampf oder geeigneter Flüssigkeiten auf 120 bis 130 C erhitzte Wärmeaustauscher eingesetzt. Die Wärmeaustauscher zeigen eine schwach gewellte Oberfläche, sind mit Ein- und Austrittsöffnungen versehen und haben eine Abmessung von 80 χ 60 cm. Selbstverständlich können auch anders gestaltete Heizflächen, beispielsweise solche mit geriffelter oder planer Oberfläche eingesetzt werden. Auch können die Heizflächen elektrisch oder gasbeheizt sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch die zu trocknenden Platten nicht auf Heizflächen aufgelegt, sondern mit den Heizflächen in alternierender Reihenfolge nebeneinander angeordnet. Auf diese Weise können gegebenenfalls unerwünschte Druckbelastungen vermieden und der Trocknungsvorgang gleichmäßiger gestaltet werden. Auch ist diese Verfahrensform für einen kontinuierlich arbeitenden

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Herstellungsprozeß weitaus besser geeignet. Die feuchten Gipsplatten können hierbei mit einer oder beiden Heizflächen in Berührung stehen, werden Jedoch mit besonderem Vorteil freistehend angeordnet.

Die gemäß der zuerst beschriebenen Ausführungsform erhaltenen Versuchsergebnisse sind in Fig. 1 dargestellt. Kurve 1 zeigt den Trocknungsvorgang einer auf der Heizfläche aufliegenden Gipsplatte, Kurve 2 den Trocknungsvorgang einer auf der Heizfläche aufliegenden und auf der gegenüberliegenden Plattenseite mit warmer Luft (Föhn) behandelten Gipsplatte und Kurve 3 den Troeknungsverlauf für eine Gipsplatte, die wahrend der Trocknung in Zeitintervallen von 2 Stunden um 180 gedreht worden ist, so daß sich die Flächen der Gipsplatte mit der Heizfläche abwechselnd im direkten Wärmeaustausch befanden» Die übersichtlichkeitshalber in Fig. 1 weiterhin eingezeichnete Kurve 4 beschreibt den konventionellen Trocknungsablauf im erwähnten Kammerofen. Aus der Figur 1 ist zu entnehmen, daß bei der erfindungsgemäßen Trocknung die Trocknungszeit auf nahezu ein Drittel gesenkt werden kann, nämlich von ca. 70 Stunden auf 32, 28 bzw. 2? Stunden.

In den Figuren 2 und 3 sind die Ergebnisse von Versuchen eingetragen, die entsprechend der bevorzugten Ausführungsfoxm durchgeführt wurden, bei denen also die Zwischenwand/plattes und Heizflächen in alternierender Reihenfolge nebeneinander standen. Eine solche Anordnung ist in der Fig_o 4 schematisch

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wiedergegeben. Die Gipsplatten, die in der gezeigten Ausführung stehend verschoben werden können, sind in der Figur mit der Bezugsziffer 5 und die mittels Dampf oder Flüssigkeit beheizten Heizflächen mit 6 gekennzeichnet. Der Dampfein- und -austritt wird durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet.

Bei den in Fig. 2 wiedergegebenen Versuchsergebnissen wurden 4 feuchte Gipsplatten derart zwischen den Heizflächen angeordnet, daß jeweils eine Plattenseite mit der Heizfläche in direkter Berührung stand und die andere Plattenseite zur Heizfläche einen Abstand von 0, 1, 2 oder 4 cm aufwies. Die sich ergebenden Trocknungsablaufe zeigen die Kurven 7» 8» 9 und 10 in Fig. 2, und zwar beträgt die Trocknungszeit bei 4 cm Abstand 29»5 Stunden, bei 2 cm Abstand 27 > 5 Stunden, bei 1 cm Abstand 22 Stunden und bei 0 cm Abstand 16 Stunden. Die Druckfestigkeit liegt bei Einhaltung eines Abstandes von 1 - 4 cm zwischen 72 und 73 kp/cm und fällt bei 0 cm Abstand auf etwa 64 kp/cm . Zum Vergleich ist in Fig. 2 weiterhin die für konventionelle kammerofen ermittelte una mit Ί1 Dezeicimete £iOüioiUJa£,sk.urve angegeben.

Fach einer weiteren Verfahrensvariante werden die feuchten Gipsplatten zwischen den Heizflächen freistehend angeordnet und zwar so, daß die beidseitigen Abstände von den Heizflächen jeweils gleich groß sind. 3ie Abstände zwischen Gipsplatte und. Heizfläche betragen 0,4, 0,8, 2, 4 und ,' cm. In den Kurven ; 12 bis 16 der Figur- 3 sind die beobachteten Tro<^iamngsablaufe

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graphisch, festgehalten, wobei 17 wiederum die in konventionellen Trocknungsöfen erhaltene Yergleichskurve darstellt. Die Trocknungszeiten ergeben sich daraus zu"18, 23, 27, 33,5 und 50 Stunden Die Druckfestigkeiten liegen bei allen Ver-

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suchen zwischen 70 und 75 kp/cm und damit bei den nach dem Stand der Technik erhaltenen Werten. Der Abstand der Platten von der Heizfläche sollte aufgrund wirtschaftlicher und technischer Überlegungen 7 cm nicht überschreiten. Vorzugsweise beträgt der Abstand 0,2 bis 2 cm.

In einem weiteren Beispiel wurde die Temperatur während des Trocknungsvorganges stetig verändert und zwar derart, daß die Temperatur pro Stunde um 5 C abfiel. Die Anfangstemperatur der beheizten Flächen betrug 150°C und die Temperatur bei Versuchsende 50 C. Der Abstand der feuchten Zwischenwandplatten zu den Heizflächen lag bei 0,4 cm.

Den sich unter diesen Trocknungsbedingungen ergebenden Gewichtsverlauf zeigt Fig. 5, in welcher der Restfeuchtegehalt von 4- % wiederum durch eine waagerechte Linie a angezeigt ist.

Demnach wurden für die Trocknung auf 4- % Restfeuchte lediglich 20 Stunden benötigt. Eine Beeinflussung der Druckfestigkeit,

die bei 75 kp/cm lag, konnte auch hier nicht beobachtet werden.

Wie bereits erwähnt, stellt die alternierende Anordnung der feuchten Formkörper und Heizflächen eine Ausführungsform der

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Erfindung dar, die besonders für kontinuierlich arbeitende Verfahren geeignet ist. Eine derartige Vorrichtung wird zweckmäßigerweise so gestaltet, daß der Formkörper vom Trocknungs- -beginn bis zum Trocknungsende ein. Temperaturgefälle durchläuft, wobei die Temperatur kontinuierlich oder gem. Fig.!? stufenförmig herabgesetzt wird. Das kann beispielsweise so geschehen, daß mehrere Trockeneinheiten zu Batterien vereinigt werden und die Temperatur von Batterie zu Batterie stufenweise vermindert wird. Die Trocknungseinheiten innerhalb einer Batterie zeigen dabei jeweils die gleiche Temperatur und werden mit Vorteil auf fahrbaren Aggregaten angeordnet. Die Batterien können auf diese Weise zu feststehenden Anschlußstellen transportiert und mit den für das vorbestimmte Temperaturgefälle erforderlichen und entsprechend aufgeheizten Mitteln beschickt werden.

Nach einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung kann jedoch der Trocknungsvorgang auch so gestaltet werden, daß die Heizflächen fest angeordnet und die zu trocknenden Formkörper bzw. Platten an den Heizflächen vorbei transportiert werden, beispielsweise mittels eines kontinuierlich umlaufenden Förderbandes.

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Claims

Patentansprüche

M)JVerfahren zur Trocknung von feuchten Formkörpern, insbesondere Formkörpern aus Gips', dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper mindestens teilweise mit Flächen höherer Temperatur in Berührung und/oder Strahlungsaustausch gebracht werden.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,' daß die Temperatur der Heizflächen 50 "bis 170⁰G, vorzugsweise 90 - 160⁰C, beträgt.
3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Heizflächen während der Trocknung kontinuierlich oder stufenförmig herabgesetzt wird.
4) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper einzeln auf die Heizflächen gelegt vrerden.
5) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper und Heizflächen in alternierender Reihenfolge nebeneinander angeordnet werden.

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6) Verfahren nach dem Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper mindestens teilweise mit den Heizflächen in Berührung gebracht werden.
7) Verfahren nach den Ansprüchen 1 "bis 3 und 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Formkörper von den Heizflächen 0 bis 70 mm, vorzugsweise 0,2 bis 20 lan beträgt.
8) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper zwischen fest angeordneten Heizflächen kontinuierlich bewegt werden.
9) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 5 ois 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Formkörper und Heizflächen gleicher Temperatur zu Batterien vereinigt werden.
10) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Batterien auf einem oder mehreren fahrbaren Aggregaten angeordnet sind.

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