EP3540348B1 - Verfahren und vorrichtung zur trocknung von kunststoffgranulat - Google Patents

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EP3540348B1
EP3540348B1 EP18162321.6A EP18162321A EP3540348B1 EP 3540348 B1 EP3540348 B1 EP 3540348B1 EP 18162321 A EP18162321 A EP 18162321A EP 3540348 B1 EP3540348 B1 EP 3540348B1
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drying
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pressure
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Karsten Weller
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Wenz Kunststoff GmbH and Co KG
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Wenz Kunststoff GmbH and Co KG
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    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/12—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F26B21/04—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure partly outside the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08—Humidity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/10—Temperature; Pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for drying plastic granules according to claim 1.
  • the invention also relates to a device for drying plastic granules according to claim 5.
  • Different drying processes are used to dry plastic granulates.
  • the dry air is generated in an air drying cartridge in the dryer.
  • the air to be dehumidified flows past a so-called molecular sieve, which absorbs the water contained in the air.
  • the molecular sieve consists of a porous granulate (for example a silicate gel), which has a high absorption capacity for water.
  • this process proves to be very energy-intensive, since the reactivation of the molecular sieve required in each case requires heating to 250 ° C to 350 ° C.
  • compressed air dryers are used to dry raw material granulate.
  • a valve for pressure and flow rate reduction is connected to a regularly available compressed air connection, to which a process heater is connected, which heats air to drying temperature before it flows through the material container.
  • the following effect is used here: With increasing pressure, the air's ability to absorb water decreases. When the air is compressed, a large part of the water is separated out. Is this condensed If the air is relaxed to the ambient pressure, the relaxed air has a dew point of approx. -25 ° C. The dew point is the temperature at which the moisture bound in the air condenses on an object. The lower the dew point of the air, the higher its water absorption capacity.
  • the invention aims to provide a remedy here.
  • the invention is based on the object of creating a method for drying plastic granules based on the principle of a compressed air dryer which enables a more cost-effective drying process. According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1.
  • the invention a method for drying plastic granules is created, which enables a more cost-effective drying process.
  • the invention is based on the knowledge that the expanded compressed air (compressed air) blown through the plastic granulate in a compressed air dryer according to the prior art still has a very low dew point or a considerable water absorption capacity.
  • saturated air denotes air with a dew point which has a dew point ⁇ the specified dew point threshold value.
  • This dew point threshold is hereinafter referred to as "saturation dew point”.
  • Air guided in the circuit is hereinafter referred to as drying air, regardless of its respective dew point, as long as it has not reached the saturation dew point.
  • heat is supplied to the drying air during circulation, with the drying air preferably being guided along heating elements, heat exchangers or other heat sources.
  • the drying air is permanently supplied with thermal energy, which it transfers to the plastic granulate.
  • the plastic granulate is continuously heated, whereby the water release of the plastic granulate is maximized.
  • the dew point of the drying air routed in the circuit is detected by at least one sensor and when the saturation dew point is reached, an expansion valve is activated, via which additional relaxed compressed air is fed into the circuit.
  • the present invention is also based on the object of creating a device for drying plastic granules based on the principle of a compressed air dryer which enables a more cost-effective drying process. According to the invention, this object is achieved by the features of claim 6.
  • a device for drying plastic granules which enables a more cost-effective drying process.
  • the fact that the drying container is integrated into a closed drying air circuit, which is connected to a compressed air source via an expansion valve, with at least one sensor for measuring the dew point of the air in the drying air circuit, which is connected to a control and regulating device that is used for Activation of the expansion valve is connected to this and is set up to open when a defined saturation dew point is reached, a circulation of an expanded compressed air volume introduced into the drying container is made possible for maximum use of the existing water absorption capacity.
  • An outlet valve for discharging air when a defined air pressure and / or a defined saturation dew point is exceeded within the drying air circuit is arranged in the drying air circuit.
  • the outlet valve is preferably formed by a pressure limiting valve which opens when a defined limit pressure is reached until the pressure falls below the limit again.
  • only an outlet opening with a defined diameter can be arranged instead of the outlet valve. The diameter is selected to be so small that there is no significant mixing of the drying air with the outside air through the opening.
  • the air volume flow transported out through the outlet opening changes to Depending on the pressure applied in the drying circuit. (Direct dew point control of the outlet opening is not possible, but this can be achieved indirectly by opening the expansion valve as a function of the dew point of the drying air, which increases the pressure in the circuit, which in turn increases the air volume flow emerging from the outlet opening.)
  • a control and regulating device is arranged which is connected to a dew point sensor and / or pressure sensor arranged within the drying air circuit and is connected to the outlet valve to control the outlet valve and is set up to open it when a defined saturation dew point or a defined pressure limit value is exceeded .
  • the device selected as an exemplary embodiment for drying plastic granulate essentially consists of a container 1 which is connected to a closed drying air circuit 2 in which a pump 21 and a heater 22 are arranged.
  • a compressed air source 4 is connected to the circuit 2 via an expansion valve 3.
  • the expansion valve 3 is connected to a control and regulating device 8 via which the expansion valve 3 can be controlled.
  • an outlet valve 6 is arranged, which is also connected to the control and regulation device 8, via which the outlet valve 6 can be controlled.
  • a sensor 7 connected to the control device 8 for measuring the dew point of the drying air located in the container 1 is arranged as the input variable of the control and regulation device 8.
  • the sensor 7 is arranged in the air outlet 5 of the container 1.
  • the sensor 7 can also be arranged directly in the container 1.
  • the control and regulating device 8 is designed in such a way that it controls the expansion valve 3 and the outlet valve 6 depending on the deviation of the dew point determined by the sensor 7 from a saturation dew point stored in the control and regulating device 8. If the dew point of the drying air determined by the sensor 7 is higher than the stored saturation dew point, which is -5 ° C. in the exemplary embodiment, the control and regulating device 8 opens the outlet valve 6 through which the saturated air escapes. Furthermore, the expansion valve 3 is opened by the control and regulation device 8, whereby compressed air is fed from the compressed air source 4 into the drying air circuit 2.
  • the expansion valve 3 and the outlet valve 6 are closed via the control and regulating device 8.
  • the expansion valve 3 is initially closed and then the outlet valve 6.
  • a pressure is reached in the container 1 that is only slightly higher than the ambient pressure.
  • the drying air that is now in the circuit is then again guided through the heater 22 in the circuit 2 with a continuous supply of heat until the stored saturation dew point is measured by the sensor 7 and reported to the control and regulation device 8.
  • the outlet valve 6 and the expansion valve 3 are then opened via the control and regulation device 8, and the process described above begins anew.
  • the method according to the invention and the device according to the invention enable a considerable potential for energy savings compared to the prior art.
  • the dry air used has two tasks: On the one hand, it serves to supply heat to the granulate to be dried in order to produce the necessary water release. On the other hand, the drying air serves to absorb and transport away the water given off by the plastic granulate. For example, an energy of 11,300 kJ is required to dry 20 kg of granules, for example polyamide with a specific heat capacity of 1.7 kJ / kgK to 333 ° K (equal to 60 ° C). 1 kg of air has a heat capacity of 1 kJ / kgK. At a density of the air of 1.2 kg / m 3 results To transport this amount of energy, a volume of about 30 m 3 is required (air volumes are given above in standard m 3 ).
  • Polyamide has an initial moisture content of around 0.2%, which must be reduced to around 0.04% for further processing. A total amount of water of around 32 g must therefore be absorbed by the drying air. It is immediately apparent that only a fraction of the air volume required for the supply of heat is required to remove this amount of water.
  • the amount of compressed air required for drying the granules is now reduced to the volume of air required for water absorption and its removal.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Kunststoffgranulat nach dem Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Trocknung von Kunststoffgranulat nach dem Patentanspruch 5.
  • Vor der Verarbeitung von Kunststoffgranulat ist es zwingend erforderlich, dieses zu trocknen. Dieses betrifft insbesondere hygroskopische Kunststoffe, wie beispielsweise PA oder PBT, welche Wassermoleküle vergleichbar einem Schwamm speichern. Durch Feuchtigkeit des eingesetzten Grundstoffgranulates werden minderwertige Formteil verursacht, welche den gestellten Anforderungen nicht entsprechen. Typische Fehlerbilder reichen von den so genannten Feuchtigkeitsschlieren bis hin zu einem Molekularkettenabbau mit entsprechendem Festigkeitsverlust EP1672302 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Kunststoffgranulat gemäß dem Stand der Technik.
  • Zum Trocknen von Kunststoffgranulaten kommen unterschiedliche Trocknungsverfahren zum Einsatz. Bei Trockenlufttrocknern erfolgt die Trockenlufterzeugung in einer Luft-Trockenpatrone im Trockner. Die zu entfeuchtende Luft wird in der Trockenpatrone an einem so genannten Molekularsieb vorbeigeströmt, welches das in der Luft enthaltene Wasser aufnimmt. Das Molekularsieb besteht aus einem porösen Granulat (beispielsweise einem Silikatgel), welches eine hohe Aufnahmefähigkeit für Wasser besitzt. Dieses Verfahren erweist sich jedoch als sehr energieintensiv, da zur jeweils erforderlichen Reaktivierung des Molekularsiebes eine Erhitzung auf 250 °C bis 350 °C erforderlich ist.
  • Aufgrund des einfachen Aufbaus werden zur Trocknung von Grundstoffgranulat unter anderem Drucklufttrockner eingesetzt. Dabei wird an einen regelmäßig vorhandenen Druckluftanschluss ein Ventil zur Druck- und Durchflussmengenreduzierung angeschlossen, an das sich eine Prozessheizung anschließt, welche Luft auf Trocknungstemperatur erwärmt, bevor sie den Materialbehälter durchströmt. Dabei macht man sich folgenden Effekt zu Nutze: Mit steigendem Druck nimmt die Aufnahmefähigkeit der Luft für Wasser ab. Bei der Verdichtung von Luft wird bereits ein Großteil des Wassers abgeschieden. Wird diese verdichtete Luft auf den Umgebungsdruck entspannt, hat die entspannte Luft einen Taupunkt von ca. -25 °C. Dabei ist der Taupunkt die Temperatur, bei der die in der Luft gebundene Feuchtigkeit an einem Objekt kondensiert. Je niedriger der Taupunkt der Luft, desto höher ist ihre Wasseraufnahmekapazität.
  • Der Einsatz derartiger Drucklufttrockner hat sich bewährt. Nachteilig erweist sich jedoch, dass die Erzeugung der erforderlichen Druckluft, die durch das Granulat hindurchgeblasen wird, sehr aufwendig und kostenintensiv ist, wobei große Mengen Druckluft für die Trocknung des Kunststoffgranulats erforderlich sind.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Trocknen von Kunststoffgranulaten auf Grundlage des Prinzips eines Drucklufttrockners zu schaffen, das einen kostengünstigeren Trocknungsprozess ermöglicht. Gemäß der Erfindung für diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Mit der Erfindung ist ein Verfahren zum Trocknen von Kunststoffgranulaten geschaffen, welches einen kostengünstigeren Trocknungsprozess ermöglicht. Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass die in einem Drucklufttrockner nach dem Stand der Technik durch das Kunststoffgranulat geblasene expandierte Druckluft (Pressluft) immer noch einen sehr niedrigen Taupunkt bzw. eine erhebliche Wasseraufnahmekapazität aufweist. Dadurch, dass zunächst eine Menge expandierter Pressluft als Trocknungsluft dem Kunststoffgranulat zugeführt wird, diese Trocknungsluft sodann durch das Kunststoffgranulat so lange im Kreislauf geführt wird, bis dessen Taupunkt einen vorgegebenen Taupunktschwellwert, beispielsweise -5 °C erreicht hat, wonach fortlaufend wiederholt dem Kreislauf gesättigte Luft entzogen sowie weitere expandierte Pressluft zugeführt wird, bis ein gewünschter Taupunkt der im Kreislauf befindlichen Trocknungsluft eingestellt ist und diese anschließend wiederum solange im Kreislauf geführt wird, bis sie den Taupunktschwellwert erreicht hat, wird die Wasseraufnahmekapazität des dem Kunststoffgranulat zugeführten Luftvolumens maximal ausgeschöpft, bevor diese aus dem Kreislauf entfernt und diesem neue expandierte Pressluft zugeführt wird. Hierdurch ist eine Reduzierung des zur Trocknung des Kunststoffgranulats erforderlichen Pressluftvolumens um bis zu 90 % ermöglicht. Im Folgenden wird unter dem Begriff "gesättigte Luft" Luft mit einem Taupunkt bezeichnet, die einen Taupunkt ≤ dem vorgegebenen Taupunktschwellwert aufweist. Dieser Taupunktschwellwert wird nachfolgend als " Sättigungstaupunkt" bezeichnet. In dem Kreislauf geführte Luft wird nachfolgend ungeachtet ihres jeweiligen Taupunkts als Trocknungsluft bezeichnet, solange diese den Sättigungstaupunkt nicht erreicht hat.
  • Dem Kreislauf wird bei Erreichen des Sättigungstaupunkts zunächst expandierte Pressluft zugeführt, wodurch der Druck in dem Kreislauf erhöht wird, wobei bedingt durch die Druckerhöhung ein angeordnetes Auslassventil geöffnet wird, durch das gesättigte Luft aus dem Kreislauf herausgeführt wird, bis der anfängliche Prozessdruck wieder eingestellt ist. Hierdurch ist eine druckgeführte Steuerung des Auslassventils ermöglicht. Bevorzugt ist das Auslassventil ein Druckbegrenzungsventil. Hierdurch ist ein druckgesteuertes Öffnen ohne das Erfordernis einer separaten Steuerungseinrichtung ermöglicht. In einer alternativen, einfacheren Ausführung kann an Stelle des Auslassventils auch lediglich eine Auslassöffnung mit definierten Durchmesser angeordnet sein. Dabei ist der Durchmesser so klein gewählt, dass durch die Öffnung keine nennenswerte Durchmischung der Trocknungsluft mit der Außenluft erfolgt.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird der Trocknungsluft während der Kreislauführung Wärme zugeführt, wobei die Trocknungsluft bevorzugt an Heizelementen, Wärmetauschern oder sonstigen Wärmequellen entlanggeführt wird. Hierdurch wird der Trocknungsluft permanent Wärmeenergie zugeführt, welche diese an das Kunststoffgranulat abgibt. Hierdurch wird das Kunststoffgranulat kontinuierlich erwärmt, wodurch die Wasserabgabe des Kunststoffgranulats maximiert wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Taupunkt der im Kreislauf geführten Trocknungsluft über wenigstens einen Sensor erfasst und bei Erreichen des Sättigungstaupunktes wird ein Expansionsventil angesteuert, über das zusätzliche entspannte Pressluft in den Kreislauf gegeben wird. Hierdurch ist eine taupunktgeführte Pressluftzufuhr erzielt, wodurch eine maximale Nutzung der Wasseraufnahmekapazität der eingetragenen expandierten Pressluft ermöglicht ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Trocknen von Kunststoffgranulaten auf Grundlage des Prinzips eines Drucklufttrockners zu schaffen, die einen kostengünstigeren Trocknungsprozess ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 6 gelöst.
  • Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Trocknen von Kunststoffgranulaten geschaffen, welche einen kostengünstigeren Trocknungsprozess ermöglicht. Dadurch, dass der Trocknungsbehälter in einen geschlossenen Trocknungsluftkreislauf eingebunden ist, der über ein Expansionsventil mit einer Pressluftquelle verbunden ist, wobei wenigstens ein Sensor zur Messung des Taupunktes der im Trocknungsluftkreislauf geführten Luft angeordnet ist, der mit einer Steuer- und Regelungseinrichtung verbunden ist, die zur Ansteuerung des Expansionsventils mit diesem verbunden und zu dessen Öffnung bei Erreichen eines definierten Sättigungstaupunktes eingerichtet ist, ist eine Kreislaufführung eines in den Trocknungsbehälter eingebrachten expandierten Pressluftvolumens zur maximalen Nutzung der vorhandenen Wasseraufnahmekapazität ermöglicht.
  • In dem Trocknungsluftkreislauf ist ein Auslassventil zur Abfuhr von Luft bei Überschreiten eines definierten Luftdrucks und/oder eines definierten Sättigungstaupunkts innerhalb des Trocknungsluftkreislaufs angeordnet. Hierdurch ist ein Druck- und / oder Taupunkt gesteuerter Auslass gesättigter Trocknungsluft ermöglicht. Bevorzugt ist das Auslassventil durch ein Druckbegrenzungsventil gebildet, das bei Erreichen eines definierten Grenzdrucks öffnet, bis der Grenzdruck wieder unterschritten ist. In einer alternativen, einfacheren Ausführung kann an Stelle des Auslassventils auch lediglich eine Auslassöffnung mit definierten Durchmesser angeordnet sein. Dabei ist der Durchmesser so klein gewählt, dass durch die Öffnung keine nennenswerte Durchmischung der Trocknungsluft mit der Außenluft erfolgt. Der durch die Auslassöffnung heraustransportierte Luftvolumenstrom ändert sich dabei in Abhängigkeit von dem in dem Trocknungskreislauf anliegenden Druck. (Eine direkte Taupunktsteuerung der Auslassöffnung ist nicht möglich, jedoch kann dies indirekt erzielt werden, indem in Abhängigkeit von dem Taupunkt der Trocknungsluft das Expansionsventil geöffnet wird, wodurch der Druck im Kreislauf erhöht wird, wodurch wiederum der aus der Auslassöffnung austretende Luftvolumenstrom erhöht ist.)
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuer- und Regelungseinrichtung angeordnet, die mit einem innerhalb des Trocknungsluftkreislaufs angeordneten Taupunktsensor und/oder Drucksensor verbunden ist und zur Ansteuerung des Auslassventils mit diesem verbunden und zu dessen Öffnung bei Überschreiten eines definierten Sättigungstaupunkts oder eines definierten Druckgrenzwerts eingerichtet ist.
  • Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Die einzige Figur 1 zeigt die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Trocknung von Grundstoffgranulat.
  • Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung zur Trocknung von Kunststoffgranulat besteht im Wesentlichen aus einem Behälter 1, der an einen geschlossenen Trocknungsluftkreislauf 2 angeschlossen ist, in dem eine Pumpe 21 sowie eine Heizung 22 angeordnet ist. Über ein Expansionsventil 3 ist an den Kreislauf 2 eine Pressluftquelle 4 angeschlossen. Das Expansionsventil 3 ist mit einer Steuer- und Regelungseinrichtung 8 verbunden, über die das Expansionsventil 3 ansteuerbar ist. An einem Luftauslass 5 des Behälters 1 ist ein Auslassventil 6 angeordnet, das ebenfalls mit der Steuer- und Regelungseinrichtung 8 verbunden ist, über welche das Auslassventil 6 ansteuerbar ist. Weiterhin ist als Eingangsgröße der Steuer- und Regelungseinrichtung 8 ein mit dieser verbundener Sensor 7 zur Messung des Taupunkts der in dem Behälter 1 befindlichen Trocknungsluft angeordnet. In Figur 1 ist der Sensor 7 in dem Luftauslass 5 des Behälters 1 angeordnet. Der Sensor 7 kann auch direkt in dem Behälter 1 angeordnet sein.
  • Die Steuer- und Regelungseinrichtung 8 ist derart ausgebildet, dass sie in Abhängigkeit von der Abweichung des von dem Sensor 7 ermittelten Taupunkts von einem in der Steuer- und Regelungseinrichtung 8 hinterlegten Sättigungstaupunkt das Expansionsventil 3 sowie das Auslassventil 6 ansteuert. Ist der von dem Sensor 7 ermittelte Taupunkt der Trocknungsluft höher als der hinterlegte Sättigungstaupunkt, der im Ausführungsbeispiel -5 C° beträgt, so wird über die Steuer- und Regelungseinrichtung 8 das Auslassventil 6 geöffnet, durch welches gesättigte Luft entweicht. Weiterhin wird von der Steuer- und Regelungseinrichtung 8 das Expansionsventil 3 geöffnet, wodurch Pressluft aus der Pressluftquelle 4 in den Trocknungsluftkreislauf 2 eingespeist wird. Ist ein in der Steuer- und Regelungseinrichtung hinterlegter Soll-Taupunkt, der im Ausführungsbeispiel -15 °C beträgt, erreicht, so werden über die Steuer- und Regelungseinrichtung 8 das Expansionsventil 3 sowie das Auslassventil 6 geschlossen. Vorzugsweise erfolgt zunächst ein Verschließen des Expansionsventils 3 und nachfolgend des Auslassventils 6. Hierdurch wird in dem Behälter 1 ein Druck erreicht, der lediglich geringfügig höher als der Umgebungsdruck ist. Anschließend wird die nun in dem Kreislauf befindliche Trocknungsluft wiederum solange unter fortwährender Wärmezufuhr über die Heizung 22 in dem Kreislauf 2 geführt, bis der hinterlegte Sättigungstaupunkt von dem Sensor 7 gemessen und an die Steuer- und Regelungseinrichtung 8 gemeldet wird. Sodann werden das Auslassventil 6 sowie das Expansionsventil 3 über die Steuer- und Regelungseinrichtung 8 geöffnet, und der zuvor beschriebene Prozess beginnt von neuem.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen ein erhebliches Energieeinsparungspotenzial gegenüber dem Stand der Technik. Die zum Einsatz kommende Trockenluft hat zwei Aufgaben: Zum einen dient sie der Wärmezufuhr an das zu trocknende Granulat, um die erforderliche Wasserabgabe zu bewirken. Zum anderen dient die Trocknungsluft der Aufnahme und des Abtransports des von dem Kunststoffgranulat abgegebenen Wassers. Beispielsweise ist zur Trocknung von 20 kg Granulat, beispielsweise Polyamid mit einer spezifischen Wärmekapazität von 1,7 kJ/kgK auf 333° K (gleich 60 °C) eine Energie von 11.300 kJ erforderlich. 1 kg Luft hat eine Wärmekapazität von 1 kJ/kgK. Bei einer Dichte der Luft von 1,2 kg/m3 ergibt sich zum Transport dieser Energiemenge ein erforderliches Volumen von etwa 30 m3 (Luftvolumina sind vorstehend jeweils in Norm-m3 angegeben).
  • Polyamid hat eine Anfangsfeuchte von etwa 0,2 %, die zur Weiterverarbeitung auf etwa 0,04 % zu reduzieren ist. Durch die Trocknungsluft muss folglich eine Gesamtwassermenge von etwa 32 g aufgenommen werden. Es ist unmittelbar ersichtlich, dass für die Abfuhr dieser Wassermenge nur ein Bruchteil des für die Wärmezufuhr erforderlichen Luftvolumens erforderlich ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trocknung von Kunststoffgranulaten wird die zur Trocknung des Granulats erforderliche Pressluftmenge nunmehr auf das für die Wasseraufnahme und dessen Abtransport erforderliche Luftvolumen reduziert.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Trocknung von Kunststoffgranulat, wobei zunächst eine Menge expandierter Pressluft (4) als Trocknungsluft dem Kunststoffgranulat zugeführt wird, diese Trocknungsluft sodann durch das Kunststoffgranulat so lange im Kreislauf geführt wird, bis dessen Taupunkt einen vorgegebenen Sättigungstaupunkt erreicht hat, wonach fortlaufend wiederholt dem Kreislauf (2) gesättigte Luft entzogen sowie weitere expandierte Pressluft zugeführt wird, bis ein gewünschter Taupunkt der im Kreislauf (2) befindlichen Trocknungsluft eingestellt ist und diese anschließend wiederum solange im Kreislauf geführt wird, bis sie den Sättigungstaupunkt erreicht hat, wobei bei Erreichen des Sättigungstaupunktes zunächst expandierte Pressluft zugeführt wird, wodurch der Druck in dem Kreislauf (2) erhöht wird, wobei bedingt durch die Druckerhöhung ein angeordnetes Auslassventil (6) geöffnet wird, durch das gesättigte Luft aus dem Kreislauf (2) herausgeführt wird, bis der anfängliche Prozessdruck wieder eingestellt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsluft während der Kreislaufführung Wärme zugeführt wird, wobei die Trocknungsluft bevorzugt an Heizelementen entlang geführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Taupunkt der im Kreislauf (2) geführten Trocknungsluft über wenigstens einen Sensor (7) erfasst wird und bei Erreichen des Sättigungstaupunktes ein Expansionsventil (3) angesteuert wird, über das zusätzliche entspannte Pressluft in den Kreislauf (2) gegeben wird.
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Herausführung von Trocknungsluft über ein Druckbegrenzungsventil erfolgt.
  5. Vorrichtung zur Trocknung von Kunststoffgranulat, umfassend einen Trocknungsbehälter (1), der in einen geschlossenen Trocknungsluftkreislauf (2) eingebunden ist, der über ein Expansionsventil (3) mit einer Pressluftquelle (4) verbunden ist, wobei wenigstens ein Sensor (7) zur Messung des Taupunktes der im Trocknungsluftkreislauf (2) geführten Luft angeordnet ist, der mit einer Steuer- und Regelungseinrichtung (8) verbunden ist, die zur Ansteuerung des Expansionsventils (3) mit diesem verbunden und zu dessen Öffnung bei Erreichen eines definierten Sättigungstaupunktes eingerichtet ist, wobei in dem Trocknungsluftkreislauf (2) ein Auslassventil (6) zur Abfuhr von Luft bei Überschreiten eines definierten Luftdrucks und/oder eines definierten Sättigungstaupunktes innerhalb des Trocknungsluftkreislaufs (2) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- und Regeleinrichtung (8) angeordnet ist, die mit einem innerhalb des Trocknungsluftkreislaufs (2) angeordneten Taupunktsensor (7) und/oder Drucksensor verbunden ist und zur Ansteuerung des Auslassventils (6) mit diesem verbunden und zu dessen Öffnung bei Überschreiten eines definierten Sättigungstaupunktes oder eines definierten Druckgrenzwerts eingerichtet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil durch ein Druckbegrenzungsventil gebildet ist, dass bei Erreichen eines definierten Grenzdrucks öffnet.
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