08 Janvier 2019  |  Galvanoplastie
Publié dans Oberflächen POLYSURFACES 04/2018

Energie- und platzsparende Trocknerlösung

Bei der Investition in eine neue Trommelgalvanikanlage hat sich die IMO Oberflächentechnik für ein Trocknungssystem auf Basis der klassischen Konvektionstrocknung mit Heissluft entschieden. Dieses Trocknungsverfahren hat sich seit fast 40 Jahren im Bereich der Massengalvanisation bewährt, um die Ware schonend und energieeffizient zu trocknen.

Lors de l’investissement dans une nouvelle installation de trovalisation, la société IMO Oberflächentechnik a choisi un système de séchage classique basé sur la convection d’air chaud. Cette méthode, qui permet de sécher des pièces avec délicatesse et efficacité, a fait ses preuves depuis près de 40 ans dans le domaine de la galvanisation de masse.

Im Jahre 2016 fiel bei der IMO Oberflächentechnik GmbH die Entscheidung, in eine weitere Trommelgalvanikanlage zu investieren. Seit über 40 Jahren ist das Unternehmen führend in der galvanischen Beschichtung von Präzisionsteilen für die Elektronik, Automobilindustrie, Medizintechnik und Telekommunikation und expandiert seither stetig. Unter anderem führt das Unternehmen hochwertige Beschichtungsprozesse aus, zum Beispiel das Vergolden von Elektronikteilen.
Oft handelt es sich dabei um sehr empfindliche Kleinteile oder Teile mit komplexen Geometrien, die in der Trommel ein dichtes Warenpaket bilden. Demzufolge muss das Trocknungskonzept auf diese Anforderungen und die Anlagentaktung abgestimmt sein – und als letzte Stufe im Beschichtungsprozess selbstverständlich beste und reproduzierbare Ergebnisse liefern.
 
Trocknungsprozess im System «Galvadry» mit integrierter Energierückgewinnung. (Bilder: Tscherwitschke)
 
Kurze Trocknungsintervalle, einfaches Handling
Das Unternehmen betreibt bereits eine ähnliche Trommelgalvanik ebenfalls mit Trommeltrocknung. Während in dieser Erstanlage ein Trommeltrockner mit externer Luftentfeuchtung über Kondensationstrocknung betrieben wird, entschied man sich bei der Investition in eine neue Anlage für ein anderes Trocknungssystem. Zum Einsatz kommt hier mit dem Trommeltrockner «Galvadry» der Richard Tscherwitschke GmbH das klassische Verfahren der Konvektionstrocknung mit Heissluft. Ausschlaggebend waren dafür verschiedene Kriterien.
Überzeugt hatten vor allem die zuverlässigen Trocknungsergebnisse bei kurzen Trocknungsintervallen und das bedienerfreundliche Handling. Vor dem Beschichtungsprozess wird die Ware gescannt, so dass die Trocknersteuerung die erforderlichen Informationen für den Trocknungsprozess erhält. Passend zu den behandelten Werkstücken optimiert sie unter anderem die Luftmenge, die Trommeldrehung, die Trocknungstemperatur und die relative Feuchtigkeit der Umluft.
 
Geringer Energieverbrauch und integrierte Energierückgewinnung
Besonders unter energetischen Gesichtspunkten hat der neue Trommeltrockner überzeugt. Neben einer guten Wärmeisolierung verfügt er über eine Energierückgewinnung, die platzsparend im Trockner integriert ist. Damit lassen sich bis zu 70% der Wärmeenergie des Abluftstroms zurückgewinnen. Abzüglich der eingesetzten Energie für den Lufttransport liegt die Rückgewinnungsquote bei etwa 55 bis 60% der eingesetzten Energie.
Ein Grossteil der eingeschleppten Flüssigkeit wird gleich zu Beginn abgesaugt, noch bevor der Verdunstungsprozess startet. Die integrierte Energierückgewinnung sorgt dafür, dass zugeführte trockene Frischluft über die warme Abluft im Wärmetauscher erhitzt wird und so weniger Energie für den Erhalt der Trocknungstemperatur erforderlich ist. Dabei wird die Energierückgewinnung bedarfsgerecht zu- und abgeschaltet – der Luftaustausch erfolgt in der Regel nur im ersten Drittel der Trocknungszeit. Ein unwirtschaftlicher Dauerbetrieb von Zusatzaggregaten entfällt.
Oft wird der Energieverbrauch mit der Anschlussleistung gleichgesetzt. Dies trifft aber nicht zu. Die komplette Leistung des Trockners wird nur für einen kurzen Zeitraum in der ersten Trocknungsphase benötigt. Sobald die Trocknungstemperatur erreicht ist, wird meistens nicht mehr als ein Drittel der Heizleistung für den Temperaturerhalt benötigt. Je nach Warenbeschaffenheit wird die Trocknungstemperatur nach 40 bis 60% der Trocknungszeit erreicht. Daraus ergibt sich ein Energiebedarf, der etwa 50 bis 70% der Anschlussleistung entspricht. Da alle Bauteile im Trockner integriert sind, entfallen zudem lange Luftleitungen mit potenziellem Energieverlust.
 
Kompakt eingebaut: Die «Galvadry»-Trockner in der neuen Trommelgalvanikanlage von IMO.
 
 
Klimaunabhängige Entfeuchtung durch Luftaustausch
In Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit erfolgt ein Luftaustausch, der sicherstellt, dass die Umluft stets Feuchtigkeit aufnehmen kann. Ein separates Entfeuchtungsaggregat ist dafür nicht notwendig. Zunächst wird heisse, trockene Luft über die nasse Ware geführt. Sie nimmt Feuchtigkeit auf, das Wasser auf der Ware verdunstet. Die Aufnahmefähigkeit sinkt mit zunehmender relativer Feuchtigkeit (= absolute Feuchtigkeitsmenge im Verhältnis zur Sättigungsmenge). Die Trocknungsgeschwindigkeit verringert sich; bei Erreichen der Sättigung würde keine Trocknung mehr erfolgen.
Um dem entgegenzuwirken, startet der Luftaustausch, sobald die relative Feuchtigkeit einen bestimmten, niedrig gewählten Grenzwert überschreitet. Ein Teil der heissen, feuchten Umluft wird dann durch kalte, trockene Frischluft ersetzt. Abluft und Frischluft durchströmen dabei einen Wärmetauscher. So kann ein grosser Teil der Wärmeenergie der Abluft genutzt werden, um die noch kalte trockene Frischluft zu erhitzen. Der Luftaustausch erfolgt nur so lange, bis die relative Luftfeuchtigkeit wieder den Grenzwert erreicht hat. Bei optimalem Luftaustausch spielen etwaige Klimaeinflüsse durch die zugeführte Frischluft keine Rolle. Sie beeinflussen die relative Feuchtigkeit der Trocknungsluft nur in einem Bereich von 3 bis 6%.
 
Zielgerichtete Luftführung
Wie bereits in der ersten Anlage setzt IMO auch in der neuen Anlage Galvanisiertrommeln vom Typ «Galva-N» und «Galvanet» von Tscherwitschke ein. Da in der neuen Anlage Trockner und Trommeln aus einer Hand kommen, konnte die Luftführung im Trockner exakt auf die eingesetzten Trommeln abgestimmt werden. Das Luftführungssystem ist entscheidend für die Trocknungsgeschwindigkeit, den Energieverbrauch und die Trocknungsqualität.
In diesem Bereich wurden in den vergangenen Jahren die grössten Entwicklungsschritte bei der Verbesserung der Trommeltrocknungstechnik erreicht: Damit eine möglichst grosse Warenoberfläche durchströmt wird und die Strömungsverhältnisse konstant bleiben, wird die Trommel zunächst exakt im Trockner positioniert. Die Ware wird in Abhängigkeit von ihrer Beschaffenheit (lose Schüttung, dicht anliegend oder schöpfende Teile) bewegt– so schonend wie möglich und so oft wie nötig. Die Trommeln können durch den entsprechend angepassten Trommeleinsatz in jede Position gedreht und gestoppt werden, so dass eine optimale Durchströmung der Ware erreicht wird. Über die Frequenzregelung der Ventilatoren wird die Luftleistung der Trocknungsphase angepasst. Im letzten Drittel der Trocknung lässt sich die Bewegung der Trommel schliesslich stark reduzieren.
 
Fazit
René Kühnemund, Prozessmanager bei IMO, abschliessend dazu fest: «Neuer Technik stehe ich prinzipiell offen gegenüber, vorausgesetzt, sie bringt die versprochene Verbesserung. Der Galvadry erfüllt unsere Anforderungen im Hinblick auf die Trocknungsqualität und -geschwindigkeit voll und ganz. Die Prob­leme, wie wir sie in der alten Anlage haben, gehören der Vergangenheit an. Die Trocknung mit dem neuen Trockner verläuft schnell, ist optimal in die Anlagentaktung eingepasst und liefert hochwertige Ergebnisse – und dies bei einem geringen Energieaufwand. Der Energiebedarf entspricht exakt den Ergebnissen, die im Vorfeld von der Richard Tscherwitschke GmbH mit einem Auslegungsprogramm berechnet wurden. Zudem braucht der Trockner wenig Platz. Dank der kompakten Bauweise blieb genügend Nutzfläche frei für die Arbeitsvor- und -nachbereitung.»
 
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