Auswahl von Kohlefaserheizungen für industrielle Tunneltrockner

Industrielle Tunneltrockner sind eine bevorzugte Wahl für Trocknungsprozesse in der industriellen, landwirtschaftlichen und medizinischen Produktion, da sie im Vergleich zu Chargentrocknern effizientere Produktionslinien mit kürzeren Umschlagzyklen und geringerem Platzbedarf ermöglichen. Die Auswahl der optimalen Trocknungstemperatur in Tunneltrocknern stellt jedoch aufgrund der verschiedenen Materialarten und ihrer unterschiedlichen Trocknungseigenschaften eine Herausforderung dar, die mit einer starken Marktnachfrage einhergeht.

Bei der Trocknung von Farben auf Ölbasis hängt die Wahl der Temperatur von Parametern ab, die aus den Prüfberichten der Hersteller abgeleitet werden. Die auf diesen Parametern basierenden Berechnungen bestimmen den geeigneten Temperaturbereich und dienen als Richtschnur für die Konstruktionsspezifikationen von Kohlefaserheizelementen. Die endgültige Auswahl des Temperaturbereichs des Heizelements muss jedoch mit den umfassenden Bedingungen des beheizten Objekts übereinstimmen. Angesichts der chemischen Kinetik von Lackoberflächen kann jeder Anstieg der Oberflächentemperatur um 10 °C die Aushärtungsgeschwindigkeit verdreifachen. Dennoch ist Vorsicht geboten; so besteht beispielsweise bei der Trocknung von PC+ABS-Lacken bei 260 °C die Gefahr, dass sich Kunststoffprodukte verformen und die strukturelle Integrität beeinträchtigt wird. Daher ist das iterative Testen optimaler Trocknungsschemata nach wie vor von entscheidender Bedeutung, was die Komplexität der Auswahl elektrischer Heizelemente im Bereich der Infrarottrocknung verdeutlicht.

Die Trocknung kapillarer poröser Kolloide ist ein durch interne Diffusion gesteuerter Prozess, bei dem die Oberflächenfeuchtigkeit leicht verdunstet, während sich die interne Feuchtigkeitsmigration als schwierig erweist, was zu Oberflächeneffekten führen kann, die zu Verstopfungen führen und die Wirksamkeit der Trocknung insgesamt beeinträchtigen. Daher ist eine eingehende Erforschung der Trocknungsprinzipien auf der Grundlage der Materialanforderungen oder der zulässigen Höchsttemperaturen unerlässlich. Zu den experimentellen Grundlagen gehören dynamische Trocknungsstudien, die auf verschiedene Heiz- und Trocknungsstufen zugeschnitten sind, sowie die theoretische Optimierung von Wärme- und Stoffübertragungsprozessen, die in der endgültigen Temperaturbestimmung für Kohlenstofffaser-Heizelemente gipfelt.

Kapillare poröse Körper, wie sie in Materialien wie Sand, Holz und Keramik vorkommen, absorbieren und desorbieren leicht Feuchtigkeit. Ihre Trocknung beinhaltet eine Feuchtigkeitsabsorption mit starken Infrarotabsorptionseigenschaften in Temperaturbereichen wie 76°C, 160°C und 600-800°C. Die Wahl der Temperatur richtet sich nach den Produkteigenschaften, wie z. B. beim traditionellen Trocknen von Keramikgeschirr oder Ziegeln, wo Temperaturen um 100 °C Verformungen oder Risse verhindern. In einem Universitätsexperiment erleichterte der Einsatz von Kohlefaserheizelementen bei etwa 600 °C die Bestrahlung von Grünzeug und verkürzte die Trocknungszeit von 7,5 auf 4 Minuten.

Bei neuen Materialien, für die keine historischen Trocknungsdaten vorliegen, ist Vorsicht geboten. Thermische Profiltests leiten die Bestimmung des Temperaturbereichs ein, gefolgt von dynamischen Trocknungsexperimenten zur Optimierung der technischen Trocknungsparameter. Bei der Trocknung eines neuen Minerals mit Heizelementen aus Kohlenstofffasern wurden beispielsweise schrittweise Experimente durchgeführt: Die thermischen Profile zeigten eine Desorption bei 170 °C und eine Entfernung des Kristallwassers bei 320 °C an. Weitere kinetische Analysen führten zu einer endgültigen Trocknungstemperatur von 380°C ±5°C.

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