Abschnitt 3.2 - 3.2 Berechnungsbeispiele für Kammertrockner
3.2.1
Beispiel 1: Berechnung des notwendigen Mindestabluftvolumenstromes (siehe Abschnitt 2.6)
In einem Kammertrockner mit einem Gesamtdampfraum von 1,5 m3 werden mit 130 g Lack beschichtete Teile zum Trocknen bei einer Trocknungstemperatur von 150 °C eingebracht. Die Beschichtung der Teile, die als Charge gleichzeitig in den Trockner gebracht werden, dauert 40 min, wobei der Lösemittelanteil des Lackes 50 % ist.
Wie groß ist der Mindestabluftvolumenstrom, wenn die molare Masse und die untere Explosionsgrenze der verwendeten Lösemittel nicht bekannt sind und als Sicherheitsfaktor kzul = 0,5 gilt?
Als mittlere Vortrocknungszeit (siehe Abschnitt 2.12) ergibt sich die Hälfte der Beschichtungszeit zu 20 min und damit der Vortrocknungsverlust zu 45 %. Bei 130 g Frischlack mit 50 % Lösemittelanteil ergeben sich
von denen unter Berücksichtigung des Vortrocknungsverlustes von 45 % dann
in den Kammertrockner eingebracht werden.
Aus Gleichung (1) ergibt sich das eingebrachte Lösemitteldampfvolumen
und gemäß Gleichung (2) ist die Volumenkonzentration des Lösemitteldampfes im Gesamtdampfraum
Man erhält aus Gleichung (5) die höchstzulässige Lösemitteldampfkonzentration im Trockner zu
Als Verhältniswert ergibt sich
Dafür ist dem vorstehenden Kurvenblatt (siehe ) zu entnehmen
Da nach Gleichung (10)
folgt
Nach Gleichung (8) erhält man für den Mindestabluftvolumenstrom
Bei der Messung des Abluftvolumenstromes bei Trocknungstemperatur muß also ein Mindestwert von 52 m3/h festgestellt werden.
3.2.2
Beispiel 2: Berechnung des notwendigen Mindestabluftvolumenstromes (siehe Abschnitt 2.6)
In einem Kammertrockner mit einem Gesamtdampfraum von 19,5 m3 werden lackierte Gegenstände mit einer Gesamtlösemittelmenge von 1100 g zum Trocknen bei einer Trocknungstemperatur von 180 °C eingebracht.
Wie groß muß der notwendige Mindestabluftvolumenstrom sein?
Die untere Explosionsgrenze des verwendeten Lösemittelgemisches sei nicht bekannt und ist somit gleich 40 g/m3 zu setzen. Die molare Masse des Lösemittelgemisches sei ebenfalls unbekannt, daher ist als Mittelwert M = 100 g anzusetzen. Der Sicherheitsfaktor ist kzul = 0,5.
Aus der Gleichung (1) ergibt sich für das eingebrachte Lösemitteldampfvolumen
Gemäß Gleichung (2) ist die Volumenkonzentration des Lösemitteldampfes im Gesamtdampfraum
Aus Gleichung (5) erhält man die höchstzulässige Lösemitteldampfkonzentration im Trockner zu
Als Verhältniswert ergibt sich
Dafür ist aus dem vorstehenden Kurvenblatt (siehe ) zu entnehmen:
Da nach Gleichung (10)
ist folglich
Nach Gleichung (12) erhält man somit für den Mindestabluftvolumenstrom
Bei der Messung des Abluftvolumenstromes bei Trocknungstemperatur muß also ein Mindestwert von 4333 m3/h festgestellt werden.
3.2.3
Beispiel 3: Berechnung der höchstzulässigen Lackmenge (siehe Abschnitt 2.8)
In einem Kammertrockner mit einem Gesamtdampfraum von 36,8 m3 sollen lackierte Gegenstände bei einer Trocknungstemperatur von 210 °C getrocknet werden; bei dieser Trocknungstemperaturwurden als Mindestabluftvolumenstrom 2100 m3/h gemessen.
Wieviel Lack darf maximal bei einer Charge aufgebracht werden, wenn er einen Massenanteil 60 % Lösemittel enthält und die mittlere Vortrocknungszeit an der Luft 20 min beträgt?
Da die untere Explosionsgrenze und die molare Masse des Lösemittels unbekannt sind, werden U = 40 g/m3 und M = 100 g eingesetzt. Außerdem ist kzul = 0,5.
Bei einer Trocknungstemperatur von 210 °C ergibt sich aus Gleichung (7) eine Verdampfungszeit von
Die Zeit für einen Luftwechsel im Gesamtdampfraum des Trockners erhält man aus Gleichung (8) zu
Damit ist das Verhältnis
Aus dem vorstehenden Kurvenblatt (siehe ) ist hierfür zu entnehmen
Da nach Gleichung (5)
ergibt sich aus dem obigen Verhältnis für
und nach Gleichung (2) für
Dges, δ = Cges, δ · V = 0,0079 · 36,8 = 0,2907 m3.
Folglich ist nach der Gleichung (1) die gesamte einzubringende Lösemittelmenge
Bei einer mittleren Vortrocknungszeit von 20 min ist nach Abschnitt 2.11 ein Vortrocknungsverlust von 45 % anzusetzen. Somit entspricht Gges 55 % der im Beschichtungsstoff vor der Vortrocknung enthaltenen Lösemittelmenge, d.h. es können als höchstzulässige Lösemittelmenge
in dem aufgetragenen Lack enthalten sein.
Bei einem Lösemittelanteil des Lackes von 60 % ergeben sich somit
Bei einer Charge dürfen also maximal 2218 g Lack aufgetragen sein.