Vakuumtrocknung Schüttgüter und Suspensionen

Was bedeutet Vakuumtrocknung in der Industrie?

Das was gemeinhin unter Vakuum-Mischtrocknung verstanden wird, ist in den allermeisten Fällen ein Vakuum-Kontakttrocknen. Wärmeenergie wird ins Mischgut übertragen durch mechanischen Kontakt mit einer erhitzen Oberfläche. Wenn Vakuum angelegt wird, sinkt die Siedetemperatur der Flüssigphase, die man durch die Trocknung entfernen möchte. Das beschleunigt den Trocknungsprozess. Durch den begleitenden Mischprozess wird sichergestellt, dass alle Partikel erwärmt werden. Sie geraten wiederkehrend mit warmen Oberflächen in Kontakt. In wenigen Fällen wird die Wärmeenergie in Form von Infrarotstrahlung oder Mikrowellenstrahlung eingebracht. Diese Form der Energieeintragung / Trocknung wird in kleineren Anlagen (im Liter-Maßstab) angewandt. Die Vakuumtrocknung ist ein Stoffaustauschprozess, in der flüssige Masse phasenübergreifend bewegt wird. In der industriellen Pulvertrocknung ist die zu bewegende Materie Wasser oder ein Lösungsmittel. Die Trocknung geschieht in der Regel durch die Zufuhr von Wärme.

Wie wird die Wärmeenergie ins Produkt eingetragen?

Bei der Konvektionstrocknung erwärmt das Mischgut indem es mit erwärmten Gas in Kontakt gebracht wird. Das heiße Gas überstreicht das Mischgut und absorbiert die Flüssigphase in Form von Dampf. Gesättigtes Gas wird entfernt, trockenes warmes Gas wird zugeführt.

Kontakttrocknung: Wärmeenergie wird durch mechanischen Kontakt ins Mischgut übertragen. Die Wand des Mischgefäßes und ggf. auch die Mischwerkzeuge sind die erwärmten Flächen. Nach diesem Funktionsprinzip arbeiten die Vakuum-Mischtrockner von amixon^®.

Auch Walzentrockner arbeiten als Kontakttrockner. Walzentrockner arbeiten bei atmosphärischem Luftdruck. Sie arbeiten bei hohen Temperaturen.

Gefriertrocknung: Auch bekannt als Lyophilisierung. Das wasserfeuchte Produkt wird zunächst eingefroren dann wird Vakuum angelegt. Die Flüssigphase sublimiert. Das Eis wandelt sich direkt in Wasserdampf. Die Flüssigphase wird übersprungen. Wärmeenergie wird durch Kontaktwärme oder Strahlungswärme zugeführt. Diese Trocknung ist besonders schonend. Das Mischgut verbleibt tiefkalt. So werden thermosensible Wirkstoffe im gefrorenen Zustand getrocknet.
Trocknung mit überhitztem Wasserdampf: Ungesättigter Wasserdampf hat eine starke Absorptionswirkung, wenn er über feuchte Schüttgüter geführt wird. Dieses Trocknungsverfahren wird bei atmosphärischem Druck durchgeführt und erwärmt die Schüttgüter allenfalls auf 110°C. Die Anwesenheit des Wasserdampfes eliminiert den Luftsauerstoff. So wird ungewollte Oxidation vermieden. In der Regel liegt das feuchte Schüttgut in dünnen Schichten vor. Das beschleunigt die Erwärmung und Trocknung.

Konvektionstrocknung vs. Kontakttrocknung

Wäsche auf der Wäscheleine trocknet durch Konvektion und wenn die Sonne scheint, durch Strahlung.
Konvektionstrocknung hat bei Schüttgütern viele Vorteile: Bei einer Sprühtrocknung geraten die erzeugte Sprüh-Tröpfchen nur mit heißem Gas in Berührung. Die Pulverpartikel entsteht ungestört und trocknet.
In der Wirbelschichtgranulation wird das feuchte Pulverbett vom Heiß-Gas (Luft) durchwirbelt und getragen und gefördert. Die Partikel können gut trocknen und wahlweise agglomerieren. Die Agglomerate sind in der Regel schnell löslich und dispergierbar.

Nachteile der Konvektionstrocknung:

Wenn heiße Luft anwesend ist, können die Pulver oxidieren. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Energieaufwand größer ist als bei der Vakuum-Kontakttrocknung. Eine Trocknungsanlage die auf der Basis der Konvektion arbeitet ist relativ groß, weil große Luftmengen aufzubereiten sind: Luftreinigung, Kühlung und Trocknung, Erwärmung, Stababscheidung, Wärmerückgewinnung.

Vakuum-Kontakttrocknen; Vorteile

Vakuum-Mischtrockner sind sehr kompakt und benötigen wenig Bauraum. In vielen Fällen die Trocknungsgüter eingesaugt werden. Die Trocknung geschieht im geschlossenen System. Ausgetragen wird nur das Fluid in flüssiger Form. Entstehende Stäube verbleiben im System. Die Trocknung geschieht bei niedrigen Temperaturen sehr effektiv, wenn ein hochwertiges Vakuum angelegt wird. Thermisch sensible Wirkstoff bleiben erhalten. Wasser kann bereits bei 35°C verdunsten.
Die amixon^® Vakuum-Kontakttrockner AMT und VMT trocknen Ihre Mischgüter extrem schonend. Die Pulver werden effektiv erwärmt und bewegt. amixon^® Apparate sind besonders hygienisch gestaltet. Sie dienen oft auch als Synthesereaktoren.