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
![ccc_1012_formel15.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel15.jpg)
von denen unter Berücksichtigung des Vortrocknungsverlustes von 45 % dann
![ccc_1012_formel16.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel16.jpg)
in den Kammertrockner eingebracht werden.
Aus Gleichung (1) ergibt sich das eingebrachte Lösemitteldampfvolumen
![ccc_1012_formel17.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel17.jpg)
und gemäß Gleichung (2) ist die Volumenkonzentration des Lösemitteldampfes im Gesamtdampfraum
![ccc_1012_formel18.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel18.jpg)
Man erhält aus Gleichung (5) die höchstzulässige Lösemitteldampfkonzentration im Trockner zu
![ccc_1012_formel19.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel19.jpg)
Als Verhältniswert ergibt sich
![ccc_1012_formel20.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel20.jpg)
Dafür ist dem vorstehenden Kurvenblatt (siehe ) zu entnehmen
![ccc_1012_formel21.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel21.jpg)
Da nach Gleichung (10)
![ccc_1012_formel22.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel22.jpg)
folgt
![ccc_1012_formel23.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel23.jpg)
Nach Gleichung (8) erhält man für den Mindestabluftvolumenstrom
![ccc_1012_formel24.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel24.jpg)
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
![ccc_1012_formel25.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel25.jpg)
Gemäß Gleichung (2) ist die Volumenkonzentration des Lösemitteldampfes im Gesamtdampfraum
![ccc_1012_formel26.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel26.jpg)
Aus Gleichung (5) erhält man die höchstzulässige Lösemitteldampfkonzentration im Trockner zu
![ccc_1012_formel27.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel27.jpg)
Als Verhältniswert ergibt sich
![ccc_1012_formel28.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel28.jpg)
Dafür ist aus dem vorstehenden Kurvenblatt (siehe ) zu entnehmen:
![ccc_1012_formel29.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel29.jpg)
Da nach Gleichung (10)
![ccc_1012_formel30.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel30.jpg)
ist folglich
![ccc_1012_formel31.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel31.jpg)
Nach Gleichung (12) erhält man somit für den Mindestabluftvolumenstrom
![ccc_1012_formel32.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel32.jpg)
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
![ccc_1012_formel33.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel33.jpg)
Die Zeit für einen Luftwechsel im Gesamtdampfraum des Trockners erhält man aus Gleichung (8) zu
![ccc_1012_formel34.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel34.jpg)
Damit ist das Verhältnis
![ccc_1012_formel35.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel35.jpg)
Aus dem vorstehenden Kurvenblatt (siehe ) ist hierfür zu entnehmen
![ccc_1012_formel36.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel36.jpg)
Da nach Gleichung (5)
![ccc_1012_formel37.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel37.jpg)
ergibt sich aus dem obigen Verhältnis für
![ccc_1012_formel38.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel38.jpg)
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
![ccc_1012_formel39.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel39.jpg)
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
![ccc_1012_formel40.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel40.jpg)
in dem aufgetragenen Lack enthalten sein.
Bei einem Lösemittelanteil des Lackes von 60 % ergeben sich somit
![ccc_1012_formel41.jpg](https://resources-eu-prd.wk-onega.com/docmedia/attach/WKDE-LTR-DOCS-PHC/ccc_1012_formel41.jpg)
Bei einer Charge dürfen also maximal 2218 g Lack aufgetragen sein.