Drogen
Drogen
Voor het drogen van hygroscopische materialen zoals PA (Nylon), PC en PET worden drogers ingezet. Het drogen van deze materialen is noodzakelijk om bepaalde eigenschappen te behouden. Vocht zorgt voor luchtbellen in het product. Dit komt omdat water kookt bij 100 graden en daardoor damp ontstaat welke opgesloten wordt in het product. Dit komt de kwaliteit van het eindproduct niet ten goede. Een droger werkt met een dauwpunt. Een dauwpunt wordt uitgedrukt in graden. Hoe lager het dauwpunt is hoe lager de luchtvochtigheid. De lage luchtvochtigheid is nodig zodat het hygroscopische materiaal het vocht weer kan afgeven aan de lucht. Hiervoor is een dauwpunt nodig van minimaal -18°C Een veel gestelde vraag is of een dauwpunt van -40°C twee keer zo goed is als een dauwpunt van -20°C. Het antwoord hierop is kort en simpel, nee dat is niet zo.
Relatie tussen dauwpunt en luchtvochtigheid
De relatie tussen het dauwpunt en de luchtvochtigheid is namelijk niet lineair. Richard Mollier, een Duitse professor in de toegepaste natuurkunde en mechanica, was een pionier in onderzoek van thermodynamica in het bijzonder water, stoom en vochtige lucht. Hij onderzocht ook de relatie tussen dauwpunt en luchtvochtigheid en gaf deze weer in onderstaande grafiek.
Dauwpunt lager dan -20°C niet nodig
Wat duidelijk wordt uit deze grafiek is dat een dauwpunt van -40°C niet twee keer zo goed is als een dauwpunt van -20°C. Het absolute nulpunt van het vochtaandeel begint bij -273°C. Tot -20°C is het verloop vrijwel lineair, vanaf -20°C begint de curve (zie zwarte lijn Mollier diagram). Bij -20°C is het vochtgehalte circa 0,75 g/kg, dit betekent dat elke graad temperatuurverschil overeenkomt met een verschil in vochtgehalte van circa 0,003 g/kg. Het vochtgehalte bij -40°C is circa 0,69 g/kg. Het verschil is slechts 0,06 g/kg. Het is voor veel materialen niet nodig om met een dauwpunt lager dan -20°C te drogen. Het kost veel energie om een lager dauwpunt te krijgen maar heeft uiteindelijk een minimale invloed op het eindproduct.
Verschillende soorten drogers
In de markt zijn verschillende drogers te krijgen. De meest gebruikte drogers zijn centrale drogers, persluchtdrogers en honeycumb drogers. Centrale drogers zijn drogers waarbij er een droogunit gekoppeld is aan één of meerdere trechters. De droogunit beschikt over twee droogtorens met droogmateriaal. De droger start met drogen op een ingestelde dauwpunt waarde, vaak een stuk lager dan -20°C, om vervolgens langzaam op te lopen tot een ingesteld dauwpunt die vaak boven de -20°C ligt. Het dauwpunt verloop is hierdoor niet constant. In onderstaande grafiek is een voorbeeld geschetst:
De honeycumb drogers werken met een roterende schijf waarbij er tegelijkertijd wordt geregenereerd, afgekoeld en vocht wordt opgenomen.
Doordat deze processen tegelijkertijd verlopen ontstaat er een zeer constant dauwpunt en kan er geregenereerd worden met een veel lagere temperatuur. De drogers verbruiken daardoor een stuk minder energie. Dit type droger heeft ook een droogunit per trechter waardoor contaminatie niet meer optreedt. Daarnaast zijn deze drogers eenvoudiger te verplaatsen omdat er enkel stroom voor nodig is.
Het grote nadeel van drogers met droogtorens is dat materiaal de ene keer anders behandeld wordt dan de andere keer. Immers, de manier van behandelen is afhankelijk op welk moment het in de trechter terecht komt. Een ander belangrijk nadeel is dat er contaminatie optreedt, de lucht wordt immers veelal verdeeld over meerdere trechters waardoor stof deeltjes met elkaar vermengd raken. Het droogmateriaal kan daarnaast ook voor contaminatie zorgen. Het stof kan ook voor vermenging zorgen in de droger. Wanneer de droogunit onderhoud nodig heeft of al stil is komen te staan werken gelijk alle trechters niet meer omdat deze afhankelijk zijn van dezelfde droogunit. Tot slot gaat er energie verloren tijdens het transport van de droge lucht van droogunit naar droogtrechter en kost het erg veel energie om het droogmateriaal weer te regenereren.
Naast de drogers met droogtorens zijn er ook persluchtdrogers. Deze drogers hebben een zeer constant dauwpunt en zeker voor kleine hoeveelheden drogen zijn deze drogers zeer geschikt. Het nadeel van persluchtdrogers is echter dat deze wel perslucht moeten hebben. Wanneer perslucht niet “over” is kost het een hoop energie en daarmee geld om perslucht te creëren.
