TORO-systems Dry Wheel

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1 Trockenlufttrockner TORO-systems Dry Wheel Energiesparende Trockenlufttrockner mit Trockenrad Die Trockenlufttrockner: TORO-systems TR - Dry Wheel sind besonders energiesparende Trockenlufttrockner die mit einem Trockenrad die Trockenluft erzeugen. Das Trockenrad ermöglicht einen kontinuierlichen Taupunkt von bis ca C. Der Aufbau des Materialbehälters erfolgt entweder direkt auf der Verarbeitungsmaschine, z.b.: - Extruder - kleinere Spritzgießmaschinen Verarbeitungsmaschinen bei denen das Material nur selten bzw. nie gewechselt wird oder auf einem Fahrgestell. Aus einem Materialbehälter können auch mehrere Verarbeitungsmaschinen mit getrocknetem Kunststoffgranulat versorgt werden. Kapitel: 5/1 Seite 1 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

2 TORO-systems TR - Dry Wheel Trockenlufttrockner Allgemeines Das Trocknen von hygroskopischen Kunststoffen (z.b. PA, PC, PUR, PES, PBT, etc.) ist für die Herstellung einwandfreier, qualitativ hochwertiger Endprodukte zwingend erforderlich. Wird das Kunststoffgranulat vor der Verarbeitung (Spritzgießen, Extrusion, Blasformen) nicht auf den vom Hersteller angegebenen maximalen Feuchtigkeitsgehalt getrocknet, können nur fehlerhafte Formteile produziert werden. Bei einigen Kunststoffen (z.b. PA) sind die entstehenden Fehler an Oberflächendefekten (Schlieren, Blasen) einfach zu identifizieren, andere Kunststoffe (z.b. PBT) verspröden durch zu hohen Feuchtigkeitsgehalt bei der Verarbeitung. Diese physikalischen Beeinträchtigungen der Formteile sind oftmals schwer festzustellen, können aber existenzbedrohende Folgen für Ihr Unternehmen darstellen. Für die Verarbeitung zugelassene Feuchtigkeitsgehalte der Materialhersteller von < 0,2%, <0,1% oder sogar < 0,05% können nur von Trockenlufttrocknern, die unabhängig vom Umgebungsklima arbeiten, wirtschaftlich erreicht werden. Trocknungsdauer / Trocknergröße Die für einen bestimmten Kunststofftyp erforderliche Trocknungszeit ist abhängig vom Anfangsfeuchtegehalt und der verwendeten bzw. zulässigen Trocknungstemperatur. Die Trocknergröße (Materialbehältergröße und Trockenluftmenge) wird bestimmt vom erforderlichen Durchsatz und den Nachfüllbedingungen der Neuware (automatisch oder manuell). Die automatische Befüllung der Trockner gewährleistet eine gleich bleibende Füllhöhe der Materialbehälter und damit immer ausreichend getrocknetes Material. Die Berechnungsformel für einen Trockner lautet: Materialbehälter: Durchsatz kg/h * Trocknungszeit h = erforderlicher Inhalt des Materialbehälters in kg erforderlicher Inhalt des Materialbehälters in kg / Schüttdichte l/kg = Materialbehältergröße in l Trockenlufterzeuger: Durchsatz kg/h * spezifischer Trockenluftbedarf m³h/kg = Trockenlufterzeuger Kapitel: 5/1 Seite 2 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

3 Taupunkt TORO-systems TR - Dry Air Trockenlufttrockner haben einen Taupunkt der Trockenluft von bis - 60 C. Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der an einem Gegenstand mit dieser Temperatur die Luftfeuchtigkeit als Wasser kondensiert. Ein Taupunkt niedriger als ca. -20 C ist zur optimalen Kunststofftrocknung erforderlich. Taupunkte niedriger als ca. -60 C müssen mit unangemessen hohem Energieaufwand erzielt werden und beschleunigen den Trockenvorgang nicht. Bild 4 zeigt die Wasseraufnahme von Luft in Abhängigkeit der Temperatur. Bild 5 zeigt den erreichbaren Restfeuchtegehalt in Abhängigkeit des Taupunktes der Luft Es ist deutlich zu erkennen, dass bei hohen Lufttemperaturen (Frühjahr - Sommer - Herbst) der Wassergehalt der Luft für eine ausreichende Trocknung von Kunststoffen zu hoch ist. Trockenlufttrockner der Baureihe TORO-systems TR trocknen das Kunststoffgranulat mit getrockneter Luft. Es handelt sich dabei um ein energiesparendes, in sich geschlossenes Kreislaufsystem. Kapitel: 5/1 Seite 3 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

4 Wichtig Unbedingt zu beachten ist auch die Tatsache, dass hygroskopische Kunststoffe nach der Trocknung unmittelbar verarbeitet werden müssen. Bei einer anschließenden Berührung mit Umgebungsluft werden die hygroskopischen Kunststoffe erneut Feuchtigkeit aufnehmen (PA z.b. sollte nicht länger als 30 Minuten im Materialtrichter verweilen). Damit die getrockneten Kunststoffgranulate im Materialtrichter keine Feuchtigkeit aufnehmen können, empfehlen wir Ihnen die automatische Materialförderung mit unseren Fördergeräten TORO-systems FG. Kapitel: 5/1 Seite 4 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

5 TORO-systems TR - Dry Wheel Trockenrad (Honeycomb)-Trockenlufttrockner Die Vorteile eines Trockenrad-Trockenlufttrockners sind: Der Materialbehälter wird immer mit trockener Luft versorgt Der Taupunkt bleibt konstant! Es wird keine Druckluft benötigt! Energiesparende Bauweise mit geregelter, dursatzabhängiger Trockenluftmenge AES-System (automatisches Energiesparsystem) Angepasste Regeneration Kein Vorluftfilter notwendig das Trockenrad wird nicht zersetzt Übertrocknungsschutz in Verbindung mit integriertem Materialfördergerät Funktionsweise Trockene, durch die Trockenheizung auf die gewünschte Trocknungstemperatur erhitzte Luft, durchströmt das Kunststoffgranulat im Materialbehälter, nimmt dessen Feuchtigkeit auf und gibt diese an ein Trockenmittel im Trockenrad ab. Das Trockenrad ist in drei Zonen aufgeteilt, die Trockenzone (50%), die Regenerationszone (25%) und die Kühlzone (25%). Die einzelnen Bereiche werden mittels einer PTFE-Dichtung voneinander getrennt. Im Betrieb wird das Trockenrad kontinuierlich gedreht, so dass immer ein Bereich des Trockenrades regeneriert wird und nach der Kühlung (mit Trockenluft) für die Wasseraufnahme zur Verfügung steht. Diese Betriebsweise ermöglicht einen konstanten Taupunkt von bis zu -45 C je nach Regenerationstemperatur. Durch eine Veränderung der Regenerationstemperatur kann der Taupunkt in einem Bereich von ca -20 bis -40 C variiert werden. Trockenbereich Regenerationsbereich Kühlbereich Kapitel: 5/1 Seite 5 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

6 Funktinsschema (Air-Flow-Diagramm) Taupunktverlauf über Zeit Bei einem 2-Patronen-Trockner verändert sich der Taupunkt während der Trockenzeit zyklisch. Ein Trockenrad-Trockner hat in Abhängigkeit der Regenerationstemperatur einen nahezu gleichbleibenden Taupunkt. Durch Vorwahl einer entsprechenden Regenerationstemperatur kann ein Taupunkt von ca. -20 bis -40 C vorgewählt werden. Kapitel: 5/1 Seite 6 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

7 Konstruktionsmerkmale TORO-systems Dry Wheel Die Trockenrad-Trockenlufttrockner der Baureihe TORO-systems Dry Wheel Mini unterscheiden sich von anderen Anbietern deutlich. Thermische Trennung TORO-systems Dry Wheel Mini: die Heizungen (Prozess- und Regenerationsheizung) sind am Materialbehälter, weit entfernt von der Elektronik Konkurrenzprodukt: Prozess- und Regenerationsheizung in Lufteinheit, neben der Elektronik Bild: Konkurrenzprodukt Isolierung der Heizungen TORO-systems Dry Wheel Mini: die Heizungen (Prozess- und Regenerationsheizung) sind gut isoliert um Wärmeverluste zu vermeiden Konkurrenzprodukt: Prozess- und Regenerationsheizung sind nicht isoliert Bild: TORO-systems Dry Wheel Elektrik separat und Heizungen am Materialbehälter Kapitel: 5/1 Seite 7 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

8 Rückluftkühler TORO-systems Dry Wheel Mini: integrierter Rückluftkühler zum Schutz des Prozesslüfters (maximal erlaubte Lufttemperatur 70 C) Konkurrenzprodukt: einfacher Al-Schlauch in der Lufteinheit (in der Nähe der nicht isolierten Heizungen) Kühlwirkung ist nicht vorhanden dadurch Betrieb des Lüfters außerhalb der Spezifikation bei höheren Temperaturen Anschlussmöglichkeit für Taupunktmessgerät TORO-systems Dry Wheel Mini: standardmäßig vorhanden Konkurrenzprodukt: nicht vorhanden Prozessheizung TORO-systems Dry Wheel Mini: überdimensionierte Rohrheizung, die auch bei stehender Luft (Prozesslüfterausfall) nicht sofort durchbrennt Konkurrenzprodukt: Wendelheizung (brennt bei Prozesslüfterausfall sofort durch) Luftmengenregelung TORO-systems Dry Wheel Mini: bei einem Neustart wird zur Verkürzung der Vortrockenzeit die volle Luftmenge genommen und danach entsprechend dem Durchsatz die Luftmenge reduziert eine Vorauswahl des Kunststoffs / Durchsatzmenge ist nicht erforderlich die Luftmengenregulierung passiert auf physikalischen Grundlagen Konkurrenzprodukt: bei einem Neustart wird ein Kunststoff ausgewählt und die Durchsatzmenge angegeben, die Luftmenge wird danach berechnet (Aufheizzeit ist bei niedriger Luftmenge entsprechend länger) Trockenradantrieb direkt angetriebenes Trockenrad mit Schrittmotor Übertrocknungsschutz in Verbindung mit einem integriertem Materialfördergerät kann bei einer Maschinenstörung die Trocknungstemperatur automatisch abgesenkt werden Materialbehälter alle mit dem Kunststoffgranulat in Kontakt kommenden Teile sind aus Edelstahl Kapitel: 5/1 Seite 8 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

9 Energiebedarf TORO-systems Dry Wheel Die Trockenrad-Trockenlufttrockner der Baureihe TORO-systems Dry Wheel Mini sind extrem energiesparend konstruiert: Die integrierte Luftmengenregelung reduziert die Heizleistung auf das allernötigste Für viele Kunststoffe ist ein Taupunkt von - 20 C ausreichend, wodurch die Regenerationsenergie reduziert wird Bei Bedarf kann der Taupunkt auf 40 C reduziert werden Bei einem TORO-systems Dry Wheel 15 können somit für PA 6.6 und einem Durchsatz von 2,5 kg/h je nach Anfangsfeuchte und bei einem Taupunkt von 20 C ein realistischer Verbrauchswert von W/h erreicht werden (entspricht W/kg). Energieverbrauchsmessung TORO-systems Dry Wheel Watt Uhrzeit Messwert [W] Zeit (2 Stunden nach einschalten) Originalaufnahme mit Stromzähler für 15 Liter Behälter Kapitel: 5/1 Seite 9 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

10 Originalaufnahme mit Stromzähler für 50 Liter Behälter (Einschaltphase) Originalaufnahme mit Stromzähler für 50 Liter Behälter (Betriebsphase) 653,25 W Bei einem TORO-systems Dry Wheel 50 können somit für PA 6.6 und einem Durchsatz von 8,2 kg/h je nach Anfangsfeuchte und bei einem Taupunkt von 20 C ein realistischer Verbrauchswert von W/h erreicht werden (entspricht W/kg). Kapitel: 5/1 Seite 10 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

11 Technische Daten: TORO-systems TR - Dry Wheel Modell Dry Wheel 15 Dry Wheel 25 Dry Wheel 35 Dry Wheel 50 Beschreibung Trockenrad-Trockner mit separatem Gebläse für die Regeneration Materialbehälter 15 Liter 25 Liter 35 Liter 50 Liter Luftstrom bis 6 m³ / h bis 10 m³ / h bis 14 m³ / h bis 20 m³ / h Taupunkt Vorwählbar: -20 C,-30 C,-40 C Trockenleistung (für PA 6.6 bei 2,2 m³/h) ca. 2,5 kg/h ca. 4,1 kg/h ca. 5,7 kg / h ca. 8,2 kg/h Gebläseleistung Prozessluft Regenerationsluft 8 W 4 W 56 W 24 W Heizleistung 0,75 kw Molekularsieb Ø 150 mm / H 50 mm Ø 150 mm / H 100 mm Regeneration 350 W 660 W Gesamtanschluß 1,15 kw 1,4 kw Druckluftanschluß Nicht erforderlich Höhe H mm Breite B mm 570 / / / / 850 Tiefe T mm Gestell 550 / 550 / / 550 / 700 B / T / H mm Lieferumfang Edelstahlmaterialbehälter Materialbehälter mit 20 mm starker Wärmeisolierung Prozess- und Regenerationsheizung am Materialbehälter Rückluftkühler AES-System Dry Air Prozess- und Fehlerdisplay Anschluss für Taupunktmesser Inspektionsanzeige Betriebsstundenzähler Kühlluftgebläse für Elektronik Sonderausrüstung Fahrgestell Wochenzeitschaltuhr Taupunktmesser Födergeräte Liter: TORO-systems CK-1 50 Liter: TORO-systems CK-2 integrierte Fördergerätesteuerung Übertrocknungsschutz Absenktemperatur bei Maschinenstörung Kapitel: 5/1 Seite 11 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

12 TORO-systems TR Dry-Wheel Durchsatzleistung für die wichtigsten Kunststoffe in kg/h Type Material (Trocknungstemperatur/ Zeit / Luftmenge) Trockenluftmenge m³/h Dry-Wheel 15 Dry-Wheel 25 Dry-Wheel 35 Dry-Wheel ABS (80 C, 2h, 1,7) 3,6 5,9 8,3 11,8 PA 12 (80 C, 4h, 2,5) 2,4 4 5,8 8 PA 6 (80 C, 4h, 2,2) 2,5 4,1 5,7 8,2 PA 6.6 (80 C, 4h, 2,2) 2,5 4,1 5,7 8,2 PC (120 C, 2h, 1,3) 4,6 7,7 10,8 15,4 PE 1 (90 C, 1h, 1,2) 5 8,4 11,7 16,7 PET (120 C, 4h, 1,7) 3,2 5,3 7,4 10,6 PETG (70 C, 4h, 2,0) 3,2 5,3 7,4 10,6 PBT (120 C, 4h, 1,7) 2,6 4,4 6,2 8,8 PI (120 C, 3h, 1,3) PMMA (80 C,3h, 2,0) POM (80 C, 3h,1,7) PP 1 (90 C, 1h, 1,2) 5 8,4 11,7 16,7 PPO (80 C. 2h, 1,5) 3.8 6,3 8,8 12,5 PS 1 (80 C, 1h, 1,0) PUR (90 C, 3h, 2,0) 3 5 7,5 10 SAN (80 C, 2h, 1,5) 3,8 6,3 8,8 12,5 1 Trocknerkapazität ausreichend für Oberflächenfeuchtigkeit Die angegebenen Trockenleistungen sind abhängig von: - der Anfangsfeuchte des Materials - Trocknungsdauer - Zusatzstoffe (z.b. Glasfasern) Für eine individuelle Beratung und Auslegung stehen wir Ihnen jederzeit zur Verfügung. Es gelten immer die Angaben des Materialherstellers (Temperatur, Dauer) Kapitel: 5/1 Seite 12 von 12; Technische Änderungen vorbehalten. Stand

13 Energieverbrauch Drucklufttrockner versus Trockenradtrockner Für 50 L MB ausgefüllt Material PA 6.6 Spezifische Luftmenge 2,2 m³/kg Trocknungszeit 4 h Materialdurchsatz 8 kg/h Schüttdichte 0,65 kg/l Trocknungstemperatur 80 C Trichtergröße 50 l Luftmenge 17,6 m³/h berechneter Wert 49,2 Drucklufttrockner TORO-systems Dry-Jet mit AES Energieberechnung entsprechend der benötigten Luftmenge (nicht Trocknerluftmenge) benötigte Heizleistung Druckluft Eingangstemperatur 15 C Kompressor Parameter Boge S40 0,114 kw/m³ ohne Leerlaufanteil Kompressor Drucklufterzeugung Gesamter Energiebedarf Dry Jet Energiekosten 0,413 kw/h 0,114 kw/m³ 2,006 kw/h 2,419 kw/h Energiebedarf Fördergerät 0,137 kw/h 150 l/kg 0,1 /kw Energiekosten pro Stunde 0,2419 /h inkl. Fördergerät 0,2556 /h Energiekosten pro kg 0,03 /kg inkl. Fördergerät 0,032 /kg Arbeitsstunden pro Tag 24 Energiekosten pro Tag 5,81 /Tag inkl. Fördergerät 6,13 /kg Arbeitstage pro Jahr 250 Energiekosten pro Jahr 1452,5 /Jahr inkl. Fördergerät 1532,5 /Jahr 250 Arbeitstage (50 Wochen a 5 Tage) 357 Arbeitstage (51 Wochen a 7 Tage) Anschaffungskosten 4050 Trockner inkl. Gestell Anschaffungskosten Kompressor 700 inkl. Wartungskosten Abschreibungsdauer 8 Jahre Wartungskosten pro Jahr 25 Betriebskosten pro Jahr 618,75 Gesamtkosten 2071,25 inkl. Fördergerät 2151,3 Nachteile: - Druckluft oftmals mit Öl verunreinigt - ohne Druckluft kann Trockner nicht eingeschaltet werden (Nacht / Wochenende) - u.u. neuer Kompressor/Kältetrockner erforderlich Vorteile: - Temperatur bis 180 C - wartungsfrei (nur Filter tauschen) - leichter (Montage auf Maschine) Achtung: Die angegebenen / berechneten Werte sind keine zugesicherte Eigenschaft. Die tatsächlichen Werte hängen von vielen Einflußparametern (Luftfeuchtigkeit, Umgebungstemperatur, Anfangsfeuchte, etc.) ab, die nicht berücksichtigt werden können.

14 Trockenradtrockner TORO-systems Dry-Wheel Mini benötigte Heizleistung 0,222 kw/h Rücklufttemperatur 45 C Regenerationsluftmenge 7 m³/h Für 15 / 25 L = 4; 35 / 50 L = 7 Ansauglufttemperatur 25 C, Anfangsfeuchte ca. 0,5% Regenerationsheizleistung abhängig von Feuchtegehalt und gewähltem Taupunkt Regenerationseizleistung T=-20 C Regenerationseizleistung T=-30 C Regenerationseizleistung T=-40 C Gebläseleistung, Steuerung, Verluste 0,278 kw/h 0,354 kw/h 0,43 kw/h 0,15 kw/h Reg-temperatur=135 C Reg-temperatur=165 C Reg-temperatur=195 C Werte für Taupunkt ca. -30 C AES % Einsparung 0 (abhängig von Anfangsfeuchte) Gesamter Energiebedarf Dry Wheel 0,726 kw/h Energiebedarf Fördergerät 0,018 kw/h 0,3 kg in 4 Sek W Motor Energiekosten pro Stunde 0,0726 /h inkl. Fördergerät 0,0744 /h Energiekosten pro kg 0,009 /kg inkl. Fördergerät 0,009 /kg Energiekosten pro Tag 1,74 /Tag inkl. Fördergerät 1,79 /Tag Energiekosten pro Jahr 435 /Jahr inkl. Fördergerät 447,5 /Jahr Differenz pro Jahr 1017,5 /Jahr inkl. Fördergerät 1085 /Jahr Anschaffungskosten 5300 Trockner inkl. Gestell Wartungskosten pro Jahr 100 Betriebskosten pro Jahr 762,5 Gesamtkosten 1197,5 Einsparung Dry Wheel ,75 /a inkl. Fördergerät 941,25 /a CO 2 Ausstoß Dry Wheel CO 2 Ausstoß Dry Jet CO 2 Einsparung Dry Wheel 50 - Dry Jet 0,38 kg/h 2280 kg/a 1,27 kg/h 7620 kg/a 0,89 kg/h 5340 kg/a Nachteile: - Trockenrad ist Verschleißteil - Trockentemperatur max 120 C - Wartungsaufwand Vorteile: - nur Strom erforderlich - Einzelgerät (Ausfall der Kompressoranlage hat keine Auswirkung) - geringster Stromverbrauch - Taupunkt bis -50 C möglich Achtung: Die angegebenen / berechneten Werte sind keine zugesicherte Eigenschaft. Die tatsächlichen Werte hängen von vielen Einflußparametern (Luftfeuchtigkeit, Umgebungstemperatur, Anfangsfeuchte, etc.) ab, die nicht berücksichtigt werden können.