Textiltrockner, was ist die beste Wahl?

Wenn eine Kaufentscheidung zwischen verschiedenen Trocknern getroffen werden muss, die den gleichen Vorgang durchführen können, müssen wichtige Vergleichskriterien berücksichtigt werden...

Wenn eine Kaufentscheidung zwischen verschiedenen Geräten getroffen werden muss, die den gleichen Vorgang durchführen können, sind die wichtigsten Vergleichskriterien zu berücksichtigen:

die Qualität (d.h. der Mehrwert) der Produkte, die aus den einzelnen Geräten gewonnen werden;

die Gesamtkosten, die sich aus der Nutzung der einzelnen Geräte ergeben.

Diese Kriterien müssen bewertet werden, wenn man Geräte vergleicht, die die gleiche Operation mit ähnlichen Technologien durchführen, aber sie sind noch wichtiger, wenn man Geräte vergleicht, die völlig unterschiedliche Technologien anwenden.

Betrachtet man z.B. die Trocknung von Fasern und Garnen nach dem Färben oder einer anderen Nassbehandlung, so stehen dafür verschiedene Technologien zur Verfügung: Es gibt "konventionelle" Methoden, bei denen das Textilprodukt mittels auf- oder durchgeblasener Heißluft erwärmt / getrocknet wird, oder alternativ die "Radiofrequenz"-Technik, bei der das Textilprodukt auf endogene (volumetrische) Weise mittels eines entsprechend erzeugten elektromagnetischen Feldes erwärmt / getrocknet wird.

Lassen Sie uns die Hauptmerkmale und die praktischen Auswirkungen verschiedener konventioneller Trocknungsmethoden genauer analysieren.

Trockenräume - Trockenschränke

Es handelt sich um die einfachsten und ältesten Trocknungssysteme, die heutzutage in den Textilfabriken weltweit eine marginale Rolle spielen, und zwar aufgrund einiger wesentlicher Nachteile, nämlich

extrem lange und ungleichmäßige Trocknungszeiten;

schlechte Kontrolle des Restfeuchtigkeitsgehalts im Produkt;

zu viel Platz/Volumen benötigt wird, um einen angemessenen Produktausstoß zu erzielen;

sehr geringe energetische Effizienz.

Als logische Konsequenz werden Trockenräume / -schränke sehr selten genutzt, hauptsächlich für die Trocknung sehr kleiner Farbstoffpartien oder extrem empfindlicher Produkte, die den thermischen und/oder mechanischen Belastungen, denen sie in anderen Trocknungsanlagen ausgesetzt wären, nicht standhalten können.

Aus dem oben genannten Grund werden wir diese Trocknungsmethode im weiteren Verlauf dieser Anmerkungen nicht mehr berücksichtigen.

Kammertrockner - Halbschnelltrockner

Diese Trockner wurden - und werden immer noch - ziemlich populär, dank der relativ geringen Investitionskosten und des insgesamt akzeptablen Leistungsniveaus in Bezug auf Trocknungszeiten, Betriebskosten und Qualität der getrockneten Produkte.

Auf der anderen Seite berichtet die Mehrheit der Endbenutzer über mehrere Nachteile, die Kammer- und Halbschnelltrockner weit davon entfernt sind, eine ideale Lösung innerhalb der modernen Garnfärbereien zu sein.

Zu den häufigsten Unannehmlichkeiten, über die berichtet wird, gehören:

lange Trocknungszeiten und entsprechend hoher Energieverbrauch sind bei dichten (eng gewickelten oder hoch verdichteten) Spulen, bei feinen Garnen und bei Spulen mit großem Durchmesser zu finden;

es wird auch längere Zeit benötigt, um gebleichtes Weiß und helle Farbtöne ohne Vergilbungsprobleme zu trocknen (wegen der Notwendigkeit, die Lufttemperatur niedrig zu halten);

die genaue Beladung der Pakete auf die Träger / Wagen ist notwendig, um bevorzugte Luftwege zu vermeiden, die zu einem starken Effizienzverlust und sehr langen Trocknungszeiten führen;

die äußeren Umgebungsbedingungen (Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit) die Trocknungseffizienz stark beeinflussen und dadurch eine merkliche Inkonsistenz der Trocknungszeiten von Charge zu Charge verursachen;

da die Trocknungszeit von zu vielen Variablen beeinflusst wird, die nicht richtig kontrolliert werden können, ist es schwierig, das Ende des Trocknungszyklus jeder Charge vorherzusagen und entsprechend festzulegen, weshalb es relativ häufig zu einer Unter- oder Übertrocknung kommt;

die Oberfläche der Spulen verschmutzt (dieses Phänomen ist bei weißen und hellen Farbtönen sehr deutlich), da ein großes Volumen an Außenluft durch das Garn strömt - trotz der Luftfiltersysteme, die häufige und genaue Reinigungsvorgänge erfordern;

eine ungleichmäßige Verteilung der Restfeuchte innerhalb derselben Charge, von Packung zu Packung, in Abhängigkeit von ihrer Position im Träger gefunden wird;

pakete mit unterschiedlichen Durchmessern oder Wickeldichten werden ungleichmäßig getrocknet;

der Restfeuchtigkeitsgehalt innerhalb jeder Verpackung nicht gleichmäßig verteilt ist;

eine Übertrocknung der gesamten Charge ist notwendig, um sicherzustellen, dass keine nassen Verpackungen oder nassen Stellen innerhalb der Verpackungen vorhanden sind;

nach dem Trocknen ist eine recht lange Konditionierungszeit des Garns erforderlich;

es kommt zu einer gewissen Verdrängung und Verdunstung von Ausrüstungschemikalien und Weichmachern;

es gibt keine Möglichkeit, die nominale Trocknungskapazität der Maschine auszunutzen, wenn kleinere, unterschiedlich große Farbstoffpartien verarbeitet werden müssen. Das Hauptproblem besteht darin, dass sehr oft kleine Farbstoffpartien nicht zusammen geladen werden können (aufgrund von Problemen mit der Farbverunreinigung und/oder aufgrund der unterschiedlichen Trocknungszeit, die für jede Partie benötigt wird); außerdem führen Teillösungen zu entsprechend höheren Trocknungskosten pro kg Produkt;

die Be- und Entladevorgänge der Träger/Wagen sind recht arbeitsintensiv, es sei denn, eine vollständige Automatisierung ist verfügbar (aber sie ist sehr teuer und wenig flexibel);

es gibt keine Möglichkeit, den Trockner für andere Produkte als Garnspulen zu verwenden (dies ist eine große Unannehmlichkeit für alle Färbereien, in denen Textilprodukte in verschiedenen Formen wie lose Fasern, Stränge, Kammzüge usw. verarbeitet werden).

Aus den oben genannten Gründen können wir sagen, dass nur bei eher weichen, kleinen und regelmäßig geformten Garnspulen, insbesondere aus Synthetik- oder Mischgarnen in groben Feinheitsgraden, die in mittleren Partien gefärbt werden, die Kammer- und Halbschnelltrockner eine praktikable und wirtschaftlich günstige Lösung innerhalb einer Spulenfärberei darstellen, die einen akzeptablen Kompromiss zwischen Qualität und Kosten gewährleistet.

Andererseits ist diese Trocknungsmethode bei eng gewickelten oder komprimierten Garnspulen, oder bei großen Durchmessern, oder bei nicht gleichmäßigem Gewicht oder Wicklung, von feiner Feinheit oder stark hydrophilen Garnen, in verschiedenen Chargengrößen und Farben, insbesondere Weiß und Pastelltöne, empfindliche Garne usw., nicht die empfohlene Lösung.

Schnelltrockner - Drucklufttrockner

Viele Hersteller von Garnfärbemaschinen haben die so genannten Schnelltrockner oder Drucktrockner in ihr Produktionsprogramm aufgenommen, so dass die Farbstoffträger mit den aus den Färbebehältern kommenden triefend nassen Garnspulen direkt in Trocknungsbehälter - mit gleicher Form und Größe - gestellt werden können, wo die Wasserentnahme und die Trocknung in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen.

Der Hauptvorteil dieser Trockner liegt in den niedrigen Arbeitskosten, die sich aus der Entnahme der ungebundenen Feuchtigkeit und der anschließenden Trocknung in derselben Anlage ergeben, wobei nur ein einziger, schneller und sehr einfacher Ladevorgang erforderlich ist.

Ein weiterer Vorteil, insbesondere im Vergleich zu Kammer- und Halbschnelltrocknern, ist die wesentlich kürzere Trocknungszeit für verschiedene Produkte, die normalerweise - zumindest bei den neuesten und effizientesten Schnell-/Drucktrocknern - nicht mehr als ein paar Stunden beträgt, sofern die Kühlwassertemperatur, die der Feuchtekondensationseinheit der Anlage zugeführt wird, niedrig genug ist (was insbesondere in Ländern mit heißem Klima nicht immer der Fall ist).

Auf der anderen Seite haben Schnell-/Drucktrockner mehrere technische und wirtschaftliche Nachteile: Man kann sagen, dass diese Geräte allen Problemen im Zusammenhang mit Trocknungsmethoden durch Heißluftkonvektion, wie sie zuvor für Kammer- und Halbschnelltrockner beschrieben wurden, ausgesetzt sind und diese - aufgrund der sehr starken Luftströmung und der hohen Temperaturgradienten innerhalb der Packungen - sogar noch verschärfen (mit der einzigen Ausnahme, dass in diesem Fall die Luftzirkulation in einem geschlossenen Kreislauf erfolgt, so dass die Außenluftfeuchtigkeit und die Verschmutzung den Prozess nicht beeinflussen).

Darüber hinaus gibt es zusätzlich zu den bereits erwähnten Problemen weitere ernsthafte Unannehmlichkeiten, die speziell für Schnell-/Drucktrockner gelten, nämlich

durch die hohe Lufttemperatur und den hohen Druck wird das Garn thermisch und mechanisch beansprucht, so dass seine physikalischen Eigenschaften wie Festigkeit, Elastizität, Weichheit und Griff negativ beeinflusst werden;

aus den gleichen Gründen sind Vergilbung, Verfärbung, Farbmigration recht häufige Phänomene;

auch hier erzeugt der starke Luftstrom eine starke Behaarung des Garns, was beim Weben oder Stricken des Garns verschiedene Unannehmlichkeiten verursacht;

einige Garnhaare sammeln sich während des Trocknungsprozesses in der Anlage an, was häufige Reinigungs-/Waschvorgänge des Behälters erforderlich macht, insbesondere wenn helle Töne nach dunklen Tönen getrocknet werden müssen (um eine Reinigung nach jedem Trocknungszyklus zu vermeiden, wird eine Chargenplanung / Farbreihenfolge während des Tages - ausgehend von den helleren Tönen - empfohlen, was jedoch nicht immer durchführbar ist);

die Funktionsweise der Geräte ist sehr laut und es wird viel Wärme an die Umgebung abgegeben.

Ungeachtet der oben genannten Nachteile ist der Hauptnachteil von Schnell-/Drucktrocknern die sehr hohen Gesamtkosten der Versorgungsunternehmen.

Im Einzelnen ist der Strom-, Dampf- und Kühlwasserverbrauch von Schnell-/Drucktrocknern aus zwei Hauptgründen sehr hoch: Die mechanische Hydroextraktion, die die kostengünstigste Art und Weise ist, die große Menge an ungebundenem Wasser, die das Produkt beim Austritt aus dem Färbebehälter vor dem Trocknungsprozess zurückhält, zu eliminieren, wird durch die Vakuum-/Druckbehandlung, der das Produkt unterzogen wird, nicht effizient durchgeführt, und folglich muss eine sehr große Menge an Wasser noch durch Verdampfung eliminiert werden; außerdem, wenn sich der Trocknungsprozess dem Ende nähert (d.h. wenn der Trocknungsvorgang abgeschlossen ist). wenn die Endfeuchte, die stark an den Faserkern gebunden ist, eliminiert werden muss), wird die Wärmeübertragungsleistung von der Luft auf die Restfeuchte sowie die Effizienz des Feuchtekondensationssystems sehr gering, so dass große Mengen an mechanischer und thermischer Energie sowie an Kühlwasser verschwendet werden müssen, um nur eine geringe Restfeuchte zu eliminieren.

Die Radiofrequenz-Trocknungstechnologie

Als offensichtliche Folge dessen, was wir oben beschrieben haben, haben die meisten Textilfaser- und Garnfärber in den letzten drei Jahrzehnten die Radiofrequenz-Trocknungstechnologie in ihren Betrieben eingeführt, da diese Methode alle Probleme, die direkt oder indirekt mit den Wärmeübertragungsphänomenen, d.h. mit allen konventionellen Trocknungsgeräten zusammenhängen, auf brillante Weise löst.

Im Folgenden werden die Hauptvorteile der HF-Technologie bei der Trocknung von Garnspulen und ganz allgemein bei allen textilen Substraten erwähnt:

sehr kurze und gleichmäßige Trocknungszeiten (im Allgemeinen von 15 bis 50 Minuten, je nach dem zu verdampfenden Feuchtigkeitsgehalt) bei allen Produkten, unabhängig von Produktgröße, Dichte, Garnfeinheit, Farbton usw;

perfekt kontrollierter und gleichmäßiger Trocknungsprozess, der eine sehr gleichmäßige Verteilung der Restfeuchtigkeit (Rückgewinnung) innerhalb der Spulen, von Spulen zu Spulen, von Charge zu Charge, hinterlässt, wodurch die Notwendigkeit einer langen Garnkonditionierungszeit nach dem Trocknen entfällt;

volle Flexibilität unabhängig von der Produktart (Garnspulen, Stränge, Oberteile, lose Fasern usw.);

jedes Produkt oder jede Chargengröße kann mit der gleichen hohen Effizienz getrocknet werden, wobei die Trocknungskosten pro Einheit gleich bleiben;

hoher energetischer Wirkungsgrad (etwa 65-70% des Gesamtenergieverbrauchs der Anlage wird für den Trocknungsprozess selbst genutzt) ohne Wärmeabgabe an die Umgebung;

kein Einfluss der äußeren Umgebungsbedingungen (Feuchtigkeit, Temperatur) auf die Trocknungsleistung / -zeit;

just-in-time und sofortiger Betrieb, keine Vorwärmung erforderlich;

keine Vergilbung, keine Verfärbung, keine Kontamination zwischen verschiedenen Farben;

keine Notwendigkeit für Batch-Planung / Farbreihenfolgeplanung / häufige Reinigung der Trockner;

keine Haarigkeit im Garn erzeugt;

keine Verschmutzung der Garnoberfläche durch Luftverschmutzung;

vernachlässigbare Verdrängung und Verdunstung von Ausrüstungschemikalien;

bessere physikalische und mechanische Eigenschaften des Garns dank kurzer Trocknungszeit, niedriger Trocknungstemperatur und keiner mechanischen Beanspruchung;

in vielen Fällen kann der Umrollvorgang nach der Trocknung vermieden werden.

Aus wirtschaftlicher und betrieblicher Sicht kann man argumentieren, dass im Vergleich zu dem einzigen und sehr einfachen Handhabungsvorgang, den der Schnell-/Drucktrockner für die Verarbeitung einer ganzen Farbstoffpartie benötigt, die HF-Trocknung zwei separate, arbeitsintensive Arbeitsgänge erfordert: der erste für das Be- und Entladen des zentrifugalen Hydroextraktors, der zweite für die Zuführung der Pakete zum HF-Trockner.

Es ist jedoch zu beachten, dass trotz der Kosten, die durch die zusätzliche Handhabung und den Hydroextraktionsbetrieb entstehen, die praktischen Erfahrungen mehrerer Endanwender zeigen, dass selbst bei recht hohen Stundenlöhnen (wie in Westeuropa oder in den USA) die Gesamtkosten der HF-Trocknung immer noch deutlich niedriger sind als die der Schnell-/Drucktrocknung.

Schlussfolgerungen

Der Hauptvorteil des Einsatzes von Schnell-/Drucktrocknern liegt in der einfachen Bedienung und damit in den sehr niedrigen Arbeitskosten. Die Gesamtnebenkosten sind jedoch die höchsten unter den verschiedenen Trocknungsmethoden - selbst wenn Wärmerückgewinnungssysteme ordnungsgemäß installiert und genutzt werden - und selbst unter Berücksichtigung der hohen Stundenlöhne, die in westeuropäischen Ländern und den USA gezahlt werden, werden diese hohen Nebenkosten nicht durch den geringeren Personalbedarf ausgeglichen. Daher bleibt diese Trocknungsmethode letztendlich die teuerste und auch diejenige, die im Allgemeinen das schlechteste Qualitätsniveau der getrockneten Produkte ergibt.

Aus technologischer Sicht besteht der Hauptunterschied zwischen Schnell-/Drucktrocknern und Kammer-/Halbschnelltrocknern darin, dass bei letzteren die heiße Luft mit einem viel geringeren Druck/einer viel geringeren Geschwindigkeit durch das Produkt gepresst wird, so dass die Trocknungszeiten länger sind, aber viel (teure) mechanische / elektrische Energie eingespart werden kann.

Andererseits kann die schwache Luftströmung durch das Produkt nicht die erforderliche mechanische Hydroextraktion durchführen, die daher im Vorfeld separat durchgeführt werden muss, genau wie bei der Verwendung von RF-Trocknern. Das bedeutet, dass, obwohl die Betriebskosten recht niedrig sind (nicht weit von denen, die mit RF-Trocknern erreicht werden), der Hauptvorteil des Einsatzes von Schnell-/Drucktrocknern beim Einsatz von Kammer-/Halbschnelltrocknern völlig verloren geht. Darüber hinaus sind die meisten Probleme im Zusammenhang mit der schlechten Qualität der getrockneten Produkte und der inhärenten mangelnden Flexibilität aller konventionellen Trocknungsmethoden durch Wärmekonvektion immer noch vorhanden, wenn auch nicht so dramatisch wie bei den Schnell-/Drucktrocknern.

Im Gegenteil, die HF-Trocknung, bei der die geringstmöglichen Gesamtbetriebskosten im Vergleich zu allen herkömmlichen Trocknungsmethoden (selbst bei den wirtschaftlichsten Kammertrocknern / Halbschnelltrocknern der neuen Generation) gewährleistet sind, ist die einzige Technologie, die es ermöglicht, höchste Qualitätsstandards und ein Höchstmaß an betrieblicher Flexibilität zu erreichen, was wiederum zu einer Steigerung der Gesamtrentabilität innerhalb der Färbe- und Trocknungsprozesse aller Textilfabriken führt.