Verfahren zum automatisierten Betreiben einer Trocknungsanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Betreiben einer

Trocknungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch die DE 25 34 479 A1 ist eine Temperatursteuereinrichtung bei einer

Trockenmaschine für laufende Garnbannen bekannt, wobei eine in Laufrichtung der Garnbahn langgestreckte Trockenkammer, die von einem kastenförmigen Rahmen umgrenzt wird, vorgesehen ist. Ein in Strömungsrichtung oberhalb liegender Anschluss einer Luftsaugleitung ist an einem Ende mit der Trockenkammer verbunden. Ein in Strömungsrichtung oberhalb liegender Anschluss einer Absaugeinrichtung, um Luft aus dem System abzusaugen, ist mit der Luftsaugleitung verbunden. Ein in

Strömungsrichtung oberhalb liegender Anschluss einer Umlaufleitung ist mit der

Saugleitung und deren unterhalb liegender Anschluss ist mit dem gegenüberliegenden Ende der Trockenkammer verbunden. Es sind ein der Umlaufleitung zugeordneter Heizer und ein der Umlaufleitung zugeordnetes Umlaufgebläse vorgesehen sowie eine

Einrichtung, um die Saugleitung wahlweise mit der Umlaufleitung und der

Absaugeinrichtung zu verbinden, ferner eine Einrichtung, um abhängig vom Laufzustand der Trockenmaschine die Zufuhr an thermischer Energie in die Trockenkammer zu steuern. Schließlich ist auch eine Einrichtung zum Steuern der genannten Elemente in einem vorgegebenen zeitlichen Ablauf vorgesehen.

Durch die DE 32 05 962 C2 ist eine Anordnung von Heizelementen in einem

Trocknungsraum bekannt. Durch die DE 857 925 B ist ein Verfahren zum Trocknen von vorwiegend lackierten Blechdosenrümpfen mittels heißer, die Gutstransportfläche durchströmender

Trockengase in Bandtrocknern bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automatisierten Betreiben einer Trocknungsanlage zu schaffen, bei dem ein Verbrauch an insbesondere elektrischer Energie unter Berücksichtigung von Vorschriften des Explosionsschutzes minimiert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass beim automatisierten Betreiben der Trocknungsanlage deren Verbrauch an insbesondere elektrischer Energie unter Berücksichtigung von Vorschriften des Explosionsschutzes minimiert wird. Zudem wird insbesondere in Verbindung mit einer Unterbrechung im Trocknungsprozess der zum Trocknen des Trocknungsgutes eingesetzte Gasverbrauch minimiert. Im Übrigen führt die vorgeschlagene Lösung dazu, dass eine

Trocknungsanlage nach einem Kaltstart und/oder nach einer Unterbrechung im

Trocknungsprozess vollständig automatisiert vergleichsweise schnell, d. h. in kürzerer Zeit als in von einer Bedienperson ausgeführten Aktionen wieder in Produktion gehen kann, was die Wirtschaftlichkeit einer solchen Trocknungsanlage verbessert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt beispielhaft schematisch und vereinfacht eine Trocknungsanlage 01 , wie sie z. B. in der industriellen Verfahrenstechnik zum Trocknen eines

Trocknungsgutes 03 insbesondere mit Hilfe von Luft, Rauchgas oder ein Inertgas wie z. B. Stickstoff oder ein Edelgas eingesetzt wird. Diese Trocknungsanlage 01 weist mindestens einen Trocknungsraum 02 auf, wobei dieser von wenigen Öffnungen abgesehen umbaute Trocknungsraum 02 zumindest mit einer bestimmten Menge an Luft, d. h. dem sogenannten Luftvolumen gefüllt ist. Ein mit einem Lösemittel befrachtetes Trocknungsgut 03 wird diesem Trocknungsraum 02 der Trocknungsanlage 01 in einer vorzugsweise kontinuierlichen Bewegung zugeführt. Als Trocknungsgut 03 werden vorzugsweise Dosen aus einem metallischen Werkstoff verwendet, z. B. Dosen aus Aluminium oder aus einem Stahl, insbesondere in ihrem Herstellprozess mit einem Lack behandelte Dosen zur nachfolgenden Befüllung z. B. mit einem Getränk oder mit einem Nahrungsmittel oder mit einem Pflegemittel. Das Lösemittel wird im Trocknungsraum 02 zumindest teilweise freigesetzt. Das Lösemittel stammt z. B. aus dem Lack, mit dem Trocknungsgut 03 zuvor behandelt worden ist. Das Trocknungsgut 03 wird vorzugsweise mittels einer den Trocknungsraum 02 in einer Transportrichtung T durchlaufenden Fördereinrichtung 04 zunächst in den Trocknungsraum 02 hineinbefördert und nach dem Trocknungsprozesses aus dem Trocknungsraum 02 wieder hinausbefördert, wobei die Fördereinrichtung 04 z. B. als ein Transportband ausgebildet ist. Im Fall der Ausbildung der Fördereinrichtung 04 als ein Transportband sind die das Trocknungsgut 03 bildenden Dosen an bzw. auf diesem Transportband insbesondere aneinandergereiht angeordnet. Diese Dosen sind z. B. innen und/oder außen mit einem Lösemittel haltigen Lack behandelt. Die Trocknungsanlage 01 ist z. B. als ein Bandtrockner ausgebildet.

Das Trocknungsgut 03 wird während seines Durchlaufs durch den Trocknungsraum 02 in einem direkten Kontakt mit einem in den Trocknungsraum 02 eingebrachten von einem auf eine Prozesstemperatur erhitzten strömenden Gas getrocknet, wobei ein z. B.

unterhalb der Fördereinrichtung 04 angeordnetes Heizelement 06 dieses Gas erhitzt, wobei dieses das Trocknungsgut 03 trocknende Gas z. B. Heißluft ist und vom

Heizelement 06 direkt oder indirekt erhitzt wird. Die Prozesstemperatur ist diejenige Temperatur, bei der das Trocknungsgut 03 optimal, d. h. auch schnellst möglich trocknet, ohne durch die zugeführte Wärme Schaden zu nehmen. Das Heizelement 06 ist z. B. als ein Brenner, insbesondere als ein Gasbrenner ausgebildet. Für das vom Heizelement 06 zu erhitzende Gas und/oder für eine das Trocknungsgut 03 umgebende Umluft ist eine Prozesstemperatur von z. B. etwa 180°C bis 200°C vorgesehen, wobei dieses Gas von einer Ausgangstemperatur von z. B. 20°C bis 25°C auf die Prozesstemperatur erwärmt wird. Im Trocknungsraum 02 ist in Verbindung mit dem Heizelement 06 z. B. ein

Umluftsystem ausgebildet, bei dem mindestens ein im Trocknungsraum 02 angeordneter Umluftventilator 09 im Trocknungsraum 02 befindliche Luft umwälzt. Während seiner Trocknung gibt das Trocknungsgut 03 seine Lösemittelfracht zumindest teilweise in den Trocknungsraum 02, d. h. z. B. an die Umluft ab. Um zu verhindern, dass sich im

Trocknungsraum 02 aufgrund der eingebrachten Lösemittelfracht ein leicht entzündliches oder gar explosives Gasgemisch ausbildet, weist der Trocknungsraum 02 mindestens einen Abluftkanal 07 mit jeweils mindestens einen Abluftventilator 08 auf, wobei der mindestens eine Abluftventilator 08 das in dem Trocknungsraum 02 das Trocknungsgut 03 umströmende Gas zusammen mit der vom Trocknungsgut 03 in den Trocknungsraum 02 abgegebenen Lösemittelfracht und dem ursprünglich in dem Trocknungsraum 02 befindlichen Luftvolumen als ein Abluftvolumen aus diesem Trocknungsraum 02 hinausbefördert, wobei der Begriff„Abluftvolumen" diejenige Menge bzw. Gesamtmenge an ursprünglich im Trocknungsraum 02 vorhandener Luft und/oder an in den

Trocknungsraum 02 gegebenenfalls eingetragenem Gas und/oder an in dem

Trocknungsraum 02 verdampftem Lösemittel bezeichnet, die sich aktuell in dem

Trocknungsraum 02 der Trocknungsanlage 01 befindet und zur Vermeidung einer Gefahr durch den mindestens einen Abluftkanal 07 aus dem Trocknungsraum 02

hinauszubefördern ist. Im Regelfall wird zumindest das aus dem Trocknungsraum 02 hinausbeförderte Luftvolumen durch ein dem Trocknungsraum 02 über einen Zuluftkanal 1 1 zugeführtes Zuluftvolumen ersetzt, wobei es sich bei der Zuluft z. B. um insbesondere sauerstoffreiche Frischluft z. B. aus einem Umgebungsbereich der Trocknungsanlage 01 oder aus einem Freiluftbereich handelt. Die Einspeisung des Zuluftvolumens in den Trocknungsraum 02 erfolgt z. B. mittels eines im Trocknungsraum 02 ausgebildeten Unterdrucks, wobei dieser Unterdruck z. B. durch eine Umwälzung des in dem

Trocknungsraum 02 befindlichen Luftvolumens z. B. mittels des mindestens einen im Trocknungsraum 02 angeordneten Umluftventilators 09 erfolgt. Zum automatisierten Betreiben der Trocknungsanlage 01 ist eine vorzugsweise elektronische, insbesondere programmierbare Steuereinheit 12 vorgesehen, wobei diese Steuereinheit 12 insbesondere zur Herstellung eines möglichst stabilen

Trocknungsprozesses das das Gas erhitzende Heizelement 06 zumindest hinsichtlich der Prozesstemperatur und/oder den mindestens einen Abluftventilator 08 zumindest hinsichtlich des aus dem Trocknungsraum 02 hinauszubefördernden Abluftvolumens und/oder den mindestens einen Umluftventilator 09 hinsichtlich der von ihm im

Trocknungsraum 02 bewirkten Luftumwälzung jeweils regelt. In dieser Regelung werden die Prozesstemperatur des vom Heizelement 06 erhitzten Gases und/oder das von dem mindestens einen Abluftventilator 08 aus dem Trocknungsraum 02 hinausbeförderte Abluftvolumen und/oder der mindestens eine Umluftventilator 09 jeweils von mit der Steuereinheit 12 verbundenen Sensoren überwacht.

Bei einem Kaltstart der Trocknungsanlage 01 z. B. nach deren längerem Stillstand stellt die Steuereinheit 12 zumindest das von dem mindestens einen Abluftventilator 08 aus dem Trocknungsraum 02 hinauszubefördernde Abluftvolumen auf einen für den vorgesehenen Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert ein, wobei die Steuereinheit 12 z. B. von einem Produktionsplanungssystem 14 eine entsprechende Information über den vorgesehenen Trocknungsprozess erhält, insbesondere auch darüber, ob das dem Trocknungsraum 02 zuzuführende Trocknungsgut 03 in einer der Trocknungsanlage 01 vorgeordneten Produktionsanlage aktuell in Produktion ist oder in einer der

Trocknungsanlage 01 vorgeordneten Bearbeitungsanlage aktuell in Bearbeitung ist oder nicht. Nach einem Erreichen dieses ersten Wertes für das von dem mindestens einen Abluftventilator 08 aus dem Trocknungsraum 02 hinauszubefördernde Abluftvolumen stellt die Steuereinheit 12 das von dem mindestens einen Abluftventilator 08 aus dem

Trocknungsraum 02 hinauszubefördernde Abluftvolumen für eine Spülzeit auf einen im Vergleich zu seinem ersten Wert höheren zweiten Wert ein, wobei dieser zweite Wert für das von dem mindestens einen Abluftventilator 08 aus dem Trocknungsraum 02 hinauszubefördernde Abluftvolumen von der Steuereinheit 12 z. B. mindestens fünfmal so hoch eingestellt wird wie dessen erster Wert. Dabei ist die Spülzeit eine in der

Steuereinheit 12 z. B. in einem Programm voreingestellte oder zumindest voreinstellbare Dauer, die erforderlich ist, um das in dem Trocknungsraum 02 vorhandene Luftvolumen, insbesondere das mit dem vom Trocknungsgut 03 eingebrachten Lösemittel befrachtete Luftvolumen aus dem Trocknungsraum 02 hinauszubefördern und gegebenenfalls gegen das dem Trocknungsraum 02 zuzuführende Zuluftvolumen auszutauschen, so dass eine Konzentration eines im Trocknungsraum 02 vorhandenen gegebenenfalls leicht entzündlichen oder gar explosiven Gasgemisches zuverlässig unterhalb eines für den Betrieb der Trocknungsanlage 01 vorgeschriebenen Wertes bleibt. Der

Volumenaustausch erfolgt z. B. mit ca. 1000 bis 1500 m ³ /h. Die Spülzeit beträgt z. B. 5 bis 10 Minuten. Nach Ablauf der Spülzeit stellt die Steuereinheit 12 das von dem mindestens einen Abluftventilator 08 aus dem Trocknungsraum 02 hinauszubefördernde

Abluftvolumen wieder auf den ersten Wert ein. Bei dem erneuten Erreichen des ersten Wertes für das von dem mindestens einen Abluftventilator 08 aus dem Trocknungsraum

02 hinauszubefördernde Abluftvolumen zündet die Steuereinheit 12 das das Gas erhitzende Heizelement 06. Die Steuereinheit 12 startet z. B. durch eine Betätigung eines die Fördereinrichtung 04 antreibenden Antriebs 13 den Durchlauf des Trocknungsgutes

03 durch den Trocknungsraum 02 und damit den Trocknungsprozess, sobald das vom Heizelement 06 erhitzte Gas seine Prozesstemperatur erreicht hat.

Zusätzlich zu der als Kaltstart bezeichneten Betriebssituation der Trocknungsanlage 01 oder auch unabhängig davon prüft die Steuereinheit 12 in einer weiteren Betriebssituation dieser Trocknungsanlage 01 , nämlich bei einer Unterbrechung in einer Zuführung des Trocknungsgutes 03 zum Trocknungsraum 02, wobei diese Unterbrechung z. B. auch die Folge eines Produktionswechsels sein kann, innerhalb eines von einer planmäßigen Durchlaufzeit des Trocknungsgutes 03 durch den Trocknungsraum 02 abhängigen Zeitintervalls, ob die Zuführung des Trocknungsgutes 03 zum Trocknungsraum 02 fortgesetzt wird, wobei dieses Zeitintervall mit demjenigen Zeitpunkt zu laufen beginnt, in dem die Steuereinheit 12 die Unterbrechung in der Zuführung des Trocknungsgutes 03 zum Trocknungsraum 02 erkennt. Die Steuereinheit 12 senkt bei einer Unterbrechung in der Zuführung des Trocknungsgutes 03 zum Trocknungsraum 02 innerhalb eines von der planmäßigen Durchlaufzeit des Trocknungsgutes 03 durch den Trocknungsraum 02 abhängigen Zeitintervalls zumindest das von dem mindestens einen Abluftventilator 08 aus dem Trocknungsraum 02 hinausbeförderte Abluftvolumen von einem für den aktuellen Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert auf einen im Vergleich zu seinem ersten Wert geringeren zweiten Wert ab, wenn bis zum Ablauf des Zeitintervalls, in dem die Steuereinheit prüft, ob die Zuführung des Trocknungsgutes zum Trocknungsraum fortgesetzt wird, die Zuführung des Trocknungsgutes zum Trocknungsraum unterbrochen bleibt. Dabei senkt die Steuereinheit 12 vorzugsweise die von ihr geregelte, von dem das Gas erhitzenden Heizelement 06 in dem Trocknungsraum 02 erzeugte Prozesstemperatur von einem für den aktuellen Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert auf einen im Vergleich zu ihrem ersten Wert geringeren zweiten Wert ab, wobei die Steuereinheit 12 für das vom Heizelement 06 zu erhitzende Gas als ihren ersten Wert eine

Prozesstemperatur z. B. von etwa 180°C bis 200°C einstellt. Auch beendet die

Steuereinheit 12 mit dem Erreichen des zweiten Wertes der Prozesstemperatur insbesondere die Zuführung des Trocknungsgutes 03 zum Trocknungsraum 02, indem die Steuereinheit 12 z. B. den die Fördereinrichtung 04 antreibenden Antrieb 13 betätigt.

Wenn bzw. sobald die Zuführung des Trocknungsgutes 03 zum Trocknungsraum 02 wieder fortsetzbar ist oder tatsächlich fortgesetzt wird, hebt die Steuereinheit 12 sowohl die von ihr geregelte, von dem das Gas erhitzenden Heizelement 06 in dem

Trocknungsraum 02 erzeugte Prozesstemperatur von dem vergleichsweise geringeren zweiten Wert auf den für den fortzusetzenden Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert als auch mit dem Erreichen des ersten Wertes der Prozesstemperatur zumindest das von dem mindestens einen Abluftventilator 08 aus dem Trocknungsraum 02

hinauszubefördernde Abluftvolumen von dem zweiten Wert wieder auf den für den fortzusetzenden Trocknungsprozess geeigneten ersten Wert an. Bezugszeichenliste

01 Trocknungsanlage

02 Trocknungsraum

03 Trocknungsgut

04 Fördereinrichtung

05 -

06 Heizelement

07 Abluftkanal

08 Abluftventilator

09 Umluftventilator

10 -

1 1 Zuluftkanal

12 Steuereinheit

13 Antrieb

14 Produktionsplanungssystem

T Transportrichtung