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EP3034975A1 - Verfahren und trocknungsanlage zum trocknen von kunststoffgranulat - Google Patents

Verfahren und trocknungsanlage zum trocknen von kunststoffgranulat Download PDF

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Publication number
EP3034975A1
EP3034975A1 EP15194413.9A EP15194413A EP3034975A1 EP 3034975 A1 EP3034975 A1 EP 3034975A1 EP 15194413 A EP15194413 A EP 15194413A EP 3034975 A1 EP3034975 A1 EP 3034975A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drying
dried
residence time
container
drying container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP15194413.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3034975B1 (de
Inventor
Thomas Schall
Jan Rojahn
Philip Glatzer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority to PL15194413T priority Critical patent/PL3034975T3/pl
Publication of EP3034975A1 publication Critical patent/EP3034975A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3034975B1 publication Critical patent/EP3034975B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/12—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/001—Handling, e.g. loading or unloading arrangements
    • F26B25/002—Handling, e.g. loading or unloading arrangements for bulk goods

Definitions

  • the present invention relates to a method and a drying plant for drying a material to be dried, in particular of plastic granules, by passing a drying medium through the material to be dried.
  • the plastic raw materials mostly present in the form of granules are dried before processing.
  • dry air serving as the drying medium flows through a drying container in drying systems known from the prior art, wherein the plastic granules are taken up in bulk in the drying container.
  • the drying container is designed as a funnel, from which the plastic granulate is successively discharged into a further processing device, for example a plasticizer.
  • the drying medium is introduced by means of a blower in the drying tank and flows around the particles of the plastic granules.
  • the drying medium flows through a regenerating agent, for example a so-called molecular sieve, through which the moisture contained in the drying medium is adsorbed.
  • a regenerating agent for example a so-called molecular sieve
  • the EP 1 006 329 A1 describes a process for drying plastic raw materials, in which a gaseous drying medium flows through drying material located in a drying container, the flow of the drying medium being pulsed. By an appropriate method, the drying process is increased in its efficiency. The drying container is always completely filled.
  • plastic granules has a dependent on the ambient conditions moisture. This can lead to problems during further processing, for example in an injection molding process. Excessive moisture content causes hydrolytic degradation during processing, which can lead to surface defects of the injection-molded component in the form of streaks. If the moisture content is too low, ie if the plastic granules are overdried, the melt viscosity of the plastic increases, which can cause decomposition streaks in the finished product.
  • the plastic granulate (drying material) provided for further processing be dried in such a way that it has a moisture content in an acceptable range for further processing.
  • This moisture content correlates with a residence time of the material to be dried in the drying container.
  • the known from the prior art drying equipment for drying of drying material are designed as a rule after the maximum plastic granule consumption to at highest utilization to ensure an acceptable predrying.
  • the temperature of the drying medium in the flow and return is measured in the prior art. If the difference between the two temperatures is within a defined tolerance band, the drying temperature is lowered to a lower value.
  • a standby mode is activated. If fresh plastic granulate is sucked in again, or no plastic granules are removed from the drying container for a predetermined time, the standby mode is deactivated to prevent rewet of the plastic granules. The drying process is then continued with the original setting.
  • the stationary state of a moisture balance of a hygroscopic plastic mainly depends on the dryness of the ambient air, that is, on the dew point set in the dryer. Since only the temperature is lowered in standby mode, this does not change the stationary state of the moisture balance, but only the drying speed. Consequently, an overdrying of the plastic granules by a long dwell time within the drying container is also possible.
  • the object underlying the present invention is to provide a method for drying a drying material in a drying container, which ensures a moisture content of the material to be dried within a predetermined moisture content regardless of the consumption of a further processing plant, which is downstream of a drying plant.
  • the present invention has the object to provide a drying plant with a drying container for drying drying material located in the drying container, which ensures a moisture content of the material to be dried within a predetermined moisture content regardless of the consumption of the drying plant downstream processing equipment.
  • process steps are thus arranged in the form of a repetitive loop and are repeated at predetermined intervals in order to adjust the actual residence time of the desired residence time reliably over a longer period of time and with changing consumption conditions.
  • An appropriate method ensures that regardless of consumption of the drying plant downstream processing plant, the residence time of the material to be dried in the drying tank is always within a predetermined time range, so that the subsidized from the drying tank or from the drying plant plastic granules always has a moisture content within a predetermined Moisture range is.
  • the inventive method ensures that a control signal is output, which causes a filling of the drying container with Trocknungsgut. As a result, further drying material is conveyed into the drying container, so that the actual residence time is prolonged and consequently approaches the desired residence time.
  • the residual moisture of the plastic granules should preferably be between 0.04% and 0.10%, so that the plastic granules can then be easily further processed by a further processing facility. A corresponding residual moisture is achieved if, under normal drying conditions, the plastic granules remain between 2.5 hours and 8 hours in the drying tank.
  • the material to be dried can also be referred to as plastic granules and / or as plastic raw material.
  • the actual residence time is the calculated emptying time of the drying tank.
  • the consumption of the material to be dried is the consumption of a further processing device downstream of the drying container, for example a plasticizer.
  • the drying medium may be, for example, air which is adjusted to a predetermined temperature and humidity. However, it is of course also possible to use as the drying medium another gaseous drying medium.
  • the consumption of the material to be dried can be determined, for example, by means of a flow meter downstream of a drying container outlet downstream. It is also possible to provide a plurality of flowmeters, which are connected upstream of further processing devices.
  • An MES system is a link between the planning level of a company and the manufacturing level with the manufacturing / production processes.
  • the flow rate of the drying medium is adjusted by the drying tank.
  • the drying speed of the material to be dried is influenced by a corresponding setting, so that also the desired residence time of the material to be dried in the drying container is changed.
  • the determination of the filling quantity and / or the mass of the material to be dried in the drying container is carried out by measuring and / or calculating the filling quantity or the mass of the material to be dried. More specifically, the determination of the filling amount in the drying tank by measuring the level, that is, the filling level of the material to be dried in the drying tank and subsequent calculation of the filling takes into account the geometry, in particular the cross-sectional geometry of the drying container and the density of the material to be dried.
  • the determination of the mass of the material to be dried in the drying container can also be done by using a balance. By using a balance to determine the filling amount of the drying container, the material to be dried in the drying container may have any distribution, for example, form a pour cone, it being ensured that the filling quantity is reliably determined in this case.
  • the filling level or the filling amount of the material to be dried in the drying container can be determined in a variety of ways. For example, capacitive sensors can be used. Furthermore, ultrasonic sensors and / or light barriers can also be used to determine the filling quantity. With regard to the investigation procedure for determining the filling quantity of the material to be dried in the drying container and with regard to the use of different level sensors, there are no restrictions whatsoever.
  • the calculation of the actual residence time of the material to be dried in the drying container can be done by dividing the filling amount by the consumption amount. More specifically, the calculation of the actual residence time by dividing the mass of the drying material in the drying container by the consumption mass of the material to be dried by the drying tank downstream processing equipment done. The consumption quantity is given in mass per unit of time. Furthermore, it is possible to determine the actual residence time by dividing the volume of the material to be dried in the drying container by the consumption volume of the material to be dried. The consumption volume is given in volume per unit of time.
  • the method further comprises a method step for outputting a second control signal for stopping the filling of the drying container with material to be dried in the event that the actual residence time is equal to or greater than the desired residence time.
  • a corresponding method may be necessary for a drying plant, in which a filling opening for the plastic granules in the drying container in the absence the control signal for filling the drying container is not automatically closed.
  • the method comprises an initial step of inputting and / or setting the desired residence time of the material to be dried in the drying container. It is thereby achieved that a drying plant using or carrying out the method according to the invention can be set rapidly to different drying material and / or to different throughflow rates, temperatures and moisture contents of the drying medium through the material to be dried.
  • the object underlying the present invention is also achieved by a drying system with a drying container for drying drying material in the drying container by passing a drying medium through the material to be dried, the drying system a level sensor for determining the level of the material to be dried in the drying container and / or a weight sensor for Determining the weight of the material to be dried in the drying container.
  • the drying system has a control device, which is connected to the level sensor and / or the weight sensor via a signal line.
  • the control device is designed to receive a consumption signal representing the consumption of the material to be dried via the signal line and / or via a further signal line.
  • control device is designed to calculate an actual residence time of the material to be dried in the drying container based on the consumption of the material to be dried and the filling amount of the material to be dried and / or the mass of the material to be dried in the drying container, wherein the control device is further configured to to issue a control signal for filling the drying container with material to be dried, if the actual residence time is less than the desired residence time.
  • the residence time of the material to be dried in the drying tank is always within a predetermined time range, so that the conveyed from the drying tank or from the drying unit plastic granules always has a moisture content within a predetermined residual moisture range lies.
  • the control device of the drying system that a control signal for filling the drying container is output with Trocknungsgut. As a result, further drying material is conveyed into the drying container, so that the actual residence time is prolonged and consequently approaches the desired residence time.
  • the control device is designed such that the determination of the level of the material to be dried in the drying container, the determination of the consumption of the material to be dried, the calculation of the actual residence time of the material to be dried in the drying tank based on the consumption of the material to be dried and the amount of material to be dried and the output of a control signal for filling the drying container with drying material, if the actual residence time is less than the desired residence time, in Repeatedly executed in the form of a repeat loop.
  • a magnetic switch By outputting the control signal for filling the drying container, a magnetic switch can be actuated or activated, for example, by means of which a closure flap, which closes a filling opening of the drying container in its closed position, is transferred from its closed position into its open position.
  • the closure cap can be biased alternatively or additionally by means of a force spring device in its closed position.
  • the drying system may also be designed such that when a control signal for filling the drying container, the filling opening of the drying container is opened for a predetermined time, so that a predetermined amount of material to be dried is introduced into the drying container. After the predetermined time has elapsed, the closing flap automatically closes the filling opening of the drying container, whereupon the method steps described above are carried out again by the control device. In this way, a gradual adaptation of the actual residence time to the desired residence time takes place.
  • control signal for filling the drying container could also be a conveyor, such as a vacuum pump can be controlled, which causes a conveying of the material to be dried in the drying container.
  • the signal line may be an arbitrarily designed signal line, which may be formed, for example, wired or radio-based.
  • control device is designed to output a second control signal for stopping the filling of the drying container with material to be dried in the event that the actual residence time is equal to or greater than the desired residence time.
  • a suitably designed drying plant allows the use of a shutter that is not automatically transferred from the open position to its closed position when a control signal for filling the drying tank fails.
  • the level sensor is designed as a capacitive level sensor.
  • a corresponding design of the drying plant is structurally particularly simple and therefore inexpensive to implement, since corresponding level sensors are inexpensive to buy and can be easily implemented or installed in existing drying systems.
  • the level sensor extends parallel to a longitudinal axis of the drying container.
  • the level of the drying container can be determined continuously, i. not only only discrete filling states can be determined.
  • only a single level sensor is necessary to determine over the entire longitudinal extent of the drying tank whose level with Trocknungsgut.
  • the drying plant has a plurality of level sensors. This can increase the reliability.
  • the individual fill level sensors can be configured as light barriers, wherein in each case a light transmitter is arranged opposite a light receiver. Due to the large number of light barriers, there is a certain amount of redundancy, so that increased reliability is ensured.
  • the individual level sensors are arranged at different axial heights of the drying container.
  • a corresponding design of the drying plant is structurally simple.
  • the individual level sensors need not be arranged equidistant in the drying container, but the distances from adjacent level sensors may be smaller in the bottom region of the drying container than the distances of adjacent level sensors in the region of an upper lid of the drying container.
  • FIG. 1 shows a drying system 1 according to the invention, which has a drying container 10 for drying of drying material 30 located in the drying container 10.
  • the drying material 30 is dryable by passing through a drying medium. Any suitable gaseous drying medium, for example air, can be used as the drying medium.
  • the drying material 30 is usually a plastic raw material in the form of granules, which is also referred to as plastic granules 30.
  • the drying plant 1 has an inlet opening 11 for filling the drying container 10 with material to be dried 30 and an outlet opening 15 for removing the material to be dried 30 from the drying container 10. In the illustrated embodiment, the inlet opening 11 can be closed by means of an inlet flap 12.
  • a switch 13 is provided in the form of a magnetic switch 13, by means of which the inlet flap 12 between a in FIG. 1 shown Closed position and is pivotable at an open position.
  • the inlet opening 11 is in fluid communication with a suction power 14 for sucking drying material 30 from a storage volume (not shown).
  • the suction box 16 and thus also the outlet opening 15 are in fluid communication with an outlet line 17 for conveying the material to be dried to a further processing device (not shown).
  • the drying plant 1 has a fill level sensor 18 for determining the fill level of the drying container 10 with material 30 to be dried.
  • the level sensor 18 is designed as a capacitive level sensor 18.
  • other sensors such as acoustic or optical sensors (photoelectric sensors) can be used as level sensors 18.
  • the level sensor 18 extends parallel to a longitudinal axis of the drying container 10 over a large part of its total longitudinal extent. Consequently, with the level sensor 18, the level of the drying container 10 can be continuously determined between an (approximately) empty and a (fully) filled state.
  • the drying installation 1 has a control device 19, which is connected to the fill level sensor 18 via a signal line 20.
  • the signal line 20 as an electrical (galvanic) connection between the level sensor 18 and the controller 19 is shown.
  • 20 may be realized as a signal line 20 as a radio-based signal line.
  • the control device 19 receives from the level sensor 18 via the signal line 20 a signal representing the level of the drying container 10. Furthermore, the control device 19 receives a consumption signal, which represents a consumption of the material to be dried 30, via a further (second) signal line 21.
  • the consumption of the material to be dried 30 can be determined, for example, by means of a flow meter, which is not shown and arranged downstream of the outlet 16 or suction box 16 of the drying container 10. Furthermore, the consumption of the material to be dried 30 can also be determined by means of an MES system.
  • FIG. 1 it can be seen open in the control device 19 further signal lines 21, via which, for example, information about the flow of the drying medium through the drying container 1, the temperature of the drying medium and / or the moisture content of the drying medium can be transmitted to the control device 19.
  • a first method step S1 the consumption of the material to be dried 30 is determined.
  • a filling quantity of the material to be dried 30 in the drying container 10 is determined by means of the level sensor 18.
  • the control device 19 calculates an actual residence time IV of the item to be dried 30 in the drying container 10, taking into account the consumption of the item to be dried 30 and taking into account the capacity of the item to be dried 30 in the drying container 10.
  • the actual residence time corresponds while the actual residence time of the material to be dried 30 in the drying tank 10 and is determined by dividing the filling amount of the material to be dried 30 in the drying tank 10 by the consumption of the material to be dried 30. It is then checked whether the actual residence time IV is smaller than a desired residence time SV of the material to be dried 30 in the drying container 10th
  • the desired residence time SV is specific to the plastic granules 30 and depends on the flow rate of the drying medium through the drying vessel 10, on the temperature and the moisture content of the drying medium.
  • the desired residence time SV can be input to the control device 19 in a method step preceding the method step S1. This can be done for example by means of an input device, not shown here, which is connected to the control device 19.
  • the control device 19 outputs in a method step S4 a control signal for filling the drying container 10 with material 30 to be dried.
  • a signal is output to the magnetic switch 13 to open the inlet door 12 via a signal output line 22.
  • further drying material 30 is introduced into the drying container 10, thereby prolonging the actual residence time IV in the drying container 10.
  • the method steps are carried out again beginning at step S1 until the actual residence time IV is not less than the desired residence time SV.
  • no control signal for filling the drying container 10 is then output with 30 more drying because the actual residence time IV is sufficiently large, so that the drying material 30, regardless of the amount consumed by downstream processing equipment always has a predetermined and suitable for further processing residual moisture.
  • the drying plant 1 shown can be configured such that when receiving a control signal for filling the drying container 10 with 30 Trocknungsgut the magnetic switch 13 opens the inlet flap 12 for a predetermined time, so that a predetermined amount of Trocknungsgut 30 is filled into the drying tank 10, whereupon Inlet flap 12 is automatically closed. After filling the predetermined amount of drying material 30, the method steps S1 to S4 are carried out again until the actual residence time IV is no smaller than the desired residence time SV. A corresponding procedure leads to a stepwise adaptation of the actual residence time IV to the desired residence time SV.
  • the control device 19 is adapted to output a second control signal for stopping the filling of the drying container 10 with the material to be dried 30, if the actual residence time IV is equal to or greater than the desired residence time SV. If the actual residence time IV is equal to or greater than the desired residence time SV, then in a method step S5 a second control signal for stopping the filling of the drying container 10 with material 30 to be dried is output. Upon receipt of this signal, the switch 13 transfers the inlet door 12 from its open position their closed position. The remainder of the operation of the controller 19 is identical to that described with reference to FIG. 2a explained operation of the control device 19 so that a repetitive description is avoided.
  • FIG. 3 the realized control loop of the drying plant 1 is shown.
  • the desired residence time SV is compared with the actual residence time IV. More specifically, the difference .DELTA.t between the actual residence time IV and target residence time SV is formed.
  • This result .DELTA.t is further processed by a control software contained in the control device 19 together with further information, which are indicated by arrows opening into the control device 19.
  • the control software then outputs to a conveyor system 25 control data. If the difference ⁇ t ⁇ 0, ie if the actual residence time IV (emptying time) is greater than the desired residence time SV, then a mass m F ⁇ of the material to be dried 30 is fed into the dryer 10. By filling the material to be dried 30 in the drying tank 10, the level h increases.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren und eine Trocknungsanlage mit einem Trocknungsbehälter zum Trocknen eines sich im Trocknungsbehälter befindlichen Trocknungsgutes durch Hindurchströmen eines Trocknungsmediums durch das Trocknungsgut. Bei dem Verfahren und bei der Trocknungsanlage (1) werden folgende Verfahrensschritte wiederholend ausgeführt:
- Ermitteln eines Verbrauchs des Trocknungsgutes (30);
- Ermitteln einer Füllmenge und/oder einer Masse des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10);
- Berechnen einer Ist-Verweilzeit (IV) des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10) unter Berücksichtigung des Verbrauchs des Trocknungsgutes (30) und unter Berücksichtigung der Füllmenge des Trocknungsgutes (30) und/oder der Masse des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10); und
- Ausgeben eines Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters (10) mit Trocknungsgut (30) in dem Fall, dass die Ist-Verweilzeit (IV) kleiner als die Soll-Verweilzeit (SV) ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Trocknungsanlage zum Trocknen eines Trocknungsgutes, insbesondere von Kunststoffgranulat, durch Hindurchströmen eines Trocknungsmediums durch das Trocknungsgut.
  • In der kunststoffverarbeitenden Industrie werden die zumeist als Granulat vorliegenden Kunststoffrohstoffe vor der Verarbeitung getrocknet. Zum Trocknen des Kunststoffgranulats strömt bei aus dem Stand der Technik bekannten Trocknungsanlagen als Trocknungsmedium dienende Trockenluft durch einen Trocknungsbehälter, wobei das Kunststoffgranulat in loser Schüttung im Trocknungsbehälter aufgenommen ist. Üblicherweise ist der Trocknungsbehälter als Trichter ausgebildet, aus dem das Kunststoffgranulat sukzessive in eine Weiterverarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Plastifizierer abgegeben wird. Das Trocknungsmedium wird mit Hilfe eines Gebläses in den Trocknungsbehälter eingeleitet und umströmt die Partikel des Kunststoffgranulats. Bei diesem Prozess wird Wärme von dem Trocknungsmedium auf das Kunststoffgranulat abgegeben und gleichzeitig Feuchtigkeit des Kunststoffgranulats von dem Trocknungsmedium aufgenommen und mittels des Trocknungsmediums abgeführt. Das mit Feuchtigkeit versetzte Trocknungsmedium wird üblicherweise anschließend in einem separaten Prozess regeneriert und dann in einem geschlossenen Kreislauf wieder dem Trocknungsbehälter zugeführt. Bei dem Regenerationsprozess strömt das Trocknungsmedium durch ein Regenerationsmittel, beispielsweise ein sogenanntes Molekularsieb, durch das die in dem Trocknungsmedium enthaltene Feuchtigkeit adsorbiert wird.
  • Die EP 1 006 329 A1 beschreibt ein Verfahren zum Trocknen von Kunststoffrohstoffen, bei dem ein gasförmiges Trocknungsmedium durch sich in einem Trocknungsbehälter befindliches Trocknungsgut strömt, wobei die Strömung des Trocknungsmediums gepulst verläuft. Durch ein entsprechendes Verfahren wird der Trocknungsprozess in seiner Effizienz gesteigert. Der Trocknungsbehälter ist dabei stets in Gänze gefüllt.
  • Für die Weiterverarbeitung vorgesehenes Kunststoffgranulat weist eine von den Umgebungsbedingungen abhängige Feuchtigkeit auf. Dies kann bei der Weiterverarbeitung, beispielsweise bei einem Spritzgussverfahren, zu Problemen führen. Denn ein zu hoher Feuchtegehalt verursacht während der Verarbeitung einen hydrolytischen Abbau, der zu Oberflächenfehlern des spritzgegossenen Bauteils in Form von Schlieren führen kann. Bei einem zu niedrigen Feuchtegehalt, wenn das Kunststoffgranulat also übertrocknet ist, steigt die Schmelzviskosität des Kunststoffes, wodurch Zersetzungsschlieren in dem fertigen Produkt verursacht werden können.
  • Für die kunststoffverarbeitende Industrie ist es folglich von zentraler Bedeutung, dass das für die Weiterverarbeitung vorgesehene Kunststoffgranulat (Trocknungsgut) derart getrocknet wird, dass dieses einen Feuchtegehalt in einem für die Weiterverarbeitung akzeptablen Bereich aufweist. Dieser Feuchtegehalt korreliert mit einer Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Trocknungsanlagen zum Trocknen von Trocknungsgut werden im Regelfall nach dem maximalen Kunststoffgranulatverbrauch ausgelegt, um bei höchster Auslastung eine akzeptable Vortrocknung zu gewährleisten. Um eine Übertrocknung zu verhindern, wird im Stand der Technik die Temperatur des Trocknungsmediums im Vor- und Rücklauf gemessen. Wenn die Differenz der beiden Temperaturen innerhalb eines definierten Toleranzbandes liegt, wird die Trocknungstemperatur auf einen niedrigeren Wert abgesenkt. Ein Standby-Modus wird aktiviert. Wenn frisches Kunststoffgranulat wieder angesaugt wird, oder eine vorbestimmte Zeit kein Kunststoffgranulat aus dem Trocknungsbehälter entnommen wird, wird der Standby-Modus deaktiviert, um eine Wiederbefeuchtung des Kunststoffgranulats zu vermeiden. Der Trocknungsprozess wird dann mit der ursprünglichen Einstellung weiter betrieben. Der stationäre Zustand eines Feuchtegleichgewichts eines hygroskopischen Kunststoffes hängt hauptsächlich von der Trockenheit der Umgebungsluft Luft ab, also von dem im Trockner eingestellten Taupunkt. Da im Standby-Modus nur die Temperatur abgesenkt wird, wird dadurch nicht der stationäre Zustand des Feuchtegleichgewichts, sondern lediglich die Trocknungsgeschwindigkeit verändert. Folglich ist weiterhin eine Übertrocknung des Kunststoffgranulats durch eine lange Verweildauer innerhalb des Trocknungsbehälters möglich.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Trocknen eines in einem Trocknungsbehälter befindlichen Trocknungsgutes, das unabhängig vom Verbrauch einer Weiterverarbeitungsanlage, die einer Trocknungsanlage nachgeschaltet ist, einen Feuchtegehalt des Trocknungsgutes innerhalb eines vorgegebenen Feuchtegehalts gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsanlage mit einem Trocknungsbehälter zum Trocknen von im Trocknungsbehälter befindlichen Trocknungsgut bereitzustellen, die unabhängig vom Verbrauch einer der Trocknungsanlage nachgeschalteten Weiterverarbeitungsanlage einen Feuchtegehalt des Trocknungsgutes innerhalb eines vorgegebenen Feuchtegehalts gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Trocknungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den von Anspruch 4 abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren zum Trocknen eines in einem Trocknungsbehälter befindlichen Trocknungsgutes durch Hindurchströmen eines Trocknungsmediums durch das Trocknungsgut gelöst, wobei das Verfahren folgende sich wiederholenden Verfahrensschritte aufweist:
    • Ermitteln eines Verbrauchs des Trocknungsgutes;
    • Ermitteln einer Füllmenge und/oder einer Masse des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter;
    • Berechnen einer Ist-Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter unter Berücksichtigung des Verbrauchs des Trocknungsgutes und unter Berücksichtigung der Füllmenge des Trocknungsgutes und/oder der Masse des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter; und
    • Ausgeben eines Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters mit Trocknungsgut in dem Fall, dass die Ist-Verweilzeit kleiner als die Soll-Verweilzeit ist.
  • Diese Verfahrensschritte sind folglich in Form einer Wiederholungsschleife angeordnet und werden in vorbestimmten Zeitabständen wiederholt, um die Ist-Verweilzeit der Soll-Verweilzeit zuverlässig auch über einen längeren Zeitraum und bei sich veränderten Verbrauchsbedingungen anzugleichen.
  • Durch ein entsprechendes Verfahren ist gewährleistet, dass unabhängig vom Verbrauch einer der Trocknungsanlage nachgeschalteten Weiterverarbeitungsanlage die Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter stets innerhalb eines vorgegebenen Zeitbereichs liegt, sodass das aus dem Trocknungsbehälter bzw. aus der Trocknungsanlage geförderte Kunststoffgranulat stets einen Feuchtegehalt aufweist, der innerhalb eines vorbestimmten Feuchtebereichs liegt. Denn wenn die Ist-Verweilzeit kleiner ist als die Soll-Verweilzeit, d.h. wenn die tatsächliche Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter kürzer ist als die Soll-Verweilzeit, die mit dem angestrebten Feuchtegehalt des Trocknungsgutes verknüpft ist, dann gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren, dass ein Steuersignal ausgegeben wird, das ein Befüllen des Trocknungsbehälters mit Trocknungsgut bewirkt. Dadurch wird weiteres Trocknungsgut in den Trocknungsbehälter gefördert, so dass sich die Ist-Verweilzeit verlängert und folglich der Soll-Verweilzeit annähert.
  • Wenn als Trocknungsgut beispielsweise Polyamid 6.6 verwendet wird, dann soll die Restfeuchte des Kunststoffgranulats vorzugsweise zwischen 0,04 % und 0,10 % liegen, damit das Kunststoffgranulat anschließend von einer Weiterverarbeitungseinrichtung problemlos weiterverarbeitet werden kann. Eine entsprechende Restfeuchte wird erreicht, wenn bei üblichen Trocknungsbedingungen das Kunststoffgranulat zwischen 2,5 Stunden und 8 Stunden im Trocknungsbehälter verbleibt.
  • Bei Ausbleiben des Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters, d.h. in dem Fall, dass die Ist-Verweilzeit größer oder gleich der Soll-Verweilzeit ist, wird der Trocknungsbehälter folglich nicht mit weiterem Trocknungsgut befüllt. Es erfolgt folglich eine treppenartige Annäherung der Ist-Verweilzeit an die Soll-Verweilzeit.
  • Das Trocknungsgut kann auch als Kunststoffgranulat und/oder als Kunststoffrohstoff bezeichnet werden. Die Ist-Verweilzeit ist dabei die berechnete Entleerungszeit des Trocknungsbehälters. Der Verbrauch des Trocknungsgutes ist der Verbrauch von einer dem Trocknungsbehälter nachgeschalteten Weiterverarbeitungseinrichtung, beispielsweise einem Plastifizierer. Bei dem Trocknungsmedium kann es sich beispielsweise um Luft handeln, die auf eine vorbestimmte Temperatur und Luftfeuchte eingestellt wird. Jedoch ist es selbstverständlich auch möglich, als Trocknungsmedium ein anderes gasförmiges Trocknungsmedium zu verwenden.
  • Der Verbrauch des Trocknungsgutes kann beispielsweise mittels eines Durchflussmessgeräts bestimmt werden, das einem Trocknungsbehälterausgang flussabwärts nachgeschaltet ist. Es können auch mehrere Durchflussmessgeräte vorgesehen sein, die jeweils Weiterverarbeitungseinrichtungen vorgeschaltet sind.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verbrauch des Trocknungsgutes mittels eines MES-Systems (Manufacturing Execution System) ermittelt wird. Ein MES-System ist ein Bindeglied zwischen der Planungsebene eines Unternehmens und der Fertigungsebene mit den Fertigungs-/Produktionsprozessen.
  • Selbstverständlich ist auch möglich, dass die Strömungsflussstärke des Trocknungsmediums durch den Trocknungsbehälter eingestellt wird. Durch eine entsprechende Einstellung wird die Trocknungsgeschwindigkeit des Trocknungsgutes beeinflusst, sodass dadurch auch die Soll-Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter verändert wird.
  • Die Ermittlung der Füllmenge und/oder der Masse des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter erfolgt durch eine Messung und/oder eine Berechnung der Füllmenge bzw. der Masse des Trocknungsgutes. Im Genaueren erfolgt das Ermitteln der Füllmenge im Trocknungsbehälter durch Messung des Füllstandes, das heißt der Füllhöhe des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter und anschließender Berechnung der Füllmenge unter Berücksichtigung der Geometrie, insbesondere der Querschnittsgeometrie des Trocknungsbehälters und der Dichte des Trocknungsgutes. Die Ermittlung der Masse des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter kann auch durch Verwendung einer Waage erfolgen. Durch Verwendung einer Waage zur Bestimmung der Füllmenge des Trocknungsbehälters kann das Trocknungsgut im Trocknungsbehälter eine beliebige Verteilung aufweisen, beispielsweise einen Schüttkegel bilden, wobei gewährleistet bleibt, dass auch in diesem Fall die Füllmenge zuverlässig bestimmt wird.
  • Die Füllhöhe bzw. die Füllmenge des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter kann auf vielfältige Art und Weise bestimmt werden. Beispielsweise können kapazitive Sensoren verwendet werden. Ferner können auch Ultraschallsensoren und/oder Lichtschranken zur Bestimmung der Füllmenge verwendet werden. Hinsichtlich des Ermittlungsverfahrens zur Bestimmung der Füllmenge des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter und hinsichtlich der Verwendung unterschiedlicher Füllstandsensoren bestehen insoweit keinerlei Einschränkungen.
  • Die Berechnung der Ist-Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter kann durch Dividieren der Füllmenge durch die Verbrauchsmenge erfolgen. Im Genaueren kann die Berechnung der Ist-Verweilzeit durch Dividieren der Masse des im Trocknungsbehälter befindlichen Trocknungsgutes durch die Verbrauchsmasse des Trocknungsgutes durch die dem Trocknungsbehälter nachgeschalteten Weiterverarbeitungsanlagen erfolgen. Die Verbrauchsmenge wird dabei in Masse pro Zeiteinheit angegeben. Ferner ist es möglich, die Ist-Verweilzeit durch Dividieren des im Trocknungsbehälter befindlichen Volumens des Trocknungsgutes durch das Verbrauchsvolumen des Trocknungsgutes zu bestimmen. Das Verbrauchsvolumen wird dabei in Volumen pro Zeiteinheit angegeben.
  • Vorteilhafter Weise weist das Verfahren ferner einen Verfahrensschritt zum Ausgeben eines zweiten Steuersignals zum Stoppen des Befüllens des Trocknungsbehälters mit Trocknungsgut in den Fall auf, dass die Ist-Verweilzeit gleich oder größer der Soll-Verweilzeit ist. Ein entsprechendes Verfahren kann für eine Trocknungsanlage notwendig sein, bei der eine Befüllöffnung für das Kunststoffgranulat in den Trocknungsbehälter bei Ausbleiben des Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters nicht automatisch verschlossen wird.
  • Weiter vorzugsweise weist das Verfahren einen initialen Verfahrensschritt des Eingebens und/oder des Einstellens der Soll-Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter auf. Dadurch wird erreicht, dass eine das erfindungsgemäße Verfahren nutzende bzw. ausführende Trocknungsanlage schnell auf unterschiedliches Trocknungsgut und/oder auf unterschiedliche Durchströmgeschwindigkeiten, Temperaturen und Feuchtegehhalte des Trocknungsmediums durch das Trocknungsgut eingestellt werden kann.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Trocknungsanlage mit einem Trocknungsbehälter zum Trocknen von im Trocknungsbehälter befindlichen Trocknungsgut durch Hindurchströmen eines Trocknungsmediums durch das Trocknungsgut gelöst, wobei die Trocknungsanlage einen Füllstandsensor zum Bestimmen des Füllstandes des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter und/oder einen Gewichtssensor zum Bestimmen des Gewichts des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter aufweist. Ferner weist die Trocknungsanlage eine Steuerungseinrichtung auf, die mit dem Füllstandsensor und/oder dem Gewichtssensor über eine Signalleitung verbunden ist. Die Steuerungseinrichtung ist dabei dazu ausgebildet, über die Signalleitung und/oder über eine weitere Signalleitung ein den Verbrauch des Trocknungsgutes repräsentierendes Verbrauchssignal zu empfangen. Ferner ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, basierend auf dem Verbrauch des Trocknungsgutes und der Füllmenge des Trocknungsgutes und/oder der Masse des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter eine Ist-Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter zu berechnen, wobei die Steuerungseinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal zum Befüllen des Trocknungsbehälters mit Trocknungsgut auszugeben, wenn die Ist-Verweilzeit kleiner ist als die Soll-Verweilzeit.
  • Durch eine entsprechende Trocknungsanlage ist gewährleistet, dass unabhängig vom Verbrauch der Trocknungsanlage nachgeschalteter Weiterverarbeitungsanlagen die Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter stets innerhalb eines vorgegebenen Zeitbereichs liegt, sodass das aus dem Trocknungsbehälter bzw. aus der Trocknungsanlage gefördertes Kunststoffgranulat stets einen Feuchtegehalt aufweist, der innerhalb eines vorbestimmten Restfeuchtebereichs liegt. Denn wenn die Ist-Verweilzeit kleiner ist als die Soll-Verweilzeit, d.h. wenn die tatsächliche Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter kürzer ist als die Soll-Verweilzeit, die mit dem angestrebten Feuchtegehalt des Trocknungsgutes verknüpft ist, dann bewirkt die Steuerungseinrichtung der Trocknungsanlage, dass ein Steuersignal zum Befüllen des Trocknungsbehälters mit Trocknungsgut ausgegeben wird. Dadurch wird weiteres Trocknungsgut in den Trocknungsbehälter gefördert, so dass sich die Ist-Verweilzeit verlängert und folglich der Soll-Verweilzeit annähert.
  • Die Steuerungseinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass die Bestimmung des Füllstandes des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter, die Bestimmung des Verbrauchs des Trocknungsgutes, die Berechnung der Ist-Verweilzeit des Trocknungsgutes im Trocknungsbehälter basierend auf dem Verbrauch des Trocknungsgutes und der Füllmenge des Trocknungsgutes und das Ausgeben eines Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters mit Trocknungsgut, wenn die Ist-Verweilzeit kleiner ist als die Soll-Verweilzeit, in Form einer Wiederholungsschleife wiederholend ausgeführt werden.
  • Durch Ausgeben des Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters kann beispielsweise ein Magnetschalter betätigt bzw. aktiviert werden, mittels dem eine Verschlussklappe, die eine Befüllöffnung des Trocknungsbehälters in deren Schließstellung verschließt, von deren Schließstellung in deren Öffnungsstellung überführt wird. Die Verschlusskappe kann dabei alternativ oder zusätzlich mittels einer Kraftfedereinrichtung in deren Schließstellung vorgespannt sein. Alternativ kann die Trocknungsanlage auch derart ausgebildet sein, dass bei Ausgeben eines Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters die Befüllöffnung des Trocknungsbehälters für eine vorbestimmte Zeit geöffnet wird, sodass eine vorbestimmte Menge an Trocknungsgut in den Trocknungsbehälter eingefüllt wird. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit schließt dann die Verschlussklappe die Befüllöffnung des Trocknungsbehälters automatisch, woraufhin die oben beschriebenen Verfahrensschritte von der Steuerungseinrichtung wieder ausgeführt werden. Auf diese Art erfolgt eine stufenweise Anpassung der Ist-Verweilzeit an die Soll-Verweilzeit.
  • Mittels des Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters könnte aber auch eine Fördereinrichtung, beispielsweise eine Unterdruckpumpe gesteuert werden, die ein Fördern des Trocknungsgutes in den Trocknungsbehälter bewirkt.
  • Die Signalleitung kann eine beliebig ausgebildete Signalleitung sein, die beispielsweise kabelgebunden oder aber auch funkbasiert ausgebildet sein kann.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Trocknungsanlage ist die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet, ein zweites Steuersignal zum Stoppen des Befüllens des Trocknungsbehälters mit Trocknungsgut in dem Fall auszugeben, dass die Ist-Verweilzeit gleich oder größer als die Soll-Verweilzeit ist. Eine entsprechend ausgebildete Trocknungsanlage erlaubt die Verwendung einer Verschlussklappe, die nicht automatisch von deren Öffnungsstellung in deren Schließstellung überführt wird, wenn ein Steuersignal zum Befüllen des Trocknungsbehälters ausbleibt.
  • Vorzugsweise ist der Füllstandsensor als kapazitiver Füllstandsensor ausgebildet. Eine entsprechende Ausbildung der Trocknungsanlage ist konstruktiv besonders einfach und daher kostengünstig realisierbar, da entsprechende Füllstandsensoren günstig zu erwerben sind und sich einfach in bestehende Trocknungsanlagen implementieren bzw. einbauen lassen.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der Füllstandsensor parallel zu einer Längsachse des Trocknungsbehälters. Dadurch kann der Füllstand des Trocknungsbehälters kontinuierlich ermittelt werden, d.h. nicht lediglich nur diskrete Füllzustände sind bestimmbar. Ferner ist lediglich nur ein einziger Füllstandsensor notwendig, um über die gesamte Längserstreckung des Trocknungsbehälters dessen Füllstand mit Trocknungsgut zu bestimmen.
  • Vorzugsweise weist die Trocknungsanlage eine Vielzahl von Füllstandsensoren auf. Dadurch lässt sich die Ausfallsicherheit erhöhen.
  • Die einzelnen Füllstandsensoren können als Lichtschranken ausgebildet sein, wobei jeweils ein Lichtsender einem Lichtempfänger gegenüberliegend angeordnet ist. Durch die Vielzahl der Lichtschranken ist eine gewisse Redundanz gegeben, sodass eine erhöhte Ausfallsicherheit gegeben ist.
  • Weiter vorzugsweise sind die einzelnen Füllstandsensoren in unterschiedlichen axialen Höhen des Trocknungsbehälters angeordnet. Durch eine entsprechende Ausbildung können diskrete Füllzustände des Trocknungsbehälters bestimmt werden. Eine entsprechende Ausbildung der Trocknungsanlage ist konstruktiv einfach möglich.
  • Die einzelnen Füllstandsensoren müssen dabei nicht in äquidistant im Trocknungsbehälter angeordnet sein, sondern die Abstände von benachbarten Füllstandsensoren können im Bodenbereich des Trocknungsbehälters kleiner sein als die Abstände einander benachbarter Füllstandsensoren im Bereich eines oberen Deckels des Trocknungsbehälters.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus dem erläuterten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigen im Einzelnen:
    • Figur 1:
    eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Trocknungsanlage;
    Figur 2a:
    ein Flussablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Trocknen von Trocknungsgut gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Figur 2b:
    ein Flussablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Trocknen von Trocknungsgut gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    Figur 3:
    eine schematische Darstellung des realisierten Regelkreises zum Angleichen einer Ist-Verweilzeit des Trocknungsgutes an eine Soll-Verweilzeit.
  • In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile beziehungsweise gleiche Merkmale, so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, so dass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in andere Ausführungsformen verwendbar.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Trocknungsanlage 1, die einen Trocknungsbehälter 10 zum Trocknen von sich im Trocknungsbehälter 10 befindlichem Trocknungsgut 30 aufweist. Das Trocknungsgut 30 ist durch Hindurchströmen eines Trocknungsmediums trockenbar. Als Trocknungsmedium kann jedes geeignete gasförmige Trocknungsmedium, beispielsweise Luft verwendet werden. Das Trocknungsgut 30 ist üblicherweise ein als Granulat vorliegender Kunststoffrohstoff, der auch als Kunststoffgranulat 30 bezeichnet wird. Die Trocknungsanlage 1 weist eine Einlassöffnung 11 zum Befüllen des Trocknungsbehälters 10 mit Trocknungsgut 30 und eine Auslassöffnung 15 zum Entnehmen des Trocknungsgutes 30 aus dem Trocknungsbehälter 10 auf. Dabei ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Einlassöffnung 11 mittels einer Einlassklappe 12 verschließbar. An der Einlassklappe 12 ist ein Schalter 13 in Form eines Magnetschalters 13 vorgesehen, mittels dem die Einlassklappe 12 zwischen einer in Figur 1 dargestellten Schließstellung und an einer Öffnungsstellung verschwenkbar ist. Die Einlassöffnung 11 steht mit einer Ansaugleistung 14 zum Ansaugen von Trocknungsgut 30 aus einem nicht dargestellten Vorratsvolumen in Fluidverbindung. Der Ansaugkasten 16 und somit auch die Auslassöffnung 15 stehen mit einer Auslassleitung 17 zum Fördern des Trocknungsgutes an eine nicht dargestellte Weiterverarbeitungseinrichtung in Fluidverbindung.
  • Die Trocknungsanlage 1 weist einen Füllstandsensor 18 zum Bestimmen des Füllstandes des Trocknungsbehälters 10 mit Trocknungsgut 30 auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Füllstandsensor 18 als kapazitiver Füllstandsensor 18 ausgebildet. Selbstverständlich können aber auch andere Sensoren, beispielsweise akustische oder optische Sensoren (Lichtschranken) als Füllstandsensoren 18 verwendet werden. Der Füllstandsensor 18 erstreckt sich parallel zu einer Längsachse des Trocknungsbehälters 10 über einen Großteil dessen Gesamtlängserstreckung. Folglich lässt sich mit dem Füllstandsensor 18 der Füllstand des Trocknungsbehälters 10 zwischen einem (annähernd) leeren und einem (gänzlich) gefüllten Zustand kontinuierlich bestimmen.
  • Ferner weist die Trocknungsanlage 1 eine Steuerungseinrichtung 19 auf, die mit dem Füllstandsensor 18 über eine Signalleitung 20 verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Signalleitung 20 als elektrische (galvanische) Verbindung zwischen dem Füllstandsensor 18 und der Steuerungseinrichtung 19 dargestellt. Jedoch kann als Signalleitung 20 auch als funkbasierte Signalleitung 20 realisiert sein.
  • Die Steuerungseinrichtung 19 empfängt vom Füllstandsensor 18 über die Signalleitung 20 ein den Füllstand des Trocknungsbehälters 10 repräsentierendes Signal. Ferner empfängt die Steuerungseinrichtung 19 über eine weitere (zweite) Signalleitung 21 ein Verbrauchssignal, das einen Verbrauch des Trocknungsgutes 30 repräsentiert. Der Verbrauch des Trocknungsgutes 30 kann beispielsweise mittels eines nicht dargestellten und flussabwärts des Auslaufs 16 bzw. Ansaugkastens 16 des Trocknungsbehälters 10 angeordneten Durchflussmessgeräts bestimmt werden. Ferner kann der Verbrauch des Trocknungsgutes 30 auch mittels eines MES-Systems ermittelt werden.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, münden in der Steuerungseinrichtung 19 weitere Signalleitungen 21, über die beispielsweise Informationen über des Strömungsfluss des Trocknungsmediums durch den Trocknungsbehälter 1, die Temperatur des Trocknungsmediums und/oder der Feuchtegehalt des Trocknungsmediums an die Steuerungseinrichtung 19 übermittelt werden können.
  • Die Funktionsweise der Steuerungseinrichtung 19 wird nachfolgend unter Bezugnahme des in Figur 2a dargestellten Flussablaufdiagramms erläutert. In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird der Verbrauch des Trocknungsgutes 30 ermittelt. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S2 wird eine Füllmenge des Trocknungsgutes 30 im Trocknungsbehälter 10 mittels des Füllstandsensors 18 ermittelt. Anschließend berechnet die Steuerungseinrichtung 19 in einem Verfahrensschritt S3 eine Ist-Verweilzeit IV des Trocknungsgutes 30 im Trocknungsbehälter 10 unter Berücksichtigung des Verbrauchs des Trocknungsgutes 30 und unter Berücksichtigung der Füllmenge des Trocknungsgutes 30 im Trocknungsbehälter 10. Die Ist-Verweilzeit entspricht dabei der tatsächlichen Verweilzeit des Trocknungsgutes 30 im Trocknungsbehälter 10 und wird durch Dividieren der Füllmenge des Trocknungsgutes 30 im Trocknungsbehälter 10 durch den Verbrauch des Trocknungsgutes 30 ermittelt. Anschließend wird überprüft, ob die Ist-Verweilzeit IV kleiner ist als eine Soll-Verweilzeit SV des Trocknungsgutes 30 im Trocknungsbehälter 10.
  • Die Soll-Verweilzeit SV ist spezifisch für das Kunststoffgranulat 30 und hängt von der Strömungsgeschwindigkeit des Trocknungsmediums durch den Trocknungsbehälter 10, von der Temperatur und dem Feuchtegehalt des Trocknungsmediums ab. Die Soll-Verweilzeit SV kann in einem dem Verfahrensschritt S1 vorangehenden Verfahrensschritt in die Steuerungseinrichtung 19 eingegeben werden. Dies kann beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Eingabeeinrichtung erfolgen, die mit der Steuerungseinrichtung 19 verbunden ist.
  • Wenn die Ist-Verweilzeit IV kleiner ist als die Soll-Verweilzeit SV, dann gibt die Steuerungseinrichtung 19 in einem Verfahrensschritt S4 ein Steuersignal zum Befüllen des Trocknungsbehälters 10 mit Trocknungsgut 30 aus. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird über eine Signalausgabeleitung 22 ein Signal an den Magnetschalter 13 zum Öffnen der Einlassklappe 12 ausgegeben. Dadurch wird weiteres Trocknungsgut 30 in den Trocknungsbehälter 10 eingefüllt, sodass sich dadurch die Ist-Verweilzeit IV im Trocknungsbehälter 10 verlängert. Anschließend werden die Verfahrensschritte beginnend bei Schritt S1 erneut durchgeführt, bis die Ist-Verweilzeit IV nicht mehr kleiner als die Soll-Verweilzeit SV ist. In diesem Fall wird dann kein Steuersignal zum Befüllen des Trocknungsbehälters 10 mit Trocknungsgut 30 mehr ausgegeben, da die Ist-Verweilzeit IV genügend groß ist, sodass das Trocknungsgut 30 unabhängig von der Verbrauchsmenge durch nachgeschaltete Weiterverarbeitungseinrichtungen stets eine vorbestimmte und für die Weiterverarbeitung geeignete Restfeuchte aufweist.
  • Die dargestellte Trocknungsanlage 1 kann derart ausgestaltet sein, dass bei Empfangen eines Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters 10 mit Trocknungsgut 30 der Magnetschalter 13 die Einlassklappe 12 für eine vorbestimmte Zeit öffnet, sodass eine vorbestimmte Menge von Trocknungsgut 30 in den Trocknungsbehälter 10 eingefüllt wird, woraufhin die Einlassklappe 12 automatisch geschlossen wird. Nach Einfüllen der vorbestimmten Menge an Trocknungsgut 30 werden die Verfahrensschritte S1 bis S4 erneut durchgeführt, bis die Ist-Verweilzeit IV nicht mehr kleiner ist als die Soll-Verweilzeit SV. Eine entsprechende Vorgehensweise führt zu einer stufenweise Anpassung der Ist-Verweilzeit IV an die Soll-Verweilzeit SV.
  • Unter Bezugnahme auf das in Figur 2b dargestellte Flussablaufdiagramm wird nachfolgend die Funktionsweise der Steuerungseinrichtung 19 für den Fall erläutert, bei dem die Einlassklappe 12 aktiv von der Öffnungsstellung in die Schließstellung überführt werden muss. In diesem Fall ist die Steuerungseinrichtung 19 dazu ausgebildet, ein zweites Steuersignal zum Stoppen des Befüllens des Trocknungsbehälters 10 mit Trocknungsgut 30 auszugeben, wenn die Ist-Verweilzeit IV gleich oder größer als die Soll-Verweilzeit SV ist. Wenn die Ist-Verweilzeit IV gleich oder größer als die Soll-Verweilzeit SV ist, dann wird in einem Verfahrensschritt S5 ein zweites Steuersignal zum Stoppen des Befüllens des Trocknungsbehälters 10 mit Trocknungsgut 30 ausgegeben. Bei Empfang dieses Signals überführt der Schalter 13 die Einlassklappe 12 von deren Offenstellung in deren Schließstellung. Die übrige Arbeitsweise der Steuerungseinrichtung 19 ist identisch mit der mit Bezug auf Figur 2a erläuterten Arbeitsweise der Steuerungseinrichtung 19, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird.
  • In Figur 3 ist der realisierte Regelkreis der Trocknungsanlage 1 dargestellt. Die Soll-Verweilzeit SV wird mit der Ist-Verweilzeit IV verglichen. Im Genaueren wird die Differenz Δt zwischen Ist-Verweilzeit IV und Soll-Verweilzeit SV gebildet. Dieses Ergebnis Δt wird von einer in der Steuerungseinrichtung 19 enthaltenen Regelsoftware zusammen mit weiteren Informationen, die durch in die Steuerungseinrichtung 19 mündenden Pfeilen angedeutet sind, weiterverarbeitet. Die Regelsoftware gibt anschließend an eine Förderanlage 25 Steuerungsdaten aus. Wenn die Differenz Δt < 0 ist, d.h. wenn die Ist-Verweilzeit IV (Entleerungszeit) größer als die Soll-Verweilzeit SV ist, dann wird eine Masse mFÖ des Trocknungsgutes 30 in den Trockner 10 gefördert. Durch das Einfüllen des Trocknungsgutes 30 in den Trocknungsbehälter 10 erhöht sich der Füllstand h. Von diesem Füllstand h wird noch eine Füllstandsverringerung hV abgezogen, die sich aus der zeitlichen Integration des tatsächlichen Trocknungsgutverbrauchs ergibt. Anschließend wird in der Steuerungseinrichtung 19 der so korrigierte Füllstand h* und die gemessene Verbrauchsmenge bzw. die gemessene Verbrauchsmasse des Trocknungsgutes 30 verwendet, um die Ist-Verweildauer IV zu berechnen. Diese Information wird anschließend wieder verwendet, um unter weiterer Zuhilfenahme der Soll-Verweildauer SV die Differenz Δt zu errechnen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Trocknungsanlage
    10
    Trocknungsbehälter
    11
    Einlassöffnung
    12
    Einlassklappe
    13
    Magnetschalter
    14
    Ansaugleitung
    15
    Auslassöffnung
    16
    Auslauf / Ansaugkasten
    17
    Auslassleitung
    18
    Füllstandsensor
    19
    Steuerungseinrichtung
    20
    Signalleitung
    21
    weitere / zweite Signalleitung
    22
    Signalausgabeleitung
    25
    Förderanlage
    30
    Trocknungsgut / Kunststoffgranulat / Kunststoffrohstoff
    IV
    Ist-Verweilzeit
    SV
    Soll-Verweilzeit
    hV
    Füllstandsverringerung
    h*
    korrigierter Füllstand des Trocknungsbehälters
    mFÖ
    in den Trocknungsbehälter geförderte Masse des Trocknungsgutes
    Δt
    Differenz zwischen Ist-Verweilzeit IV und Soll-Verweilzeit SV

Claims (9)

  1. Verfahren zum Trocknen eines sich in einem Trocknungsbehälter (10) befindlichen Trocknungsgutes (30) durch Hindurchströmen eines Trocknungsmediums durch das Trocknungsgut (30), gekennzeichnet durch die folgenden sich wiederholenden Verfahrensschritte:
    - Ermitteln eines Verbrauchs des Trocknungsgutes (30) und einer Füllmenge und/oder einer Masse des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10);
    - Berechnen einer Ist-Verweilzeit (IV) des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10) unter Berücksichtigung des Verbrauchs des Trocknungsgutes (30) und unter Berücksichtigung der Füllmenge des Trocknungsgutes (30) und/oder der Masse des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10); und
    - Ausgeben eines Steuersignals zum Befüllen des Trocknungsbehälters (10) mit Trocknungsgut (30) in dem Fall, dass die Ist-Verweilzeit (IV) kleiner als die Soll-Verweilzeit (SV) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner einen Verfahrensschritt zum Ausgeben eines zweiten Steuersignals zum Stoppen des Befüllens des Trocknungsbehälters (10) mit Trocknungsgut (30) in dem Fall aufweist, dass die Ist-Verweilzeit (IV) gleich oder größer als die Soll-Verweilzeit (SV) ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen initialen Verfahrensschritt des Eingebens und/oder Einstellens der Soll-Verweilzeit (SV) des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10) aufweist.
  4. Trocknungsanlage (1) mit einem Trocknungsbehälter (10) zum Trocknen von sich im Trocknungsbehälter (10) befindlichem Trocknungsgut (30) durch Hindurchströmen eines Trocknungsmediums durch das Trocknungsgut (30),
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    - die Trocknungsanlage (1) weist einen Füllstandsensor (18) zum Bestimmen des Füllstandes des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10) und/oder weist einen Gewichtssensor zum Bestimmen des Gewichts des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10) auf;
    - die Trocknungsanlage (1) weist eine Steuerungseinrichtung (19) auf, die mit dem Füllstandsensor (18) und/oder dem Gewichtssensor über eine Signalleitung (20) verbunden ist;
    - die Steuerungseinrichtung (19) ist dazu ausgebildet, über die Signalleitung (20) und/oder über eine weitere Signalleitung (21) ein Verbrauchssignal zu empfangen, das einen Verbrauch des Trocknungsgutes (30) repräsentiert;
    - die Steuerungseinrichtung (19) ist dazu ausgebildet, basierend auf dem Verbrauch des Trocknungsgutes (30) und der Füllmenge des Trocknungsgutes (30) und/oder der Masse des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10) eine Ist-Verweilzeit (IV) des Trocknungsgutes (30) im Trocknungsbehälter (10) zu berechnen, und ist ferner dazu ausgebildet, wenn die Ist-Verweilzeit (IV) kleiner ist als eine Soll-Verweilzeit (SV), ein Steuersignal zum Befüllen des Trocknungsbehälters (10) mit Trocknungsgut (30) auszugeben.
  5. Trocknungsanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (19) dazu ausgebildet ist, ein zweites Steuersignal zum Stoppen des Befüllens des Trocknungsbehälters (10) mit Trocknungsgut (30) in dem Fall auszugeben, dass die Ist-Verweilzeit (IV) gleich oder größer als die Soll-Verweilzeit (SV) ist.
  6. Trocknungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsensor (18) als kapazitiver Füllstandsensor (18) ausgebildet ist.
  7. Trocknungsanlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Füllstandsensor (18) parallel zu einer Längsachse des Trocknungsbehälters (10) erstreckt.
  8. Trocknungsanlage (1) nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsanlage (1) eine Vielzahl von Füllstandsensoren (18) aufweist.
  9. Trocknungsanlage (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstandsensoren (18) in unterschiedlichen axialen Höhen des Trocknungsbehälters (10) angeordnet sind.
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