Kunststoffen mit Mikrowellen trocknen
Mit der Trocknung von Polymeren minimiert oder eliminiert man Probleme, die durch zu viel oder zu wenig Feuchtigkeit innerhalb des Kunststoffmaterials während dessen Verarbeitung verursacht werden. Wie sehr die Feuchtigkeit die Qualität eines Produkts beeinflusst, hängt vom verwendeten Kunststoff und dem beabsichtigten Einsatz Zweck des Produkts ab. Gleichmäßiges Trocknen trägt zum Vermeiden von Fehlern wie Spannungsrissen bei und unterstützt den Spritzguss- oder Extrusionsvorgang. Das EU-finanzierte Projekt Polydry verfolgte das Ziel, ein neues kostengünstiges, in Echtzeit funktionierendes Mikrowellen-Trocknungssystem zu entwickeln. Abgesehen von den offensichtlichen Vorteilen im Zusammenhang mit der Kunststoffqualität, könnte die Ausschussmenge und somit auch die Menge an zu granulierendem Abfallmaterial reduziert werden. Der Umgang mit Abfall ist für die Mitarbeiter stets voller Gefahren: man denke an Kontakte mit Schneidwerkzeugen sowie die Feuer- und Explosionsgefahr. Die Polydry-Wissenschaftler untersuchten das Zusammenspiel zwischen etlichen Polymeren und der Mikrowellentrocknung. Sie verglichen außerdem die Resultate mit denen der konventionellen thermischen Trocknung. Die Mikrowellentauglichkeit thermoplastischer Polymere hängt im Wesentlichen von der Dielektrizitätskonstante, verknüpft mit den isolierenden Eigenschaften, ab. Die Forschung konzentrierte sich deshalb auf die chemische Struktur der Polymere in Verbindung mit den dielektrischen Charakteristiken sowie die Eigenschaften beim Transport von Wasser. Zur Messung der Feuchtigkeit entwickelte das Polydry-Projekt eine neue Sensorausstattung. Die geeignete Software zur Feuchtigkeitsmessung und Trocknung wurde entsprechend einer Bedarfsanalyse und dem hochwertigen Design des V-Zyklus-Modells erstellt. Das Polydry-Team führte umfassende Versuche durch und konnte mit Erfolg verschiedene Rohmaterialien in einer Labormikrowelle trocknen. Die Gestaltungsideen für eine Pilotanlage zur Mikrowellentrocknung ergaben ein 3D-Prototypmodell mit eingebauter innerer und äußerer Trommel, während eine Software die kritische Positionierung der Magnetrone festlegt. Ein intelligentes Steuerungsmodul sorgt für weitere Kostenreduzierung und Effizienz des Systems. Eine Regelung des kontinuierlichen Feuchtigkeitsmessprozesses gestattet die Integration in nachgeschaltete Verfahrensabläufe. Diese innovativen Forschungsergebnisse dürften weitreichende Auswirkungen haben. Dieses System zur Trocknung von Polymeren sorgt nun nicht nur für eingesparte Trocknungszeit sowie weniger Ausschuss und Abfall, sondern steht insgesamt für konkurrenzfähigere Preise bei Kunststoffprodukten in der EU, um noch besser für den Wettbewerb auf dem globalen Markt gerüstet zu sein.