MIND - Mikrowellenprozesstechnik für die silikatkeramische Industrie unter Berücksichtigung prozessrelevanter Eigenschaften
Aufgrund steigender Preise für fossile Brennstoffe und des damit einhergehenden Trends zur zunehmenden Elektrifizierung der deutschen Wirtschaft wuchs in den letzten Jahren auch das Interesse an Mikrowellen-basierten Verarbeitungsprozessen. Der Einsatz von Mikrowellen ermöglicht darüber hinaus die Prozessintensivierung von Wärmeübertragungs- und Trocknungsprozessen. In konventionellen Trocknungsprozessen ist der Wärmetransport in das Produktinnere häufig durch eine stetig sinkende Wärmeleitfähigkeit limitiert. Die Möglichkeit, mittels Mikrowellen die Energie volumetrisch und damit direkt in die feuchten Produktbereiche einzubringen, führt daher zu einer signifikanten Prozessbeschleunigung und -intensivierung gegenüber der konventionellen Trocknung. Besonders entscheidend wirkt sich dieser prozessbeschleunigende Effekt bei dicken, schwindenden Baustoffen eingesetzt wird. Durch die Anwendung der Mikrowellentrocknung kann bis zu 90 % der Prozesszeit bei gleichbleibender Endproduktqualität eingespart werden. Bedingt durch die beschleunigte Trocknung wird zusätzlich der Gesamtenergiebedarf für die Trocknung signifikant reduziert wird.
© Bild: Wuschek Feuerungsbau GmbH & Co. KG
Projektziele
Der Einsatz der Mikrowellentrocknung führt jedoch neben diesen positiven Aspekten zu neuen Herausforderungen, wie z.B. unzureichende Leistungs- und Mikrowellenfeldkontrolle sowie schlechter Reproduzierbarkeit des Prozesses. Diese Aspekte führen zu Vorurteilen gegenüber einer breiten industriellen Applikation. Die neueste Generation von Mikrowellengeneratoren, sogenannte Solid-State-Mikrowellengeneratoren, bieten innovative Möglichkeiten, diese Herausforderungen zu adressieren. Solid-State-Generatoren haben den Vorteil, das elektrischen Feld zu homogenisieren.
Das Projekt fokussiert daher auf neue Prozessmöglichkeiten der Trocknung verschiedener keramischer Baustoffe (z.B. Hochlochziegel und die Integration der Mikrowellentrocknung in den Gesamtprozess.
Bild: MIkrowellentrocknung, © MFPA Weimar
Verbundpartner
Materialforschungs- und -prüfanstalt (MFPA) Weimar
Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH, Peine
Assoziierte Partner
Kimm GmbH & Co. KG, Werk Elxleben
Porzellanmanufaktur Reichenbach GmbH, Reichenbach