Ilman kierrätys konvektiivisessa kuivauksessa

Abstract

Kuivaus eli kosteuden poistaminen vaatii paljon energiaa ja voi kattaa jopa 70 % tuotteen energiankulutuksesta. Konvektiokuivauksessa poistoilman mukana menetetään runsaasti lämpöä, joka olisi ollut hyödynnettävissä haihdutukseen. Kuivauksen edetessä haihtuminen hidastuu, hukkalämmön määrä kasvaa ja kuivauksen hyötysuhde heikkenee. Osa lämmöstä voidaan hyödyntää kierrättämällä poistoilmaa takaisin kuivuriin. Tällöin kuivauksen hetkellinen energiankulutus laskee, mutta samalla myös kuivausaika pitenee. Pidentynyt kuivausaika voi puolestaan lisätä kokonaisenergiankulutusta.

Opinnäytetyön tavoitteena oli kerätä tietoa konvektiokuivauksen energiankulutukseen vaikuttavista tekijöistä ja ilman kierrätyksen optimaalisesta käytöstä. Energiansäästön kannalta kierrätys voidaan aloittaa 30 %:n sekoitussuhteella, kun kuivaussuhde on 0,5, ja sitä voidaan lisätä kuivauksen edetessä aina 90 %:iin asti. Kuivaussuhteen määrittämistä varten täytyy tietää tulo- ja poistoilman lämpötila ja kosteuspitoisuus.

Ilman kierrätystä kokeiltiin myös käytännössä. Tehdasvalmisteiseen kaappikuivuriin rakennettiin ilmastointiputkiosista järjestelmä, jolla saatiin kierrätettyä noin 60 % poistoilmasta. Kuivurilla tehtiin kuivauskokeita ennen muokkauksia ja niiden jälkeen. Kun kierrätys aloitettiin kuivausjakson puolivälissä, saavutettiin 20 %:n säästö kuivauksen kokonaisenergiankulutuksessa.

Kokeet toteutettiin osana More Natural Product Business by Enhanced Quality and Energy Efficiency of Drying -hanketta ja opinnäytetyön toimeksiantajana toimi hankkeen projektipäällikkö Jaana Väisänen.

Opinnäytetyötä voidaan käyttää apuna kuivurin tehokkuuden arvioinnissa ja ilmankierrätyksen suunnittelussa. Kierrätyksen ohjaaminen manuaalisesti on työlästä, joten jatkoselvityksiä ilman-kierrätyksen automatisoinnin teknisestä toteuttamisesta tarvitaan.