Strom statt Flamme: Heißdampftrocknung senkt Energieverbrauch und CO₂ in industriellen Trocknern
Heißdampftrocknung reduziert Energiebedarf industrieller Trocknungsprozesse deutlich
Ein neues, strombasiertes Verfahren zur Trocknung mit überhitztem Wasserdampf verspricht, die energieintensive Industriebranche deutlich zu dekarbonisieren. Forschende am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB haben zusammen mit Industriepartnern das Projekt LowCarbDry vorangetrieben und eine Pilotanlage zur Heißdampfsprühtrocknung erfolgreich in Betrieb genommen.
Herkömmliche Trockner arbeiten mit erhitzter Luft, die meist durch Erdgas erwärmt wird. Das neue Konzept ersetzt diese Heißluft durch trockenen, überhitzten Dampf in einem geschlossenen Kreislauf. Der geschlossene Prozess reduziert Wärmeverluste, weil die Abluft nicht unkontrolliert entweicht. Überschussdampf aus der Produkttrocknung lässt sich kondensieren und liefert Kondensationswärme mit Temperaturen um 90 bis 100 °C, die für nachgelagerte Prozesse oder zur Einspeisung in Nahwärmenetze nutzbar ist.
Durch die Kombination mit einer Wärmepumpe und der Integration mechanischer Brüdenverdichtung steigt die Effizienz weiter: Die Wärmepumpe hebt die Temperatur des Niedertemperaturdampfs auf ein Niveau, das erneut im Trocknungsprozess eingesetzt werden kann. Die direkte Verdichtung von Brüden mittels Kompressor umgeht den sonst notwendigen Kondensationsschritt und bringt zusätzliche Energiegewinne. Eine modellprädiktive Regelung ermöglicht darüber hinaus eine bedarfsgerechte Flexibilisierung des Betriebs, sodass Anlagen bevorzugt dann laufen, wenn erneuerbarer Strom besonders günstig verfügbar ist.
Je nach Prozessart und Temperaturniveau erwarten die Partner Energieeinsparungen zwischen dem Faktor 2 und 4 verglichen mit konventioneller Heißlufttrocknung; in Kombination der drei Ansätze Dampftrocknung, Wärmepumpe und Flexibilisierung sind sogar Reduktionen des Gesamtenergiebedarfs um bis zu 80 Prozent möglich. Das Verfahren ist für verschiedene Trocknerbaureihen anwendbar, darunter Band-, Trommel- und Sprühtrockner. Erste Tests zeigten vielversprechende Ergebnisse bei mineralischen Rohstoffen, Baustoffen, organischen Reststoffen sowie Lebens- und Futtermitteln.
Die Pilotanlagen für die Heißdampfsprühtrocknung laufen bereits bei den Projektpartnern. Ziel ist es, durch Ersatz fossiler Brennstoffe mit strombasiertem Heißdampf und durch intelligente Regelungskonzepte den Einsatz erneuerbarer Energien zu erhöhen, Betriebskosten zu senken und die industrielle Trocknung nachhaltig zu transformieren.
Hintergrund: Das Projekt vereint Forschung und Industrie, um eine sektorkoppelnde Lösung zu schaffen, die fossile Energieträger wie Erdgas in Trocknungsprozessen überflüssig macht und zugleich die Anschlussfähigkeit an volatile erneuerbare Strommengen verbessert.
