Trocknungsstufen

Trocknungsstufen bezeichnet in der Verfahrenstechnik die charakteristischen Phasen, die ein feuchtes Material während des Trocknens durchläuft. Ziel ist die Reduktion des Feuchtegehalts von einem Anfangswert auf ein gewünschtes Endniveau, ohne schädliche Auswirkungen wie Risse oder Verzug zu verursachen.

Typischerweise lassen sich mehrere Phasen unterscheiden. In der Anfangsphase verdunstet frei verfügbare Feuchtigkeit an der Oberfläche, wodurch die Trocknungsrate stark von äußeren Randbedingungen wie Temperatur, relativer Luftfeuchte und Luftdurchsatz abhängt. Darauf folgt eine Phase eines nahezu konstanten Verdunstungsgrades: Solange Wasser die Oberfläche erreicht, wird die Rate überwiegend durch die Verdunstung begrenzt.

Mit fortschreitender Trocknung verlagert sich der Transport in das Innere des Materials. Die Oberfläche wird trockener, und die verbleibende Feuchtigkeit muss durch Diffusion und Kapillartransport nachgeliefert werden; die Trocknungsrate sinkt. Schließlich nähert sich der Prozess dem Gleichgewicht mit der Umgebung an; der Feuchtegehalt steigt nur noch geringfügig, und die Entnahme verlangsamt sich deutlich.

Wichtige Einflussgrößen sind Materialstruktur und Porosität, verwendete Temperatur und Wärmeumsatz, Luftgeschwindigkeit und relative Luftfeuchte sowie die Geometrie des Materials. Die Trocknungsstufen beeinflussen Energiebedarf, Produktqualität und das Risiko von Verformungen oder Rissen. In Holz, Textil, Lebensmitteln und keramischen Werkstoffen werden die Trocknungskurven spezifisch angepasst, um das gewünschte Endfeuchte zu erreichen, ohne dass das Material beschädigt wird.