Vakuum

Ein Vakuumtrockenschrank verfügt üblicherweise über ein Innenraumvolumen zwischen 20 und 150 Liter sowie einen Temperaturbereich beginnend zwischen +5 °C und +15 °C über Raumtemperatur bis +250 °C; manche Geräte können auch bis 400 °C betrieben werden (siehe Details zur grundsätzlichen Funktionsweise und Ausstattung eines Temperierschranks).

Die Innenräume sind aus rostfreiem, säurebeständigem Edelstahl 1.4301 (gem. Norm ASTM 304) oder dem widerstandsfähigeren 1.4404 gefertigt. Manche Hersteller von Vakuumtrockenschränken glätten den Innenraum und oder die Einlegebleche zusätzlich durch Elektropolieren, um die Reinigung zu erleichtern.

Unterdruck beschleunigt Trocknung im Vakuumtrockenschrank

In der Regel wird während der Wärmebehandlung ein Unterdruck im Bereich von 10 bis 50 hPa erzeugt, der den Siedepunkt von Flüssigkeiten in die Nähe der Raumtemperatur herabsetzt. Hitzeempfindliches Material kann im Vakuumtrockenschrank also bei niedrigeren Temperaturen getrocknet werden, gleichzeitig wird die Trocknungszeit erheblich verkürzt. Um Oxidation zu vermeiden, kann ein Inertgas (z.B. Stickstoff) in den Innenraum eingeleitet werden.

Vakuumpumpen

Das Vakuum wird über Vakuumpumpen erzeugt. Werden mehrere Vakuumtrockenschränke gleichzeitig betrieben, werden diese oft auch an eine zentrale Vakuumversorgung angeschlossen. Je nach Anforderung an Saugleistung, Lebensdauer oder Endvakuum und je nach Anwendung (Ölfreiheit, Chemiefestigkeit, auftretende Dämpfe, etc.) finden sich im Grob- und Feinvakuumbereich Membranpumpen, Drehschieberpumpen oder Scrollpumpen.

Vakuumtrockenschrank mit geöffneter Sicherheitsglastür sowie Vakuumpumpe im Unterschrank

Vakuumtrockenschrank mit geöffneter Sicherheitsglastür sowie Vakuumpumpe im Unterschrank

 

Direkte Erwärmung des Beschickungsgutes

Da im luftleeren Raum keine Wärmeleitung erfolgen kann, wird das Beschickungsgut über den direkten Kontakt mit einer beheizten Fläche erwärmt oder getrocknet. Dabei finden sich in der Praxis zwei wesentliche Heizsysteme: Wärmeleitung von den Seitenwänden auf die Einschubbleche (mit oder ohne beheizten Luftmantel) oder direkt beheizte Trägerplatten/-bleche.

Bei der Luftmantelheizung unterstützt die Wärme einer Luftkammer um den Innenraum die homogene Temperaturverteilung im Innenraum. Jedoch ist dieses Verfahren zeitintensiv.

Bei der Plattenheizung übertragen die direkt beheizten Einlegebleche die Wärme auf das Beschickungsgut und verkürzen somit die Trockenzeit. Manche Hersteller bieten neben der digitalen Temperaturregelung auch eine digitale Druckregelung an, die die Programmierung definierter Temperatur-Vakuumzyklen ermöglicht.

Sicherheit

Werden bei einer Trocknung oder Wärmebehandlung im Vakuum brennbare Stoffe als Gas, Staub, Nebel oder Dampf freigesetzt, muss ein spezieller explosionsgeschützter Vakuumtrockenschrank verwendet werden. Die Einteilung der Geräte in unterschiedliche Kategorien, abhängig von Gefahren, Sicherheitsanforderungen, Stoffgruppen sowie explosionsgefährdeten Zonen ist für Europa in den ATEX-Direktiven geregelt.

 

Übersicht Glossar Temperierschrank

 


Bildnachweis: Memmert GmbH + Co. KG

Luftmantelheizung im Vakuumtrockenschrank

Plattenheizung im Vakuumtrockenschrank

Plattenheizung im Vakuumtrockenschrank