Paternosterofen – PD

Einsatzbereich und Vorteile der Trocknungsanlage

Die MASS-Durchlauftrocknungsanlage PD ist für das Erwärmen oder Aushärten von Produkten und das Trocknen von Pasten und Lacken bis 180°C konzipiert. Die Ausführung als Paternoster spart Platz und bietet einen hohen Nutzungsgrad bei vergleichsweise kleiner Fläche.

Funktionsweise und Aufbau der Trocknungsanlage

Ein Warenträger transportiert die zu trocknenden Produkte innerhalb der Trocknungsanlage durch die Prozesskammer, wo der Wärmeprozess über Konvektionswärme erfolgt. Das Heizsystem der Trocknungsanlage besteht aus einer modular aufgebauten Prozesszone. Diese Prozesszone aus Edelstahl ist mit mehreren Heizzonen und Kühlzonen bestückt. Sie ist doppelwandig gefertigt und mit einem hochwertigen Isolierstoff zwischenisoliert, was eine stabile Trocknungswärme bei vergleichsweise geringem Energieaufwand ermöglicht.

Jede Heizzone der Trocknungsanlage wird separat über einen getrennten Regelkreis betrieben, sodass es möglich ist, für jeden Heizkreis die gewünschte Solltemperatur vorzuwählen. In jeder Heizzone wird die Luft über Rippenrohrheizkörper erwärmt und durch ein entsprechendes Gebläse umgewälzt. Der Luftaustritt in die Prozesszone erfolgt über Lochbleche, die für eine gleichmäßige Luftströmung sorgen und somit eine konstante Wärmeverteilung garantieren.

Technische Daten:

• Regelgenauigkeit +/- 2,0 K
• Temperaturgenauigkeit am Produkt: +/- 4,5 K in der Haltephase
• Anschluss Heizmodul: 400/480 V, 50/60 Hz
• Abluft und Zuluft Heizmodul: jeweils max. 800 m³/h einstellbar
• Abluft Kühlzone: max. 1.000 m³/h
• Maximale Objekttemperatur: 120°C
• ATEX / DIN EN1539 / ESD und Stickstoff-Anwendungen möglich

Temperaturhomogenität im Paternosterofen

Unter Temperaturhomogenität versteht man die maximalen Temperaturunterschiede innerhalb eines definierten Volumens. Damit alle Produkte dieselbe Wärmebehandlung erfahren, ist es entscheidend, dass im gesamten Nutzvolumen die Temperaturen, insbesondere während der Haltezeit nach Erreichen des thermischen Gleichgewichts, identisch sind. Dank jahrelanger Erfahrung und moderner Unterstützung durch CFD-Simulationen liefern die MASS Öfen eine optimale Temperaturhomogenität im gesamten nutzbaren Volumen. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Wärmebehandlung empfindlicher Produkte und höchste Prozesssicherheit. Um die Temperaturhomogenität zu optimieren müssen die drei Mechanismen des Wärmeübertrages konstruktiv optimiert werden:

• Konvektion: Konvektion beschreibt die Bewegung von Gasmolekülen unterschiedlicher Temperatur. Warme Luft steigt auf, während kalte Luft nach unten sinkt. Dieser Mechanismus ist entscheidend für die **gleichmäßige Wärmeverteilung in Öfen und Prozessanlagen** und hängt von der Temperaturdifferenz und den Eigenschaften des Mediums ab.
• Thermische Leitfähigkeit: Alle Materialien leiten Wärme von der warmen zur kalten Seite, bis ein Temperaturausgleich erreicht ist. Eine hohe **thermische Leitfähigkeit** sorgt für **effiziente Wärmeübertragung**, was besonders in industriellen Prozessen und für empfindliche Produkte wichtig ist.
• Strahlung: Jeder Körper gibt elektromagnetische Strahlung ab, abhängig von seiner Temperatur. **Thermische Strahlung** ist ein wesentlicher Faktor bei der Wärmeübertragung in Öfen und Trocknungsprozessen und beeinflusst die **Gleichmäßigkeit der Produkttemperatur**.

Temperaturmessung auf einem MASS Warenträger in der Aufheizzone an fünf Positionen. Die optimierte Luftverteilung ermöglicht ein schnelles und homogenes Aufheizen über den gesamten Warenträger.

Positionierung der Temperatursensoren auf einem MASS Warenträger für die Erfassung eines integralen Temperaturprofils über den gesamten Prozessverlauf.

Vorteile Paternoster

• Freistehende Türme, dadurch kettenfreie Bewegung durch die Heiz- und Kühlzonen
• vollumfängliche MES Einbindung
• Be- und Entladung durch Roboter oder Portachsen
• Modularer Aufbau ermöglicht einfachste Installation auch bei begrenzten Platzverhältnissen
• Stabilität: Unsere Anlagen sind weltweit über 20 Jahre im Dauereinsatz

Einige Impressionen MASS Paternosterofen

Heizzone PD: horizontale Gasführung über Umluftventilator.	CAD-Schnitt durch die PD-Heizzone – Zonentrennungen und Luftleitbleche sichtbar.	Schematische Darstellung der horizontalen Luftführung für gleichmäßige Strömung.
Be- und Entladung vor der Maschine. Optional automatische Roboterlösung.	Beladeposition mit anpassbaren Warenträgern für unterschiedliche Produkte.	Modulares Design: bis zu 10 Zonen und mehr realisierbar.
Optimierung der Luftführung durch den Einsatz von CFD-Simulationen für eine homogene Temperaturverteilung, höhere Energieeffizienz und verbesserten Durchsatz.	Vollautomatisiertes Be- und Entladen mittels Roboter	Vollautomatisiertes Zu- und Abführen der Warenträger
Blick von unten nach oben in den Turm eins des Paternostertrockners bestückt mit Warenträgern	Warenträger mit sehr kleinen Indexbolzen für flache Produkte	Warenträger im PD. Luftleitbleche optimiert für optimalen Wäremeübertrag

FAQ – Paternosterofen

Was sind die Vorteile eines Paternosterofen?

Die Hauptvorteile eines Paternosterofens sind seine kompakte Bauweise, die optimale Luftverteilung und die daraus resultierende homogene Temperaturverteilung. Dadurch wird eine besonders effiziente und gleichmäßige Trocknung erreicht – bei minimalem Platzbedarf und hohem Energieeinsparpotenzial.

Können Paternosteröfen auch unter inerter Atmosphäre betrieben werden?

Ja. Standardmäßig arbeiten Paternosteröfen unter Luftatmosphäre. Auf Wunsch können jedoch Ein- und Auslaufschleusen integriert werden, die nur kurzzeitig öffnen. Dadurch ist auch ein Betrieb unter inerter Atmosphäre mit sehr niedrigen Sauerstoffpartialdrücken möglich – ideal für empfindliche Materialien oder reaktive Pasten.

Warum wird kein Durchlaufofen verwendet?

Ein klassischer Durchlaufofen wäre deutlich länger und würde wesentlich mehr Platz beanspruchen. Das Paternosterprinzip nutzt den Raum vertikal und sorgt gleichzeitig für eine bessere Gasführung sowie eine gleichmäßigere Umströmung der Produkte. So entsteht eine kompakte, energieeffiziente und prozessstabile Lösung.

Wer hat den Paternoster erfunden?

Der ursprüngliche Paternosteraufzug wurde 1884 vom englischen Ingenieur Peter Hart entwickelt. Er konstruierte den ersten kontinuierlich laufenden Aufzug für das General Post Office in London. Das System bestand aus einer Kette offener Kabinen, die sich in einem Endlosumlauf nach oben und unten bewegten.

In Deutschland wurde dieses Prinzip im 20. Jahrhundert weit verbreitet – vor allem in Büro- und Verwaltungsgebäuden, etwa in Hamburg, Berlin oder Nürnberg. Aus Sicherheitsgründen ist der Neubau klassischer Paternosteraufzüge heute nicht mehr erlaubt.

In der industriellen Anwendung erlebt das Paternosterprinzip jedoch eine moderne Weiterentwicklung: Beim Paternostertrockner wird bewusst auf eine umlaufende Kette verzichtet, da Schmierstoffe im heißen Bereich verdampfen und zu Produktkontaminationen führen könnten. Stattdessen setzt MASS auf ein sauberes, wartungsarmes und prozessstabiles Konzept.

Was sind CFD Simulationen?

CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) sind numerische Strömungssimulationen, mit denen das Verhalten von Gasen oder Flüssigkeiten in komplexen Geometrien berechnet wird. Sie ermöglichen es, Strömungsverteilung, Temperaturfelder und Druckverhältnisse präzise zu analysieren und zu optimieren – ohne aufwendige physikalische Versuche.

Sind MASS Paternosterofen für den Reinraum geeignet?

Ja, der MASS Paternosteröfen ist optimal für Reinraum-Anwendungen geeignet. Seine freistehenden Türme und die Positionierung von Schmierstoffen und Antrieben außerhalb der Heiz- und Kühlzonen sorgen für eine kontaminationsfreie Wärmebehandlung, ideal für empfindliche Produkte. Optional erhältliche Reinraumvarianten gewährleisten, dass die Reinraumeigenschaften vollständig erhalten bleiben.

Wie funktioniert ein MASS Paternosterofen?

Der MASS Paternostertrockner arbeitet nach dem vertikalen Umlaufprinzip: Produkte werden in freistehenden Türmen kontinuierlich durch Heiz- und Kühlzonen transportiert. Dies gewährleistet eine gleichmäßige, kontaminationsfreie Wärmebehandlung.

Welche Vorteile bietet der MASS Paternosterofen gegenüber herkömmlichen Systemen?

Im Gegensatz zu Kettenanlagen ist der MASS Paternosterofen freistehend, was Reinigungsaufwand und Verschleiß reduziert. Schmierstoffe und Antriebe liegen außerhalb der Produktzonen, sodass die Wärmebehandlung vollständig kontaminationsfrei erfolgt – ideal für empfindliche Produkte.

Wie energieeffizient ist der MASS Paternostertrockner?

Durch die optimierte Umlauftechnik und die getrennten Heiz- und Kühlzonen ist der Trockner besonders energieeffizient. Dies reduziert Betriebskosten und schont die Umwelt.