journal article·2021-06

Approach toward a thermodynamic analysis on the drying and curing process of textile reinforcements for construction applications as a basis for continuous process control and optimization

Lars Hahn, Shichen Hong, Konrad Treppe, Martin von Zuben, Steffen Rittner, Michael Beckmann, Chokri Cherif

Journal of Industrial Textiles· Volume 50· Issue 10
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Abstract

The development of energy-efficient textile manufacturing procedures is a crucial factor for cost reduction, potentially leading to the further establishment of technical textiles for industrial applications. In the textile sector, drying processes are responsible for the largest share of the total energy demand required by the manufacturing process. The performed investigations reveal that this fact also applies to infrared-based drying and curing procedures involved in the manufacturing of textile reinforcing structures for construction applications. The relationship between the temperature of the coated textile grid-like structure during drying and curing and infrared emitter power was analyzed and optimized. In addition, a thermodynamic concept was developed to replace the iterative setting of production parameters, such as infrared emitter power and machine speed. Thus, measurable process control parameters were identified that decisively influence the drying and curing process of textile reinforcements. The results of these investigations form the basis for procedural improvements (optimization variables: energy, time, and quality) as well as for the continuous monitoring of the drying and hardening process of textile reinforcements.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Textile materials and evaluations · Natural Fiber Reinforced Composites · Dyeing and Modifying Textile Fibers

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Institute of Textile Machinery and High Performance Material Technology, TU Dresden

Institute of Process Engineering and Environmental Technology, TU Dresden

References (31)

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1. United Nations: About the Sustainable Development Goals . Available at: https://www.un.org/sustainabledevelopment/sustainable-development-goals/ (accessed 07 June 2019).
2. 10.1177/152808371773610010.1177/1528083717736100 ↗
3. 10.5604/01.3001.0012.750810.5604/01.3001.0012.7508 ↗
4. Cherif Ch. Textile materials for lightweight constructions . Heidelberg/New York/Dordrecht/London/New York: Springer, 2016.10.1007/978-3-662-46341-3 ↗
5. Kulas C. Zum Tragverhalten getränkter textiler Bewehrungselemente für Betonbauteile . PhD thesis, Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Aachen, Germany, 2013 (German).
6. 10.1061/(ASCE)0899-1561(2004)16:4(356)10.1061/(ASCE)0899-1561(2004)16:4(356) ↗
7. 10.1016/j.actamat.2004.06.02810.1016/j.actamat.2004.06.028 ↗
8. 10.1177/152808370910293810.1177/1528083709102938 ↗
9. Kröll K. Trocknungstechnik : Zweiter Band Trockner und Trocknungsverfahren . Zweite, neubearbeitete Auflage. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1978.10.1007/978-3-642-61874-1 ↗
10. 10.1201/978142001761810.1201/9781420017618 ↗
11. Mujumdar AS and Tsotsas E. Modern drying technology: Volume 5: process intensification . Weinheim an der Bergstrasse, Germany: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, 2014.
12. Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-31.10-182. 2016-11-30. Zulassungsgegenstand: Verfahren zur Verstärkung von Stahlbeton mit TUDALIT (Textilbewehrter Beton) , Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt), Period of validity until 1 June 2021.
13. Lefatex Chemie GmbH: Specification sheet, VP4-5LF July 2013.
14. Lefatex Chemie GmbH: Specification sheet, Lefasol VL 90/1 . February 2014.
15. Giessmann A. Coating substrates and textiles: a practical guide to coating and laminating technologies . Berlin, Heidelberg: Springer, 2012.10.1007/978-3-642-29160-9 ↗
16. Cherif Ch, Waldmann M and Mühle R. Textilmaschine . Technische Universität Dresden/Tudatex GmbH. Anmeldenr. 102014106460, DE. Veröffentlichungsnr. DE 102014106460.
17. Cherif Ch, Rittner S and Hahn L. Revolutionizing the construction industry by using carbon concrete composites–resource-friendly–slender construction–beauty (plenary lecture) (17th World Textile Conference AUTEX 2017). Corfu, Greece, May 2017.
18. Hahn L · Tech Text · 2018 · 61 · 120
19. Cherif Ch, Curbach M, Gude M, et al. Zwanzig20 – Carbon Concrete Composite C3; Schlussbericht C3-B1 : Basisvorhaben B1 – Beschichtungen und Bewehrungsstrukturen für den Carbonbetonbau . Teilvorhaben der Technische Universität Dresden: C3-B1-I-a (Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik), C3-B1-1-b (Institut für Baustoffe), C3-B1-1-c (Institut für Massivbau), C3-B1-1-d (Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik). 2017.
20. 10.1002/cite.20100010510.1002/cite.201000105 ↗
21. Treppe K. Physikalisch modifizierte Stärke: Thermische Behandlung von Kartoffelstärke und die resultierenden Eigenschaften in wässriger Umgebung: Untersuchung von Einflussparametern auf das Quellungs- und Lösungsverhalten . Dresden, Technische Universität Dresden, Dresden, Germany, PhD thesis, 2017 (German).
22. 10.1063/1.128588410.1063/1.1285884 ↗
23. Liang X. Thermodynamic modeling of complex systems . Technical University of Denmark, Kgs. Lyngby, Denmark, PhD thesis. DTU Chemical Engineering, 2014.
24. Schinke L · Melliand Textilberichte · 2013 · 94 · 42
25. Beckmann M and Thomé-Kozmiensky KJ. Energie aus Abfall . Neuruppin: Thomé-Kozmiensky Verlag, 2012.
26. Verein Deutscher Ingenieure; VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen: VDI-Wärmeatlas , 11. Berlin: Springer Vieweg, 2013 (VDI-Buch).
27. Wendelstorf J. (Hrsg.): Prozessmodellierung in der metallurgischen Prozesstechnik , 2015 (2015).
28. Rösch B and Schmitt M. Innovative Verfahren zur Energiereduzierung beim Trocknen und Fixieren von textilen Bahnen, (InTroFix): Abschlussbericht InTroFix . 2011.
29. Treppe K, Kuitunen S, Pinnau S, et al. Energiemanagement : Wärmetechnische Analyse komplexer Prozesse ; Bilanzieren, Modellieren und Optimieren am Beispiel der Papierherstellung, VDI‐Verlag 2013; 203: 1–80.
30. 10.1016/j.jfoodeng.2012.02.00410.1016/j.jfoodeng.2012.02.004 ↗
31. Baehr HD and Kabelac S. Thermodynamik . Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2009.10.1007/978-3-642-00556-5 ↗