Prinzip der Gefriertrocknung
Die Gefriertrocknung ist die effizienteste und schonendste Trocknungsmethode für durchnässte Papiere. Im Gegensatz zu den für Papier „artfremden“ Trocknungsmethoden – z.B. Luftentfeuchter, Warmluft- oder Mikrowellentrocknung – besteht bei der Gefriertrocknung keine Gefahr bezüglich einer Schimmelbildung, der Ausblutung von Druckfarben oder Verkleben von Seiten.
Die Gefriertrocknung ist das schonendste Verfahren, um Wasser aus temperaturempfindlichen Gut wie z.B. Papier zu entfernen. Bei dieser Trocknungsmethode, auch »Lyophylisation« genannt, treten keine oder sehr geringe mechanischen Beanspruchungen an den Papierfasern auf. Deshalb können mit diesem Verfahren auch sehr empfindliche Papiere, wie beispielsweise alte Bücher getrocknet werden, ohne dass ein Verkleben der Seiten, „Ausbluten“ von Druckerschwärze oder ein Rosten von Metallteilen während des Trocknungsprozesses befürchtet werden muss.
Ein entscheidender Unterschied der Gefriertrocknung gegenüber der einfachen Vakuumtrocknung ist die Tatsache, dass während der Gefriertrocknung das Wasser nie in flüssiger Form vorliegt und so alle schädigenden physikalischen, mechanischen wie auch biologischen Prozesse im Papier ausgeschaltet werden.
Beladung der Trocknungskammer mit adäquater Schutzkleidung
Prinzip der Sublimation
Bei der Gefriertrocknung nimmt das zuvor eingefrorene Wasser während des gesamten Trocknungsvorganges nicht mehr den flüssigen Aggregatzustand ein, sondern geht direkt von Eis in Dampf über. Dieser Übergang von fest nach gasförmig wird „Sublimation“ genannt.
Wir alle kennen dieses Prinzip aus der Natur, auch wenn es uns vielleicht nicht bewusst ist. So verschwindet im Winter der Schnee bei Minustemperaturen, ohne dabei flüssig zu werden. Auch die Menschen in kalten Regionen machen es uns vor: Sie trocknen Ihre Wäsche im Freien (unter 0 °C, d.h. das Wasser liegt die gesamte Zeit als Eis vor)!
Beschleunigung der Trocknung
Dieser Trocknungsvorgang wird bei einer Gefriertrocknung von Papieren stark beschleunigt, indem die zuvor tiefgefrorenen Akten und Bücher in Vakuumkammern einem Unterdruck von weniger als 6 mbar ausgesetzt werden. Ein zusätzlicher „Turbo“ entsteht durch Erwärmen der tiefgefrorenen Papiere – je nach Papiersorte bis auf bis +50 °C. Bei dieser erhöhten Temperatur schmilzt das Eis nicht, da in der Kammer ein Vakuum herrscht, das unter dem sog. Trippelpunkt des Wassers liegt. Der Trippelpunkt ist der physikalische Druck (ca. 6 mbar), unterhalb dessen Wasser nie flüssig wird, auch wenn die Temperatur über dem Schmelzpunkt des Eises liegt.
Der im Vakuum aus den Papieren entweichende Wasserdampf wird an Eiskondensatoren bei ca. -50 °C zu Eis kondensiert. Diese niedrige Kondensator-Temperatur ist nötig, um die empfindlichen Vakuum-Pumpen vor Wasserdampf zu schützen, ein Vakuum von mindestens 6 mbar zu erreichen und gleichzeitig den entweichenden Wasserdampf zu Eis zu kondensieren.
Bei einer Gefriertrocknung ist ein optimales Zusammenspiel von Unterdruck, Eiskondensator- sowie der Heiztemperatur für eine effektive und schonende Trocknung des Gutes entscheidend. Mit Temperatursensoren an den tiefgefrorenen Papieren und am Druckverlauf innerhalb der Kammer ist die Qualität und das Ende der Trocknung genau bestimmbar.
Nach der Gefriertrocknung sind die Papiere extrem trocken und in diesem Zustand vorsichtig zu behandeln. Nach 1 bis 3 Wochen Lagerung in der Raumatmosphäre absorbieren diese teilweise über 10% ihres Gewichtes an Wasser aus der Luft und erhalten dadurch ihre gewohnte Geschmeidigkeit wieder zurück.
Nachbehandlung von gefriergetrockneten Büchern
Glätten von Büchern durch Pressen
Durch die Wasseraufnahme des Papiers und anschließende Feuchtigkeitsabgabe während des Trocknungsprozesses treten an den einzelnen Papierfasern ungleichmäßige Spannungen auf, die ein Wellen bzw. Verziehen zur Folge haben können. Bei starken Bucheinbänden oder dickeren Kartonagen ist dieser Effekt besonders ausgeprägt (alte Ledereinbände können hierbei sogar reißen).
Problematische Papiersorten
Die Beschaffenheit und das Aussehen von wassergeschädigten Papieren bleiben durch das Gefriertrocknungsverfahren erhalten; der Zustand wird durch diese Trocknungsmethode nicht verschlechtert. In Bezug auf die Datenrettung bleibt die Lesbarkeit der Daten erhalten!
Es gibt jedoch Papiersorten, die sich bereits im nassen Zustand problematisch verhalten. Hochglanzpapiere und beispielsweise Kunstdrucke neigen bei stärker Durchnässung zum Verkleben. Hochglanzpapiere enthalten einen hohen Anteil an wasserlöslichen Leimstoffen, die sich bei starker Durchnässung aus dem Papier herauslösen, so dass schon beim geringsten Antrocknen die Blätter miteinander verkleben. Bei geringer und zeitlich kurzer Durchfeuchtung findet eine Verklebung der Seiten nicht statt. Glücklicherweise werden diese Hochglanzpapiere überwiegend bei Werbematerialien, Katalogen, Zeitschriften, Bildbänden und Fotografien verwendet, die in der Regel wiederbeschafft werden können, so dass sich eine Trocknung nicht lohnt.
Nicht wieder beschaffbare, nasse Fotografien und Röntgenbilder lassen sich retten, indem diese bei der Bergung in wasserdichte Folienbeutel gepackt werden, um jegliche Antrocknung zu verhindern. Es ist vorteilhaft, die Fotos im Beutel noch zusätzlich mit sauberem Wasser zu durchfeuchten. Die Fotos und Röntgenbilder werden dann vor der Trocknung intensiv gewässert und anschließend einzeln im Foto-Durchlauftrockner getrocknet.
Bei Brand- und Wasserschäden an Gebäuden sind oft auch Akten und Bücher betroffen. Die nassen Papiere, ob wichtiger Informationsträger oder wertvolles Kulturgut, können dabei schwer geschädigt oder sogar vollkommen unbrauchbar werden. Nur durch ein schnelles und richtiges Handeln kann der Schaden begrenzt und das Papier vor Zerstörung gerettet werden. Die fachgerechte Vakuum-Gefriertrocknung bietet den besten Schutz!
Folgeschäden: Nicht nur Schimmel!
- Schimmelbefall
- Geruch
- Aufquellen und Verformung
- Verkleben der Seiten
- Reißen der Einbände
- Ausbluten von Farbstoffen
- Rosten von Metallteilen
