Пластиковая осушительная сушилка: как выбрать подходящую модель

Нейлоновые детали, которые получаются хрупкими. Линзы из поликарбоната с серебристыми полосами. Преформы из ПЭТ, которые теряют ударную вязкость без видимой причины. В девяти случаях из десяти проблема не в прессе — смола поступила в цилиндр в влажном состоянии.

Пластиковая осушительная сушилка предназначена именно для решения этой проблемы, и выбор подходящей модели сводится к трём показателям: точке росы, которую можно поддерживать; фактически необходимому расходу воздуха; а также тому, достаточно ли велик бункер, чтобы дать материалу время, необходимое для высыхания. Если правильно подобрать эти параметры, работа с гигроскопичными смолами перестанет быть рискованным делом.

Почему некоторые виды пластика нельзя сушить горячим воздухом

Большинство людей полагают, что сушка связана с теплом. Но это не так — дело в градиенте влажности между воздухом и смолой. Вода выходит из гранул в воздух только в том случае, если воздух суше, чем гранулы. Горячий воздух, поступающий с завода, как правило, не является таким.

Гигроскопичные смолы химически связывают воду:

• PA6 / PA66 (нейлон) — быстро впитывает влагу и гидролизуется при температуре плавления, что приводит к необратимому разрыву полимерных цепей
• ПЭТ — тот же механизм, и повреждение проявляется в виде потери внутренней вязкости
• ПК — влага в бочке превращается в пар; в результате появляются деформации, пузыри и снижается прочность
• ПММА, ПБТ, ПСУ — всем им нужен действительно сухой воздух, а не просто теплый

Исключением являются полиэтилен (PE) и полипропилен (PP) — эти материалы не гигроскопичны, и с влагой на их поверхности обычно справляются вообще без использования осушителя.

Сушилка с горячим воздухом и сушилка с осушением

Это наиболее распространённая причина недостаточной спецификации оборудования:

Сушилка с горячим воздухом, работающая при температуре 80 °C при влажности окружающего воздуха 60%, просто не способна удалить влагу из нейлона. Повышение температуры для компенсации этого риска может привести к окислению или агломерации материала до его полного высыхания. Если вы работаете с гигроскопичной смолой, вам понадобится осушитель для пластмасс — более дешёвой альтернативы просто нет.

Точка росы: показатель, который действительно имеет значение

Точка росы — это температура, при которой вода выделяется из воздуха в виде конденсата. Чем ниже точка росы, тем воздух суше, а более сухой воздух быстрее и глубже вытягивает влагу из смолы.

Практические цели в разбивке по материалам:

Из этого вытекают два следствия. Во-первых, осушитель, в рекламе которого указано «−40 °C», должен поддерживать эту температуру в рабочем режиме, при заданном вами расходе воздуха и с отработанным осушителем — а не только при холодном запуске в выставочном зале. Во-вторых, вам необходимо мера . Датчик точки росы на входе в бункер — это разница между уверенностью в том, что материал сухой, и просто предположением об этом.

Расчет размеров пластиковой осушительной сушилки: расход воздуха

Воздушный поток должен выполнять две задачи: доставлять достаточное количество тепла к смоле и отводить выделяющуюся влагу.

Хорошая отправная точка:

Требуемый расход воздуха (м³/ч) = производительность (кг/ч) × расход воздуха на 1 кг

Спрос на воздух на килограмм составляет примерно 1,8–2,5 м³/кг в зависимости от типа смолы и температуры сушки — материалы с более высокой плотностью и более высокой температурой сушки находятся в верхней части диапазона. Затем добавьте 20–30% — запас прочности с учетом нагрузки на фильтр, потерь в воздуховодах и старения осушителя.

Пример расчёта: 120 кг/ч PA66 при 2,2 м³/кг даёт 264 м³/ч. С запасом 25% необходимо указать примерно 330 м³/ч.

Недостаточный расход воздуха — классическая причина неисправности. Нагреватель достигает заданного значения, показания дисплея в норме, но материал по-прежнему выходит влажным — потому что через него проходит недостаточное количество воздуха, необходимое для удаления влаги.

Расчет размеров бункеров: где большинство предприятий допускают ошибки

Внимание обычно уделяется воздушному потоку, а вот именно в объёме бункера и происходят реальные ошибки. Материал должен находиться в бункере достаточное время, чтобы достичь состояния равновесия:

Время пребывания (ч) = масса материала в бункере (кг) ÷ производительность (кг/ч)

Итак:

Требуемая вместимость бункера (кг) = производительность (кг/ч) × время сушки (ч)

Если вы перерабатываете 120 кг/ч PA66 с временем сушки 5 часов, вам потребуется как минимум 600 кг материала в бункере — и это полезная вместимость, а не номинальный объём. Бункер, который всегда заполнен лишь наполовину, никогда не обеспечивает номинальное время пребывания материала.

Еще два момента, которые на практике создают проблемы:

• Уровень имеет значение. Если емкость заполнена менее чем на треть, воздух проходит через смолу, а не распределяется по ней равномерно, в результате чего процесс высыхания становится неравномерным.
• Важно, как часто происходит заправка. Каждый раз, когда сверху поступает новый влажный материал, ему требуется полное время высыхания, прежде чем он достигнет дна. При непрерывной загрузке сверху с недостаточной производительностью влажный материал продолжает поступать к шнеку.

Помимо правильного выбора размера, бункер также должен обеспечиваться надежной подачей материала — а интегрированная система всасывающей загрузки поддерживает стабильный уровень без вмешательства оператора, которое и приводит к тому, что бункеры оказываются наполовину пустыми.

Технологии использования осушителей в пластиковых осушительных сушилках

Оба устройства удаляют влагу из технологического воздуха; они отличаются способом регенерации.

A осушитель с двумя молекулярными ситами является более безопасным выбором, когда требуется максимально низкая точка росы или при работе с переменной пропускной способностью. A ротационный осушитель сотовой конструкции подходит для линий непрерывного режима работы, где важны компактность и простота конструкции. Для компактных участков, обслуживающих один пресс, встроенный ротационный осушитель объединяет в одном агрегате функции сушки и транспортировки.

Температура: не стоит просто повышать её

Более высокая температура ускоряет сушку, но есть предел:

• Слишком жарко — окисление, пожелтение, размягчение гранул и их слипание в сплошную массу в бункере
• Просто круто — время сушки значительно превышает время, предусмотренное вашим бункером
• Неравномерный — «горячие» зоны возле обогревателя, «холодные» зоны у стены, в результате чего бункер остается сухим в середине и влажным по краям

Установите температуру, рекомендованную производителем для данного сорта материала. Если у вас возникла проблема с влажностью, сначала отрегулируйте точку росы и время пребывания материала в камере, прежде чем менять настройку температуры.

Система с замкнутым циклом и система с разомкнутым циклом

В сушильных установках с замкнутым контуром технологический воздух рециркулирует через слой осушителя, а не выводится наружу. Преимущества очевидны: снижается энергозатратность регенерации, точка росы остается стабильной при колебаниях влажности окружающего воздуха, и вам не приходится постоянно нагревать свежий воздух, поступающий на предприятие.

Установки с открытым контуром обходятся дешевле при первоначальной покупке и иногда вполне подходят для материалов с низкой нагрузкой. В случае гигроскопичных смол, которые используются круглый год — особенно в условиях влажного климата — система с закрытым контуром окупается, и именно такую конфигурацию я бы выбрал в первую очередь.

Почему материал по-прежнему выходит влажным

Энергозатраты и эксплуатационные расходы

Расходы на регенерационное нагревание являются основной статьёй текущих затрат. Существует три способа их сокращения без ущерба для качества сушки:

• Утеплите бункер — недорого, быстро и часто упускается из виду
• Рекуперация тепла из обратного воздуха, если это предусмотрено конструкцией
• Не выбирайте слишком большой размер — сушильная установка, работающая с нагрузкой 30%, в каждом цикле тратит энергию, необходимую для регенерации

Если вы сушите вторичное сырье вместе с первичным, помните, что вторичное сырье имеет большую площадь поверхности и быстрее впитывает влагу. Материал, выходящий из гранулятор их следует сразу же вернуть на сушку, а не оставлять открытыми в контейнере.

Техническое обслуживание, обеспечивающее поддержание точки росы

• Ежедневно — зарегистрировать точку росы и температуру бункера; проверить состояние фильтра
• Еженедельно — осмотреть фильтры процесса и обратного потока, проверить соединения на наличие утечек воздуха
• Ежемесячно — проверить работу и температуру регенерационного нагревателя, а также последовательность срабатывания клапанов на установках с двумя колоннами
• Ежегодно или почасово — замените осушитель; его эффективность снижается задолго до того, как станет заметно, что он вышел из строя

Как выбрать: контрольный список для покупателя

1. Перечислите все смолы, которые вы будете сушить — это определит требования к точке росы и температуре
2. Установите целевое значение точки росы для материала с наиболее высокими требованиями и убедитесь, что устройство поддерживает его при заданном расходе воздуха
3. Рассчитайте расход воздуха как произведение пропускной способности и потребности в воздухе, а затем добавьте запас в 20–30%
4. Рассчитайте размер бункера исходя из пропускной способности, умноженной на время сушки, и считайте это показатель полезной производительности
5. Выберите тип осушителя: двухбашенный — для достижения минимальной точки росы, роторный — для компактной работы в непрерывном режиме
6. Укажите режим с замкнутым контуром, если нагрузка действительно небольшая
7. Настаивайте на установке датчика точки росы на входе в бункер — а не только на корпусе сушилки
8. Подтвердите доступ к фильтру, интервал замены осушителя и сроки поставки запасных частей

Часто задаваемые вопросы

Какая точка росы мне нужна?

Это зависит от типа пластмассы. Для нейлона обычно требуется температура от −25 до −40 °C, для ПЭТ — −40 °C или ниже, для ПК — около −30–−40 °C, а для АБС — от −20 до −30 °C. Укажите значение для самого требовательного материала и измеряйте температуру на входе в бункер, а не полагайтесь на показания на дисплее шкафа.

Можно ли вместо этого использовать фен?

Только для негигроскопичных смол, таких как ПЭ и ПП. В случае с нейлоном, ПЭТ, ПК и аналогичными материалами горячий воздух не позволяет достичь достаточно низкого уровня влажности независимо от температуры — здесь требуется осушенный воздух.

Как понять, что мой бункер слишком мал?

Сравните время пребывания материала в бункере с требуемым временем высыхания смолы. Разделите массу материала, фактически находящегося в бункере, на часовую производительность; если полученное значение меньше времени высыхания, значит, бункер имеет недостаточный объем для данной задачи.

Почему у меня нормальная точка росы, но на деталях всё равно остаются разводы?

Как правило, это связано со временем пребывания материала в бункере или с уровнем наполнения бункера. Возможно, материал находится в бункере недостаточно долго, либо его уровень опускается настолько низко, что воздух проникает сквозь него, вместо того чтобы равномерно проходить. Прежде чем что-либо регулировать, проверьте, правильно ли поддерживается уровень материала.

Что лучше выбрать: молекулярное сито или ротор сотовой конструкции?

Молекулярный фильтр с двумя башнями обеспечивает и поддерживает самые низкие точки росы, а также хорошо справляется с переменными нагрузками. Роторы сотовой конструкции отличаются компактностью, работают в непрерывном режиме без переключающих клапанов и подходят для линий с постоянной нагрузкой. При выборе в первую очередь ориентируйтесь на требуемую точку росы, а уже во вторую очередь — на занимаемую площадь.

Куда пойти дальше

Процесс сушки не происходит в изоляции, и эффективность пластиковой осушительной сушилки напрямую зависит от организации потока материала вокруг неё. Материал, поступающий со склада, требует надёжной транспортировки, а выбор места сушки относительно пресса — это решение, принимаемое на уровне всего завода и сопряжённое с реальными компромиссами. Наше руководство по сушилки с центральной системой осушения и сушилки с системой осушения на стороне оборудования в ней подробно рассматривается этот выбор.

Если ПЭТ является вашим основным материалом, этап кристаллизации полностью меняет расчет сушки, и наш Руководство по системе сушки ПЭТ проходит через него. Что касается переработанного материала и добавок, необходимо обеспечить однородность смеси до того, как она поступит в бункер — а машина для сухого смешивания красок обеспечивает работу на этом этапе.