Veldu rétta þurrkunartækni

Efnisþurrkun er óhjákvæmileg fyrir hvern plastvinnsluaðila. Það er líka mikilvægt til að framleiða hágæða vörur. Val á viðeigandi þurrktækni hjálpar til við að spara kostnað og draga úr orkunotkun og rétt mat á þurrktækni og kostnaði er nauðsynlegt til að velja viðeigandi tækni.

Aukið vatnsinnihald dregur smám saman úr seigju efnisins. Við vinnslu leiða breytingar á bræðslueiginleikum til samsvarandi breytinga á vörugæðum og ýmsum vinnslubreytum. Til dæmis getur of langur dvalartími leitt til lágs rakainnihalds sem eftir er, aukið seigju, sem leiðir til ófullkominnar moldfyllingar og gulnar á efninu. Ennfremur eru sumar eiginleikabreytingar ekki sýnilegar beint heldur er aðeins hægt að greina þær með viðeigandi efnisprófum, svo sem breytingum á vélrænni eiginleikum og rafstyrk.

Þegar þurrkunarferli er valið er mikilvægt að bera kennsl á þurrkunareiginleika efnisins. Efni er hægt að flokka sem rakafræðilegt eða ó-vökvasætt. Rakahreinsandi efni gleypa raka frá umhverfinu en ekki-vökvasæp efni gera það ekki. Fyrir efni sem ekki eru -vökvasæp, helst raki sem er í umhverfinu á yfirborðinu og verður að „yfirborðsraki“ sem auðvelt er að fjarlægja. Hins vegar geta korn úr ó-vökvafræðilegum efnum orðið rakafræðileg vegna aukefna eða fylliefna.

Ennfremur getur útreikningur á orkunotkun fyrir þurrkunarferli verið breytilegur eftir því hversu flókin vinnslan er og fleiri þættir, þannig að tölurnar sem birtar eru hér eru eingöngu til viðmiðunar.

Convection Þurrkun

Fyrir efni sem ekki eru-vökvasöfnuð er hægt að nota heitloftsþurrka. Raki er lauslega bundinn af milliflötum spennu milli efnis og vatns, sem gerir það auðvelt að fjarlægja það. Þessar vélar vinna með því að nota viftu til að draga inn andrúmsloftið og hita það upp í það hitastig sem þarf til að þurrka tiltekið efni. Hitaða loftið fer í gegnum þurrkarann ​​og hitar efnið í gegnum loftræstingu til að fjarlægja raka.

Þurrkun hygroscopic efni felur almennt í sér þrjú stig: fyrsta stigið gufar upp yfirborðsraka efnisins; annað stigið beinir áherslu á uppgufun á innra hluta efnisins, þar sem þurrkunarhraði minnkar hægt á meðan hitastig efnisins fer að hækka; á lokastigi nær efnið rakajafnvægi við þurrkunargasið. Á þessu stigi er hitamunurinn á milli innra og ytra eytt. Í lok þriðja stigs, ef þurrkað efni losar ekki lengur raka, þýðir það ekki að það sé -laust við raka, heldur gefur það einfaldlega til kynna að jafnvægi hafi verið komið á milli agnanna og umhverfisins í kring.

Í þurrkunartækni er daggarmarkshiti lofts afgerandi breytu. Daggarmarkshiti er hitastigið þar sem hlutfallslegur raki nær 100% á meðan rakainnihald raka loftsins er haldið stöðugu. Það táknar hitastigið sem loft nær þéttingu. Almennt, því lægra sem daggarmark loftsins sem notað er til þurrkunar, því lægra er rakainnihald leifar og því hægari þurrkunarhraði.

Sem stendur er algengasta aðferðin til að framleiða þurrt loft að nota þurrgasrafall. Þessi búnaður miðast við aðsogsþurrkara sem samanstendur af tveimur sameindasigtum, þar sem raki í loftinu frásogast. Í þurrkunarástandi flæðir loft í gegnum sameindasigtin, sem gleypa raka úr gasinu og gefur afrætt gas til þurrkunar. Í endurnýjunarástandi eru sameindasigtin hituð upp í endurnýjunarhitastig sitt með heitu lofti. Gasið sem flæðir í gegnum sameindasigtin safnar raka sem fjarlægður er og ber hann inn í umhverfið í kring. Önnur aðferð til að búa til þurrt gas er að draga úr þrýstingi þjappaðs gass. Kosturinn við þessa aðferð er að þjappað gas í veitukerfinu hefur lágan þrýstingsdöggpunkt. Eftir að þrýstingurinn hefur minnkað nær daggarmark hans um það bil 0 gráður. Ef þörf er á enn lægri daggarmarki er hægt að nota himnu- eða aðsogsþurrka til að draga enn frekar úr loftdöggmarki áður en þjappað loftþrýstingur er lækkaður.

Við þurrkun í rakalofti þarf að reikna sérstaklega út orkuna sem þarf til að framleiða þurrgasið. Við aðsogsþurrkun verður endurmyndaða sameindasigtið að vera hitað frá þurru hitastigi (um það bil 60 gráður) í endurnýjunshitastig (u.þ.b. 200 gráður). Þetta er venjulega gert með því að hita gasið stöðugt að endurnýjunshitastiginu í gegnum sameindasigtið þar til það nær tilteknu hitastigi þegar það fer út úr sigtinu. Fræðilega séð samanstendur orkan sem þarf til endurnýjunar af orkunni sem þarf til að hita sameindasigtið og vatnið sem aðsogast í því, orkunni sem þarf til að sigrast á viðloðun sameindasigtsins við vatnið og orkunni sem þarf til að gufa upp rakann og hækka hitastig vatnsgufunnar.

Almennt er daggarmarkið sem fæst við aðsog tengt hitastigi og rakaflutningsgetu sameindasigtsins. Venjulega, daggarmark 30 gráður eða minna gerir sameindasigtinu kleift að ná rakaflutningsgetu upp á 10%. Fræðileg orkuþörf til að framleiða þurrgasið, reiknað úr orkugjöfum, er 0,004 kWh/m³. Hins vegar, í reynd, verður þetta gildi að vera aðeins hærra vegna þess að útreikningarnir taka ekki tillit til viftu- eða hitataps. Til samanburðar er hægt að ákvarða sérstaka orkunotkun mismunandi tegunda þurrkunargasrafala. Almennt er orkunotkun til þurrkunar á gasi á bilinu 0,04 kWh/kg til 0,12 kWh/kg, allt eftir efni og upphaflegu rakainnihaldi. Í raunverulegri notkun getur það náð 0,25 kWh/kg eða hærra.

Orkan sem þarf til að þurrka korn samanstendur af tveimur hlutum: Orkan sem þarf til að hita efnið frá stofuhita til þurrkunarhitastigsins og orkan sem þarf til að gufa upp raka. Nauðsynlegt gasrúmmál er venjulega ákvarðað út frá hitastigi þurrkunargassins sem fer inn í eða út úr þurrkaranum. Flutningur varma frá þurru lofti við ákveðið hitastig til kyrnanna í gegnum loftræstingu er einnig convective þurrkunarferli.

Í raunverulegri framleiðslu er raunveruleg orkunotkun stundum miklu hærri en fræðilegt gildi. Til dæmis getur efnið verið of lengi í þurrkaranum, sem leiðir til þess að meira magn af gasi er neytt til að ljúka þurrkunarferlinu, eða aðsogsgeta sameindasigtsins er ekki fullnýtt. Möguleg aðferð til að draga úr eftirspurn eftir þurrkunargasi og þar með lækka orkukostnað er að nota tveggja-þurrkunartank. Í þessari tegund búnaðar er efnið í efri hluta þurrkarans aðeins hitað en ekki þurrkað, þannig að hitun er hægt að ná með því að nota umhverfisloft eða útblástursloft frá þurrkunarferlinu. Með þessari aðferð þarf oft aðeins 1/4 til 1/3 af venjulegu magni af þurrkunargasi að koma í þurrkarann ​​og lækkar þannig orkukostnað. Önnur aðferð til að bæta þurrkunarnýtni rakaþurrkandi gass er með hitaeiningum og{10}}daggpunktastýrðri endurnýjun, en þýska fyrirtækið Motan notar jarðgas sem eldsneyti til að draga úr orkukostnaði.

Tómarúmþurrkun

Eins og er hefur tómarúmþurrkun einnig farið inn á plastvinnslusviðið. Til dæmis hefur tómarúmþurrkunarbúnaðurinn sem þróaður var af bandaríska fyrirtækinu Maguire verið notaður við plastvinnslu. Þessi samfellda vinnuvél samanstendur af þremur hólfum sem eru festir á snúnings færibandi. Í fyrsta hólfinu, eftir að kornin eru fyllt, er gas sem er hitað að þurrkunarhitastigi komið fyrir til að hita kornin. Við gasúttakið, þegar efnið nær þurrkunarhitastigi, er það flutt í annað hólfið sem er tæmt. Vegna þess að lofttæmi lækkar suðumark vatns gufar raka auðveldara upp sem vatnsgufa og flýtir þannig fyrir rakadreifingarferlinu. Tómarúmið skapar einnig meiri þrýstingsmun á inni í kyrnunum og loftinu í kring. Venjulega er efnið í öðru hólfinu í 20-40 mínútur, en fyrir sum mjög rakafræðileg efni gæti þurft allt að 60 mínútur. Að lokum er efnið flutt í þriðja hólfið og tekið úr þurrkaranum.

Í bæði rakaþurrkun og lofttæmiþurrkun er orkan sem notuð er við hitun plastsins sú sama vegna þess að báðar aðferðirnar eru framkvæmdar við sama hitastig. Hins vegar, í lofttæmiþurrkun, eyðir gasþurrkun sjálf ekki orku heldur þarf orku til að búa til tómarúmið. Orkunotkunin sem þarf til að mynda tómarúmið fer eftir magni efnisins sem er þurrkað og rakainnihaldi þess.

Innrauð þurrkun

Önnur aðferð til að þurrka korn er innrauð þurrkun. Við hitaveituhitun er hitaleiðni milli gassins og kornanna, á milli kornanna sjálfra og innan kornanna mjög lítil og takmarkar því varmaflutninginn mjög. Innrauða þurrkun, vegna þess að sameindir eru geislar af innrauðu ljósi, er frásoginni orka beint umbreytt í varma titring, sem þýðir að efnið hitnar hraðar en í convection þurrkun. Í samanburði við hitaveituhitun, felur innrauð þurrkun einnig í sér öfugan hitastig, auk staðbundins þrýstingsmuns milli umhverfislofts og raka í agnunum. Almennt, því meiri hitamunur sem er á milli þurrkunargassins og hituðu agnanna, því hraðar er þurrkunarferlið. Innrauður þurrktími er venjulega 5 til 15 mínútur. Eins og er, eru innrauð þurrkunarferli hönnuð sem snúningsrörakerfi, þar sem agnir eru fluttar og dreift meðfram spíralröri með nokkrum innrauðum hitara í miðhlutanum. Í innrauðri þurrkun er hægt að velja afl búnaðarins miðað við staðalinn 0,035 kWh/kg til 0,105 kWh/kg.

Eins og fyrr segir mun mismunandi rakainnihald efnisins leiða til mismunar á ferlibreytum. Almennt getur munur á rakainnihaldi leifar stafað af mismunandi flæðishraða mismunandi efna; því munu truflanir á þurrkunarferlinu eða gangsetningu og stöðvun vél valda mismun á dvalartíma. Með föstu gasflæðishraða koma breytileikar í efnisflæði yfirleitt fram sem breytingar á hitastigi og útblásturshitastigi. Framleiðendur þurrkara mæla þessar breytingar með mismunandi aðferðum og passa þurrkunargasflæðihraða við magn efnisins sem er þurrkað og stilla þar með hitastigssnið þurrkarans til að tryggja að kornin fái stöðugan dvalartíma við þurrkunarhitastigið.

Ennfremur getur breytilegt rakainnihald efnisins í upphafi leitt til óstöðugleika í afgangsrakainnihaldi. Þar sem dvalartíminn er fastur mun veruleg breyting á rakainnihaldi í upphafi óhjákvæmilega leiða til svipaðrar breytinga á rakainnihaldi leifar. Til að ná stöðugu rakainnihaldi afgangs er nauðsynlegt að mæla bæði upphafs- og afgangsrakainnihald. Hins vegar, vegna lágs rakainnihalds leifar, er netmæling erfið og langur dvalartími efnisins í þurrkkerfinu getur valdið stjórnvandamálum ef afgangsrakainnihald er notað sem úttaksmerki. Þess vegna hafa þurrkaraframleiðendur þróað nýtt stjórnunarhugtak til að ná stöðugu rakainnihaldi. Þetta eftirlitshugtak miðar að því að viðhalda stöðugu rakainnihaldi leifar með því að nota ferlibreytur eins og upphafsrakainnihald plastsins, daggarmark komandi og útgefandi lofttegunda, gasflæðishraða og kornflæðishraða sem inntaksbreytur. Þetta gerir þurrkkerfinu kleift að stilla tafarlaust út frá þessum breytum til að viðhalda stöðugu rakainnihaldi.

Innrauð þurrkun og tómarúmþurrkun eru ný tækni í plastvinnslu. Notkun þeirra styttir verulega dvalartíma efnisins og dregur úr orkunotkun. Hins vegar eru þessi nýstárlegu þurrkunarferli einnig tiltölulega dýr. Þess vegna hefur á undanförnum árum verið reynt að bæta skilvirkni hefðbundinnar þurrkunargasþurrkunar. Þegar fjárfestingarákvarðanir eru teknar ætti því að gera ítarlegt kostnaðarmat, þar sem ekki aðeins er tekið tillit til innkaupakostnaðar heldur einnig lagna, orku, rýmis og viðhalds, til að hámarka arðsemi fjárfestingarinnar.