【萬(wàn)通商務(wù)網(wǎng)】對(duì)于很多加工商來(lái)說(shuō)、干燥物料是個(gè)不可避免的麻煩、處理工程塑料這是特別需要的、目的是做出質(zhì)量良好的產(chǎn)品 . 就加工和能源消耗兩方面而言、干燥操作可以具有節(jié)省的潛力、使對(duì)不同機(jī)器相對(duì)優(yōu)點(diǎn)的評(píng)價(jià)富有價(jià)值了 . 在作出干燥機(jī)的投資決策之時(shí)、價(jià)格不應(yīng)當(dāng)是高于一切的要素 . 相反、決定必須建立于對(duì)成本和技術(shù)的充分評(píng)估基礎(chǔ)之上 . 

　　隨著工藝水分增加、材料的剪切粘度降低 . 加工過(guò)程中流動(dòng)性能的變化表現(xiàn)在一系列的工藝參數(shù)以及所制產(chǎn)品的質(zhì)量當(dāng)中 . 過(guò)多工藝水分的一般影響是過(guò)保壓或發(fā)泡 . 如果因?yàn)橥�滯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)使殘余水分含量太低和粘度增加、這就會(huì)導(dǎo)致類(lèi)似不充分填模的問(wèn)題 . 其它由不恰當(dāng)干燥而引起的看得到的缺陷包括水紋或停滯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成的材料發(fā)黃 . 性能變化引起的主要問(wèn)題在產(chǎn)品上不是能直接肉眼看得到的、而只能通過(guò)對(duì)成分進(jìn)行恰當(dāng)?shù)臏y(cè)試才能被發(fā)現(xiàn)、如機(jī)械性能和介電強(qiáng)度 .

　　在選擇干燥過(guò)程時(shí)、材料的干燥性能是具有關(guān)鍵意義的 . 材料可以被分成吸濕性和非吸濕性兩種 . 因?yàn)槠湮锢砗突瘜W(xué)結(jié)構(gòu)、吸濕性材料從四周環(huán)境吸收水分、并把它們約束在其內(nèi)部 . 非吸濕性材料不能從環(huán)境中吸收水分 . 對(duì)于非吸濕性材料、任何環(huán)境中存在的水分保留在表面、成為“表面水分”、相對(duì)易于被清除 . 由非吸濕性材料制成的膠粒也能因?yàn)樘砑觿┗蛱盍系淖饔枚�變得具有吸濕性、然后從環(huán)境中吸收水分 . 對(duì)一個(gè)工藝的能耗的估計(jì)與加工作業(yè)的復(fù)雜程度有關(guān)系、所以這里所介紹的數(shù)值僅應(yīng)作為指導(dǎo) .

　　對(duì)流式干燥機(jī)

　　干燥非吸濕性材料、可以使用熱風(fēng)干燥機(jī)、因?yàn)樗�分只是被�?nèi)聚力所松散地約束、因此易于清除 . 在這種機(jī)器中、環(huán)境中的空氣被風(fēng)扇所吸收、并被加熱到材料特定的干燥溫度、經(jīng)過(guò)的干燥料斗通過(guò)對(duì)流來(lái)加熱材料并除去水分 .

　　用非除濕氣體干燥器來(lái)干燥吸濕性材料、基本上有三個(gè)干燥段 . 在頭一段里、水分只是在被干燥的材料表面蒸發(fā)掉 . 在第二個(gè)干燥段、蒸發(fā)點(diǎn)在材料內(nèi)部、干燥速度緩慢降低、被干燥材料的溫度上升 . 在最后一段、達(dá)到與干燥氣體的吸濕平衡 . 在這個(gè)階段、內(nèi)部和外部間的所有溫度差別被消除 . 如果在第三段末端、被干燥材料不再放出水分、這并不意味著它不含水分了、而只是在膠粒和周?chē)�環(huán)境之間建立起了平衡 .

　　在干燥技術(shù)中、空氣的露點(diǎn)常被當(dāng)作空氣帶上水分的手段 . 它代表的是達(dá)到承載飽和與水分凝結(jié)的溫度 . 用于干燥的空氣的露點(diǎn)愈低、所獲殘余水分量就愈低、干燥速度也愈低 .

　　干燥用熱量與除濕空氣一起通過(guò)對(duì)流被輸送至膠粒里 . 就象熱風(fēng)干燥一樣、這是一種對(duì)流干燥過(guò)程 . 除濕空氣干燥中判斷標(biāo)準(zhǔn)是用于備制除濕氣體的方法 .

　　至今生產(chǎn)除濕空氣的最為普遍的方法是利用除濕氣體發(fā)生器、它以吸附性干燥器進(jìn)行運(yùn)作(圖1) . 這由兩個(gè)分子篩組成、被轉(zhuǎn)換至干燥和再生狀態(tài) . 在干燥狀態(tài)、空氣流經(jīng)吸附劑(通常是一個(gè)分子篩)、它吸收工藝氣體中的水分、并為干燥提供已除濕氣體 . 在再生狀態(tài)、分子篩被熱空氣所加熱至再生溫度 . 流經(jīng)分子篩的氣體收集被除水分、并將其帶至周?chē)�環(huán)境中 .

　　另一個(gè)生成除濕氣體的可行方法是對(duì)被壓縮氣體進(jìn)行解壓 . 這種方法的好處是供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的被壓縮氣體有著較低的壓力露點(diǎn) . 在壓力釋放以后、達(dá)到－20℃范圍的露點(diǎn) . 如果需要較低的露點(diǎn)、膜式或吸附式干燥器可以在壓力釋放之前被用來(lái)進(jìn)一步降低壓力露點(diǎn) .

　　干燥膠粒所需的能量由兩種組成、一是將材料由儲(chǔ)存溫度加熱至干燥溫度所需的能量、二是蒸發(fā)水分所需的能量 . 以干燥所需能量流動(dòng)和干燥氣體進(jìn)入與離開(kāi)干燥料斗時(shí)的溫度為基礎(chǔ)、材料所需的特定氣體量可以被確定 .

　　在除濕空氣干燥中、生產(chǎn)除濕氣體所需的能量必須進(jìn)行額外計(jì)算 . 在吸附式干燥中、再生狀態(tài)的分子篩必須從干燥態(tài)的工藝溫度(約60℃)被加熱至再生溫度(約200℃) . 為此、常見(jiàn)的做法是通過(guò)分子篩將被加熱氣體連續(xù)地送至再生溫度、直至它在離開(kāi)分子篩時(shí)達(dá)到特定溫度 . 理論上再生所必要的能量由加熱分子篩及內(nèi)含水的能量、克服水對(duì)分子篩的附著力所需要的能量、蒸發(fā)水分和水蒸汽升溫所必需的能量幾個(gè)部分組成 .

　　吸附所得露點(diǎn)與分子篩的溫度和水分?jǐn)y帶量有關(guān) . 通常上、≤30℃的露點(diǎn)可以達(dá)到分子篩10%的水分?jǐn)y帶量 . 為了制備除濕氣體、由能量計(jì)算所得的理論能量需求值是0.004度/m3除濕氣體 . 但是、實(shí)際中這個(gè)數(shù)值必須稍高、因?yàn)橛?jì)算沒(méi)有把風(fēng)扇或熱量損失考慮在內(nèi) . 通過(guò)對(duì)比、不同類(lèi)型除濕氣體發(fā)生器的特定能耗就被確定下來(lái) . 為此、假定能耗達(dá)到所需在額定能量的30%至50%之間 . 所以除濕氣體干燥可能用到的特定能耗在0.04kWh/kg和0.12kWh/kg之間、根據(jù)材料和初始水分量而變化 . 在實(shí)際操作中、也可以達(dá)到0.25kWh/kg和更高值、根據(jù)干燥機(jī)操作模式和干燥作業(yè)復(fù)雜程度而定 .

　　在實(shí)際生產(chǎn)中、特定能耗值有時(shí)要比理論值高得多 . 例如、如果材料在干燥料斗中的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、以太高的特定氣體量完成干燥、或者分子篩的吸附能力未充分發(fā)揮 . 提高除濕干燥的可能方法是通過(guò)熱電偶和露點(diǎn)受控的再生 . 德國(guó)摩丹(Motan)公司通過(guò)利用天然氣作為燃料來(lái)設(shè)法減低能源成本 .

　　減少除濕氣體的需要量、從而削減能源成本的可行方法是利用雙步法干燥料斗 . 在這種機(jī)型中、干燥料斗上半部的材料只是被加熱、但并未干燥 . 所以可以用環(huán)境中空氣或干燥過(guò)程的排氣來(lái)完成加熱 . 通過(guò)采用這種方法、只要向干燥料斗供應(yīng)除濕氣體量的1/3至1/4是足夠的、從而因?yàn)樯�成除濕氣體而降低了能源成本 .

　　真空干燥

　　通過(guò)美國(guó)美奎(Maguire)公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的機(jī)器、真空干燥也進(jìn)入到塑料加工領(lǐng)域當(dāng)中 . 這種連續(xù)操作型機(jī)器由安裝于旋轉(zhuǎn)傳送帶上的三個(gè)小腔組成 . 在位置1處、小腔填滿了膠粒、然后加熱至干燥溫度的氣體被送至加熱膠粒 . 當(dāng)在氣體出口達(dá)到干燥溫度和周期時(shí)間用完時(shí)、容器移至有真空的位置2 . 真空降低了水的沸點(diǎn)、所以水分更早地進(jìn)入到水蒸汽狀態(tài) . 因此、水分?jǐn)U散過(guò)程被加速、而且在膠粒內(nèi)部與周?chē)�空氣之間有著更大的壓力差 . 因此、在位置2停留20－40分鐘時(shí)間、以及一些極吸濕性材料停留60分鐘、對(duì)于干燥是足夠的了 . 接著容器移至位置3、被干燥材料可以被清除 .

　　在除濕氣體干燥和真空干燥中、利用了同量的能源來(lái)加熱塑料、因?yàn)閮煞N方法在同樣的溫度下進(jìn)行 . 但是在真空干燥中、氣體干燥不要消耗能源、但要用能源來(lái)創(chuàng)造真空 . 創(chuàng)造真空所需的特定能耗和材料用量有關(guān) .

　　紅外線干燥

　　干燥膠粒的另一種方法是紅外線干燥工藝 . 在對(duì)流加熱中、流到膠粒中的熱量被氣體到膠粒的傳熱和膠粒的低導(dǎo)熱性所限制 . 用紅外線干燥、分子被直接轉(zhuǎn)換為熱振動(dòng)、這意味著材料的加熱比在對(duì)流干燥中來(lái)得快 . 作為一種附加的加速力、除了環(huán)境空氣和膠粒中水分的局部壓力差以外、與對(duì)流加熱相比有一個(gè)逆向的溫度梯度 . 工藝氣體和受熱微粒之間的溫度差愈大、干燥過(guò)程就愈快 . 紅外線干燥時(shí)間通常在5至15分鐘之間 . 這種紅外線干燥過(guò)程已經(jīng)被設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)管概念 . 順著一只內(nèi)壁有螺紋的轉(zhuǎn)管、膠粒被輸送和循環(huán) . 在轉(zhuǎn)管的中心段有幾個(gè)紅外線加熱器 . 在紅外線干燥中、可以采用0.035kWh/kg至0.105kWh/kg之間的能耗 .

　　實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的殘余水分量

　　如前所述、工藝水分的差別導(dǎo)致工藝參數(shù)的差別、這對(duì)工藝和成分質(zhì)量可以產(chǎn)生反面影響 . 工藝水分量不同的原因可能有：

　　不同的材料流通速率、所以工藝中斷或加工機(jī)器的啟動(dòng)或停機(jī)會(huì)引起停留時(shí)間的不同；

　　不同的初始水分量 .

　　假定一個(gè)穩(wěn)定的氣體量、材料流通量的不同被表現(xiàn)為溫度曲線變化和排氣溫度的變化 . 它們被許多干燥機(jī)制造商以不同方法進(jìn)行測(cè)量、并被用來(lái)把干燥氣體流與材料用量匹配、進(jìn)而影響干燥料斗的溫度曲線、從而膠粒一直在干燥溫度下經(jīng)歷穩(wěn)定的停留時(shí)間 .

　　假定或多或少的穩(wěn)定初始水分量、上述的方法會(huì)導(dǎo)致或多或少的穩(wěn)定殘余水分量 . 但是因停留時(shí)間穩(wěn)定、初始水分量的明顯變化導(dǎo)致殘余水分量同樣明顯的變化 . 如果需要穩(wěn)定的殘余水分量、除了要變化初始水分量以外、接下來(lái)有必要測(cè)量初始或殘余的水分量 . 因?yàn)橄嚓P(guān)的殘余水分量低、在線測(cè)量不易進(jìn)行、且成本高 . 而且、因?yàn)樵诟稍餀C(jī)系統(tǒng)中的停留時(shí)間可觀、把殘余水分量當(dāng)作輸出信號(hào)會(huì)引起系統(tǒng)受控時(shí)的問(wèn)題 . 所以一種被開(kāi)發(fā)出來(lái)的控制概念能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的殘余水分量 . 它以試圖在穩(wěn)定值下保持殘余水分量的工藝模式為基礎(chǔ) . 工藝模式的輸入變量是塑料的初始水分量、進(jìn)入和流出氣體的露點(diǎn)、氣體流動(dòng)量和膠粒流率 .

　　紅外線干燥和真空干燥是在塑料加工中派上用場(chǎng)的新技術(shù)、用來(lái)縮短停滯時(shí)間和能源消耗 . 但是、近年人們也做出很大努力來(lái)提高傳統(tǒng)除濕氣體干燥的效率 . 毫無(wú)疑問(wèn)、創(chuàng)新干燥工藝有他們的價(jià)格 . 在作出投資決策時(shí)、應(yīng)當(dāng)進(jìn)行精確的成本評(píng)估、不僅考慮采購(gòu)成本、還要考慮管路、能源、空間需求和維修保養(yǎng)

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