原料的干燥度对塑料制品和产品的质量有很重要的影响,保证适当的干燥度也是获得高产量的一个基本要素。现在的市场上有许多种的干燥机,众多干燥机制造商的目标都是*地干燥树脂。
树脂干燥器的原理
典型的除湿装置是往树脂原料中输送热空气,热空气可以在闭合的回路内循环使用,不断地去除湿气,以节约能源。在一般情况下,这些装置的首要任务是加热空气,并且使用这种热空气去除湿气,以及将干燥介质再生。
干燥剂式干燥机通常使用大型的电加热器和大尺寸的鼓风机,获取用来烘干塑料所需的温度和无湿气的空气。这些干燥机具有很大的干燥剂床,它造成相当大的阻抗来干燥空气,这些大尺寸的装置要求使用大型的加热器以保持恒定的温度。这些装置仍将会使用很长一段时间。但是,干燥剂式干燥机要消耗大量的能源,如果时光倒流50年,能源不那么昂贵,对于加工制造商来说,这也不是一个大问题。
今天的现代化先进设备要求节约能源的使用并且能保证质量和降低基本费用。这就是在市场上使用蜂窝式旋转床、压缩空气、真空、和天然气技术的原因。这些装置提供其他干燥方法,且每一种设计都能够更*地使用能源。
各类干燥器
通用动力公司PCT2除湿干燥器有两种新的型号,生产能力为2000 到2500 米/分。PCT2使用脉冲式冷却技术,并且可以提供8种不同的尺寸。由于具有FN微处理器控制,材料节约功能,和空气冷却回路,PCT2使用的控制台占地面积很小。干燥器的干燥温度范围为65-190℃。
天然气干燥器:在功能上与双塔干燥剂装置相似。但是,其中配带了作为电加热器替代品的加热源。在那些天然气比电便宜的地方,用天然气干燥可以作为一个很好的替代选择。不幸的是,去年在北美地区天然气涨价,便宜的能源已经是过去时;这些迫使生产制造商寻求降低能源消耗而不只是寻求替代能源。
一种双干燥剂床的设计,带有高容量的分子筛,它提供的工作露点为-4℃,用于Nucon Wittmann公司的Drymax紧凑型干燥剂式干燥器中的闭路循环干燥。据报告,每一个干燥剂床配有单个电驱动的转换阀门,避免了干燥和再生循环之间发生热交换,以便改善加工效率。Drymax型干燥器中带有微机控制。
压缩空气干燥机:可使干燥空气重复循环使用,并且消除了使用干燥介质的需求。这些干燥机使用一个热空气和压缩空气回路(通常它比外界空气的湿度为低)来干燥树脂。这些装置具有较少的更换件,而且大部份空气不需要用介质来清除湿气。
通常空气压缩机使用大量的能源来产生所需的空气量。因此,在使用这种装置时节约的能源被消耗于压缩机中。在这些装置的设计时,设定的压缩空气必须是干燥、清洁的,这就要求进行定期的压缩机维护和持续地监控压缩空气的管线。
真空干燥:相对于其他的干燥机具有若干独特的优点。首先是,其中没有需要再生的干燥介质,这就很好地节约了能源。而且,由于它是一种分批的生产系统,它并不干燥整个料箱,用于小批量生产比较理想。本装置非常适合于非吸湿性树脂的预干燥,并且它被公认为,在生产这些种类的树脂时可以大大增加产量。
该系列干燥设备将树脂置于真空下,以去除湿气,而不是用热空气经过它。该装置将材料在三个步骤之间来回循环,即加载、干燥、和卸载,并且干燥只用很少几分钟。生产这类干燥设备的美奎( Maguire)公司还声称树脂真空干燥器减少了能源消耗,增加了加工机器的正常运转时间,与常规干燥器相比它改进了生产质量。
美奎欧洲公司的销售经理Robert Tesar称,“由于它简单,生产批量小,干燥周期短,干燥设备容量可以按比例放大,但是所要求的鼓风机和其他部件的尺寸和重量却不必大大增加”。他还提到该公司的一个客户说真空干燥器给树脂加热的时间短,干燥效率高,模具产生较少的裂口和其他的缺陷。在注塑生产线上同时进行的对比试验中,Tesar称,这位客户在低压干燥器上使用的能源比除湿干燥器的减少87%。
热空气干燥机:在那些全年空气湿度都比较低的地区,这可能是一种合适的解决方案。热干燥机的料箱成本为65英镑,隔离成本约为$775美元。对于生产制造商来说,只要保证正确的生产条件,这会是一种经济性很好的解决方案。
Maguire公司的低压干燥器(LPD)使用真空技术来干燥树脂。在测试两台并排安装在喷射模塑机上的45 kg/hr (100-lb/hr)低压干燥器时,低压干燥器从星期一早晨进行冷起动,并且以^少的停机时间进行中间运行的颜色改变,对于应当进行的树脂干燥,只要使用相当少的能源。
在典型的情况下,只供应热空气的和没有除湿系统的这些装置,使用于作为预热器的非吸湿性材料。与真空干燥器相似,这些装置可以达到更高的材料产量,那不是通过常规的消除表面湿气的方法进行干燥的。在湿度相对比较低的北美地区,生产制造商可以将这些装置用于处理吸湿性材料并获得很好的效果。而且,由于硬件只有一台鼓风机和一台加热器,所以,维护和服务成本非常低。然而注塑机不可能都位于这种干燥的地区,这样,树脂的除湿就是必要的了。
据报告,Dri-Air公司出品的新的高性能干燥器(HPD)可以在不到半小时之内干燥材料。特许的四位装置的设计可以达到露点38℃,据说,在比常规干燥器为短的时间内干燥的材料并不降低品质。高性能干燥器使用不锈钢的料箱,激光切割的通道的门,并且内部没有转动部件。
蜂窝旋转床干燥装置:这是由于近来在硅、分子筛、和其他干燥介质方面取得进展的条件下,在价格上能够承受的情况下进入市场的设备。一台不限制空气的,1.42立方米/分的蜂窝式干燥器的价格约为5400美元,配有回路空气冷却器。即使在降低价格的条件下,有时该技术仍不被选用,原因是注塑者不熟悉它。除了除湿介质之外,蜂窝旋转床干燥装置与其他种类型的干燥技术是一样的。这些干燥器采用结晶化的分子筛和硅凝胶,它们在干燥轮上进行烘焙,用以产生除湿的空气和材料。作为干燥装置,硅胶不产生灰尘,不会污染零件。在吸收和排除湿气方面,它还比其他的干燥器的效率高很多。蜂窝轮能使空气容易地通过干燥介质,并且,由于它排除湿气的能力比其他的干燥球强,因而只要使用一个小型鼓风机和电加热器就可以了,可以大大节约能源。
蜂窝干燥器以恒温干燥工艺进行工作,由于现代硅和分子筛技术的进展,除了使用干燥剂之外,用其他方法也是可以达到低露点的。蜂窝介质被污染之后,可用肥皂水清洗,使用期达10年之久,而干燥剂则只有2年使用寿命。
称重干燥技术
一种针对尼龙和聚乙烯对苯二酸盐(PET)的干燥技术设计^近获得了推广,这就是称重干燥法,这是一种对所有的正在干燥的材料进行称重和计算干燥设定值的技术。这些特许的系统还执行复杂的功能,如记录和控制干燥温度、露点、树脂的驻留时间以及每次装料树脂用量。
对于使用吸湿性材料(如尼龙和PET)或者热敏材料的捕获式注塑机来说,称重式干燥器是一种很好的配套设备。在加工尼龙和某些其他聚合物的情况下,操作不当或者过于干燥都会引起许多麻烦,比如变色或者产品损坏。称重干燥系统使注塑机能够有能力来表现对于每一个部份的处理情况,并且减少昂贵的材料返工。
AEC/白锁T系列,机器安装式(上)、小车安装式(上)、和地面安装式除湿干燥器的工作能力有10-225 立方英尺/分。一台连接到多干燥箱的、集中式干燥系统的干燥器或以按不同的温度同时干燥多种材料。T系列的特点是有电阀门,可以根据机位的温度、时间或露点来控制干燥。
慧星公司的系统所示称重干燥法特别适合于尼龙和PET的加工处理。它可以通过一台计算机进行遥控,包括控制和记录干燥温度、树脂的露点驻留时间以及和每台机器每装一次吸湿材料所加工的树脂用量。