選擇正確的幹燥技術

　　物料的幹燥（zào）對於每一個塑料加工（gōng）商來說都是不可避免的。同時，為了生產出高質量的產品，這一過（guò）程也是非常（cháng）重（chóng）要的。選（xuǎn）擇合理的（de）幹燥技術有助於節（jiē）約成（chéng）本、降低能耗，而對幹燥技術和成本的正確評估對於（yú）選擇合適的幹燥設（shè）備具有重要的意義。 

　　水含量（liàng）的增加（jiā）會（huì）逐漸降低物料的剪切黏（nián）度。在加工過程中，由於熔體流動（dòng）性能的變化，產品的質量以及一係列的加工工（gōng）藝參（cān）數也會隨之（zhī）發生相應的變化。例如，停（tíng）滯時間過長（zhǎng）會（huì）使殘（cán）餘水分含（hán）量太低從而造成黏度的增加，這將導（dǎo）致填模不充分，同時也（yě）會造成物料發黃（huáng）。另外，某些性能（néng）的變化並（bìng）不能直接用肉眼觀察到，而隻有（yǒu）通過對材料進（jìn）行相關的測試才能發現，如機械性能和介電強度（dù）的改變。 

在選擇幹燥過程時，鑒別材料的幹燥性能具有至關（guān）重要的意（yì）義。物料（liào）可以分成吸濕性和非吸（xī）濕性兩種。吸濕性（xìng）物料能夠從周圍（wéi）環境吸收水分，非吸濕性材料不能從（cóng）環境中吸收水分（fèn）。對於非吸濕性物料（liào），任何環（huán）境中存在的（de）水分都保留在表麵，成為“表麵（miàn）水（shuǐ）分（fèn）”而易於被清除。不過由非吸濕性物料製成的膠粒也可能因為添加劑或填料的作用而變得具有吸濕性。 

　　另外，對一個（gè）幹燥工藝過（guò）程的能耗的計算，可（kě）能會與加（jiā）工（gōng）作業的複雜程度以及其他因（yīn）素有關，所以這裏（lǐ）所介（jiè）紹（shào）的數值僅供參考。 

對流式幹燥 

　　對於非吸濕性物料，可以使用（yòng）熱風幹燥機進行（háng）幹（gàn）燥。因為水分隻是被物料（liào）與（yǔ）水的界麵張力鬆散地約束，易於去除。此類（lèi）機器的原理是，利用風扇來吸收環境中的空氣並將其加熱到幹燥特定物料（liào）所要求的（de）溫度，被加熱後（hòu）的空氣經過幹燥料鬥，並通過對流的方式加熱物料以（yǐ）除去水分。

　　對吸濕（shī）性物料的幹燥（zào）一般分為三個幹燥段：第一個幹燥段是將物料表麵（miàn）的（de）水分蒸發（fā）掉；第二個幹（gàn）燥段則將蒸（zhēng）發的重（chóng）點放在（zài）材料內部，此時幹燥（zào）速度緩慢降低（dī），而被幹燥物料的（de）溫度開始上升；在^後一個階段，物料達到與幹燥氣體的吸濕平衡。在這個階段，內部和外部間的溫度差別將被消除。在第三段末端，如果被幹燥物料（liào）不再釋放出水分，這並不意味著它不含水分，而隻是表明膠粒和周圍環境（jìng）之間已經建立起了平衡。 

　　在幹燥設備中，空氣（qì）的露點溫度是一個非常重要的參（cān）數。所謂的露點溫度就是在保持濕空氣的含濕量不（bú）變的情況下，使其溫度下降，當相對濕度達到100%時所對應的溫度（dù）。它表示空氣（qì）達到水分凝結時所（suǒ）對應的溫（wēn）度。通（tōng）常，用於幹燥的空氣的露點愈低，所（suǒ）獲得殘（cán）餘水量就愈低，幹燥速（sù）度也（yě）愈低。 

　　目前，生（shēng）產幹燥（zào）空氣^為普遍的方法是利用幹燥氣體發生器。該設備以由兩個分子篩組成的吸附（fù）性（xìng）幹燥器為核心，空氣（qì）中（zhōng）的水分在這裏被吸（xī）收。在幹燥狀態下，空氣流經分子篩（shāi），分子篩吸收氣體中的水分（fèn），為幹燥提供除（chú）濕氣體。在再生狀（zhuàng）態下，分子篩被熱空氣加熱至再生溫度。流經分子篩的氣體收集被除（chú）去的水分，並將其帶至周圍環（huán）境中。另一種生成幹燥氣體的方法是降低壓縮氣體的（de）壓力。這種方法的好處是（shì）供應網絡中的壓縮氣體有著較低的壓（yā）力露（lù）點。在壓（yā）力降低以（yǐ）後，其露點達到0℃左右。如果需要更低的露點，可以利用膜式或吸附式幹燥器在壓縮空氣壓力降低之（zhī）前進一步降低空（kōng）氣的露點。 ( 閃蒸幹燥機)

　　在（zài）除濕空氣（qì）幹燥中，生產幹燥氣體（tǐ）所需的能量必須進行額外（wài）計算。在吸附式幹燥中，再生狀態的分子篩（shāi）必須從幹燥態的溫度(約60℃)被加熱至再生溫度(約200℃)。為此，通常（cháng）的做（zuò）法是（shì）通過分子篩將被加（jiā）熱氣體連續加熱至（zhì）再生（shēng）溫度，直至它在（zài）離開分子篩時達到特定溫度。理論上再生所必要的能量由加熱分子篩及其內部吸附的（de）水（shuǐ）所需要的能量、克服分子篩對水的附著力所需要的能量、蒸發水分和水蒸汽升溫所必需的能量（liàng）幾個（gè）部（bù）分組成。 

　　一般，吸附所得露點與分子篩的溫度（dù）與水分攜帶量有（yǒu）關。通常（cháng），小於或等於30℃的露點可以使分子篩達（dá）到10%的水分攜帶量。為了製備幹燥氣體，由能量（liàng）計算所得的理論能量需求值是0.004kWh/m3。但是，實際中（zhōng）這個（gè）數值必須稍高，因為計算沒有把風扇或熱量損失（shī）考慮（lǜ）在內。通過（guò）對比，不同（tóng）類型的幹燥氣體發生器的特定能耗就可以（yǐ）被確定。一般來說（shuō），除濕氣體幹燥（zào）的能耗在0.04kWh/kg～0.12kWh/kg之間，這要根據物料和初始水分含量而變化。在實際（jì）操作中，也可能達到0.25kWh/kg或更高（gāo）。

　　幹燥膠粒所需的能（néng）量由兩部分組成，一部分是將物料由室（shì）溫加熱至幹燥溫度所需要的（de）能量，另一部分是蒸發水分所需要的能量。在確定物料所（suǒ）需的氣體量時，通常是（shì）以幹（gàn）燥氣體進入或離（lí）開幹燥料鬥時的溫度為基礎。一定溫度的幹燥空氣通過對流的方式將熱量輸送至膠粒中也是一種對流幹燥過程。 

　　在實際生產（chǎn）中，實際能耗值有時要比理論值高得多。例如，物料可能在幹燥料（liào）鬥（dòu）中的停留時（shí）間過（guò）長，完成（chéng）幹燥所消耗的氣體量較（jiào）大，或（huò）者分子（zǐ）篩的吸附能力（lì）未充分（fèn）發揮等。?減少幹燥（zào）氣體的需求（qiú）量（liàng）從（cóng）而削減能源成本的可行方法是采用兩步法幹燥料鬥。在這種幹燥設備中，幹燥（zào）料鬥上半部的物料隻是被加熱而並未被幹燥，所以可以用（yòng）環（huán）境中（zhōng）空氣或（huò）幹燥過程的排（pái）氣（qì）來完成加熱。采用這種方法後，往往（wǎng）隻需要向幹燥料（liào）鬥中供（gòng）應（yīng）通常幹燥氣（qì）體（tǐ）量的1/4?1/3，從而降低了能源成本（běn）。提高除濕（shī）氣（qì）體幹燥效率的另一種方法是通過熱電偶和露（lù）點受控的再生，而（ér）德國Motan公司則利用天然氣作為燃料來降（jiàng）低能源成本。 

　　真空幹燥 

　　目前，真空（kōng）幹燥也進入（rù）到塑料加工領域當中，例如美國Maguire公（gōng）司開發出來的真空（kōng）幹燥設備就已被應用到塑料加工之中。這種連續操作型的機器由安（ān）裝於旋轉傳（chuán）送帶上的三個腔體組成。在第一腔體處（chù），當（dāng）膠粒被填滿後，通入被加熱至（zhì）幹燥（zào）溫度的氣體以加（jiā）熱膠粒。在氣體出口處，當物料達到幹燥溫度（dù）時即被移至抽成真空的第二腔體（tǐ）中。由於真空降低了水的沸點，所以水分更容易變成水蒸汽被蒸發出來（lái），因此，水分擴散過程被加速了。由於真空的存（cún）在，從而在（zài）膠粒內（nèi）部與周圍空（kōng）氣之間產生了更大的（de）壓（yā）力差（chà）。一般情況下，物料在（zài）第二腔體中（zhōng）的停留時間為20min?40min，而對於一（yī）些吸濕性較強的物料而言，^多需要停留60min。^後，物料被送到（dào）第三腔體，並由此被移出（chū）幹燥器。(閃蒸幹（gàn）燥機) 

　　在（zài）除濕氣體幹燥和真空幹燥中，加熱塑（sù）料所（suǒ）消耗的能源是（shì）相同的，因為這兩種方法是在同樣的（de）溫（wēn）度下進（jìn）行。但是在真空幹燥中，氣體幹燥本身並不（bú）需要消耗能源，但需要用能源來創造真空，創造真空所需（xū）的能耗與所幹燥物料的量以及含水量有關。 

　　紅外線（xiàn）幹燥 

　　幹燥（zào）膠粒的另一種方法是紅外線（xiàn）幹燥工藝。在對流加熱中，氣體與（yǔ）膠（jiāo）粒之間、膠粒與膠粒（lì）之間以及膠粒內部的熱導（dǎo）率都很低，因此熱量的傳導受到極大的限製（zhì）。而（ér）采用紅（hóng）外線幹燥時，由於分子受到紅外線輻照，所吸收的能量將直接（jiē）轉換成熱振動（dòng），這意味（wèi）著（zhe）物（wù）料的加熱比在對流幹燥中更快。與對流加熱相比，在幹燥過程中，除了環境空氣和膠粒中水分的局部壓（yā）力差以外，紅外線幹燥還（hái）有一（yī）個逆向的溫度梯（tī）度（dù）。通常，幹燥氣體和（hé）受熱微粒之間的溫度差愈（yù）大，幹燥過程就愈快。紅外線幹燥時間通常（cháng）在5min～15min。目前，紅外線幹燥過程已經被設計為轉管模式，即順著一隻內壁有螺紋的轉管，膠粒被輸送和循環，在轉管的中心段（duàn）有數個紅外線加熱器。在（zài）紅外（wài）線幹燥中，設備的功率可（kě）以參照0.035kWh/kg?0.105kWh/kg的標準進行選擇。 

　　如（rú）前所述（shù），物（wù）料含水量的不同將會導致工（gōng）藝參數的差別。一般，殘餘水分含量的不同可能是因為不同物料的流通速率不同，所以幹燥過程的中斷或機器的啟動、停機都會引起停留時間的不（bú）同。在氣體流量固（gù）定的情況下，材料流通量的不同一般表現為溫（wēn）度曲線的變化和排氣溫度的變化。幹燥機製造商們以不同方法進（jìn）行測量，並將幹燥（zào）氣體流量與被幹燥物料的量相匹配，進而調整幹燥（zào）料鬥（dòu）的溫度曲（qǔ）線，從而使膠粒在幹燥溫度下經曆穩定（dìng）的停留時間。 

　　另外，物料不同的初始水分含（hán）量也會導致殘餘水分（fèn）含量的不穩定。因（yīn）為停留時間是固定的（de），初始水分含量的明顯變化必將導致殘餘（yú）水分含量發生同樣明顯的變化。如（rú）果需要穩定的（de）殘餘水分含量，就需要測量初始或殘餘的水分（fèn）含量。由於相關的殘餘水分含量低，在（zài）線測量不易進行，而且物料在幹燥（zào）係（xì）統中的停留時間較長，把殘餘水分含量當作輸出信號會引起係統受控的問題，所以幹燥機製造商們開發出來一種新的控製概（gài）念，能實現穩定的殘（cán）餘水分含量這（zhè）一目標。這（zhè）種控製概念以保持殘（cán）餘水含分量（liàng）的穩定為目的，將（jiāng）塑料的初始水分量、進入和流（liú）出氣體的（de）露（lù）點、氣體流動量和膠粒流通（tōng）率等工藝參數作為輸（shū）入變（biàn）量，從而（ér）使幹燥係統能夠根據這些（xiē）變量（liàng）的不同進行（háng）及（jí）時調整，以保（bǎo）持穩定的殘餘水分含量。 

　　紅外線幹燥和真空幹燥（zào）是塑（sù）料加（jiā）工（gōng）中的（de）新技術，這些新技術的應用極大地縮（suō）短了物（wù）料的停（tíng）留時間並降低（dī）了能源消耗。但是，創新的幹燥工（gōng）藝其（qí）價格也相對較高。因此，近些年來，人們也在努力地提高傳統除濕氣體幹燥（zào）的效率。所以，在做出投資決策時，應當進行^的成本評估，不僅要考慮采購成本，還要考慮管路、能源、空間和維修保養等，以使^小的投資得到^大的回報。