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信息來源：本站 | 發布日（rì）期： 2018-12-21 14:13:15 | 瀏覽量：4705
摘要（yào）：
物料的幹燥對於每一個（gè）塑料（liào）加工商來說都是不可避免的（de）。同時，為了生產出高質量的產品，這一過程也（yě）是非常重要（yào）的。選（xuǎn）擇合理的幹燥技術（shù）有助於節約成本、降低能耗，而對幹燥技術和成本的正確評估對於選擇合適的幹（gàn）燥（zào）設（shè）備具有重要的（de）意義。 水含量（liàng）的增加會逐漸降低物料的剪切黏度。在加…
物（wù）料的幹燥對於每一個塑料加工商來說都是不可避（bì）免的。同時，為了生產（chǎn）出高質量的（de）產品，這一過程也是（shì）非常重要的。選擇合理的幹燥技術有助於節約成本、降低能耗，而對幹燥技（jì）術和成本的正確評估對於選擇合適的幹燥設備（bèi）具（jù）有重要的意義。
在選擇幹燥過程時，鑒別材料的幹燥性能具有（yǒu）至關重要的意義。物料可以分成（chéng）吸濕（shī）性和非吸濕性兩種。吸濕性物（wù）料能夠從周圍環境吸收水分，非吸濕性材料不能從環境中吸收（shōu）水分。對（duì）於非吸濕性物料，任何環境中存在的水分都保留在表麵，成為“表麵水分”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，對一個幹燥工藝過程的能耗的計算，可能會與加工（gōng）作業（yè）的複雜程度以及其他因素有關（guān），所（suǒ）以這（zhè）裏所（suǒ）介紹的數值僅供參考。
對流式幹燥
對於非吸濕性物料，可以使（shǐ）用熱風幹燥機進行幹燥。因為水分隻是被物料與水的界麵張力鬆散地約束，易於去除。此類機器的原理是，利（lì）用風扇來吸收環境中的空氣並將其加熱到幹燥特定物料所要（yào）求的（de）溫度，被加熱後的空氣經過幹燥料鬥，並通過對流的方（fāng）式加熱物料以除去水分。
對吸濕性物料的幹（gàn）燥一般分為三個幹燥段（duàn）：第（dì）一個幹（gàn）燥段是（shì）將物料表麵的水分蒸發掉；第二個幹燥段（duàn）則將蒸發（fā）的重點放在材料內部，此時幹（gàn）燥速度（dù）緩慢降低，而被幹燥物（wù）料（liào）的溫度開始上升；在^後一個階段（duàn），物料達到與幹燥氣體的吸濕平衡。在這個階段，內部（bù）和外部間的溫度差別將被消除。在第三段末（mò）端，如果被幹燥物料不再釋放出（chū）水分，這並不（bú）意味著它（tā）不含水分，而隻是表明膠粒和周圍環境之間已經建立起了平衡。
在（zài）幹燥設備中，空氣的露點溫度是一個非（fēi）常（cháng）重要的參數。所謂的露點溫度（dù）就是在保持濕空氣的含（hán）濕量不變的（de）情況下，使其溫度下降，當相對濕度達到100%時所對應（yīng）的溫度。它表示空氣（qì）達（dá）到水分凝結時所對應的溫度。通常，用於幹燥的空氣的露點愈低，所獲得殘餘水量就愈低，幹燥速度也愈低。
目前，生產幹燥（zào）空氣^為普遍的方法是利用幹（gàn）燥氣體發生器。該設備以由兩個分子篩組成的吸附性幹燥器為核心（xīn），空氣中的（de）水分在這裏被吸收。在幹燥狀態下，空氣流經分子篩，分子篩吸收氣體中的水分，為幹燥提供除濕氣體。在再生狀（zhuàng）態下，分子（zǐ）篩被（bèi）熱空氣加熱至再生溫度（dù）。流經分子篩的氣體收集被除去的（de）水分，並將其（qí）帶（dài）至周圍環境中（zhōng）。另一種生成幹燥氣體的方法是（shì）降低壓縮氣體的壓力。這種方法的好處是供應網絡中的壓縮氣（qì）體有著較低的壓力露點。在壓（yā）力降低以後，其露點達到0℃左右。如（rú）果需要更低的（de）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前進一步降低空氣的（de）露點。 ( 閃蒸幹燥機)
在除濕空（kōng）氣幹燥中，生產幹（gàn）燥氣體所需的能量必須進行額外計算。在吸附式幹燥中，再生狀態的分子篩必須從幹燥態的溫度(約60℃)被加熱至再生溫度(約200℃)。為此，通常的做法是通過分（fèn）子篩將（jiāng）被加熱氣體連續加熱至再生溫度，直至它在（zài）離開分（fèn）子（zǐ）篩時達（dá）到特（tè）定溫度（dù）。理論上再生所必要的能量由加熱分子篩及其內部吸附的水所（suǒ）需要（yào）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（zhēng）汽升（shēng）溫（wēn）所必需的能量幾個部分組成。
一般，吸附所得露點與分子篩（shāi）的溫度（dù）與（yǔ）水分攜帶量有關（guān）。通常，小於或等於30℃的露點（diǎn）可以使分子篩達到10%的（de）水分攜帶量。為了製備幹（gàn）燥氣體，由能量計算所（suǒ）得的理論能量需求值是0.004kWh/m3。但是，實際中這個數值必須稍高，因為計算（suàn）沒（méi）有把風扇或熱量損失考慮在內（nèi）。通過對比，不同類型的幹（gàn）燥（zào）氣體發生器的特定（dìng）能耗就可以被（bèi）確定。一般來說（shuō），除濕氣體幹燥的能耗（hào）在0.04kWh/kg～0.12kWh/kg之（zhī）間，這要根據物（wù）料和初始水分含量而變化。在實際操作中，也可能（néng）達到0.25kWh/kg或更高（gāo）。
幹燥膠（jiāo）粒所需的（de）能量由兩（liǎng）部分組成（chéng），一部分是將物料由室（shì）溫加熱至幹燥溫度（dù）所需要（yào）的（de）能量，另一部分是蒸發（fā）水分所需要的能量。在確定物料所（suǒ）需的氣體量時，通常是以（yǐ）幹燥氣體進入或離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（de）方式（shì）將熱量輸送至膠粒中也是一種對流幹燥過程。
在實際（jì）生產中，實際能耗值有時要比理論值高得多。例如，物料可能在幹燥料鬥（dòu）中的停留時間過長，完成幹燥所消耗的氣體量（liàng）較大，或者分（fèn）子篩的吸附能力未充分發揮等（děng）。?減少幹燥氣體的需求量從而削減能源成本的可行方法是（shì）采用兩（liǎng）步法幹燥料鬥。在這種幹燥設備（bèi）中，幹（gàn）燥料鬥上半部的物料隻是被加熱而並未被（bèi）幹燥，所以可以用環境中空氣或幹（gàn）燥過程的排氣來完成加熱。采用這種方法後，往往隻需要向幹燥料（liào）鬥中供應通常幹燥氣體量的1/4?1/3，從而降低了（le）能源成本。提高除濕氣體幹燥（zào）效率的另一種（zhǒng）方法是通過熱電偶（ǒu）和露點受（shòu）控的再生（shēng），而德國Motan公司則利用天然氣作為燃料來降低能源成本。
真空幹燥
目前，真空幹燥也進入到塑料加工領域當中，例如美國Maguire公（gōng）司開（kāi）發出來（lái）的真空幹燥設備就已被應（yīng）用到塑料（liào）加工之中。這（zhè）種連（lián）續操作型（xíng）的機（jī）器由（yóu）安裝於（yú）旋轉傳送帶上的三個（gè）腔（qiāng）體組成。在第一腔體處，當膠粒被填（tián）滿後，通入被加熱至幹燥溫度的氣體以加熱膠粒。在氣體出口（kǒu）處，當物料達到幹燥溫度時（shí）即被移至抽成真（zhēn）空（kōng）的第二（èr）腔體中。由（yóu）於真空降（jiàng）低了水的沸點，所以水分更容易變成水蒸汽（qì）被蒸發出來，因此，水分擴散過程被加速了。由於真空的存在，從而在膠粒內部與周圍空氣之間產生了更大的壓力差。一般情況下，物（wù）料在第二腔體中的停留（liú）時間為20min?40min，而對於（yú）一些吸濕性較強的（de）物料而言，^多（duō）需要停（tíng）留60min。^後，物料被送到第三腔體，並由此被移出幹燥器。(閃蒸幹燥機)
在除濕氣體幹燥（zào）和真空幹燥中，加（jiā）熱塑料所消耗的（de）能源是相同（tóng）的，因為這兩種方法是在同樣的溫度下（xià）進行。但是在真空幹燥中，氣體幹燥本身並不需要消（xiāo）耗能源，但需要用能源（yuán）來創造真空，創造真（zhēn）空所需的能耗與所幹燥物料的量（liàng）以及含（hán）水量有（yǒu）關。
紅外（wài）線幹燥
幹燥膠粒的另一種方法是紅外線幹燥工藝。在對流加熱中，氣體與膠粒之間、膠粒與膠粒之間以及膠粒內部的熱導率（lǜ）都很低，因此熱量的傳導受到極（jí）大的限（xiàn）製。而采用紅外線幹燥時，由於分子受到紅外線輻照，所吸收的能量（liàng）將直接轉換成熱振動，這意味著（zhe）物料的加熱比在對流幹燥（zào）中更快。與對（duì）流加（jiā）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力差以外，紅外線幹燥還有一個逆向的溫度梯度。通常，幹燥氣體和受熱（rè）微粒之間的溫度差（chà）愈大，幹燥過程就愈快。紅外線幹燥時間通常在5min～15min。目前，紅外線（xiàn）幹燥（zào）過程已經被設計為轉（zhuǎn）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（xīn）段有數個紅外線加熱器。在紅外線幹燥（zào）中，設備的功率可以參照0.035kWh/kg?0.105kWh/kg的標準進行選擇。
如（rú）前所述，物料含水量的（de）不同將會導致工藝參數的差別。一般，殘餘水分含量的不（bú）同可能是因為不（bú）同物料的（de）流通速率不（bú）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同。在氣體（tǐ）流量固定的情況下，材（cái）料流通量的不同一般表現為溫度曲線的變化和排氣溫度的變化。幹燥機製造商們以不同（tóng）方法進行測量，並將幹燥氣體流量與被（bèi）幹燥物料的量相匹（pǐ）配，進而調整幹燥料鬥的（de）溫度曲線，從而使膠粒在幹燥溫度下經曆穩定的停留時（shí）間。
另外，物料不同的（de）初始水分含（hán）量也會導致殘餘水分含量的不穩定。因為停留時間是固定的，初始水分含量的明顯變化必將導致殘餘水分含量發生同樣明顯的（de）變化。如果需要穩定的殘餘水分含（hán）量，就需（xū）要測量初始或殘餘的水分含量。由於相關（guān）的（de）殘（cán）餘水分含量低，在（zài）線測量不易進行，而且物料在幹燥係（xì）統中的停留時間較長，把殘餘（yú）水分含量（liàng）當作（zuò）輸出信號（hào）會引起（qǐ）係（xì）統受控的問題，所以幹（gàn）燥機製造商們開發出來一種（zhǒng）新的控製概念，能實（shí）現穩定的殘餘水分含量這一目標。這種控（kòng）製概念以保持殘餘水含分量的穩定為目的（de），將（jiāng）塑料的初始水分量（liàng）、進入（rù）和流出氣體的露點、氣體流動量和膠粒流通率等工藝參數作為輸入變量，從而使幹（gàn）燥（zào）係統能夠根據這些變量的不同進行（háng）及時調整，以保持穩定的殘餘水分含量。
紅外線幹燥和真（zhēn）空幹燥是（shì）塑料加工中的新（xīn）技（jì）術，這些新技術的應用極大地縮短了物料的停留時間並降低了能源消耗（hào）。但是，創新（xīn）的幹燥工藝其價格也相對較高。因此，近些年來，人們也在努（nǔ）力地提高傳統（tǒng）除濕氣體幹燥的效率。所以，在（zài）做出投資決（jué）策時，應（yīng）當進行^的成本評估，不僅要（yào）考慮采（cǎi）購成本，還（hái）要考慮管路、能源、空間和維修保養等，以使^小的投（tóu）資得到^大的回報。
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