Какие методы гранулирования используются на линиях грануляции?

Есть много разных линия гранулирования конструкции на рынке, но все линии гранулирования делятся на две основные категории: системы холодного гранулирования и системы горячего гранулирования с матрицей. Основное различие между ними заключается во времени процесса гранулирования. Каждая из этих двух систем гранулирования имеет свои преимущества и недостатки!

Система холодной резки

Система холодного гранулирования состоит из матрицы, зоны охлаждения (воздушного или водяного охлаждения), зоны сушки (при водяном охлаждении) и камеры гранулирования. Существует два основных типа систем холодного гранулирования, а именно хлопьевидные грануляторы и полосовые грануляторы.

a: Расплавленный полимер гранулятора хлопьев течет из смесительного оборудования через ленточную головку или роликовый рафинер для каландрирования в полимерные хлопья заданной толщины. Хлопья затвердевают и охлаждаются на расстоянии во время транспортировки, а затем разрезаются на круглые или квадратные гранулы с помощью гранулятора в бункере.

Гранулирование стружки — это особенно старый метод производства гранул для широкого спектра различных полимеров от нейлона до ПВХ. Преимущества: Высокая производительность. Сообщается, что точность довольно хорошая, с производительностью грануляции до 1,843.69 кг/ч. Это метод грануляции холодной резкой, и уровень шума выше, чем при методе резки гранул из расплавленных полимеров. Затвердевшие режущие полимеры имеют более короткий срок службы резака, и образование порошка часто является проблемой. Для некоторых полимеров можно наблюдать некоторые явления «цепочки зерен».

b: Грануляторы полос используются почти так же долго, как и грануляторы хлопьев. Он состоит из матрицы, секции охлаждения (водяная баня или воздуходувка), секции сушки (если с водяным охлаждением) и режущего ножа. Полосы формируются путем пропускания расплавленного полимера через горизонтально установленное отверстие с помощью машины или шестеренчатого насоса (современные отверстия подвергаются точной обработке и равномерно нагреваются для получения полос постоянного качества). После того, как полосы выгружаются из формы, они охлаждаются воздуходувкой или воздушно-вакуумной установкой, или водяной баней. Если используется водяное охлаждение, полосы проходят через секцию сушки с принудительной вентиляцией для удаления влаги, а затем полосы отправляются в камеру гранулирования. Полосы точно режутся на требуемую длину с помощью срезающего действия пары фиксированных и вращающихся ножей. Гранулы имеют диаметр 3.175 мм и длину 3.175 мм с четко определенными углами.

c: Традиционный метод вытягивания полос включает вытягивание полос через секцию охлаждения (обычно водяную баню), что иногда приводит к падению или несоответствию размеров полос. Это распространено в полимерах с плохой прочностью расплава, таких как полипропилен, полиэстер и нейлон. Когда полоса падает, материал отбраковывается, поэтому операторы должны быть очень внимательны. Если полосы вытягиваются неравномерно, гранулы, находящиеся ниже по потоку, необходимо просеять.

Другие режимы формирования полос могут быть реализованы без пристального наблюдения оператора с помощью моторизованного щелевого подающего конвейера, который поддерживает и разделяет полосы от матрицы до гранулятора. Полосы, транспортируемые этим типом прядильной силы, более однородны по размеру, не падают и, следовательно, менее склонны к браку. Некоторые из этих методов могут иметь производительность 6803.89 кг/ч по сравнению с примерно 1814.37 кг/ч для метода растяжения, поскольку оператор может контролировать только ограниченное количество полос.

Полосовые линии недороги, просты в эксплуатации и чистке. Это имеет преимущества для смешивания цветов, поскольку смена двух разных партий цвета требует тщательной очистки оборудования. Однако недостатком полосового метода является пространство, необходимое для секции охлаждения, длина которой определяется температурными требованиями полимера.

Система термической резки штампованной поверхности

Существует три основных типа систем термической резки поверхности матрицы, а именно распылительные грануляторы, водоструйные (водяное кольцо) грануляторы и подводные грануляторы. Хотя такие системы могут иметь различную конструкцию, типичная система состоит из головки с отверстием, режущей камеры, моторизованного вращающегося кулачкового ножа, охлаждающей среды и метода сушки гранул (если используется водяное охлаждение).

Форма с отверстием является важной частью системы термического гранулирования поверхности матрицы. Она устанавливается вертикально или горизонтально и обычно нагревается маслом, паром или патронным или ленточным нагревателем. Для небольших матриц обычно используется электрический нагрев; однако, более крупные матрицы обычно нагреваются паром или маслом. Материалы для изготовления матрицы различаются, но независимо от используемого материала или теплоносителя диаметр отверстия матрицы должен быть равномерным; должно быть достаточно тепла для поддержания температуры полимера в течение всего процесса; а вращающаяся поверхность матрицы, по которой вращается нож гранулирования, должна быть прочной и гладкой — все это требуется для получения однородной гранулы.

Когда расплавленный полимер подается в форму, гранулирующий нож, вращающийся с очень высокой скоростью, разрезает его на гранулы. Обычно нож находится либо в контакте с поверхностью формы, либо очень близко к ней. После разрезания гранулы отбрасываются от ножа центробежной силой и транспортируются в охлаждающую среду. Размер, форма, материал и крепление ножа могут различаться. В некоторых системах нож подпружинен для автоматической регулировки расстояния между ножом и матрицей; в других системах расстояние между ножом и матрицей регулируется вручную. Поскольку срок службы ножа зависит от точности выравнивания ножа и матрицы, абразивности полимера и агрессивности оператора, желательно резать полимерные гранулы в расплавленном состоянии.

a: Распылительные грануляторы рекомендуются для полимеров, чувствительных к теплу и длительному времени пребывания, таких как ПВХ, ТПР и сшитый полиэтилен. Скорость гранулирования до 4989.52 кг/ч необходима для того, чтобы путь потока полимера от машины до камеры гранулирования был как можно короче и чтобы использовать небольшое количество тепла. Когда полимер проходит через фильеру, вращательная сила вращающейся поверхности фильеры разрезает его на гранулы. После того, как гранулы разрезаны, они отбрасываются от вращающегося ножа и захватываются воздухом, который вынужден циркулировать в специально разработанной камере гранулирования. Поток воздуха сначала охлаждает поверхность гранулы и выносит ее из камеры измельчения в зону охлаждения.

Сушилки с псевдоожиженным слоем часто используются для охлаждения гранул. Гранулы скользят вниз по регулируемому пандусу, а циркулирующий вентилятор продувает гранулы воздухом. Регулировка наклона пандуса может удлинять или сокращать время пребывания гранул в сушилке. Другим распространенным методом охлаждения является выгрузка гранул из камеры резки в водяной бак и удаление воды в сушилке с псевдоожиженным слоем или центробежной сушилке.
b: Грануляторы с водяной струей, подходят для большинства полимеров, за исключением тех, у которых низкая вязкость расплава или вязкость. Эти машины, также известные как грануляторы с водяным кольцом, имеют скорость гранулирования 13,607.77 XNUMX кг/ч.

Расплавленный полимер разрезается на гранулы из горячей головки с отверстием вращающимся ножом, который вращается против поверхности головки. Особенностью этой системы гранулирования является специально разработанная камера гранулирования струей воды. Вода течет по спирали, пока не выйдет из камеры. После того, как гранулы разрезаны, они выбрасываются в поток воды для первоначального охлаждения. Водная суспензия гранул выгружается в резервуар для суспензии гранул для дальнейшего охлаждения, а затем подается в центробежную сушилку для удаления воды.

c: Подводный гранулятор похож на распылительный гранулятор и водоструйный гранулятор, за исключением того, что у него плавный поток воды, текущий по поверхности матрицы, которая находится в прямом контакте с поверхностью матрицы. Размер грануляционной камеры достаточно велик, чтобы позволить грануляционному ножу свободно вращаться по поверхности матрицы, не ограничивая поток воды. Расплавленный полимер проходит через матрицу, вращающийся нож разрезает гранулы, и гранулы выносятся из грануляционной камеры закаленной водой в центробежную сушилку. В сушилке вода сбрасывается обратно в резервуар для хранения, охлаждается и перерабатывается; гранулы проходят через центробежную сушилку для удаления воды.

Подводный гранулятор должен использовать форму горловины с равномерным распределением тепла и специальными теплоизоляционными устройствами. Небольшие грануляционные ножи нагреваются электричеством; для больших грануляционных ножей требуются отверстия с масляным или паровым нагревом. Технологическая вода обычно нагревается до более высоких температур, но не настолько, чтобы отрицательно повлиять на свободный поток гранул. Подводные грануляторы используются для большинства полимеров, и некоторые модели способны достигать производительности грануляции 22,679.62 XNUMX кг/ч. Способ, которым вода течет по поверхности головки отверстия, является основным преимуществом при использовании для гранулирования полимеров с низкой вязкостью или связных полимеров, но для некоторых полимеров, таких как нейлон и некоторые марки полиэстера, эта особенность может привести к замерзанию отверстия. Другие преимущества включают: более низкий уровень шума, поскольку гранулирование выполняется в расплавленном состоянии, а вода действует как звуковой барьер; и меньшее количество смен грануляционных ножей по сравнению с системами холодной резки.