Aké sú metódy peletizácie pre granulačné výrobné linky?

Existuje veľa rôznych peletizačná linka dizajnov na trhu, ale všetky peletizačné linky spadajú do dvoch hlavných kategórií: systémy studenej peletizácie a systémy horúcej peletizácie s čelnou stranou matrice. Hlavný rozdiel medzi nimi je načasovanie procesu peletizácie. Každý z týchto dvoch peletizačných systémov má svoje výhody a nevýhody!

Systém rezania za studena

Systém studenej peletizácie pozostáva z matrice, chladiacej zóny (chladenej vzduchom alebo vodou), sušiacej zóny (ak je chladená vodou) a peletovacej komory. Existujú dva hlavné typy systémov studenej peletizácie, a to vločkové peletizátory a pásové peletizátory.

a: Roztavený polymér z vločkového granulátora prúdi z miešacieho zariadenia cez pásovú matricu alebo valcový rafinér, kde sa kalandruje na polymérne vločky so špecifikovanou hrúbkou. Vločky počas prepravy stuhnú a ochladia na určitú vzdialenosť a potom sa v zásobníku pomocou peletizátora narežú na okrúhle alebo štvorcové pelety.

Granulácia triesok je obzvlášť stará metóda výroby granúl pre širokú škálu rôznych polymérov od nylonu až po PVCVýhody: Vysoký výkon. Presnosť je údajne pomerne dobrá, s granulačnou kapacitou až 1 843,69 kg/h. Ide o metódu granulácie za studena a emisia hluku je vyššia ako pri metóde rezania granúl z roztavených polymérov. Stuhnuté rezacie polyméry majú kratšiu životnosť rezačky a tvorba prášku je často problémom. Pri niektorých polyméroch možno pozorovať jav „reťazca zŕn“.

b: Pásové peletizéry sa používajú takmer rovnako dlho ako vločkové peletizéry. Pozostávajú z matrice, chladiacej sekcie (vodný kúpeľ alebo dúchadlo), sušiacej sekcie (ak je chladená vodou) a rezacieho noža. Pásy sa tvoria prechodom roztaveného polyméru cez horizontálne umiestnený otvor pomocou stroja alebo zubového čerpadla (moderné otvory sú presne opracované a rovnomerne zahrievané, aby sa vytvorili pásy konzistentnej kvality). Po vybratí z formy sa pásy ochladia dúchadlom alebo vzduchovým/vákuovým zariadením alebo vodným kúpeľom. Ak sa použije vodné chladenie, pásy prechádzajú sušiacou sekciou s núteným vetraním, aby sa odstránila vlhkosť, a potom sa pásy posielajú do peletovacej komory. Pásy sa presne narežú na požadovanú dĺžku pomocou strihového pôsobenia dvojice pevných a rotujúcich nožov. Granule majú priemer 3.175 mm a dĺžku 3.175 mm s dobre definovanými rohmi.

c: Tradičná metóda ťahania pásov zahŕňa naťahovanie pásov cez chladiacu sekciu (zvyčajne vodný kúpeľ), čo niekedy vedie k vypadávaniu alebo nekonzistentným rozmerom pásov. Toto je bežné pri polyméroch so slabou pevnosťou v tavenine, ako je polypropylén, polyester a nylon. Keď pás spadne, materiál sa odlupuje, takže operátori musia venovať zvýšenú pozornosť. Ak sa pásy ťahajú nekonzistentne, je potrebné preosiať pelety za nimi.

Iné spôsoby tvorby pásov je možné dosiahnuť bez prísneho dohľadu obsluhy pomocou motorom poháňaného štrbinového podávacieho dopravníka, ktorý podopiera a delí pásy z matrice do peletizátora. Pásy dopravované týmto typom spriadacej sily sú rovnomernejšie, nepadajú, a preto je menej pravdepodobné, že sa vyhodia. Niektoré z týchto metód môžu mať výrobnú kapacitu 6803.89 kg/h v porovnaní s približne 1814.37 kg/h pri metóde naťahovania, pretože obsluha môže dohliadať len na obmedzený počet pásov.

Pásové linky sú lacné, ľahko sa ovládajú a čistia. To má výhody pri miešaní farieb, pretože zmena dvoch rôznych dávok farby si vyžaduje dôkladné čistenie zariadenia. Nevýhodou pásovej metódy je však priestor potrebný pre chladiacu sekciu, ktorej dĺžka je určená teplotnými požiadavkami polyméru.

Systém tepelného rezania Die Face

Existujú tri základné typy systémov tepelného rezania s povrchom matrice, a to rozprašovacie granulátory, granulátory s vodným lúčom (vodný kruh) a podvodné granulátory. Hoci takéto systémy môžu mať rôzne konštrukcie, typický systém pozostáva z otvorovej matrice, rezacej komory, motorizovaného rotačného noža, chladiaceho média a spôsobu sušenia granúl (ak sa používa vodné chladenie).

Forma s otvorom je dôležitou súčasťou systému tepelnej peletizácie čela matrice. Je namontovaná vertikálne alebo horizontálne a zvyčajne sa ohrieva olejom, parou alebo kazetovým alebo pásovým ohrievačom. Pre menšie matrice sa zvyčajne používa elektrické teplo; väčšie matrice sa však zvyčajne ohrievajú parou alebo olejom. Materiály konštrukcie matrice sa líšia, ale bez ohľadu na použitý materiál alebo vykurovacie médium musí byť priemer otvoru matrice rovnomerný; musí byť dostatok tepla na udržanie teploty polyméru počas celého procesu; a rotujúci povrch matrice, oproti ktorému sa otáča peletovací nôž, musí byť tvrdý a hladký – to všetko je potrebné na výrobu rovnomernej pelety.

Keď sa roztavený polymér vstrekuje do formy, peletizačný nôž, ktorý sa otáča veľmi vysokou rýchlosťou, ho rozreže na pelety. Nôž je zvyčajne buď v kontakte s povrchom formy, alebo je k nemu veľmi blízko. Po narezaní peliet sú odstredivou silou odhodené z noža a prenesené do chladiaceho média. Veľkosť, tvar, materiál a upevnenie noža sa môžu líšiť. V niektorých systémoch je nôž pružinový, aby sa automaticky nastavila vzdialenosť medzi nožom a matricou; v iných systémoch sa vzdialenosť medzi nožom a matricou nastavuje manuálne. Keďže životnosť noža závisí od presnosti zarovnania noža s matricou, abrazivity polyméru a agresivity obsluhy, je žiaduce rezať polymérne pelety v roztavenom stave.

a: Rozprašovacie granulátory sa odporúčajú pre polyméry citlivé na teplo a dlhé časy zotrvania, ako napríklad PVC, TPR a zosieťovaný polyetylén. Na čo najkratšiu dráhu toku polyméru zo stroja do granulačnej komory a na malé množstvo tepla sú potrebné peletizačné rýchlosti až do 4989.52 kg/h. Keď polymér prechádza matricou, rotačná sila rotujúceho povrchu matrice ho rozreže na pelety. Po narezaní pelety sú odhodené z rotujúceho noža a zachytené vzduchom, ktorý je nútený cirkulovať v špeciálne navrhnutej granulačnej komore. Prúd vzduchu najprv ochladí povrch pelety a vynesie ju z reznej komory do chladiacej zóny.

Na chladenie peliet sa často používajú sušičky s fluidným lôžkom. Pelety sa posúvajú po nastaviteľnej rampe a cirkulačný ventilátor vháňa vzduch cez pelety. Nastavenie sklonu rampy môže predĺžiť alebo skrátiť dobu zotrvania granúl v sušičke. Ďalšou bežnou metódou chladenia je vyloženie peliet z rezacej komory do vodnej nádrže a odstránenie vody vo fluidnom lôžku alebo odstredivej sušičke.
b: Vodné granulátory, vhodné pre väčšinu polymérov okrem tých s nízkou viskozitou taveniny alebo viskozitou. Tieto stroje, známe aj ako peletizátory s vodným kruhom, majú peletizačný výkon 13 607,77 kg/h.

Roztavený polymér sa reže na granule z horúcej matrice rotujúcim nožom, ktorý sa otáča oproti povrchu matrice. Zvláštnosťou tohto peletovacieho systému je špeciálne navrhnutá peletovacia komora s vodným prúdom. Voda prúdi v špirále, kým neopustí komoru. Po narezaní peliet sa vrhnú do prúdu vody na počiatočné ochladenie. Vodná suspenzia peliet sa vypúšťa do nádrže na suspenziu peliet na ďalšie ochladenie a potom sa privádza do odstredivej sušičky na odstránenie vody.

c: Podvodný peletizátor je podobný rozprašovaciemu peletizátoru a peletizátoru s vodným prúdom, s výnimkou toho, že má hladký prúd vody tečúci po povrchu matrice, ktorá je v priamom kontakte s povrchom matrice. Veľkosť peletovacej komory je dostatočne veľká na to, aby sa peletizačný nôž mohol voľne otáčať po povrchu matrice bez obmedzenia prietoku vody. Roztavený polymér prechádza matricou, rotujúci nôž reže pelety a pelety sú vynášané z peletovacej komory temperovanou vodou do odstredivej sušičky. V sušičke sa voda vypúšťa späť do skladovacej nádrže, ochladzuje sa a recykluje; pelety prechádzajú odstredivou sušičkou, kde sa odstráni voda.

Podvodný peletizér musí používať ústnu formu s rovnomerným rozložením tepla a špeciálnymi tepelnoizolačnými zariadeniami. Malé peletizačné nože sú elektricky vyhrievané; veľké peletizačné nože vyžadujú otvory vyhrievané olejom alebo parou. Procesná voda sa bežne ohrieva na vyššie teploty, ale nie natoľko, aby to nepriaznivo ovplyvnilo voľný tok peliet. Podvodné granulátory sa používajú pre väčšinu polymérov a niektoré modely sú schopné dosiahnuť granulačnú kapacitu 22 679,62 kg/h. Spôsob, akým voda prúdi po povrchu otvoru matrice, je hlavnou výhodou pri použití na peletizáciu polymérov s nízkou viskozitou alebo kohéznych polymérov, ale pri niektorých polyméroch, ako je nylon a niektoré značky polyesteru, môže táto vlastnosť spôsobiť zamrznutie otvoru. Medzi ďalšie výhody patria: nižšie emisie hluku, pretože peletizácia sa vykonáva v roztavenom stave a voda pôsobí ako zvuková bariéra; a menej zmien peletizačných nožov v porovnaní so systémami na rezanie za studena.