為了生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品,塑料的干燥過程也是非常重要的。而選擇合理的干燥技術(shù)有助于節(jié)約成本、降低能耗,而對干燥技術(shù)和成本的正確評估對于選擇合適的干燥技術(shù)具有重要的意義。
對流式干燥
對于非吸濕性物料,可以使用熱風(fēng)干燥機進行干燥。因為水分只是被物料與水的界面張力松散地約束,易于去除。此類機器的原理是,利用風(fēng)扇來吸收環(huán)境中的空氣并將其加熱到干燥特定物料所要求的溫度,被加熱后的空氣經(jīng)過干燥料斗,并通過對流的方式加熱物料以除去水分。
真空干燥
目前,真空干燥也進入到塑料加工領(lǐng)域當(dāng)中,例如豐田塑膠機械公司開發(fā)出來的真空干燥設(shè)備就已被應(yīng)用到塑料加工之中。這種連續(xù)操作型的機器由安裝于旋轉(zhuǎn)傳送帶上的三個腔體組成。在第一腔體處,當(dāng)膠粒被填滿后,通入被加熱至干燥溫度的氣體以加熱膠粒。
在氣體出口處,當(dāng)物料達到干燥溫度時即被移至抽成真空的第二腔體中。由于真空降低了水的沸點,所以水分更容易變成水蒸汽被蒸發(fā)出來,因此,水分?jǐn)U散過程被加速了。由于真空的存在,從而在膠粒內(nèi)部與周圍空氣之間產(chǎn)生了更大的壓力差。一般情況下,物料在第二腔體中的停留時間為20min?40min,而對于一些吸濕性較強的物料而言,最多需要停留60min。
最后,物料被送到第三腔體,并由此被移出干燥器。 在除濕氣體干燥和真空干燥中,加熱塑料所消耗的能源是相同的,因為這兩種方法是在同樣的溫度下進行。但是在真空干燥中,氣體干燥本身并不需要消耗能源,但需要用能源來創(chuàng)造真空,創(chuàng)造真空所需的能耗與所干燥物料的量以及含水量有關(guān)。
紅外線干燥
干燥膠粒的另一種方法是紅外線干燥工藝。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(nèi)部的熱導(dǎo)率都很低,因此熱量的傳導(dǎo)受到極大的限制。而采用紅外線干燥時,由于分子受到紅外線輻照,所吸收的能量將直接轉(zhuǎn)換成熱振動,這意味著物料的加熱比在對流干燥中更快。
與對流加熱相比,在干燥過程中,除了環(huán)境空氣和膠粒中水分的局部壓力差以外,紅外線干燥還有一個逆向的溫度梯度。通常,干燥氣體和受熱微粒之間的溫度差愈大,干燥過程就愈快。紅外線干燥時間通常在5min~15min。目前,紅外線干燥過程已經(jīng)被設(shè)計為轉(zhuǎn)管模式,即順著一只內(nèi)壁有螺紋的轉(zhuǎn)管,膠粒被輸送和循環(huán),在轉(zhuǎn)管的中心段有數(shù)個紅外線加熱器。在紅外線干燥中,設(shè)備的功率可以參照0.035kWh/kg?0.105kWh/kg的標(biāo)準(zhǔn)進行選擇。