選擇正確的幹燥技術

物料的幹燥對於每一（yī）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，這一過程也是非常（cháng）重要的。選擇合理（lǐ）的幹燥技術有助於節約成本（běn）、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燥設備具有重要的意義。 

水含（hán）量的增（zēng）加會逐漸降低物料的剪切黏度。在加工（gōng）過（guò）程（chéng）中，由於熔（róng）體流動性能的變化，產品的質量以及一係列的加工工藝（yì）參數也會隨之發生相應的變化。例（lì）如，停滯時間過長會使殘餘水分（fèn）含量太（tài）低從（cóng）而造成黏度的增加，這將導（dǎo）致（zhì）填（tián）模不充分，同時也會（huì）造成物（wù）料發黃。另外，某（mǒu）些性能的（de）變化並不能直接用肉眼觀察到，而隻有通過對材料進行相關的測試才能發現，如機械性能和介電強度的改變。 

在選擇幹燥過程時，鑒別材料的幹燥（zào）性能具有至關重要（yào）的（de）意義。物料可以分成吸（xī）濕性和非吸濕性兩種。吸濕（shī）性物（wù）料能（néng）夠從周圍環境吸（xī）收水分，非吸濕性材料（liào）不能從環境中吸收水分。對於非吸濕性物料（liào），任何（hé）環境中存在的水分（fèn）都保留在表麵，成為“表麵水分”而易於被清除。不過由非吸濕（shī）性物料製成的膠粒也可能因為（wéi）添加劑或填料的作用（yòng）而變得（dé）具有吸濕性。 

另（lìng）外，對一（yī）個幹燥工藝過程的能耗的計算，可（kě）能會與加工作業的複雜程度以及其他因素有關，所以這裏（lǐ）所介（jiè）紹的數值僅供參考。 

對流式（shì）幹燥 

對於（yú）非吸（xī）濕（shī）性物料，可以使用（yòng）熱風幹（gàn）燥機（jī）進行幹燥。因（yīn）為水分隻是（shì）被物料與水的界麵張力鬆散地（dì）約束，易於去除。此類機器的原理是，利用風扇來吸收環境中的空氣並將其加熱到幹燥特（tè）定物料（liào）所要求的溫度，被加（jiā）熱後的空氣（qì）經過幹燥料鬥（dòu），並通過對流的方式（shì）加熱物料以除去水分。 

對吸濕性物料（liào）的幹燥（zào）一般（bān）分為三個幹燥（zào）段：第一（yī）個幹燥段是將物料表麵的水分蒸發掉（diào）；第二個幹燥段則將（jiāng）蒸發的重點放在材料內部，此時幹燥速度緩慢降低，而被（bèi）幹（gàn）燥物料的溫度開始上升；在^後一（yī）個階段，物料達到與幹燥氣（qì）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，如果被幹燥物料不再釋放出水分（fèn），這並不意味著它不含水分，而隻是表明膠粒和周圍環境之間已經建立起了平衡。 

在幹燥設備中，空氣的露點溫度是一個非常重要的參數（shù）。所謂的露（lù）點溫度就是（shì）在保持（chí）濕空氣（qì）的含濕量不變的情況下（xià），使（shǐ）其溫（wēn）度（dù）下降，當相對濕度達到100%時所對應的溫度。它表示空氣達到（dào）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（huò）得殘餘水量就愈低，幹燥（zào）速度也（yě）愈低（dī）。 

目前，生產幹燥空氣^為普遍的方法是利用幹燥氣體（tǐ）發生器（qì）。該設備以由兩個分子篩組成的吸附性幹燥器為核心，空氣中的水分在這裏被吸收。在幹燥狀態下，空氣流經分子篩，分子（zǐ）篩吸收氣體中的水分，為（wéi）幹燥提供除濕氣體。在（zài）再生狀態下，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去的水分，並將其帶至周圍環境中。另一（yī）種生成幹燥（zào）氣體的（de）方法是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體有著較低的壓力露點（diǎn）。在（zài）壓力降低以後，其露點達到（dào）0℃左右（yòu）。如（rú）果需要更（gèng）低的露點，可（kě）以利用膜式或吸附（fù）式幹燥器在壓縮空（kōng）氣壓（yā）力降低（dī）之（zhī）前進一步降低空（kōng）氣的露點。 ( 閃蒸（zhēng）幹燥機（jī）)

在除濕空氣幹燥中，生（shēng）產幹燥氣體所需的（de）能量必須進行額外計算（suàn）。在吸附式幹燥中（zhōng），再生狀態（tài）的分子篩必（bì）須從幹燥態的溫（wēn）度(約60℃)被（bèi）加熱至再生（shēng）溫度(約200℃)。為此，通常的（de）做法是通過分子篩將被加熱氣體連續加熱至（zhì）再生溫度，直至它（tā）在離（lí）開分子篩時達到特定溫（wēn）度。理論上再生所必要的能量由加熱分子篩及其內部吸（xī）附的（de）水所需要的（de）能量（liàng）、克服分子篩對水的附著力（lì）所需要的能量、蒸發水分和水蒸（zhēng）汽升溫所必需（xū）的能量（liàng）幾個部分組成。 

一般，吸附所得露點與分子篩的溫度與水分（fèn）攜帶量有關。通常，小於或等於30℃的露點可（kě）以使分子篩（shāi）達到10%的水分攜帶（dài）量。為了製（zhì）備幹燥氣體，由能量計算（suàn）所得的理論能量（liàng）需求值是0.004kWh/m3。但是，實際中這個數值必須稍高，因為計算沒有把風扇（shàn）或（huò）熱量（liàng）損失考慮在內。通過對比，不（bú）同類型的幹燥氣體發（fā）生器的特定能耗就可（kě）以被確定。一般來說，除濕氣體幹燥的能耗在0.04kWh/kg～0.12kWh/kg之間（jiān），這要根（gēn）據物料和初始水分含量而變化。在實際操作中，也可能達到0.25kWh/kg或更高。 

幹燥（zào）膠粒所需的能量由兩部分組成，一部分是將（jiāng）物料由室溫加熱至幹（gàn）燥溫度所需要的能量，另一部分是蒸發水（shuǐ）分所（suǒ）需要的（de）能量。在確定物料所需的氣（qì）體量時（shí），通常是以幹燥氣體進入（rù）或離開（kāi）幹（gàn）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）方式將熱量輸送至膠粒中（zhōng）也是一種對流幹燥（zào）過程。 

在實際生產中，實（shí）際能耗值有時要比理論值高得多。例如，物料可能（néng）在幹燥料鬥中的停留時間（jiān）過長，完成幹燥（zào）所消耗的氣體量較大，或者分子篩的吸附能力未充分發揮等。?減少幹燥氣體的需求量從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（zhōng），幹燥料（liào）鬥上半部的物（wù）料隻（zhī）是被加熱而並（bìng）未被幹燥，所以可以用環境中空氣或幹燥過（guò）程的排氣（qì）來完成加（jiā）熱。采用這種方法後，往往（wǎng）隻需要向幹燥料鬥中（zhōng）供（gòng）應通常幹燥氣體量的1/4?1/3，從（cóng）而降低了能源成本。提高除濕（shī）氣體幹燥效率的另一種方法是通過熱電偶和露點受控的再生，而（ér）德國Motan公司（sī）則利用天然氣作為燃料來降低能源成本。 

真（zhēn）空（kōng）幹燥 

目（mù）前，真空幹燥也（yě）進入到塑料加工領域當中，例如美國Maguire公司開（kāi）發出來的真空幹燥設備就（jiù）已被應用到塑料（liào）加（jiā）工之中。這（zhè）種連續操（cāo）作（zuò）型的機（jī）器（qì）由安裝於旋轉傳送（sòng）帶（dài）上的三個腔體組成。在第一腔體處，當膠粒被填滿後，通入被（bèi）加熱至幹燥溫度的（de）氣體以加熱膠粒。在氣體出口處，當物料達到幹燥溫度時即被移至抽成真空的第二腔體中。由於真空（kōng）降低了水的沸點，所（suǒ）以水分更容（róng）易變成水（shuǐ）蒸汽被蒸（zhēng）發出來（lái），因此，水（shuǐ）分擴散過程被加速了。由於真空的存在，從而在膠（jiāo）粒內部與周圍空氣之間產生（shēng）了更大的壓（yā）力差。一般情況下，物料在第二腔體中的停留時間為20min?40min，而（ér）對於一些吸濕性較強的物料而言，^多需要停留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（jī）) 

在（zài）除濕氣體幹燥和真空幹燥中，加熱塑料所（suǒ）消（xiāo）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。但是在真空幹燥中，氣（qì）體幹燥本身並不需（xū）要消耗能源，但需要用能源來創造真空，創造真空所需的能耗與所幹燥物料的量（liàng）以及含水量有關。 

紅外線幹燥 

幹燥（zào）膠粒的（de）另一種方法（fǎ）是紅外線幹燥工藝。在對流加熱中，氣（qì）體與膠粒之間、膠粒與膠粒之間以及膠粒內部的熱導率都很低，因此熱量的傳導受到極大的限製。而采用紅外線幹燥時，由（yóu）於分子受（shòu）到紅外線輻照，所吸（xī）收的能量將直接轉換成熱振動，這（zhè）意（yì）味著物料的加熱比在對流幹燥（zào）中更快。與對流加（jiā）熱相比，在幹燥過程（chéng）中，除了環境空氣和膠粒中水分的局（jú）部壓力差以外，紅外線幹燥還有（yǒu）一個逆向的（de）溫度梯度。通常（cháng），幹燥氣體和（hé）受熱微粒之間的溫度差愈大，幹燥過程（chéng）就愈快。紅外線幹燥時（shí）間通常（cháng）在5min～15min。目前，紅外線幹燥過程已經（jīng）被設計為轉管模式，即順著一隻內壁有螺紋的轉（zhuǎn）管，膠粒被輸送和循環，在轉管的中心（xīn）段有數個紅外線（xiàn）加熱器（qì）。在紅外線幹燥中，設備的功率可以參照0.035kWh/kg?0.105kWh/kg的標（biāo）準進行選擇。 

如前所述（shù），物料含水量的不同（tóng）將會導致工藝參數的差別。一般，殘餘水分含量的（de）不同可能（néng）是因為不同（tóng）物料（liào）的流通速率不同，所以幹（gàn）燥過程的中（zhōng）斷或機器的啟動、停機都會引起停留時間的不同。在氣體流量固定的情況下，材料流通量的不同（tóng）一般表現為溫（wēn）度曲線的變化和排（pái）氣溫度的變化。幹燥（zào）機製造商們以不同方法進行測（cè）量，並將幹燥氣體流量與被幹燥物料的量相匹配，進而調整幹燥料鬥的溫度曲線，從（cóng）而使膠粒（lì）在幹燥溫（wēn）度下經曆穩定（dìng）的停留時間。 

另外，物料（liào）不同的初始水分含量也會導致殘（cán）餘水分含量的不穩定。因為停留時間是固定的，初始水分含（hán）量的明顯變化必將導（dǎo）致殘餘水分含量發生同樣明顯（xiǎn）的變化。如果需要穩定的殘餘水分含量，就需要測量初始或殘餘的水分含（hán）量。由於相關的殘餘水分含量低，在線測量不易進行，而且物料在幹燥係統中的停留時間較（jiào）長，把殘餘（yú）水分含量當作輸出信號會引起（qǐ）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念，能實現穩定的殘餘（yú）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（de）穩定為目的，將塑料的初始水分量（liàng）、進入和（hé）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，從而使幹燥係統能夠根據這些變量的不同進行及時調整，以保持穩定（dìng）的殘餘水分含量。 

紅外線幹燥和真空幹燥是塑（sù）料加工中的新技術，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。但是，創新的幹燥工藝（yì）其價格也（yě）相對較高（gāo）。因此，近些年來，人（rén）們（men）也在努力地提（tí）高傳統除濕氣體幹燥的效率。所以（yǐ），在做出（chū）投資決策時，應當進行^的成本評估，不僅要考慮采（cǎi）購成本，還要考慮管路、能源、空間和維修保養等（děng），以使^小的投資得到^大的回報。