Sušení technických plastových materiálů bez jeho namáhání

Sušení technických plastových materiálů bez jeho namáhání
Ing.Robert Tesar, Maguire Europe
Rostoucí zájem o dokonalejší technické výrobky z plastů a zvyšující se dostupnost nových
a kvalitnějších materiálů, vede ke stále vyššímu využívání technických plastových materiálů.
Tyto technické materiály však vyžadují před vlastním zpracováním ošetření a vysušení
v souladu se specifikací výrobců těchto základních materiálů.
Po mnoho let nabízelo mnoho výrobců na celém světě technologii sušení, která se liší pouze
v dílčích detailech, ale vždy využívá základní princip generátoru suchého vzduchu ve spojení
s izolovaným sušícím zásobníkem.
Tento princip je založen na vytváření suchého vzduchu v generátoru, ve většině případů
obíhajícího v uzavřeném okruhu přes sušící zásobník, ve kterém je tímto vzduchem
absorbována vlhkost z plastových granulí a poté uvolněna v molekulárním sítu generátoru.
Vlhkost, absorbovanou molekulárními síty, je nutno odstranit. To se provádí při tak zvaných
regeneračních cyklech, při kterých je dlouhý čas molekulové síto regulovaně zahříváno až na
teplotu okolo 300 °C a při této teplotě je voda ze síta uvolněna a v proudu vzduchu
vyfukována do okolního prostředí spolu se spotřebovanou energií.
V důsledku dlouhodobého působení tepla při relativně vysokých sušících teplotách (2 až 6
hodin při 80 až 180 °C v závislosti na typu materiálu) a v důsledku průtoku velkého množství
vzduchu přes granulát, dochází logicky následkem tepelného, chemického a mechanického
zatížení materiálu k jeho degradaci, což je v mnoha případech realitou.
Degradace materiálu vlivem vysoké teploty se projevuje změnou barvy granulí, ale ve většině
případů nelze tuto změnu barvy zjistit přímo, ale až poté, když se provedou testy
mechanických vlastnosti finálního výrobku.
Při chemické degradaci se uvolňují zbytkové monomery a aditiva, což je evidentní ze zbytků,
které zůstávají ve filtrech, výměnících tepla a v molekulárních sítech.
V důsledku mechanického namáhání materiálu dochází se zvyšuje prachový podíl
v granulátu.
Společnost Maguire, nejvýznamnější výrobce gravimetrických směšovacích strojů, vyvinula
novou, vysoce inovační technologii sušení, kterou společnost představuje na výstavě K-2001
v Düsseldorfu a na MSV 2001 v Brně. Zdá se, že řada revolučních nízkotlakých sušiček je
příležitostí ke změně pevně zavedených principů sušení materiálů.
Princip podtlakového sušení je znám po mnoho let a v současnosti se skutečně stroje s tímto
principem používají pro různé laboratorní a výrobní aplikace velkého rozsahu. Důvodem
k aplikaci podtlakového sušení je jednoduchý fyzikální jev. Voda vře a vypařuje se při
normálním atmosférickém tlaku při teplotě 100 °C. Čím nižší je tlak, tím nižší je teplota, při
které bude voda vřít a vypařovat se.
Až dosud byly dostupné pouze podtlakové sušičky pracující v diskontinuálním provozním
režimu s pevnými cykly. Ve světě patentovaná podtlaková sušička LPD fy Maguire pracuje
v kontinuelním provozu a může tak zásobovat suchým materiálem jakýkoliv výrobní stroj,
vytlačovací, vstřikovací nebo vyfukovací.
Kontrukčně je podtalová sušička LPD řešena jako otočný stůl, na kterém jsou umístěny tři
zásobníky pro materiál. Ty se automaticky otáčejí a zastavují ve třech pevných pozicích.
Každé pozici odpovídá konkrétní technologická operace.
Posice 1:
Nádoba je naplněna materiálem a tento materiál je zahříván na požadovanou teplotu.
Pozice 2:
Nádoba s materiálem je utěsněna a je v ní vygenerován podtlak. Vlhkost je z granulí vytažena
a uvolněna do okolního prostředí.
Pozice 3:
Suchý granulát je ze zásobníku podtlakově transportován do materiálového cyklonu
výrobního stroje. LPD podtlaková sušička má doby cyklu sušení pro plastické materiály
komerčního použití v rozsahu od 20 do 60 minut, v závislosti na materiálu a na jeho výchozí
vlhkosti. Znamená to, že doba sušení je skutečně 20 až 60 minut.
Konvenční sušící systém pracuje s dobou sušení od 2 do 6 hodin.
Přímé srovnání:
Polyamid (PA) s počáteční vlhkostí 0,37 % je možno vysušit pomocí podtlakové sušičky na
0,15 % konečné vlhkosti během 30 minut, zatímco konvenční sušící systém s molekulovými
síty potřebuje k vysušení PA 4 až 5 hodin.
Výsledkem tohoto podstatného zkrácení doby sušení, snížení tepelného pnutí v plastickém
materiálu a dále úplnému vyloučení průtoku velkého množství vzduchu granulemi, je téměř
nemožná jakákoliv degradace materiálu.
Podtlaková sušička LPD fy Maguire vysouší jakýkoliv druh plastových granulí bez jeho
namáhání.
Díky velmi krátkým časům sušení a díky skutečnosti, že není zapotřebí regeneračních cyklů
pro molekulární síta, dosahuje LPD sušička v porovnání s konvenčními sušičkami až 80 %
úspory energie. Zkoušky u velkého výrobce plastových dílů pro automobilový průmysl
se sídlem v USA prokázaly při použití LPD sušičky fy Maguire energetickou úsporu ve výši
82,5 % v porovnání s konvenční sušičkou se třemi patronami s molekulovým sítem (tato
kalkulace zahrnuje napájení a dodávku tlakového vzduchu).
U LPD podtlakové sušičky je velice snadná a rychlá výměna materiálu. Tato důležitá přednost
je dána tím, že při normálním provozu je v sušičce pouze malé množství materiálumaximálně 50 kg. Pro srovnání, v konvenční sušičce je v sušícím sile až o 80 % více
materiálu, a to z důvodu dlouhých časů sušení.
LPD podtlaková sušička umožňuje při minimálním plánování výměnu materiálu bez přerušení
výrobního cyklu. Při probíhajícím spotřebovávání suchého materiálu ze třetí nádoby, a při
zásobě suchého materiálu ve druhé nádobě, je první nádoba připravena přijímat „nový“
materiál.
Závěrem je možno sumarizovat přednosti podtlakové sušičky LPD následovně:
•
•
•
•
•
•
•
Sušení materiálu bez napětí – žádná degradace materiálu.
Radikální snížení sušících časů.
Energetické úspory až 80 %.
Výměna materiálu za chodu – není nutno zastavovat stroj nebo použít další stroj.
Menší prostorové nároky – žádný samostatný sušící násypník.
Menší údržba – jednoduchá konstrukce a žádná nutnost molekulárních sít.
Pětiletá záruka na všechny komponenty sušičky.