選擇正確（què）的幹燥技術

物料的幹燥對（duì）於每（měi）一個塑（sù）料加工（gōng）商來說都是不可避免（miǎn）的。同時，為了生產出高質量的（de）產品，這一過（guò）程（chéng）也是非常重要的。選擇合理的幹燥技術有助於節約成本、降低能耗，而對幹燥技術和成本的（de）正確評估對於選擇合適的幹（gàn）燥（zào）設備（bèi）具有重要的意義。

水含量的增加會逐漸降低物料的剪切黏度。在加工過程中，由（yóu）於熔體流動性能的變化，產品的質量（liàng）以（yǐ）及一係列的加工工藝參數也（yě）會隨之發生相應的變化。例如，停滯時間（jiān）過長會使殘餘水分含量太低從而造成黏度的增加，這將導致填模不充分，同時也會造成物料發黃。另外，某些性能的變化並不（bú）能直接用（yòng）肉眼觀察到，而（ér）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（biàn）。

在選擇幹燥（zào）過程時，鑒別材料的幹燥性能具有至關重要的意義。物料可以分成吸濕性（xìng）和非吸濕（shī）性兩種。吸濕性物料能夠從周圍環境吸收水分，非吸（xī）濕性（xìng）材料（liào）不能從環境中吸收水分。對於非吸濕（shī）性物料，任何環境中存在的水分都保（bǎo）留在表麵，成為“表麵水（shuǐ）分”而易於被清除。不過由非吸濕性物料製成的膠粒也可能因為添加（jiā）劑或填料的作用而（ér）變得具有吸濕性（xìng）。

另外，對一個幹燥工（gōng）藝過程的能耗（hào）的計算，可能會與加工作業的（de）複雜（zá）程（chéng）度以及其他因素有（yǒu）關，所以這裏所介紹的數值僅供參（cān）考。

對流式幹燥

對於非吸濕（shī）性物料，可（kě）以使用熱風幹燥機進（jìn）行幹燥。因為水分隻是被物料與水的界麵張力鬆散地約束，易於去除。此類機器的原理（lǐ）是，利用風扇來吸收環境中的空（kōng）氣並將其加熱到幹燥特定（dìng）物料所要求的溫度，被加熱後的空氣（qì）經過幹燥料鬥，並通過對流的方式加熱物料（liào）以除去水（shuǐ）分。

對吸濕性物料的幹燥一般分為三個幹燥段：第（dì）一個幹（gàn）燥段是將物料（liào）表麵（miàn）的水分蒸發（fā）掉；第二個幹燥段則將蒸發的重點放在材料內（nèi）部，此時幹燥速度（dù）緩慢降低（dī），而被幹燥物料的溫度開始上升；在最後一個階段（duàn），物料達到與幹（gàn）燥氣體的吸濕平衡。在這個階段，內（nèi）部和外部間的溫度差別將被消除（chú）。在第三段末端，如果被幹燥物料不再釋（shì）放出水分，這並不意味著它不含水分，而隻是表（biǎo）明膠粒和周圍環境之（zhī）間已經建立起了平衡。

在幹燥設（shè）備中，空氣的露點溫度是一個非常（cháng）重要的參數。所謂的露點溫度就是在保（bǎo）持濕空氣的含濕量（liàng）不變的情況下，使其溫度下降，當相（xiàng）對濕度達到100%時所對（duì）應（yīng）的溫度。它表示空氣達到（dào）水分凝結時所對應（yīng）的溫度。通常，用於幹（gàn）燥的空氣的露點愈低，所獲得殘餘水量就愈低，幹燥速度也愈低。

目前，生產幹燥空氣（qì）最為普遍的方（fāng）法是利用幹燥氣體發生器。該（gāi）設備以由兩個分子篩組（zǔ）成的吸附性幹（gàn）燥器為核心，空氣中的水分在這裏被吸收。在（zài）幹燥狀態下，空氣流經（jīng）分子篩，分（fèn）子篩（shāi）吸收氣體中（zhōng）的水分，為（wéi）幹燥提供除濕氣體（tǐ）。在再生狀態下，分（fèn）子篩被熱空氣加熱至再生溫度。流經分子篩的氣（qì）體收集被除去的（de）水分，並將其（qí）帶至周圍環境中。另一種生成幹燥氣體的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（dī）的壓力（lì）露點。在壓（yā）力降低以後，其露點（diǎn）達到0℃左右。如果（guǒ）需要更低的露點，可以利用膜式或吸（xī）附式幹燥器在壓縮（suō）空氣壓力降低之前（qián）進一（yī）步降低空氣的露點（diǎn）。 ( 閃蒸幹燥機)

在除濕空氣幹燥中，生產幹燥氣體所需的能量必須進行額外計（jì）算。在吸附式幹燥中，再生狀態的分子（zǐ）篩必須從幹燥態的溫度(約60℃)被加（jiā）熱（rè）至再生溫度(約200℃)。為此，通常的做法是通過分子篩將被加熱氣體連續加熱至再生溫度，直至它在離開分子篩時達到特定溫度。理論上再（zài）生所必要的能量由加熱分子（zǐ）篩及其內部吸附的（de）水（shuǐ）所需要的能量、克服分子篩對水的（de）附著力所需要的能量、蒸發水分和水蒸汽升溫所必需的能量幾個部分組成。

一（yī）般，吸（xī）附所得露（lù）點（diǎn）與分子篩的溫度與水分攜（xié）帶量有關。通常，小於或等於30℃的露（lù）點可以使分子篩達到10%的水分（fèn）攜（xié）帶量。為了製備幹（gàn）燥氣體，由（yóu）能量（liàng）計算所得的理論能量需求值是0.004kWh/m3。但（dàn）是，實際（jì）中這個數值必須稍高，因為計算沒有把風扇或熱量損失考慮在內。通過對比，不同類型的幹燥氣體發生器的特定能（néng）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，這要根據物料和初始水分含量而變化（huà）。在實際操作中（zhōng），也可能達到0.25kWh/kg或更高。

幹燥膠粒所需的能量由兩部分組成，一部（bù）分是將物料由室（shì）溫加熱至幹燥溫度所需要的能量，另一部分是蒸發水分所需要的能量。在確定物料所需的氣體（tǐ）量（liàng）時，通常是以幹燥氣體進入或（huò）離（lí）開幹燥（zào）料鬥時的溫度為基礎。一定（dìng）溫度的幹燥空氣通過對流的方式將熱量（liàng）輸送至膠粒中也是一種對流幹燥過（guò）程（chéng）。

在實際生（shēng）產中，實（shí）際能耗值有時要比理（lǐ）論值高得多。例如，物料可能在幹燥料鬥中的停（tíng）留時間過長，完成幹燥所消耗的氣體量較大，或者（zhě）分子篩的吸附能力未（wèi）充分發揮等（děng）。?減（jiǎn）少（shǎo）幹燥氣體的（de）需求量（liàng）從而削減能源（yuán）成本的（de）可行方法是采用兩步法幹燥料鬥。在（zài）這種幹燥設備中，幹燥料鬥（dòu）上半（bàn）部的物料隻是被加熱而並未被幹燥（zào），所以（yǐ）可以用環境中空氣或幹燥過程的排氣來完成加熱。采用這種方法後（hòu），往（wǎng）往隻需要向幹燥料鬥中供應通常幹燥氣體量的1/4?1/3，從而（ér）降低了能（néng）源（yuán）成本。提高（gāo）除濕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，而德國Motan公（gōng）司則利用天然氣作為燃料來降低能源成本。

真空幹燥

目前，真空幹燥也進入到塑料加（jiā）工領域當中，例如美國Maguire公司開發（fā）出來的真空幹（gàn）燥設備就已被應用到塑料加工之中。這種連續操（cāo）作型的機器由安裝於旋轉傳送帶上的三個腔體組成。在第一腔體（tǐ）處，當膠（jiāo）粒被填滿後，通入被加熱至幹燥溫度的氣體以加熱膠粒。在氣（qì）體（tǐ）出口處，當物料達到幹燥溫度時即被移至抽成真（zhēn）空的第二腔體中。由於真空降低了水的沸點，所以水分更容（róng）易變成水蒸汽被蒸發出來，因此，水分擴散過程被加速了。由於（yú）真空的存在（zài），從而在膠粒內部與周圍空氣之間產生（shēng）了更大的壓力差。一般情況（kuàng）下，物料在第二腔體中的停留時間為20min?40min，而對於一些吸濕性較強的物料而（ér）言，最多需要停（tíng）留60min。最後，物料被（bèi）送到第三腔體，並（bìng）由此被移出（chū）幹燥器。(閃蒸幹燥機（jī）)

在除濕氣體幹燥（zào）和（hé）真空幹燥中，加熱（rè）塑料所（suǒ）消耗的能源是相同的，因為這兩種方法是在同（tóng）樣的溫度下進行。但是在真空幹燥中，氣體（tǐ）幹燥本身並不（bú）需要消耗能（néng）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（wù）料的量以及含水量有關。

紅外線幹燥

幹（gàn）燥膠粒的另一種方法是紅外線幹燥工藝。在對流加熱中，氣體與膠粒之間、膠（jiāo）粒與膠粒之間（jiān）以及膠粒（lì）內部的熱導率都很低，因此熱量的（de）傳導受到極大的限製。而采用紅外線幹燥時，由於分子受到紅外線輻照，所吸收的能量將（jiāng）直接轉換成熱振動，這（zhè）意（yì）味著物料（liào）的加熱比在對（duì）流幹燥中更（gèng）快。與對流加熱相（xiàng）比，在幹燥過程（chéng）中，除了（le）環境空氣（qì）和膠粒中水分（fèn）的局部壓（yā）力差以外，紅（hóng）外線（xiàn）幹燥還有一個逆向的溫度梯度。通（tōng）常，幹燥氣體和（hé）受熱微粒之間的溫度差愈大，幹燥過程就愈快。紅外線幹燥時（shí）間通常在5min～15min。目前，紅外線幹燥過（guò）程已經（jīng）被設計為轉管（guǎn）模式，即順著一隻（zhī）內壁有螺紋的轉管（guǎn），膠粒被輸送和循環，在（zài）轉管的中心段（duàn）有數個（gè）紅外線加熱器。在紅（hóng）外線（xiàn）幹燥中，設備的功率可以參照0.035kWh/kg?0.105kWh/kg的標準（zhǔn）進行選擇。

如前所述，物料含水量的不同將會導致（zhì）工藝（yì）參數的差別。一般（bān），殘餘水分含量的不同可能（néng）是因為不同物料的流通速率不同，所以幹燥過程的中斷（duàn）或機器（qì）的啟動、停機都會引起停留時間（jiān）的不同。在氣體流量固定的情況下，材料流通量的不同一般表現（xiàn）為溫度曲線的變化和排氣溫度的變化（huà）。幹燥機製造商們以不同方法進行測量，並將幹燥（zào）氣體流量與被幹燥物料的量相匹配，進而調整幹燥料（liào）鬥的溫度曲線，從而使膠粒在（zài）幹燥溫度下經曆穩定的（de）停留時（shí）間（jiān）。

另外，物料不同的初始水（shuǐ）分含量也會導（dǎo）致殘餘水分含量的不穩定。因為停留時間是固定的，初始水分含量的明顯變化必（bì）將導致殘餘水分含（hán）量發生同樣明（míng）顯的變化。如果需要穩定的殘餘水分含量，就需要（yào）測量初始或殘餘的水分含量（liàng）。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（xì）統中的停留時間較長，把（bǎ）殘餘水分含量（liàng）當作輸出信號會（huì）引起係統受控的問題，所以幹燥機製（zhì）造商們開發出（chū）來（lái）一種新的控製概念，能實現（xiàn）穩定的殘餘水分含量這一（yī）目標。這種控製概念以保持殘餘水含分量的穩定為目的，將（jiāng）塑（sù）料的初（chū）始水分量、進入和流出氣體的露點、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（xì）統（tǒng）能夠根據這些變量（liàng）的不同進行及時調整，以保持穩定的殘餘水（shuǐ）分含（hán）量（liàng）。

紅外線幹燥（zào）和真空幹燥（zào）是塑料加工中的新技術，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，創新的幹燥工藝其價格也相對較高。因此，近些年來，人們也在努力地提高傳統除濕氣體幹燥的效率。所以，在做（zuò）出投資（zī）決（jué）策時，應當進行精確的成本評估，不僅要考慮采購成本，還要考慮管（guǎn）路、能源、空間和（hé）維修保養等（děng），以使最小的投資得到******的回報。