¿Cuáles son los métodos de granulación de la línea de producción de granulación? ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas?

Hay muchos diseños diferentes de líneas de producción de peletización en el mercado, pero todoslíneas de producción de peletizaciónse dividen en dos categorías: sistema de peletización en frío y sistema de peletización en caliente en la cara del troquel. La principal diferencia entre los dos es la disposición temporal del proceso de granulación. Cada uno de estos dos sistemas de granulación tiene sus propias ventajas y desventajas. Veámoslo conKelongweier!

Sistema de corte en frío

El sistema de granulación en frío incluye una matriz, una zona de enfriamiento (enfriada por aire o agua), una zona de secado (si es enfriada por agua) y una cámara de granulación. Hay dos tipos de sistemas de peletización en frío, a saber, peletizadores en escamas y peletizadores en tiras.

a: El polímero derretido por el granulador de tabletas fluye desde el equipo de mezclado a través de un troquel de correa o un molino de rodillos para formar una escama de polímero con cierto espesor. Los copos se solidifican y enfrían una cierta distancia durante el transporte, y luego se cortan en gránulos redondos o cuadrados con un granulador en un contenedor.

La granulación de tabletas es un método particularmente antiguo para hacer gránulos y se puede usar para varios polímeros, desde nailon hasta cloruro de polivinilo. Ventajas: gran producción. Se informa que la precisión es bastante buena, la capacidad de granulación puede alcanzar los 1843,69 kg/h. Este es un método de granulación en frío, y la emisión de ruido es mayor que la de la granulación del polímero fundido. El cortador de polímero de corte de estado sólido tiene una vida corta y la generación de polvo suele ser un problema. Para algunos polímeros, se pueden observar algunos fenómenos de "encadenamiento de partículas".

b: El historial de uso de los peletizadores de tiras es casi tan largo como el de los peletizadores de tabletas. Incluye troquel, sección de enfriamiento (baño de agua o soplador), sección de secado (si se usa enfriamiento por agua) y cuchilla peletizadora. El polímero fundido por una máquina o bomba de engranajes pasa a través de una matriz instalada horizontalmente para formar una tira (la matriz moderna se mecaniza con precisión y se calienta uniformemente para producir una tira de calidad estable). Una vez que la tira se descarga de la boca, se enfría con un soplador o una instalación de aire/vacío, o se enfría con un baño de agua. Si se utiliza refrigeración por agua, las tiras deben pasar por una sección de secado, con ventilación forzada para expulsar la humedad, y luego las tiras se envían a la sala de corte. Usando la acción de corte de un par de cuchillas fijas y cuchillas giratorias, las tiras se cortan con precisión a la longitud requerida. El diámetro de los gránulos es de 3,175 mm, la longitud es de 3,175 mm y los bordes y esquinas son claros.

c: El método tradicional de estirar tiras es estirar las tiras a través de la sección de enfriamiento (comúnmente se usa un baño de agua), lo que a veces hace que las tiras se caigan o tengan dimensiones inconsistentes. Esto es común en polímeros con poca resistencia en estado fundido, como polipropileno, poliéster y nailon. Cuando la tira cae, el material se desecha, por lo que los operadores deben prestar mucha atención. Si las tiras se dibujan de manera inconsistente, los gránulos aguas abajo deben ser examinados.

En otros modos, el método de formación de cinta no necesita ser monitoreado de cerca por el operador. El método consiste en utilizar un transportador de alimentación ranurado accionado por un motor para sostener y dividir la mecha desde la matriz hasta la peletizadora. El tamaño de la tira transportada por la fuerza de rotación es relativamente uniforme y no se caerá y, por lo tanto, tendrá menos desechos. Algunos de estos métodos pueden hacer que la capacidad de producción llegue a 6803,89 kg/h, mientras que el método de estirado es de solo 1814,37 kg/h, ya que el operador solo puede encargarse de un número limitado de tiras.

La línea de producción de tiras es económica, fácil de operar y fácil de limpiar. Esto tiene sus ventajas para la composición de pigmentos, porque el reemplazo de dos lotes de pigmentos diferentes requiere una limpieza a fondo del equipo. Sin embargo, la desventaja del método de fabricación de varillas es que la sección de enfriamiento ocupa espacio y su longitud se determina de acuerdo con los requisitos de temperatura del polímero.

Sistema de corte en caliente de la cara del troquel

Hay tres tipos básicos de sistema de corte en caliente de superficie de troquel, a saber, granulador por aspersión, granulador por aspersión de agua (anillo de agua) y granulador bajo el agua. Aunque este tipo de sistema puede tener diferentes diseños, un sistema típico incluye un troquel, una cámara de corte, una hoja giratoria eléctrica, un medio de enfriamiento y un método de secado de gránulos (si se usa enfriamiento por agua).

La matriz es una parte importante del sistema de granulación térmica de la superficie de la matriz. Se instala vertical u horizontalmente, y normalmente se calienta con calentadores eléctricos de aceite, vapor o tipo tambor o tipo correa. El calentamiento eléctrico se usa generalmente para troqueles más pequeños; sin embargo, los troqueles más grandes generalmente se calientan con vapor o aceite. Los materiales de la estructura del troquel tienen diferentes materiales, pero no importa qué material o medio de calentamiento se use, el diámetro del orificio del troquel debe ser uniforme; debe haber suficiente calor para mantener la temperatura del polímero durante todo el proceso; la cuchilla peletizadora gira de manera opuesta. La superficie del troquel debe ser resistente y lisa, lo que se necesita para hacer gránulos uniformes.

Cuando el polímero fundido pasa a través de la matriz, una cuchilla peletizadora que gira a alta velocidad lo corta en gránulos. La situación típica es que el peletizador está en contacto o muy cerca de la superficie de la matriz. Después de que se cortan los gránulos, son arrojados lejos de la cuchilla por la fuerza centrífuga y transportados al medio de enfriamiento. El tamaño, la forma, el material y el método de instalación de la cuchilla peletizadora pueden ser diferentes. En algunos sistemas, la cuchilla peletizadora tiene una carga aplicada por resorte para ajustar automáticamente el espacio entre la cuchilla peletizadora y la matriz; mientras que algunos sistemas necesitan ajustar manualmente el espacio entre la cuchilla peletizadora y el troquel. Dado que la vida útil de la cuchilla de corte depende de la precisión del centrado cuchilla-matriz, la abrasividad del polímero y la agresividad del operador, es recomendable cortar los gránulos de polímero en estado fundido.

a: El granulador por aspersión se recomienda para polímeros que son sensibles al calor y tienen un tiempo de residencia prolongado, como el cloruro de polivinilo, TPR y polietileno reticulado. La tasa de corte es tan alta como 4989.52 kg/h. La ruta de flujo del polímero desde la máquina hasta la cámara de corte debe ser lo más corta posible y debe utilizarse una pequeña cantidad de calor. Cuando el polímero pasa a través de la matriz, la fuerza de rotación de la superficie de la matriz lo corta en gránulos. Una vez que se cortan los gránulos, se los arroja lejos de la cuchilla giratoria y se los captura mediante la circulación forzada de aire en la cámara de granulación especialmente diseñada. La corriente de aire enfría inicialmente la superficie de los gránulos y los saca de la cámara de granulación a la zona de enfriamiento.

Los secadores de lecho fluidizado se utilizan a menudo para enfriar los gránulos. Los gránulos se deslizan por una pendiente ajustable y el ventilador de circulación sopla aire a través de los gránulos. El ajuste del ángulo de inclinación del plano inclinado puede extender o acortar el tiempo de residencia de los gránulos en la secadora. Otro método de enfriamiento común es descargar los gránulos de la cámara de corte a un tanque de agua y luego usar un secador de lecho fluidizado o un secador centrífugo para eliminar el agua.

b: Granulador de chorro de agua, adecuado para la mayoría de los polímeros, excepto aquellos con baja viscosidad o viscosidad de fusión. Este tipo de equipo también se denomina peletizadora de anillo de agua, con una tasa de peletización de 13607,77 kg/h.

El polímero fundido se corta en gránulos desde la matriz caliente mediante un cuchillo giratorio que gira sobre la superficie de la matriz. La característica de este sistema de grano dulce es su cámara de corte por chorro de agua especialmente diseñada. El agua fluye en espiral alrededor de la causa hasta que sale de la cámara de granos dulces. Después de cortar los gránulos, se arrojan a la corriente de agua para un enfriamiento preliminar. La suspensión de agua de gránulos se descarga en el tanque de suspensión de gránulos para que se enfríe aún más y luego se envía a un secador centrífugo para eliminar el agua.

c: El granulador bajo el agua es similar al granulador por aspersión y al granulador por chorro de agua. La diferencia es que tiene un flujo constante de agua que fluye a través de la superficie del molde y está en contacto directo con la superficie del molde. El tamaño de la cámara de granulación es suficiente para permitir que la cuchilla de granulación gire libremente sobre la superficie de la matriz sin restringir el flujo de agua. El polímero fundido corta los gránulos de la matriz y la cuchilla giratoria, y el agua con temperatura regulada saca los gránulos de la cámara de granulación y los ingresa al secador centrífugo. En la secadora, el agua se drena de regreso al tanque de almacenamiento, se enfría y se recicla; los gránulos se pasan a través de un secador centrífugo para eliminar el agua.

El peletizador bajo el agua necesita usar una matriz con distribución de calor uniforme e instalaciones especiales de aislamiento. El peletizador pequeño utiliza calefacción eléctrica; el granulador grande requiere una matriz calentada con aceite o con vapor. El agua de proceso se calienta a una temperatura más alta en circunstancias normales, pero su calor no debería ser suficiente para causar efectos nocivos en el libre flujo de gránulos. Los peletizadores submarinos se utilizan para la mayoría de los polímeros y algunos modelos pueden alcanzar una capacidad de peletización de 22679,62 kglh. Cuando se utiliza para cortar polímeros adhesivos o de baja viscosidad, la forma en que el agua fluye a través de la superficie del troquel es una gran ventaja, pero para algunos polímeros como el nailon y ciertas marcas de poliéster, esta característica puede hacer que el troquel se congele. Otras ventajas son: debido a que los pellets se cortan en estado fundido, y el agua actúa como barrera acústica, la emisión de ruido es menor; en comparación con el sistema de corte en frío, el número de reemplazo de cortadores de pellets es menor.

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