遵循這些提示來選擇合適的造粒機

顆?？赡堋皟H僅”是一種中間產(chǎn)品，但其大小、形狀和一致性在后續(xù)加工操作中很重要。

考慮到對混煉企業(yè)日益增長的需求，這一點尤為重要。無論他們目前擁有什么設備，似乎都無法應對下一個挑戰(zhàn)。越來越多的產(chǎn)品可能需要額外的產(chǎn)能。新的聚合物或添加劑可能過于堅韌、柔軟或腐蝕性強，不適合現(xiàn)有設備。又或者，這項任務需要不同的顆粒形狀。在這種情況下，混煉企業(yè)需要深入的加工工程專業(yè)知識，并與造粒設備供應商密切合作。

應對這些挑戰(zhàn)的首先是選擇設備。最常見的造粒工藝分為兩類，根據(jù)塑料材料切割時的狀態(tài)進行區(qū)分：

?熔體造粒（熱切）：來自模具的熔體幾乎立即被切割成顆粒，并通過液體或氣體輸送和冷卻；

?拉條造粒（冷切）：來自模頭的熔體被轉(zhuǎn)化成拉條，在冷卻和凝固后被切成顆粒。

在復雜的化合物生產(chǎn)中，這些基本工藝的變型可根據(jù)特定的輸入材料和產(chǎn)品特性進行定制。在這兩種情況下，都可以在工藝的任何階段加入中間工藝步驟和不同程度的自動化。

為了找到最適合您的生產(chǎn)需求的解決方案，首先要評估現(xiàn)狀，并確定未來的需求。

要找到最適合您生產(chǎn)需求的解決方案，首先要評估現(xiàn)狀，并明確未來需求。制定一份五年的物料和產(chǎn)能預測。短期解決方案往往會在一段時間后被證明成本更高，且效果不佳。盡管混煉廠的幾乎每條造粒生產(chǎn)線都需要加工多種產(chǎn)品，但任何給定的系統(tǒng)都只能針對整個產(chǎn)品組合中的一小部分進行優(yōu)化。

因此，所有其他產(chǎn)品都必須在妥協(xié)的條件下進行加工。

批次大小與系統(tǒng)標稱產(chǎn)能相結(jié)合，將對制粒工藝和設備選擇產(chǎn)生重大影響。由于混煉生產(chǎn)批次通常較小，設備的靈活性通常是一個重要因素。需要考慮的因素包括易于清潔和維護，以及能夠簡單快速地從一種產(chǎn)品切換到另一種產(chǎn)品。制粒系統(tǒng)的啟動和關(guān)閉應盡量減少材料浪費。

對于混煉工廠來說，采用簡易水浴冷卻的生產(chǎn)線通常是明智的。然而，由于產(chǎn)量、靈活性和系統(tǒng)集成度的要求，具體的布局可能存在很大差異。在拉條造粒過程中，聚合物拉條從模頭出來后，被輸送至水浴中進行冷卻。拉條離開水浴后，用吸風刀將表面殘留的水分吸干。干燥固化后的拉條被輸送至造粒機，并由進料段以恒定的線速度拉入切割室。在造粒機中，拉條在轉(zhuǎn)子和底刀之間被切割成大致圓柱形的顆粒。這些顆?？梢赃M行后處理，例如分級、額外冷卻、干燥以及輸送。

如果要求連續(xù)配混，產(chǎn)品更換較少且產(chǎn)能相對較高，自動化可能有利于降低成本并提高質(zhì)量。這種自動拉條造粒生產(chǎn)線可以采用此類造粒機的自拉條變體。其特點是用冷卻水滑道和穿孔傳送帶取代冷卻槽和蒸發(fā)管線，并自動將物料輸送到造粒機。

一些聚合物化合物非常脆弱，容易破碎。另一些化合物或其某些成分可能對水分非常敏感。對于這類材料，帶式輸送機拉條造粒機是z佳選擇。穿孔輸送帶將拉條從模頭中取出，并平穩(wěn)地輸送至切粒機。多種冷卻方式——噴水、噴霧器、壓縮空氣文丘里模頭、風扇或其組合——提供了極大的靈活性。

何時進入水下

當顆粒形狀是球形而非圓柱形時，z佳替代方案是水下熱面切割機。該系統(tǒng)的產(chǎn)能范圍從約 20 磅/小時到幾噸/小時，適用于所有具有熱塑性特性的材料。在操作中，聚合物熔體被分成一圈股線，這些股線流經(jīng)環(huán)形模頭，進入充滿工藝用水的切割室。水流中的旋轉(zhuǎn)切割頭將聚合物股線切割成顆粒，并立即將其輸送出切割室。顆粒以漿料的形式輸送到離心干燥機，在那里通過旋轉(zhuǎn)槳葉的沖擊將其與水分離。干燥的顆粒被排出并送往后續(xù)加工。水經(jīng)過過濾、調(diào)溫，然后重新循環(huán)回工藝流程。

該系統(tǒng)的主要組件——帶切割室的切割頭、模板和啟動閥，全部安裝在一個公共支撐框架上——構(gòu)成一個整體組件。所有其他系統(tǒng)組件，例如帶旁路的工藝水回路、切割室排出口、視鏡、離心干燥機、帶式過濾器、水泵、熱交換器和輸送系統(tǒng)，均可從豐富的配件系列中選擇，并組合成一個特定于作業(yè)的系統(tǒng)。

在每個水下造粒系統(tǒng)中，切割室和模板內(nèi)部都存在著脆弱的溫度平衡。模板既由工藝水持續(xù)冷卻，又由模頭加熱器和熱熔膠流加熱。減少從模板到工藝水的能量損失，可以實現(xiàn)更穩(wěn)定的加工條件并提高產(chǎn)品質(zhì)量。為了減少這種熱量損失，加工商可以選擇隔熱模板和/或改用流體加熱模頭。

許多化合物具有很強的磨蝕性，會導致離心干燥機中接觸部件（例如旋轉(zhuǎn)葉片和濾網(wǎng)）嚴重磨損。其他化合物可能對機械沖擊敏感，并會產(chǎn)生過多的粉塵。針對這兩種特殊材料，一種新型顆粒干燥機將濕顆粒沉積在穿孔傳送帶上，傳送帶穿過氣刀，有效地吸走水分。與沖擊式干燥機相比，這種干燥機可以大大減少機器零件的磨損以及顆粒的損壞。由于物料在傳送帶上的停留時間較短，通常需要某種脫水后干燥（例如使用流化床）或額外的冷卻。這種新型非沖擊式顆粒干燥解決方案的優(yōu)勢在于：

?由于與顆粒接觸的所有部件的使用壽命較長，因此生產(chǎn)成本較低。

? 溫和的顆粒處理，確保較高的產(chǎn)品質(zhì)量和較少的粉塵產(chǎn)生。

?由于不需要額外的能源供應，因此減少了能源消耗。

其他制粒工藝

在配混領域，一些其他的造粒工藝相當少見。將塑料粉碎至適合進一步加工的尺寸，最簡單、最經(jīng)濟的方法可能是簡單的研磨操作。然而，由此產(chǎn)生的顆粒形狀和尺寸極不一致。一些重要的產(chǎn)品特性也會受到負面影響：堆積密度會急劇下降，并且本體的自由流動性能會非常差。因此，這種材料只能用于低端應用，并且必須以相當?shù)偷某杀具M行銷售。

自20世紀初以來，切粒一直是一種常見的顆?？s減工藝。近30年來，該工藝的重要性穩(wěn)步下降，目前對顆粒市場的貢獻微乎其微。

水下拉條造粒是一個復雜的自動化工藝。但這種生產(chǎn)方法主要用于某些原生聚合物的生產(chǎn)，例如聚酯、尼龍和苯乙烯類聚合物，在當今的復合材料生產(chǎn)中應用并不普遍。

風冷模面切粒工藝僅適用于非粘性產(chǎn)品，尤其是PVC。但這種材料更常見的做法是采用間歇式混合機進行混合，并進行加熱和冷卻，最終以干混料的形式排出。只有極少量的PVC化合物會轉(zhuǎn)化為顆粒。

水環(huán)切粒也是一種自動化操作。但它也只適用于粘性較低的物料，主要應用于聚烯烴回收以及一些混煉應用。

對產(chǎn)品性能的影響

選擇合適的造粒工藝不僅需要考慮粒料形狀和產(chǎn)量，還需要考慮其他因素。例如，粒料溫度與殘留水分成反比；也就是說，產(chǎn)品溫度越高，殘留水分越低。某些化合物（例如多種類型的TPE）具有粘性，尤其是在高溫下。這種影響可以通過計算粒料中的團聚體（孿生團聚體和多團聚體）的數(shù)量來衡量。

選擇正確的制粒工藝不僅需要考慮顆粒形狀和生產(chǎn)量。

在水下造粒系統(tǒng)中，這種粘性顆粒團聚體可能通過兩種方式產(chǎn)生。首先，切割后，顆粒表面溫度僅比工藝水溫高出約 50°F（約 13°C），而顆粒核心仍處于熔融狀態(tài)，平均顆粒溫度僅比熔體溫度低 35°F 至 40°F（約 11°C 至 14°C）。如果兩個顆粒接觸，它們會輕微變形，從而在顆粒之間形成一個可能不含工藝水的接觸面。在該接觸區(qū)域，由于熔融核心傳遞的熱量，凝固的表皮會立即重新熔化，顆粒會相互融合。

其次，粒料從干燥機排出后，由于熱量從芯部傳遞到表面，粒料的表面溫度會升高。如果將柔軟的TPE粒料儲存在容器中，粒料可能會變形，單個粒料之間的熱接觸面會變大，粘附性也會增強，最終再次形成團聚體。這種現(xiàn)象在粒料尺寸較小（例如微粒料）時可能會加劇，因為表面積與體積之比會隨著直徑的減小而增大。

可以通過在工藝水中添加一些蠟狀物質(zhì)或在顆粒干燥機之后立即將顆粒表面撒上粉末來減少顆粒團聚。

以恒定的吞吐率進行多次制粒測試，可以了解該材料類型和顆粒尺寸的z高實際顆粒溫度。高于該溫度會導致團聚物數(shù)量增加，低于該溫度會導致殘留水分增加。

在少數(shù)情況下，造粒工序可能是可有可無的。這種情況僅適用于原生聚合物可直接轉(zhuǎn)化為成品的應用，例如直接從聚合物反應器擠出PET片材。然而，如果添加劑和其他成分的混合能夠增加實際價值，則無法進行直接轉(zhuǎn)化。如果需要造粒，需先了解您的選擇。