Sušení plastů SUŠENÍ V SUŠÁRNÁCH. podle oběhového systému: s přetržitým provozem

Sušení plastů SUŠENÍ V SUŠÁRNÁCH Dělení sušáren: podle oběhového systému:

podle uspořádání procesu s přetržitým provozem

uzavřený oběh

s nepřetržitým provozem (např. válcová sušárna s vytápěnými válci)

otevřený oběh

podle tlaku při kterém se suší

atmosférické vakuové podle vzájemného pohybu sušeného materiálu a média souproudé

vzduch nasycený vlhkostí se odvádí do volného prostoru s nuceným oběhem přirozený oběh – nezaručuje stejnoměrnou teplotu

teplota

vlhkost

zpočátku na sebe působí materiál s největším obsahem vlhkosti a suchý vzduch s největší teplotou. Ze sušárny odchází materiál s nejnižší a vzduch s nejvyšší vlhkostí. Sušící potenciál se během sušení zmenšuje a tomu odpovídá i pokles rychlosti sušení. Tento způsob je vhodnější pro materiály snášející intenzivnější sušení ve vlhkém stavu.

plast

vzduch

dráha

vzduch

plast

dráha

Běhálek Luboš, Technická univerzita v Liberci – výukový materiál „Teorie zpracování nekovových materiálů“ -2010

Sušení plastů SUŠENÍ V SUŠÁRNÁCH • protiproudé

teplota

vlhkost

sušící médium s nejvyšší teplotou a nejnižší vlhkostí se stýká s vysušeným materiálem, zatímco ochlazený vzduch s vysokou vlhkostí přichází do styku s vlhkým materiálem vstupujícím do sušárny. Sušící potenciál je po celé délce sušárny rozdělen rovnoměrně. Přesto je doba sušení delší než u souproudu (díky malému sušícímu potenciálu na vstupu). Vhodné pro materiály, které nesnášejí rychlé sušení.

plast

vzduch

dráha

vzduch

plast

dráha

• se zkříženými proudy dosahováno je jak velkého sušícího potenciálu, tak vysoké rychlosti sušení

Sušení plastů SUŠENÍ V SUŠÁRNÁCH Sušení v peci:

Sušení horkým vzduchem:

 zastaralý způsob sušení  přerušovaný proces v dávkách  zcela otevřeno k okolí  znečištění a ztráta materiálu  nespolehlivá kontrola procesu  závisí na vnějších podmínkách

 kontinuální sušící proces  instalace na stroji nebo vedle stroje  bez výkonového omezení  relativné vysoká spotřeba energie  závisí na vnějších podmínkách

Mikrovlné sušení:

 k ohřevu dochází uvnitř materiálu a tlakem vznikající páry je vlhkost rychleji dopravována k povrchu, zatímco při klasickém ohřevu je nejprve ohřán povrch, kde je vyšší teplota, z povrchu uniká vlhkost rychle, avšak vnitřní vlhkost postupuje k povrchu pomalu.

Schéma sušení horkým vzduchem

 dielektrický ohřev  přerušovaný proces po dávkách  omezené množství materiálu  vhodné pouze pro laboratorní použití  přesné řízení teploty a rychlé dosažení teploty v celém objemu

Použití sušáren pro stanovení vlhkosti plastů má význam pouze orientační. Jedná se o srovnávací metodu, která vzhledem k dlouhým sušícím časům neposkytuje údaje o skutečném obsahu vody v materiálu.

Sušení plastů SUŠENÍ V SUŠÁRNÁCH Sušení tlakovým vzduchem:  kontinuální sušící proces  nutnost sušení a čištění tlak. vzduchu  možnost instalace na stroj nebo vedle stroje  nízký výkon sušení  nízké přímé, ale vysoké nepřímé energetické náklady  nepřímá kontrola nad procesem sušení  integrovaný systém transportu materiálu

Schéma a princip sušení tlakovým vzduchem

Sušení plastů SUŠENÍ V SUŠÁRNÁCH Sušení voštinovými kotouči:  uzavřený systém pro sušení

 nízký rosný bod  nákladná výměna znečištěných kotoučů  tento systém využívá dvou navzájem propojených systémů: uzavřený sušící systém a otevřený sušící systém pro regeneraci vzduchu. (-50oC)

Rotor adsorpčního odvlhčovacího zařízení, nebo-li voštinový kotouč má malé vzduchové kanálky s velmi velkou kontaktní plochou. Uvnitř těchto kanálků je nanesena látka, která pohlcuje vlhkost (tj. silikagel, lithium chlorid, molekulární síto atd.).

vzduch procesu

suchý vzduch

mokrý vzduch

Schéma voštinového kotouče

Silikagel je zastoupen především v amorfní formě SiO2. Je chemicky neutrální a odolný vůči většině kyselin, je však citlivý vůči zásaditým látkám. Silikagel je používán především ve formě granulátu a kuliček, což vede k příznivé tlakové ztrátě a minimálnímu otěru u dynamických sušicích procesů.

Silikagel

Sušení plastů SUŠENÍ V SUŠÁRNÁCH Sušení voštinovými kotouči: Je-li odvlhčovací zařízení v chodu, dva vzduchové proudy procházejí současně dvěma sektory tohoto rotoru. Jeden proud je odvlhčován, zatímco druhý proud je horký a regeneruje rotor. Vlhkost je pak odváděna ve formě vlhkého a teplého vzduchu ze zařízení ven. Jedná se o velmi kompaktní provedení sušárny. Velice pozitivní je poměrně nízká hodnota rosného bodu (-50°C), která má vliv na účinnost sušárny.

Princip sušení voštinovými kotouči

Sušení plastů SUŠENÍ V SUŠÁRNÁCH Sušení suchým vzduchem:  kontinuální sušící proces (převážně)  uzavřený systém s molekulovými síty

 nízký rosný bod (-50oC)  částečně otevřený systém pro regeneraci

 instalace na stroji nebo vedle stroje  bez omezení výkonu  způsob nezávislý na okolních podmínkách  komplexní a rozsáhlý sušící systém, nejrozšířenější  k jednomu agregátu možno přiřadit více sušících sil

se samostatným dotápěním

Princip sušení suchým vzduchem

Sušení plastů SUŠENÍ V SUŠÁRNÁCH Sušení ve vakuu: Pro tento typ sušení není rozhodujícím faktorem suchost vzduchu, ale vakuum dosažené v nádobě se sušeným materiálem.

 nižší teplota varu  sušení nezávislé na okolních podmínkách Skříňová vakuová sušárna

 kontinuální proces přípravy suchého materiálu  snížený tlak v sušícím prostoru usnadňuje sušení  použití u plastů u nichž je nebezpečí oxidace ve

vzduchu při zvýšené teplotě  kratší doba sušení než horkovzdušné sušárny

 instalace vedle stroje  bez výkonového omezení

1) plnění materiálu a jeho ohřev 2) vakuování a sušení materiálu 3) doprava suchého materiálu do stroje nebo zásobníku

Vakuová sušárna Maguire

Princip sušení ve vakuu

Sušení plastů NAVLHAVOST A SUŠENÍ PLASTŮ Závěrečné upozornění: Sušení i proces navlhání jsou vratné děje  do násypky stroje se vkládá jen takové množství materiálu, které se zpracuje ca. do 30 min. Vhodnější je násypky strojů vyhřívat a udržovat tak teplotu materiálu proudem teplého vzduchu na potřebné výši. Vlhkost materiálu lze namísto převážně používaného sušení granulátu odstranit také během tavení v plastikační jednotce s odplyňovací zónou. Tato technika může mít vůči vysoušení granulátu technické, organizační a ekonomické výhody. Na druhé straně se však musí počítat s jistými omezeními a nevýhodami. Omezení se převážně omezuje na výrobu výstřiků v převážně tmavých barevných tónech s nízkou četností změny materiálu a barvy. sací jednotka + směšovací ventil

centrální zdroj podtlaku s filtrací

sila

vstřikovací stroje

Variabilita uspořádání transportního systému granulátu při vstřikování

Sušení plastů Reference:

[1] HARPER, CH.A.: Modern plastics handbook. New York, McGraw-Hill, 2000. [2] ČSN EN ISO 15512

[3] KREBS, J.: Teorie zpracování nekovových materiálů. Liberec : TU v Liberci, 2006. [4] HOŠIC, L. – KRATOCHVÍL.: Periferie v technologii vstřikování plastů. Liberec : A.M. s.r.o. v Liberci [5] KOL.: Směrnice pro vstřikování konstrukčních termoplastů. Prospektový materiál fy. Bayer. [6] LENFELD, P.: Navrhování výrobků z plastů. Liberec : TU v Liberci. Studijní materiály. [7] Prospektové materiály fy. Colortronic