Quais são os métodos de peletização para linhas de produção de granulação?

Existem muitas diferenças linha de pelotização Existem diversos modelos de linhas de granulação no mercado, mas todas se enquadram em duas categorias principais: sistemas de granulação a frio e sistemas de granulação a quente com matriz integrada. A principal diferença entre os dois é o tempo do processo de granulação. Cada um desses sistemas possui suas próprias vantagens e desvantagens!

Sistema de corte a frio

Um sistema de granulação a frio consiste em uma matriz, uma zona de resfriamento (a ar ou a água), uma zona de secagem (se resfriada a água) e uma câmara de granulação. Existem dois tipos principais de sistemas de granulação a frio: granuladores de flocos e granuladores de tiras.

a: O polímero fundido do granulador de flocos flui do equipamento de mistura através de uma matriz de correia ou refinador de rolos para ser calandrado em flocos de polímero com uma espessura específica. Os flocos são solidificados e resfriados ao longo de uma distância durante o transporte e, em seguida, cortados em grânulos redondos ou quadrados com uma granuladora em um silo.

A granulação em lascas é um método particularmente antigo de fabricação de grânulos para uma ampla gama de polímeros diferentes, desde náilon até... PVCVantagens: Alto rendimento. A precisão é considerada bastante boa, com uma capacidade de granulação de até 1,843.69 kg/h. Este é um método de granulação por corte a frio, e a emissão de ruído é maior do que o método de corte de grânulos a partir de polímeros fundidos. Polímeros de corte solidificados têm vida útil mais curta da lâmina de corte e a geração de pó é frequentemente um problema. Para alguns polímeros, pode-se observar o fenômeno de "cadeia de grãos".

b: As peletizadoras de tiras são utilizadas há quase tanto tempo quanto as peletizadoras de flocos. Elas consistem em uma matriz, uma seção de resfriamento (banho-maria ou soprador), uma seção de secagem (se resfriada a água) e uma lâmina de corte. As tiras são formadas pela passagem do polímero fundido através de um orifício horizontal, utilizando uma máquina ou bomba de engrenagem (os orifícios modernos são usinados com precisão e aquecidos uniformemente para produzir tiras de qualidade consistente). Após serem expelidas do molde, as tiras são resfriadas por um soprador ou sistema de ar/vácuo, ou por um banho-maria. Se o resfriamento for feito a água, as tiras passam por uma seção de secagem com ventilação forçada para remover a umidade e, em seguida, são enviadas para a câmara de peletização. As tiras são cortadas com precisão no comprimento necessário pela ação de cisalhamento de um par de lâminas fixas e rotativas. Os grânulos têm um diâmetro de 3.175 mm e um comprimento de 3.175 mm, com cantos bem definidos.

c: O método tradicional de trefilação envolve o estiramento das tiras através de uma seção de resfriamento (geralmente um banho-maria), o que às vezes resulta em deformações ou dimensões inconsistentes das tiras. Isso é comum em polímeros com baixa resistência ao derretimento, como polipropileno, poliéster e náilon. Quando uma tira deforma, o material é descartado, portanto, os operadores precisam prestar muita atenção. Se as tiras forem trefiladas de forma inconsistente, os grânulos subsequentes precisam ser peneirados.

Outros métodos de formação de tiras podem ser realizados sem supervisão constante do operador, utilizando uma esteira alimentadora com ranhuras acionada por motor, que suporta e separa as tiras da matriz para a granuladora. As tiras transportadas por esse tipo de força rotativa são mais uniformes em tamanho, não caem e, portanto, têm menor probabilidade de serem descartadas. Alguns desses métodos podem ter uma capacidade de produção de 6803.89 kg/h, em comparação com cerca de 1814.37 kg/h para o método de estiramento, visto que o operador só pode supervisionar um número limitado de tiras.

As linhas de produção em tiras são baratas, fáceis de operar e de limpar. Isso apresenta vantagens para a mistura de cores, já que a troca entre dois lotes de cores diferentes exige uma limpeza completa do equipamento. No entanto, a desvantagem do método em tiras é o espaço necessário para a seção de resfriamento, cujo comprimento é determinado pelas exigências de temperatura do polímero.

Sistema de corte térmico de matriz

Existem três tipos básicos de sistemas de corte térmico por superfície de matriz: granuladores por aspersão, granuladores por jato de água (anel de água) e granuladores subaquáticos. Embora esses sistemas possam ter designs diferentes, um sistema típico consiste em uma matriz com orifício, uma câmara de corte, uma lâmina rotativa motorizada, um meio de resfriamento e um método de secagem dos grânulos (caso seja utilizado resfriamento por água).

O molde de orifício é uma parte importante do sistema de granulação térmica frontal. Ele é montado verticalmente ou horizontalmente e geralmente é aquecido por óleo, vapor ou por um aquecedor de cartucho ou de banda. O aquecimento elétrico é normalmente usado para moldes menores; no entanto, moldes maiores geralmente são aquecidos com vapor ou óleo. Os materiais de construção do molde variam, mas independentemente do material ou do meio de aquecimento utilizado, o diâmetro do orifício do molde precisa ser uniforme; deve haver calor suficiente para manter a temperatura do polímero durante todo o processo; e a superfície rotativa do molde contra a qual a lâmina de granulação gira precisa ser resistente e lisa – todos esses requisitos são necessários para produzir grânulos uniformes.

À medida que o polímero fundido é injetado no molde, a lâmina de granulação, que gira em alta velocidade, o corta em grânulos. Normalmente, a lâmina está em contato com a superfície do molde ou muito próxima a ela. Uma vez cortados, os grânulos são ejetados da lâmina pela força centrífuga e transportados para o meio de resfriamento. O tamanho, a forma, o material e a montagem da lâmina podem variar. Em alguns sistemas, a lâmina é acionada por mola para ajustar automaticamente a distância entre a lâmina e o molde; em outros sistemas, a distância entre a lâmina e o molde é ajustada manualmente. Como a vida útil da lâmina depende da precisão do alinhamento entre a lâmina e o molde, da abrasividade do polímero e da agressividade do operador, o corte dos grânulos de polímero no estado fundido é desejável.

a: Os granuladores por pulverização são recomendados para polímeros sensíveis ao calor e a longos tempos de residência, como PVC, TPR e polietileno reticulado. Taxas de granulação de até 4989.52 kg/h são necessárias para manter o percurso do polímero da máquina até a câmara de granulação o mais curto possível e para utilizar uma pequena quantidade de calor. À medida que o polímero passa pela matriz, a força rotacional da superfície da matriz giratória o corta em grânulos. Uma vez cortados, os grânulos são ejetados da lâmina rotativa e capturados pelo ar que é forçado a circular na câmara de granulação especialmente projetada. O fluxo de ar resfria inicialmente a superfície do grânulo e o transporta para fora da câmara de corte e para a zona de resfriamento.

Os secadores de leito fluidizado são frequentemente usados ​​para resfriar os grânulos. Os grânulos deslizam por uma rampa ajustável e um ventilador de circulação sopra ar através deles. Ajustar a inclinação da rampa pode aumentar ou diminuir o tempo de permanência dos grânulos no secador. Outro método comum de resfriamento é descarregar os grânulos da câmara de corte em um tanque de água e remover a água em um secador de leito fluidizado ou secador centrífugo.
b: Granuladores a jato de água, adequados para a maioria dos polímeros, exceto aqueles com baixa viscosidade de fusão ou viscosidade. Essas máquinas, também conhecidas como granuladores de anel de água, têm uma taxa de granulação de 13,607.77 kg/h.

O polímero fundido é cortado em grânulos por uma lâmina rotativa que gira contra a superfície da matriz, a partir de uma matriz com orifício aquecido. A característica especial deste sistema de granulação é a câmara de granulação por jato de água, especialmente projetada para esse fim. A água flui em espiral até sair da câmara. Após o corte, os grânulos são lançados no fluxo de água para um resfriamento inicial. A pasta de água com os grânulos é descarregada em um tanque para resfriamento adicional e, em seguida, encaminhada para um secador centrífugo para remoção da água.

c: O granulador subaquático é semelhante ao granulador por aspersão e ao granulador por jato de água, exceto pelo fato de possuir um fluxo contínuo de água que flui sobre a superfície da matriz, em contato direto com ela. O tamanho da câmara de granulação é suficiente para permitir que a lâmina de granulação gire livremente sobre a superfície da matriz sem restringir o fluxo de água. O polímero fundido passa pela matriz, a lâmina rotativa corta os grânulos, e estes são transportados da câmara de granulação por água temperada para um secador centrífugo. No secador, a água é devolvida ao tanque de armazenamento, resfriada e reciclada; os grânulos passam pelo secador centrífugo para remover a água.

A granulação subaquática requer o uso de um molde com distribuição uniforme de calor e isolamento térmico especial. As lâminas de granulação pequenas são aquecidas eletricamente; as lâminas grandes requerem orifícios aquecidos a óleo ou vapor. A água de processo é rotineiramente aquecida a temperaturas mais elevadas, mas não o suficiente para afetar negativamente o fluxo livre dos grânulos. Granuladores subaquáticos são utilizados para a maioria dos polímeros e alguns modelos são capazes de atingir uma capacidade de granulação de 22,679.62 kg/h. A forma como a água flui sobre a superfície do orifício é uma grande vantagem na granulação de polímeros de baixa viscosidade ou coesivos, mas para alguns polímeros, como náilon e algumas marcas de poliéster, essa característica pode causar o congelamento do orifício. Outras vantagens incluem: menor emissão de ruído, pois a granulação é feita no estado fundido e a água atua como uma barreira acústica; e menor necessidade de trocas de lâminas de granulação em comparação com sistemas de corte a frio.