¿Cuáles son los métodos de peletización para las líneas de producción de granulación?

Hay muchos diferentes línea de peletización Existen muchos diseños en el mercado, pero todas las líneas de peletización se dividen en dos categorías principales: sistemas de peletización en frío y sistemas de peletización en caliente con frente de matriz. La principal diferencia entre ambos es el tiempo del proceso de peletización. ¡Cada uno de estos dos sistemas de peletización tiene sus propias ventajas y desventajas!

Sistema de corte en frío

Un sistema de peletización en frío consta de una matriz, una zona de enfriamiento (enfriada por aire o agua), una zona de secado (si se enfría por agua) y una cámara de peletización. Existen dos tipos principales de sistemas de peletización en frío: peletizadores de copos y peletizadores de tiras.

a: El polímero fundido del granulador de copos fluye desde el equipo de mezcla a través de una matriz de cinta o refinador de rodillos para ser calandrado en copos de polímero de un espesor específico. Los copos se solidifican y se enfrían a lo largo de una distancia durante el transporte y luego se cortan en pellets redondos o cuadrados con un peletizador en un contenedor.

La granulación de virutas es un método particularmente antiguo de fabricación de gránulos para una amplia gama de polímeros diferentes, desde nailon hasta PVCVentajas: Alto rendimiento. Se informa que la precisión es bastante buena, con una capacidad de granulación de hasta 1,843.69 kg/h. Este es un método de granulación de corte en frío y la emisión de ruido es mayor que el método de corte de gránulos a partir de polímeros fundidos. Los polímeros de corte solidificados tienen una vida útil más corta y la generación de polvo suele ser un problema. Para algunos polímeros se pueden observar algunos fenómenos de "cadena de granos".

b: Los peletizadores de tiras se han utilizado casi desde hace tanto tiempo como los peletizadores de escamas. Constan de una matriz, una sección de enfriamiento (baño de agua o soplador), una sección de secado (si se enfría con agua) y una cuchilla de corte. Las tiras se forman haciendo pasar el polímero fundido a través de un orificio montado horizontalmente utilizando una máquina o una bomba de engranajes (los orificios modernos están mecanizados con precisión y se calientan de manera uniforme para producir tiras de calidad constante). Una vez que las tiras se descargan del molde, se enfrían mediante un soplador o una instalación de aire/vacío, o mediante un baño de agua. Si se utiliza enfriamiento por agua, las tiras pasan a través de una sección de secado con ventilación forzada para eliminar la humedad y luego se envían a la cámara de peletización. Las tiras se cortan con precisión a la longitud requerida utilizando la acción de corte de un par de cuchillas fijas y giratorias. Los gránulos tienen un diámetro de 3.175 mm y una longitud de 3.175 mm con esquinas bien definidas.

c: El método tradicional de estirado de tiras implica estirarlas a través de una sección de enfriamiento (normalmente un baño de agua), lo que a veces da como resultado que las dimensiones de las tiras se caigan o sean inconsistentes. Esto es común en polímeros con poca resistencia a la fusión, como el polipropileno, el poliéster y el nailon. Cuando una tira se cae, el material se desecha, por lo que los operadores deben prestar mucha atención. Si las tiras se estiran de manera inconsistente, los pellets posteriores deben tamizarse.

Se pueden lograr otros modos de formación de tiras sin la supervisión cercana del operador mediante el uso de un transportador de alimentación ranurado accionado por motor que sostiene y divide las tiras desde la matriz hasta la peletizadora. Las tiras transportadas por este tipo de fuerza de hilado tienen un tamaño más uniforme, no se caen y, por lo tanto, es menos probable que se deseche. Algunos de estos métodos pueden tener una capacidad de producción de 6803.89 kg/h, en comparación con aproximadamente 1814.37 kg/h para el método de estiramiento, ya que el operador solo puede supervisar un número limitado de tiras.

Las líneas de tiras son económicas, fáciles de operar y de limpiar. Esto tiene ventajas para la mezcla de colores, ya que el cambio de dos lotes de color diferentes requiere una limpieza exhaustiva del equipo. Sin embargo, la desventaja del método de tiras es el espacio necesario para la sección de enfriamiento, cuya longitud está determinada por los requisitos de temperatura del polímero.

Sistema de corte térmico de cara de troquel

Existen tres tipos básicos de sistemas de corte térmico de superficie de matriz: granuladores por pulverización, granuladores por chorro de agua (anillo de agua) y granuladores bajo el agua. Aunque estos sistemas pueden tener diferentes diseños, un sistema típico consta de una matriz de orificio, una cámara de corte, una cuchilla lobular rotatoria motorizada, un medio de enfriamiento y un método para secar los gránulos (si se emplea enfriamiento por agua).

El molde de orificio es una parte importante del sistema de peletización térmica de la cara de la matriz. Se monta vertical u horizontalmente y normalmente se calienta con aceite, vapor o un calentador de cartucho o banda. El calor eléctrico se utiliza normalmente para matrices más pequeñas; sin embargo, las matrices más grandes suelen calentarse con vapor o aceite. Los materiales de construcción de las matrices varían, pero independientemente del material o medio de calentamiento utilizado, el diámetro del orificio de la matriz debe ser uniforme; debe haber suficiente calor para mantener la temperatura del polímero durante todo el proceso; y la superficie de la matriz giratoria contra la que gira la cuchilla de peletización debe ser resistente y lisa, todo lo cual es necesario para producir un pellet uniforme.

A medida que el polímero fundido se perfora en el molde, la cuchilla de granulación, que gira a una velocidad muy alta, lo corta en gránulos. Normalmente, la cuchilla está en contacto con la superficie del molde o muy cerca de ella. Una vez que se han cortado los gránulos, la fuerza centrífuga los arroja lejos de la cuchilla y los transporta al medio de enfriamiento. El tamaño, la forma, el material y el montaje de la cuchilla pueden variar. En algunos sistemas, la cuchilla está accionada por resorte para ajustar automáticamente la distancia entre la cuchilla y la matriz; en otros sistemas, la distancia entre la cuchilla y la matriz se ajusta manualmente. Dado que la vida útil de la cuchilla depende de la precisión de la alineación de la cuchilla con la matriz, la abrasividad del polímero y la agresividad del operador, es deseable cortar gránulos de polímero en estado fundido.

a: Los granuladores por pulverización se recomiendan para polímeros sensibles al calor y a tiempos de residencia prolongados, como PVC, TPR y polietileno reticulado. Se requieren velocidades de peletización de hasta 4989.52 kg/h para mantener el recorrido de flujo del polímero desde la máquina hasta la cámara de peletización lo más corto posible y utilizar una pequeña cantidad de calor. A medida que el polímero pasa a través de la matriz, la fuerza de rotación de la superficie de la matriz giratoria lo corta en gránulos. Una vez que los gránulos se cortan, son expulsados ​​de la cuchilla giratoria y capturados por el aire que se ve obligado a circular en la cámara de peletización especialmente diseñada. La corriente de aire inicialmente enfría la superficie del gránulo y lo lleva fuera de la cámara de corte hacia la zona de enfriamiento.

Los secadores de lecho fluidizado se utilizan a menudo para enfriar los pellets. Los pellets se deslizan por una rampa ajustable y un ventilador circulante sopla aire a través de ellos. Ajustar la inclinación de la rampa puede alargar o acortar el tiempo de residencia de los gránulos en el secador. Otro método de enfriamiento común es descargar los pellets de la cámara de corte en un tanque de agua y eliminar el agua en un secador de lecho fluidizado o un secador centrífugo.
b: Granuladores por chorro de agua, aptos para la mayoría de polímeros, excepto aquellos con baja viscosidad o viscosidad en estado fundido. Estas máquinas, también conocidas como peletizadoras de anillo de agua, tienen una velocidad de peletización de 13,607.77 kg/h.

El polímero fundido se corta en gránulos desde una matriz de orificio caliente mediante una cuchilla giratoria que gira contra la superficie de la matriz. La característica especial de este sistema de peletización es la cámara de peletización con chorro de agua especialmente diseñada. El agua fluye en una hélice hasta que sale de la cámara. Una vez que se cortan los gránulos, se arrojan a la corriente de agua para su enfriamiento inicial. La suspensión de agua de los gránulos se descarga en un tanque de suspensión de gránulos para su posterior enfriamiento y luego se introduce en un secador centrífugo para eliminar el agua.

c: El peletizador submarino es similar al peletizador por aspersión y al peletizador por chorro de agua, excepto que tiene una corriente suave de agua que fluye sobre la superficie de la matriz, que está en contacto directo con la superficie de la matriz. El tamaño de la cámara de peletización es lo suficientemente grande como para permitir que la cuchilla de peletización gire libremente sobre la superficie de la matriz sin restringir el flujo de agua. El polímero fundido pasa a través de la matriz, la cuchilla giratoria corta los pellets y estos son sacados de la cámara de peletización por agua templada hacia un secador centrífugo. En el secador, el agua se descarga nuevamente en el tanque de almacenamiento, se enfría y se recicla; los pellets pasan a través del secador centrífugo para eliminar el agua.

El peletizador submarino necesita utilizar un molde de boca con una distribución uniforme del calor e instalaciones especiales de aislamiento térmico. Las cuchillas de peletización pequeñas se calientan eléctricamente; las cuchillas de peletización grandes requieren orificios calentados con aceite o vapor. El agua de proceso se calienta rutinariamente a temperaturas más altas, pero no lo suficientemente caliente como para afectar negativamente el flujo libre de los pellets. Los granuladores submarinos se utilizan para la mayoría de los polímeros y algunos modelos son capaces de alcanzar una capacidad de granulación de 22,679.62 kglh. La forma en que el agua fluye sobre la superficie del orificio de la matriz es una gran ventaja cuando se utiliza para peletizar polímeros de baja viscosidad o cohesivos, pero para algunos polímeros como el nailon y algunas marcas de poliéster, esta característica puede hacer que el orificio se congele. Otras ventajas incluyen: menor emisión de ruido porque la peletización se realiza en estado fundido y el agua actúa como una barrera acústica; y menos cambios de cuchillas de peletización en comparación con los sistemas de corte en frío.