遵循这些提示来选择合适的造粒机

遵循这些提示来选择合适的造粒机

颗粒可能“仅仅”是一种中间产品，但其大小、形状和一致性在后续加工操作中很重要。

考虑到对混炼企业日益增长的需求，这一点尤为重要。无论他们目前拥有什么设备，似乎都无法应对下一个挑战。越来越多的产品可能需要额外的产能。新的聚合物或添加剂可能过于坚韧、柔软或腐蚀性强，不适合现有设备。又或者，这项任务需要不同的颗粒形状。在这种情况下，混炼企业需要深入的加工工程专业知识，并与造粒设备供应商密切合作。

应对这些挑战的首先是选择设备。最常见的造粒工艺分为两类，根据塑料材料切割时的状态进行区分：

•熔体造粒（热切）：来自模具的熔体几乎立即被切割成颗粒，并通过液体或气体输送和冷却；

•拉条造粒（冷切）：来自模头的熔体被转化成拉条，在冷却和凝固后被切成颗粒。

在复杂的化合物生产中，这些基本工艺的变型可根据特定的输入材料和产品特性进行定制。在这两种情况下，都可以在工艺的任何阶段加入中间工艺步骤和不同程度的自动化。

为了找到最适合您的生产需求的解决方案，首先要评估现状，并确定未来的需求。

要找到最适合您生产需求的解决方案，首先要评估现状，并明确未来需求。制定一份五年的物料和产能预测。短期解决方案往往会在一段时间后被证明成本更高，且效果不佳。尽管混炼厂的几乎每条造粒生产线都需要加工多种产品，但任何给定的系统都只能针对整个产品组合中的一小部分进行优化。

因此，所有其他产品都必须在妥协的条件下进行加工。

批次大小与系统标称产能相结合，将对制粒工艺和设备选择产生重大影响。由于混炼生产批次通常较小，设备的灵活性通常是一个重要因素。需要考虑的因素包括易于清洁和维护，以及能够简单快速地从一种产品切换到另一种产品。制粒系统的启动和关闭应尽量减少材料浪费。

对于混炼工厂来说，采用简易水浴冷却的生产线通常是明智的。然而，由于产量、灵活性和系统集成度的要求，具体的布局可能存在很大差异。在拉条造粒过程中，聚合物拉条从模头出来后，被输送至水浴中进行冷却。拉条离开水浴后，用吸风刀将表面残留的水分吸干。干燥固化后的拉条被输送至造粒机，并由进料段以恒定的线速度拉入切割室。在造粒机中，拉条在转子和底刀之间被切割成大致圆柱形的颗粒。这些颗粒可以进行后处理，例如分级、额外冷却、干燥以及输送。

如果要求连续配混，产品更换较少且产能相对较高，自动化可能有利于降低成本并提高质量。这种自动拉条造粒生产线可以采用此类造粒机的自拉条变体。其特点是用冷却水滑道和穿孔传送带取代冷却槽和蒸发管线，并自动将物料输送到造粒机。

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对水分非常敏感。对于这类材料，带式输送机拉条造粒机是z佳选择。穿孔输送带将拉条从模头中取出，并平稳地输送至切粒机。多种冷却方式——喷水、喷雾器、压缩空气文丘里模头、风扇或其组合——提供了极大的灵活性。

何时进入水下

当颗粒形状是球形而非圆柱形时，z佳替代方案是水下热面切割机。该系统的产能范围从约 20 磅/小时到几吨/小时，适用于所有具有热塑性特性的材料。在操作中，聚合物熔体被分成一圈股线，这些股线流经环形模头，进入充满工艺用水的切割室。水流中的旋转切割头将聚合物股线切割成颗粒，并立即将其输送出切割室。颗粒以浆料的形式输送到离心干燥机，在那里通过旋转桨叶的冲击将其与水分离。干燥的颗粒被排出并送往后续加工。水经过过滤、调温，然后重新循环回工艺流程。

该系统的主要组件——带切割室的切割头、模板和启动阀，全部安装在一个公共支撑框架上——构成一个整体组件。所有其他系统组件，例如带旁路的工艺水回路、切割室排出口、视镜、离心干燥机、带式过滤器、水泵、热交换器和输送系统，均可从丰富的配件系列中选择，并组合成一个特定于作业的系统。

在每个水下造粒系统中，切割室和模板内部都存在着脆弱的温度平衡。模板既由工艺水持续冷却，又由模头加热器和热熔胶流加热。减少从模板到工艺水的能量损失，可以实现更稳定的加工条件并提高产品质量。为了减少这种热量损失，加工商可以选择隔热模板和/或改用流体加热模头。

许多化合物具有很强的磨蚀性，会导致离心干燥机中接触部件（例如旋转叶片和滤网）严重磨损。其他化合物可能对机械冲击敏感，并会产生过多的粉尘。针对这两种特殊材料，一种新型颗粒干燥机将湿颗粒沉积在穿孔传送带上，传送带穿过气刀，有效地吸走水分。与冲击式干燥机相比，这种干燥机可以大大减少机器零件的磨损以及颗粒的损坏。由于物料在传送带上的停留时间较短，通常需要某种脱水后干燥（例如使用流化床）或额外的冷却。这种新型非冲击式颗粒干燥解决方案的优势在于：

•由于与颗粒接触的所有部件的使用寿命较长，因此生产成本较低。

• 温和的颗粒处理，确保较高的产品质量和较少的粉尘产生。

•由于不需要额外的能源供应，因此减少了能源消耗。

其他制粒工艺

在配混领域，一些其他的造粒工艺相当少见。将塑料粉碎至适合进一步加工的尺寸，最简单、最经济的方法可能是简单的研磨操作。然而，由此产生的颗粒形状和尺寸极不一致。一些重要的产品特性也会受到负面影响：堆积密度会急剧下降，并且本体的自由流动性能会非常差。因此，这种材料只能用于低端应用，并且必须以相当低的成本进行销售。

自20世纪初以来，切粒一直是一种常见的颗粒缩减工艺。近30年来，该工艺的重要性稳步下降，目前对颗粒市场的贡献微乎其微。

水下拉条造粒是一个复杂的自动化工艺。但这种生产方法主要用于某些原生聚合物的生产，例如聚酯、尼龙和苯乙烯类聚合物，在当今的复合材料生产中应用并不普遍。

风冷模面切粒工艺仅适用于非粘性产品，尤其是PVC。但这种材料更常见的做法是采用间歇式混合机进行混合，并进行加热和冷却，最终以干混料的形式排出。只有极少量的PVC化合物会转化为颗粒。

水环切粒也是一种自动化操作。但它也只适用于粘性较低的物料，主要应用于聚烯烃回收以及一些混炼应用。

对产品性能的影响

选择合适的造粒工艺不仅需要考虑粒料形状和产量，还需要考虑其他因素。例如，粒料温度与残留水分成反比；也就是说，产品温度越高，残留水分越低。某些化合物（例如多种类型的TPE）具有粘性，尤其是在高温下。这种影响可以通过计算粒料中的团聚体（孪生团聚体和多团聚体）的数量来衡量。

选择正确的制粒工艺不仅需要考虑颗粒形状和生产量。

在水下造粒系统中，这种粘性颗粒团聚体可能通过两种方式产生。首先，切割后，颗粒表面温度仅比工艺水温高出约 50°F（约 13°C），而颗粒核心仍处于熔融状态，平均颗粒温度仅比熔体温度低 35°F 至 40°F（约 11°C 至 14°C）。如果两个颗粒接触，它们会轻微变形，从而在颗粒之间形成一个可能不含工艺水的接触面。在该接触区域，由于熔融核心传递的热量，凝固的表皮会立即重新熔化，颗粒会相互融合。

其次，粒料从干燥机排出后，由于热量从芯部传递到表面，粒料的表面温度会升高。如果将柔软的TPE粒料储存在容器中，粒料可能会变形，单个粒料之间的热接触面会变大，粘附性也会增强，最终再次形成团聚体。这种现象在粒料尺寸较小（例如微粒料）时可能会加剧，因为表面积与体积之比会随着直径的减小而增大。

可以通过在工艺水中添加一些蜡状物质或在颗粒干燥机之后立即将颗粒表面撒上粉末来减少颗粒团聚。

以恒定的吞吐率进行多次制粒测试，可以了解该材料类型和颗粒尺寸的z高实际颗粒温度。高于该温度会导致团聚物数量增加，低于该温度会导致残留水分增加。

在少数情况下，造粒工序可能是可有可无的。这种情况仅适用于原生聚合物可直接转化为成品的应用，例如直接从聚合物反应器挤出PET片材。然而，如果添加剂和其他成分的混合能够增加实际价值，则无法进行直接转化。如果需要造粒，需先了解您的选择。