في طحن البلاستيك، فإن التحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية، وخاصة خلال مرحلة التبريد.دقة الأبعاد والأداء للمنتج النهائي يعتمدون على تقنيات التبريد الدقيقةتدرس هذه المقالة ديناميكيات الطاقة وإدارة درجة الحرارة ومنهجيات التبريد الحاسمة لعمليات التطويق.
فهم التبريد يبدأ بمفاهيم أساسية: قياس الطاقة ومقاييس درجة الحرارة.يتم الاحتفاظ بالطاقة، وهي محرك تحويل المواد، ويتم قياسها بالسعرات الحرارية (الحرارة اللازمة لرفع 1 غرام من الماء بمقدار 1 درجة مئوية) أو الجول (1 سعرة حرارية ≈ 4هذه المبادئ، على غرار حسابات السعرات الحرارية الغذائية، تشكل أساسًا لتحسين عمليات التطويق.
قياس درجة الحرارة يتطلب مهارة في تحويلات درجة الحرارة إلى درجة مئوية ودرجة فهرنهايت (5 درجة مئوية = 9 درجة فهرنهايت؛ الماء يتجمد عند 0 درجة مئوية / 32 درجة فهرنهايت).تفسير دقيق لهذه المقاييس يمنع أخطاء في تقييم معايير المعدات.
التبريد يمثل أساسا إزالة الطاقة. بالنسبة للبولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) ، يتطلب التسخين من درجة حرارة البيئة (25 °C/73 °F) إلى درجة حرارة التطويق (210 °C/410 °F) ~ 138 kcal / kg (0.16 kWhr) ،على الرغم من أن احتياجات الطاقة العملية غالبا ما تتضاعف بسبب خسائر الحرارةفي حين أن تكاليف الطاقة هامشية، فإن إدخال الحرارة المفرطة يهدد تدهور المنتج.
معظم حرارة التطويق تنشأ من الاحتكاك المسمار أثناء ذوبان البلاستيك وليس من أجهزة التدفئة الخارجية.مصادر الحرارة الإضافية تشمل سخانات العفن وسخانات البراميل (حاسمة للبوليمرات عالية درجة الحرارة مثل PET والنايلون)هذه الطاقة أيضاً تعطل الهياكل البلورية (على سبيل المثال، 40٪ من البلورية في LDPE) ، مما يتطلب إدارة حرارية دقيقة.
تسخينات خارجية تُستخدم في المقام الأول في تشغيل و الحفاظ على درجة الحرارة، باستثناء في الآلات الصغيرة، والعمليات البطيئة، وأنظمة طلاء التطويق، وأجهزة التطويق ذات المسامير المزدوجة،ومعالجة البوليمر عالية الحرارةدرجة حرارة البرميل الخلفي تحكم صلابة جدار الجسيمات البلاستيكية، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة تغذية المواد.غالبا ما تستخدم أنظمة البرميل المتقطعة (الشائعة لـ HDPE) أقسامًا أمامية تبرد بالماء لمنع الذوبان المبكرحتى البراميل القياسية يمكن أن تتميز بتبريد الحلق لتجنب الانسداد.
يستخدم تبريد ما بعد الموت الماء أو الهواء أو الأسطح المعدنية المبردة (على سبيل المثال ، الألواح). بالنسبة للملفات الشخصية مثل الأنابيب والأنابيب ، يتم دمج معايير القياس المبردة بالماء مع السحب أو القطع أو الملفات.تبريد الرذاذ يضمن تبديد الحرارة بشكل موحد، على الرغم من أن تحديات الارتفاع (البلاستيك العائم ، تعويم الأنابيب) قد تتطلب تبريد الغمر بأجهزة الاحتفاظ.
وتؤثر سمك المادة عكسًا على سرعة التبريد؛ يتباطأ توصيل الحرارة مع زيادة السماكة. تتقلص جميع البلاستيكات أثناء التبريد، وخاصة الأنواع شبه البلورية.التبريد السريع يؤدي إلى ضغوط داخلية، يمكن اكتشافها عن طريق اختبار الانكماش الحراري.
يُصنع القياس بمساعدة الفراغ البلاستيك المنصهر ضد الغطاء المعدني من خلال الضغط الجوي. يعيق الفراغ المفرط تدفق المواد ، مما يتطلب ضبط ضغط دقيق ومواد التشحيم.
يمكن أن تستخدم الطحن الرئيسي والخيوط الصناعية تبريد حمام المياه المباشر ، حيث تكون المسافة بين الطلاء والماء ، ودرجة حرارة الطلاء ، ودرجة حرارة الذوبان ، ودرجة حرارة الماء أمرًا حاسمًا.تستخدم أجهزة التقطيع عالية الإنتاج التبريد الداخلي البلابات الدوارة رمي المواد المنصهرة في تيار المياه. تتم تسخين السلاسل (ثقوب واحد / صف مزدوج) عادة في خزانات المياه الخارجية.
تستخدم عمليات الفيلم المنفخة (الأنبوبية) بشكل رئيسي تبريد الهواء. يبرد حلقة الهواء الحلقة الفقاعة المتنامية بينما يسيطر الضغط الداخلي على سمكها.النظم المتقدمة تتضمن تبريد الفقاعات الداخلية، والطحن إلى أسفل مع تبريد الماء / الهواء الهجين، أو أنظمة سكين الهواء التي تجرح طبقات الهواء الساخن لتبريد أسرع.
تهيمن أدوات التبريد المعدنية على الصفائح والطلاء الخرجي وإنتاج الأفلام المحددة. عادة ما تبرد مجموعات الأدوات العمودية الصفائح المتدفقة لأسفل ،في حين أن لفات باردة كبيرة واحدة كافية للأفلام والطلاءيمكن أن تؤدي أدوات الرولات العليا وظائف الضغط أو التسخين المسبق أو التركيب أو التصفيف.
يجب أن تتسع إدارة درجة حرارة الدوار عن طريق مبادلات الحرارة لتغيرات درجة حرارة حافة الدوار المركزية، قابلة للتعديل من خلال ثغرات الدوار، والعزل المحلي، وعناصر التدفئة.فوائد تقليم الحافة من تبريد الهواء المستهدف أو تقليل السماكة.
يحدث تبريد صناعة الصب النفسي بشكل أساسي داخل القوالب ، مما يشبه مبادئ صناعة الحقن. يزيد المبرد من الكفاءة ،على الرغم من أن التبريد المفرط يسبب مخاطر إعادة التدفئة الناجمة عن التكثيفاستخدام الهواء البارد يشكل تكاليف تشغيلية كبيرة في عمليات الأفلام المنفخة.
يمكن التخفيف من تقلبات درجة حرارة الغذاء المحيطية من التعرض الموسمي أو النهاري أو الشمسي من خلال التسخين المسبق ، حتى دون التجفيف. يعطي العزل العازل خفض خسائر الإشعاع.يقدم تغذية المسحوق تحديات فريدة ولكنها لا تزال قابلة للإدارة.
يُعوض التسخين المسبق عن أوجه القصور في النظام (على سبيل المثال، عدم كفاية توليد حرارة المحرك) ، في حين أن التبريد المسبق، على الرغم من أنه ممكن من الناحية النظرية، يثبت أنه غير عملي بسبب زيادة الطلب على الطاقة.
إعادة توجيه الحرارة النفايات مثل حرارة البراميل إلى الحافلات يوفر مزايا في المناخ البارد، على الرغم من أن تكاليف الكهرباء المنخفضة في أمريكا الشمالية تحد حاليا من التبني على نطاق واسع.لا يزال إعادة استخدام مياه التبريد من المنتجات مكانة خاصة، ولكن استخراج الحرارة الذي يتيح إنتاجًا أسرع يستحق النظر فيه. تتضمن تحسين التبريد تعطيل طبقات الحدود الساخنة حول المنتجات.
عدم استقرار الأبعاد يمكن أن يستمر بعد التبريد، مما يؤثر على دقة الطباعة والتقطيع، وخاصة مع البلاستيكات شبه البلورية التي تظهر تقلصًا طويلًا على مدى ساعات أو أيام.
تبريد المسمار الداخلي عن طريق مبادلات الحرارة يحسن الخلط دون إزالة الحرارة بشكل كبير. على الرغم من تقليل الناتج لكل دوران ، يعوضه زيادة سرعات المسمار ،هذا النهج يوفر فوائد استقرار العملية.
في طحن البلاستيك، فإن التحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية، وخاصة خلال مرحلة التبريد.دقة الأبعاد والأداء للمنتج النهائي يعتمدون على تقنيات التبريد الدقيقةتدرس هذه المقالة ديناميكيات الطاقة وإدارة درجة الحرارة ومنهجيات التبريد الحاسمة لعمليات التطويق.
فهم التبريد يبدأ بمفاهيم أساسية: قياس الطاقة ومقاييس درجة الحرارة.يتم الاحتفاظ بالطاقة، وهي محرك تحويل المواد، ويتم قياسها بالسعرات الحرارية (الحرارة اللازمة لرفع 1 غرام من الماء بمقدار 1 درجة مئوية) أو الجول (1 سعرة حرارية ≈ 4هذه المبادئ، على غرار حسابات السعرات الحرارية الغذائية، تشكل أساسًا لتحسين عمليات التطويق.
قياس درجة الحرارة يتطلب مهارة في تحويلات درجة الحرارة إلى درجة مئوية ودرجة فهرنهايت (5 درجة مئوية = 9 درجة فهرنهايت؛ الماء يتجمد عند 0 درجة مئوية / 32 درجة فهرنهايت).تفسير دقيق لهذه المقاييس يمنع أخطاء في تقييم معايير المعدات.
التبريد يمثل أساسا إزالة الطاقة. بالنسبة للبولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) ، يتطلب التسخين من درجة حرارة البيئة (25 °C/73 °F) إلى درجة حرارة التطويق (210 °C/410 °F) ~ 138 kcal / kg (0.16 kWhr) ،على الرغم من أن احتياجات الطاقة العملية غالبا ما تتضاعف بسبب خسائر الحرارةفي حين أن تكاليف الطاقة هامشية، فإن إدخال الحرارة المفرطة يهدد تدهور المنتج.
معظم حرارة التطويق تنشأ من الاحتكاك المسمار أثناء ذوبان البلاستيك وليس من أجهزة التدفئة الخارجية.مصادر الحرارة الإضافية تشمل سخانات العفن وسخانات البراميل (حاسمة للبوليمرات عالية درجة الحرارة مثل PET والنايلون)هذه الطاقة أيضاً تعطل الهياكل البلورية (على سبيل المثال، 40٪ من البلورية في LDPE) ، مما يتطلب إدارة حرارية دقيقة.
تسخينات خارجية تُستخدم في المقام الأول في تشغيل و الحفاظ على درجة الحرارة، باستثناء في الآلات الصغيرة، والعمليات البطيئة، وأنظمة طلاء التطويق، وأجهزة التطويق ذات المسامير المزدوجة،ومعالجة البوليمر عالية الحرارةدرجة حرارة البرميل الخلفي تحكم صلابة جدار الجسيمات البلاستيكية، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة تغذية المواد.غالبا ما تستخدم أنظمة البرميل المتقطعة (الشائعة لـ HDPE) أقسامًا أمامية تبرد بالماء لمنع الذوبان المبكرحتى البراميل القياسية يمكن أن تتميز بتبريد الحلق لتجنب الانسداد.
يستخدم تبريد ما بعد الموت الماء أو الهواء أو الأسطح المعدنية المبردة (على سبيل المثال ، الألواح). بالنسبة للملفات الشخصية مثل الأنابيب والأنابيب ، يتم دمج معايير القياس المبردة بالماء مع السحب أو القطع أو الملفات.تبريد الرذاذ يضمن تبديد الحرارة بشكل موحد، على الرغم من أن تحديات الارتفاع (البلاستيك العائم ، تعويم الأنابيب) قد تتطلب تبريد الغمر بأجهزة الاحتفاظ.
وتؤثر سمك المادة عكسًا على سرعة التبريد؛ يتباطأ توصيل الحرارة مع زيادة السماكة. تتقلص جميع البلاستيكات أثناء التبريد، وخاصة الأنواع شبه البلورية.التبريد السريع يؤدي إلى ضغوط داخلية، يمكن اكتشافها عن طريق اختبار الانكماش الحراري.
يُصنع القياس بمساعدة الفراغ البلاستيك المنصهر ضد الغطاء المعدني من خلال الضغط الجوي. يعيق الفراغ المفرط تدفق المواد ، مما يتطلب ضبط ضغط دقيق ومواد التشحيم.
يمكن أن تستخدم الطحن الرئيسي والخيوط الصناعية تبريد حمام المياه المباشر ، حيث تكون المسافة بين الطلاء والماء ، ودرجة حرارة الطلاء ، ودرجة حرارة الذوبان ، ودرجة حرارة الماء أمرًا حاسمًا.تستخدم أجهزة التقطيع عالية الإنتاج التبريد الداخلي البلابات الدوارة رمي المواد المنصهرة في تيار المياه. تتم تسخين السلاسل (ثقوب واحد / صف مزدوج) عادة في خزانات المياه الخارجية.
تستخدم عمليات الفيلم المنفخة (الأنبوبية) بشكل رئيسي تبريد الهواء. يبرد حلقة الهواء الحلقة الفقاعة المتنامية بينما يسيطر الضغط الداخلي على سمكها.النظم المتقدمة تتضمن تبريد الفقاعات الداخلية، والطحن إلى أسفل مع تبريد الماء / الهواء الهجين، أو أنظمة سكين الهواء التي تجرح طبقات الهواء الساخن لتبريد أسرع.
تهيمن أدوات التبريد المعدنية على الصفائح والطلاء الخرجي وإنتاج الأفلام المحددة. عادة ما تبرد مجموعات الأدوات العمودية الصفائح المتدفقة لأسفل ،في حين أن لفات باردة كبيرة واحدة كافية للأفلام والطلاءيمكن أن تؤدي أدوات الرولات العليا وظائف الضغط أو التسخين المسبق أو التركيب أو التصفيف.
يجب أن تتسع إدارة درجة حرارة الدوار عن طريق مبادلات الحرارة لتغيرات درجة حرارة حافة الدوار المركزية، قابلة للتعديل من خلال ثغرات الدوار، والعزل المحلي، وعناصر التدفئة.فوائد تقليم الحافة من تبريد الهواء المستهدف أو تقليل السماكة.
يحدث تبريد صناعة الصب النفسي بشكل أساسي داخل القوالب ، مما يشبه مبادئ صناعة الحقن. يزيد المبرد من الكفاءة ،على الرغم من أن التبريد المفرط يسبب مخاطر إعادة التدفئة الناجمة عن التكثيفاستخدام الهواء البارد يشكل تكاليف تشغيلية كبيرة في عمليات الأفلام المنفخة.
يمكن التخفيف من تقلبات درجة حرارة الغذاء المحيطية من التعرض الموسمي أو النهاري أو الشمسي من خلال التسخين المسبق ، حتى دون التجفيف. يعطي العزل العازل خفض خسائر الإشعاع.يقدم تغذية المسحوق تحديات فريدة ولكنها لا تزال قابلة للإدارة.
يُعوض التسخين المسبق عن أوجه القصور في النظام (على سبيل المثال، عدم كفاية توليد حرارة المحرك) ، في حين أن التبريد المسبق، على الرغم من أنه ممكن من الناحية النظرية، يثبت أنه غير عملي بسبب زيادة الطلب على الطاقة.
إعادة توجيه الحرارة النفايات مثل حرارة البراميل إلى الحافلات يوفر مزايا في المناخ البارد، على الرغم من أن تكاليف الكهرباء المنخفضة في أمريكا الشمالية تحد حاليا من التبني على نطاق واسع.لا يزال إعادة استخدام مياه التبريد من المنتجات مكانة خاصة، ولكن استخراج الحرارة الذي يتيح إنتاجًا أسرع يستحق النظر فيه. تتضمن تحسين التبريد تعطيل طبقات الحدود الساخنة حول المنتجات.
عدم استقرار الأبعاد يمكن أن يستمر بعد التبريد، مما يؤثر على دقة الطباعة والتقطيع، وخاصة مع البلاستيكات شبه البلورية التي تظهر تقلصًا طويلًا على مدى ساعات أو أيام.
تبريد المسمار الداخلي عن طريق مبادلات الحرارة يحسن الخلط دون إزالة الحرارة بشكل كبير. على الرغم من تقليل الناتج لكل دوران ، يعوضه زيادة سرعات المسمار ،هذا النهج يوفر فوائد استقرار العملية.
