Ugrás a tartalomhoz

A polimertechnika alapjai

Czvikovszky Tibor, Nagy Péter, Gaál János (2007)

Kempelen Farkas Hallgatói Információs Központ

6.3 Granulálás, szárítás

6.3 Granulálás, szárítás

A folyamatos üzemű ömledékkeverő extruderből kijövő polimer szemcsézésére, granulálására többféle technológia használatos. A legegyszerűbb granuláló alapelvét a 6.17 ábra mutatja. Az extruderből kijövő, még viszkózusan képlékeny polimert 2–3 mm átmérőjű „zsinórok” formájában rendszerint vízfürdőn áthúzva lehűtik (megszilárdítják), majd szemben forgó késes hengerrel felaprítják. Az aprítás kiindulhat lemezből is, amelyet előbb csíkokra vágnak, majd hasonló késes hengerrel felaprítják. Mindez történhet körgyűrű (cső) mentén is.

A granulálás alapelve

6.17 ábra: A granulálás alapelve [6.4] a) extrudált zsinórok, b) behúzó hengerek, c) szembeforgó késes henger, d) granulátum szemcsék

Az ömledékkeverés és a kompaund aprítása történhet többszörösen összetett, folytonos üzemű berendezéseken is, amire példát a 6.18 ábra mutat. Ebben a keverés kétcsigás keverőextruderen indul, majd ezt az ömledékáramot 90 °-os irányban egy kúpos tárcsás nyíróelemben újra megkeverik, egy egyszerű extrudercsigával továbbítják majd az aprítószerszám közvetlen vizes permetezése mellett granulálják. A granulátumot – amely ez esetben jelentős víztartalmú – ezután szárítani kell.

A polimer granulátum szárítására a legtöbbször tálcás melegítőszekrényeket alkalmaznak. A nagyértékű műszaki polimerek nedvességtartalmát 0,1 %-nál is kevesebbre kell csökkenteni.

A 6.19 ábra olyan műszaki megoldást javasol, amelyben szárítás – és az előnyös elő-melegítés – magában a fröccsöntőgépre vagy extruderre illeszkedő tölcsérben történik.

A bemutatott gépek és technológiák csak a polimer előkészítés leggyakoribb, leginkább tipikus eljárásait érintették. E területen is egyre újabb gépészeti megoldások jelennek meg, amelyek az ömledék mozgását még változó irányban módosítva eredményeznek homogén polimerkeveréket egyre javuló energiahasznosítással.

Összetett, többcsigás keverőberendezés, granulálóval

6.18 ábra: Összetett, többcsigás keverőberendezés, granulálóval [6.3] 1) betápláló tölcsér, keverővel, 2) kétcsigás keverőextruder, 3) kúpos nyíró-keverő, 4) kihordócsiga, 5) granuláló

Az ömledékállapotban való keverés és homogenizálás újabb, hatékony gépészeti megoldásainak rendkívül nagy szerepe lehet a jövőben a polimerek újrahasznosításának (recycling) és ötvözésének (alloying) területén. Ezeknek a gépeknek a lehető legkisebb hőterhelés mellett, azaz lehetőleg alacsony ömledékhőmérsékleten és rövid idő alatt kell, – méghozzá kémiailag reaktív adalékanyag jelenlétében, – a többkomponensű ömledék bensőséges keverését megoldanunk.

A fejlődés útja e területen is az integrált, összevont technológiák felé vezet, amelyben fizikai és kémiai folyamatok együttes hatása alatt a gépeknek nemcsak mechanikai (folyadékmechanikai, áramlástani, homogenizálási, elosztási és eloszlatási) feladatokat kell megoldaniuk, hanem egyidejűleg a makromolekulák bizonyos kémiai átalakítását is. Ezek az összetett újtípusú gépek reaktív keverők, reaktív extruderek lesznek.

Előmelegítő és szárító funkciójú adagoló tölcsér fröccsöntő géphez, extruderhez

6.19 ábra: Előmelegítő és szárító funkciójú adagoló tölcsér fröccsöntő géphez, extruderhez [6.4] a: szűrő, b) meghajtó motor, c) szűrő papirosbetéttel, d) megszívó csonk az alapanyag granulátum automatikus felszívására pneumatikus úton, e) kapcsoló, kontroll izzó, f) automatikus adagolókapu, g) beállítható levegőadagoló, h) belső tölcsér, i) fűtőtest, k) mágneses fémleválasztás, l) ventilátor, m) szűrőfelület, n) hőmérő