أنظمة تجفيف حبيبات البلاستيك

أنظمة تجفيف حبيبات البلاستيك

في إنتاج القولبة بالحقن والبثق للبلاستيك، تُعد الرطوبة مصدر أكثر مشكلات الجودة شيوعًا. فاللدائن الماصة للرطوبة (hygroscopic) تسحب رطوبة الهواء إلى داخل الحبيبات؛ ولذلك فإن تجفيفها قبل المعالجة إلزامي.

وثمن العمل بمادة خام رطبة لا يقتصر على عيب في السطح:

وللتحلل المائي خاصية مهمة: فهو لا رجعة فيه. فسلسلة البوليمر التي انكسرت لا يمكن إصلاحها بالتجفيف لاحقًا، وتبقى تلك الدفعة بمتانتها المنخفضة. ولهذا فإن التجفيف ليس معاملًا يمكن تصحيحه بعد الإنتاج، بل شرط يجب تحقيقه قبله.

أنواع المجففات: أيها لأي مادة خام؟

ويجب أن يُراعى الاختيار في الاتجاهين. فالمجففات بالهواء الساخن تقصر مع المادة الماصة للرطوبة — فالهواء المحيط، بما يحمله هو نفسه من رطوبة، لا يكفي لسحب الرطوبة التي تغلغلت داخل الحبيبات. والعكس صحيح أيضًا: فشراء مجفف بالهواء الجاف لمادتي PE وPP اللتين لا تبتلان إلا سطحيًا يعني دفع ثمن سعة لن تُستخدم أبدًا.

كيف تُحسب سعة المجفف؟

هناك قيمتان حاسمتان: استهلاك الآلة من المادة الخام في الساعة، وزمن المكوث الذي تتطلبه المادة. ويجب أن يكون حجم القادوس كافيًا لاستيعاب حاصل ضرب هاتين القيمتين.

مثال: آلة تستهلك 40 kg من PA6 في الساعة يجب أن تحتفظ في القادوس باستمرار بـ 160 kg من المادة لزمن مكوث قدره 4 ساعات. وبما أن الكثافة الظاهرية لـ PA6 تبلغ نحو 0.65 kg/L، فهذا يعني قادوسًا لا يقل عن 250 لترًا.

قيم التجفيف الشائعة:

لقيم الحرارة والزمن والرطوبة لجميع المواد الخام يمكنك مراجعة جدول بيانات معالجة المواد. وسبب اختلاف سلوك المادة الماصة للرطوبة ومعنى نقطة الندى مشروحان بالتفصيل في دليل تجفيف المواد.

واختيار قادوس أكبر من اللازم مشكلة أيضًا: فإذا بقيت المادة في الهواء الساخن أطول مما ينبغي يبدأ تحللها، ولا سيما في PET وTPU.

تجفيف بجانب الآلة أم تجفيف مركزي؟

إذا كانت مواد خام مختلفة تُعالج على آلة واحدة أو آلات قليلة، فإن المجفف بجانب الآلة هو الحل الصحيح؛ إذ تجفف كل آلة مادتها بزمنها الخاص. أما في المصانع التي تذهب فيها المادة الخام نفسها إلى آلات كثيرة، فإن التجفيف المركزي أكثر اقتصادًا، وتوزَّع المادة المجففة عبر خط النقل المركزي.

والنقطة الحرجة في التجفيف المركزي هي الخط نفسه: فالحبيبات المجففة التي تُنقل في خط غير معزول أو رطب قد تستعيد الرطوبة قبل وصولها إلى الآلة.

ما الذي يحدد سعر مجفف البلاستيك؟

لا تتكون أسعار المجففات من بند واحد؛ بل تصنع البنود التالية الفرق بين عروض الأسعار:

• حجم القادوس وتدفق الهواء — مع نمو السعة يكبر الهيكل والنافخ والسخان جميعًا؛ وهذا هو المحدد الرئيسي للسعر
• نوع المجفف — نظام الهواء الجاف المزيل للرطوبة أعقد بنية من وحدة الهواء الساخن
• حرارة التشغيل — الطرازات HT التي تصل إلى 170 °C في فئة مختلفة من حيث العزل والمواد
• تجهيزات التحكم — مراقبة نقطة الندى، والإدارة التلقائية لزمن المكوث، ووظائف توفير الطاقة
• الإطار وصندوق الشفط والسحب — تجهيزات مكملة تتغير بحسب التوزيع بجانب الآلة

وإلى جانب سعر الشراء يجب أيضًا مراعاة استهلاك الطاقة: فالتجفيف هو أكبر بند بعد الآلات في إجمالي استهلاك الكهرباء في مصنع القولبة بالحقن، والمجفف الأكبر من اللازم أو الذي يعمل باستمرار يدفع هذا الفرق كل شهر. وقد تناولنا الموضوع في مقال استهلاك الطاقة وطرق التوفير.

إذا أخبرتنا بالمادة الخام التي تعالجها واستهلاكك في الساعة، أمكننا أن نحدد معًا النوع المطلوب وحجم القادوس ونعدّ عرض سعر.

التجفيف بالهواء المضغوط

إلى جانب المجففات المزيلة للرطوبة، توجد أيضًا مجففات Blue Air بالهواء المضغوط التي تستخدم الهواء المضغوط المجفف في المصنع ولا تحتاج إلى تجديد. وهي تناسب القولبة الدقيقة جدًا، والتجفيف على الآلة، والمصانع التي تستعيد هواء العادم من آلة القولبة بالنفخ.

الأسئلة الشائعة

هل يكفي مجفف الهواء الساخن للنايلون أو PET؟ لا. فهذه المواد تمتص الرطوبة إلى داخل الحبيبات؛ والمجفف العامل بالهواء المحيط يجفف السطح فقط. ومع المواد الخام الماصة للرطوبة مثل النايلون وPC وPET يكون المجفف بالهواء الجاف المزيل للرطوبة إلزاميًا.

لماذا يُعبَّر عن نقطة الندى بقيمة سالبة؟ نقطة الندى مقياس لمدى جفاف الهواء، وليست درجة حرارة المجفف. فبينما يسخّن المجفف الهواء في النطاق 80 – 170 °C، يكون محتوى الرطوبة في الهواء نفسه منخفضًا إلى حد يقابل نقطة ندى قدرها –40 °C. فالهواء ساخن وجاف في آن واحد.

هل يضر تجفيف المادة الخام أطول من اللازم؟ نعم. فالبقاء في الهواء الساخن مدة طويلة يؤدي إلى التحلل والاصفرار وفقدان الخواص الميكانيكية، ولا سيما في PET وTPU. وينبغي ضبط زمن المكوث بحسب المادة، وعدم إطالته كهامش أمان.

هل يجب تجفيف المطحون أيضًا؟ نعم. فلأن مساحة سطح المطحون كبيرة، يمتص الرطوبة أسرع من الحبيبات الأصلية. كما أنه أكثر عرضة للتحلل لأنه مرّ بدورة حرارية إضافية؛ ولذلك يجب إدارة نسبته وتجفيفه على حدة.

تقدم Teknik Part حلول التجفيف بجانب الآلة والتجفيف المركزي، وفي مقدمتها مجففات Ferlin EasyDry بالهواء الجاف.

للاطلاع على مجموعة Ferlin كاملة من المجففات وأنظمة الجرعات والنقل، يمكنك زيارة صفحة علامة Ferlin.