Séchoir en plastique
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Qu'est-ce que le séchoir en plastique
Les séchoirs en plastique sont conçus pour éliminer l'humidité de la matière plastique avant le traitement. L'air est forcé à travers un lit déshydratant pour le rendre extrêmement sec. Cet air est ensuite chauffé à une température spécifiée et introduit dans une trémie de séchage contenant le matériau à sécher.
Comment se fait le séchage du plastique et pourquoi c’est important
Le séchage du plastique est essentiel au processus de moulage ou d’extrusion de toute pièce en plastique. De nombreux défauts, tant esthétiques que fonctionnels, se produiront si la résine plastique n'est pas suffisamment séchée avant le traitement.
Chaque type de plastique est affecté par l’humidité et doit passer par un processus de séchage avant d’être moulé ou extrudé. Les exigences de séchage pour les nombreux types de plastiques varient considérablement, depuis des matériaux tels que le polystyrène, qui peut être séché en quelques heures à basse température, jusqu'au PET, qui peut prendre jusqu'à 12 heures à une température beaucoup plus élevée.
Comment fonctionne le séchage du plastique
- Fondamentalement, il existe trois méthodes principales de séchage du plastique à utiliser dans le moulage par injection ou le moulage par extrusion. Il s'agit de séchoirs en machine, à air chaud et par dessiccation.
- Le séchage du plastique en machine n'est pas courant car peu de machines disposent de l'étape de dégazage présente dans la zone de plastification de la machine de moulage. La plupart des processeurs utilisent plutôt un séchoir externe.
- De plus en plus, les entreprises développent des technologies plus récentes et plus performantes pour rendre le processus de séchage du plastique moins coûteux, plus efficace et plus écologique.
- Un très bon exemple de cette nouvelle technologie est le séchoir à roues déshydratantes. Dans cette méthode, le déshydratant est beaucoup plus efficace, la consommation électrique est bien moindre et les résultats sont bien meilleurs que les approches plus anciennes et plus traditionnelles.
- Voici une bonne vidéo montrant comment le plastique est séché.
Sécheurs à air chaud
Le sécheur à air chaud fonctionne selon un principe très simple. Une unité de chauffage/ventilation est montée sur la trémie avec un contrôleur pour le HB. L'air chaud circule à travers la résine, attirant l'humidité lorsqu'il passe à travers la trémie, puis il est libéré dans l'atmosphère. Ce processus est répété jusqu'à ce que la teneur en humidité soit réduite aux spécifications.
Sécheurs à lit déshydratant
Ce type de séchoir en plastique utilise un déshydratant très similaire aux petits sachets que l'on trouve avec les produits de consommation. L'air est forcé à travers la trémie remplie de plastique et dans un lit ou un filtre en matériau déshydratant. L'humidité est absorbée, l'air chauffé et recirculé dans la résine plastique. Ce cycle est répété jusqu'à ce que le niveau d'humidité approprié soit atteint.
Pourquoi utiliser des séchoirs en plastique ?
- La raison pour laquelle les transformateurs utilisent des séchoirs est simplement parce que vous le devez. Le plastique contient de l'humidité ou l'attire, et si le moulage est effectué sans séchage, les résultats seront désastreux. De la même manière que le maïs n’éclatera tout simplement pas s’il est trop humide ou trop sec, le plastique ne se moulera pas correctement et fera perdre du temps et de l’argent.
- Problèmes typiques dus à un séchage insuffisant du plastique.
- L'évasement se produit lorsque de l'eau est présente.
- La défaillance d’une pièce en plastique est une affaire sérieuse et peut entraîner des poursuites judiciaires.
- Les traces argentées sont un signe certain de plastique humide.
- Les vides peuvent être causés par l'humidité présente dans la résine.
- Principaux groupes de plastiques : Matériaux hygroscopiques et non hydroscopiques.
- Les matériaux hygroscopiques sont ceux qui absorbent l’humidité présente dans les pellets. Cette humidité forme une liaison moléculaire avec les chaînes polymères et nécessite de la chaleur pour être libérée.
- Les matériaux non hygroscopiques n'absorbent pas l'humidité, mais la collectent plutôt à la surface des pellets. Celui-ci doit également être éliminé avec de la chaleur et du temps, mais généralement pas autant de temps que le plastique hygroscopique.
Un séchage correct de la résine plastique garantit les meilleures caractéristiques esthétiques et de performance possibles d'un produit en plastique. Utilisez ces informations comme guide pour comprendre les bases de la déshumidification des matières plastiques.
La déshumidification de la résine plastique est utilisée pour minimiser ou éliminer les problèmes pouvant être causés par trop ou pas assez d’humidité dans une matière plastique pendant le traitement. Bien que la plupart des transformateurs acceptent la nécessité de pré-sécher les résines, en particulier celles qui sont hautement hygroscopiques, beaucoup ne comprennent pas les bases, ni même le vocabulaire du séchage des résines.
La mesure dans laquelle l'humidité affecte la qualité d'une pièce moulée ou extrudée est déterminée par la résine plastique spécifique traitée et par l'usage prévu de la pièce. Quoi qu’il en soit, il est fort probable qu’un séchage inapproprié ou incomplet de la matière première créera des problèmes, que ce soit pendant la transformation ou lors de l’utilisation du produit, ou pire encore, les deux.
Séchoirs plastiques, mesure de l'humidité et qualité des pièces
Les séchoirs en plastique sont utilisés pour éliminer l'humidité (eau) qui a été absorbée soit sur la surface des palettes en plastique, soit dans la structure interne des palettes en plastique avant qu'elles ne soient introduites dans la machine de moulage par injection pour fabriquer des pièces.
Il existe 2 groupes de plastiques. Le premier groupe ne retiendra l'eau qu'à sa surface (comme le polypropylène) tandis que le deuxième groupe l'absorbera dans sa structure interne (comme le polyester PET).
Le séchage est nécessaire pour garantir la fabrication constante de pièces de bonne qualité. Les plastiques présentant des niveaux d'humidité excessifs réagiront lorsqu'ils seront traités dans le cylindre de la machine de moulage et produiront des sous-produits qui affecteront notamment la résistance aux chocs de la pièce moulée finie.
Plastiques qui doivent être séchés avant le traitement :
- SAN
- CV
- abdos
- OPP
- ACRYLIQUE
- ACÉTAL
- PPS
- POLYCARBONATE
- POLYESTER PET
- Î.-P.-É.
- POLYURÉTHANE
- NYLON
- POLYESTER PBT
Les plastiques 1 à 7 doivent être séchés uniquement pour des raisons esthétiques. Un excès d'humidité provoquera des bulles, des lignes d'écoulement ou des défauts de surface dans la pièce moulée. Toutefois, leurs propriétés mécaniques ne sont pas affectées par l’humidité.
Un excès d'humidité dans les plastiques 8 à 13 affectera les propriétés mécaniques de la pièce moulée. La pièce aura une résistance aux chocs et à la traction réduite mais ne présentera aucun défaut esthétique. Ce fait est très important à connaître afin que les mouleurs ne se fient pas à des contrôles visuels pour garantir la qualité de la pièce moulée.
Le traitement de palettes en plastique dans une machine de moulage par injection qui n'ont pas été séchées au niveau requis peut avoir des conséquences désastreuses sur le terrain. Les pièces qui semblent belles ne sont pas nécessairement assez solides pour fonctionner correctement. Cela signifie que vous ne perdez pas seulement du temps à produire des rebuts, mais que, plus important encore, vous risquez de nuire à la réputation de votre entreprise en tant que fournisseur de qualité.
Ce n’est pas parce que le matériau plastique est séché à la température et pendant la durée recommandées qu’il est suffisamment sec pour être traité. Si le séchoir par adsorption n'a pas été entretenu correctement, le matériau plastique peut encore contenir trop d'humidité et nécessiter un séchage plus long.
C'est pourquoi il est essentiel de mesurer la teneur en humidité avant le traitement. Cela doit être fait quotidiennement afin que l'humidité puisse être éliminée et être à l'origine de tout problème de qualité des pièces.
Méthodes de mesure de l'humidité
Il existe 2 systèmes différents de mesure de l'humidité : les instruments basés sur la masse et les instruments basés sur des capteurs.
Les capteurs basés sur (généralement Karl Fischer) sont les plus précis car ils mesureront uniquement le niveau d'humidité dans les palettes. Cependant, les systèmes basés sur la masse mesureront le niveau d'humidité ainsi que d'autres substances volatiles produites au cours du processus d'analyse, ce qui donnera une lecture fausse.
L'attrait des systèmes basés sur des masses réside dans leur prix d'achat inférieur à celui des systèmes basés sur des capteurs et dans leur facilité d'utilisation. Mais ce n’est pas une raison pour utiliser ce type d’instruments car ils ne donnent pas de résultats précis et reproductibles.
Commentaires supplémentaires
En tant que mouleur par injection, vous dépensez des millions de dollars en équipements tels que des machines de moulage, des moules et des refroidisseurs. Il n'y a donc aucune excuse pour ne pas dépenser un peu plus en séchoirs plastiques de qualité et en équipements de mesure de l'humidité.
De plus, le coût des matériaux constitue l'une des dépenses permanentes les plus importantes des mouleurs par injection. Il est donc essentiel d'éliminer les déchets.
Sécheur de plastique - 4 Paramètres fondamentaux de séchage
Chaleur
La chaleur est le moteur du séchage. Si vous ne chauffez pas le pellet, il ne libérera pas son humidité. Les polymères hygroscopiques ont une forte attraction pour l’eau et les molécules d’eau sont liées aux chaînes polymères. La chaleur provoque un déplacement plus vigoureux des molécules, affaiblissant ainsi les forces qui lient les molécules d’eau aux chaînes polymères. Au-dessus de certaines températures, la force qui lie les molécules d'eau aux chaînes polymères est réduite, permettant ainsi la libre circulation des molécules pour faciliter le processus de séchage. Les résines non hygroscopiques n'adsorbent pas l'humidité à l'intérieur du granulé, cependant, l'humidité peut s'accumuler à la surface du granulé. L’application de chaleur devient un élément important de l’élimination de l’humidité de surface lorsque cela se produit.
Point de rosée
Le point de rosée est la température à laquelle l'humidité de l'air commence à se condenser. La faible pression de vapeur (point de rosée) de l’air sec entourant le pellet fait migrer les molécules d’humidité libérées vers la surface du pellet.
Temps de séchage
Les granulés de plastique ne sèchent pas instantanément. Ils doivent d’abord être chauffés pour permettre la libre circulation des molécules d’eau. Ensuite, il doit y avoir suffisamment de temps pour que les molécules d’eau se désamorcent à la surface des granulés hygroscopiques ou pour que l’humidité de surface s’évapore de la surface des matériaux non hygroscopiques.
Flux d'air
Le flux d’air transporte de la chaleur ou de l’air sec et chauffé vers le matériau dans la trémie de séchage. Dans le cas de matériaux non hygroscopiques, vous devez forcer l'air chaud sur et autour des granulés pour éliminer l'humidité de surface. Avec les matériaux hygroscopiques, vous devez forcer de l'air chauffé à faible point de rosée sur le matériau pour que les molécules d'humidité se désengagent des chaînes de polymère et se déplacent vers la surface des granulés où le flux d'air évacue l'humidité. Le volume d'air sec doit être suffisant pour développer et maintenir le profil de température souhaité au sein de la trémie de séchage. Si un temps de séchage de quatre heures est requis, vous devez maintenir la température de séchage au niveau de quatre heures dans la trémie de séchage. Si le volume du flux d’air est réduit, le profil de température sera réduit.
Sécheur de plastique - Maximiser l'efficacité énergétique des systèmes de séchage de résine
Certains fabricants de séchoirs vantent les économies d'énergie tandis que d'autres, qui ne disposent pas nécessairement d'installations de test ni de personnel qualifié pour effectuer les tests, tentent de convaincre les transformateurs que les économies d'énergie dans un séchoir ne valent pas la peine d'être évoquées.
Un examen des coûts énergétiques des anciens et des nouveaux séchoirs vous convaincra rapidement du contraire. La tendance du coût moyen de l’électricité est à la hausse, il est donc judicieux de planifier à l’avance pour réduire vos dépenses énergétiques. Plus le séchoir est grand, plus les économies sont importantes et meilleur est le retour sur investissement.
Les performances de tout système de séchage reposent sur l'utilisation d'un minimum de chaleur pour augmenter la température jusqu'à la température de séchage appropriée tout en maintenant une température constante du matériau au col de la machine de moulage par injection ou de l'extrudeuse. De plus, le système de régénération doit minimiser l'énergie utilisée pour chauffer le matériau déshydratant tout en consacrant la majeure partie de l'énergie à l'élimination de l'humidité acquise pendant le processus de séchage.
Réduire les pertes de chaleur du processus
Vous devez être prudent quant à la manière dont les fabricants de sécheuses prétendent réaliser des économies d’énergie. La réduction de température ou le deuxième point de consigne sont parfois vendus comme des fonctionnalités d'économie d'énergie, mais ce n'est pas le cas. La plupart s'appuient sur le « baisse de température » - qu'est-ce que cela signifie ?
L'abaissement de température abaisse la température du processus dans le séchoir et donc la température de la résine entrant dans l'équipement de traitement. Le résultat est que la machine de traitement doit compenser la baisse de chaleur dans la résine en augmentant la chaleur provenant du cisaillement et des bandes chauffantes. La machine de traitement finit par utiliser plus d'énergie pour surmonter les défauts du séchoir, ce qui n'entraîne aucune économie d'énergie et contribue à un produit final ou à une consistance du produit inférieur.
La réduction des pertes de chaleur du procédé afin d'augmenter les économies d'énergie peut également être réalisée grâce à l'utilisation de VFD (entraînements à fréquence variable) pour contrôler la vitesse du ventilateur du procédé. Si le débit d'air et l'augmentation de la température sont minimisés, l'énergie de chauffage du processus peut être aussi faible que nécessaire pour chauffer la résine. L'idée est de minimiser l'air requis afin que le minimum d'énergie soit utilisé pour le chauffage du procédé. La température de la résine est toujours élevée jusqu'à la température appropriée pour la machine de traitement, mais toute l'énergie reste dans la trémie de séchage et une quantité minimale de chaleur ou d'énergie est renvoyée au séchoir.
Pour y parvenir efficacement, la température de la résine et la température à la sortie de la trémie de séchage doivent être continuellement mesurées et le débit d'air ajusté de sorte que la température de l'air de retour (la température revenant au sécheur depuis la trémie de séchage) ne soit que légèrement supérieure à la température. de la résine entrant dans la trémie de séchage. Ce processus est contrôlé en faisant varier la vitesse du ventilateur avec un entraînement à fréquence variable (VFD) qui modifie la vitesse du ventilateur et donc le débit de l'air. En minimisant le débit d'air, tout en maintenant la température de la résine, la chaleur du processus est maintenue au niveau le plus bas possible. Cela permet à la puissance requise de s'adapter à tout changement de taux de matériau, d'humidité de la résine et de température de la résine.
La régénération peut représenter jusqu'à 35 % de la puissance totale utilisée. Pour maximiser les économies d'énergie, la puissance utilisée dans la régénération du dessicant doit être minimale. La régénération consiste à chauffer le dessicant à une température à laquelle il libère l'humidité acquise lors du processus de séchage de la résine. Cela implique d'augmenter la température du dessicant jusqu'à un point où l'humidité retenue dans le dessicant se dissipe.
Ce système comporte deux parties, chacune ayant une tâche spécifique. Nous allons le démontrer en utilisant le séchoir à roues déshydratantes comme modèle :
Premièrement, la vitesse (RPM) de la roue déshydratante est minimisée, ce qui réduit le nombre de livres par minute de milieu déshydratant à chauffer. Ceci est important car le chauffage du milieu déshydratant nuit à l'objectif principal de vaporisation de l'humidité et la chaleur est perdue sans atteindre l'objectif principal d'élimination de l'eau. La vitesse des roues est contrôlée par un entraînement à fréquence variable (VFD) pour ne pas dépasser celle nécessaire pour adsorber l'humidité de l'air de retour. En contrôlant la vitesse de la roue, le média déshydratant est chargé à son maximum tout en maintenant un point de rosée constant inférieur à - 40 degrés F/C.
La deuxième partie est réalisée à l'aide d'un VFD sur le ventilateur d'air de régénération. Le VFD minimise le flux d'air à un point tel que l'eau est désorbée du tamis moléculaire, mais seule une quantité minime de chaleur quitte la roue pendant le processus de régénération. Lorsque l'air ambiant est chauffé et passe à travers la roue, la température de décharge est constamment surveillée et le VFD ajuste le débit d'air en garantissant qu'un débit d'air minimal est utilisé pour éliminer toute l'humidité acquise lors du séchage, mais qu'aucun excès d'air n'est utilisé.
La température de l’air sortant du haut de la roue est juste suffisante pour éliminer l’humidité et l’évacuer, mais elle est maintenue à une température constante. Cela garantit que la roue éliminera toute l'humidité de la résine quel que soit le niveau d'humidité de la résine et s'ajustera automatiquement à mesure que l'humidité change en raison des variations saisonnières ou des changements dans les ratios vierges/flocons.
Séchoir plastique - Consistance des matières séchées
Consistance des matériaux séchés
- Un séchage approprié et uniforme facilite le processus de moulage ou d'extrusion et contribue à la prévention des défauts.
Les temps de moulage et les taux d'extrusion peuvent être optimisés et augmentés par :
- Séchage uniforme jusqu'à un niveau d'humidité constant et faible.
- Maintenir une température de séchage constante.
- Maintenir votre système de séchage en bon état de fonctionnement.
- Utilisez des séchoirs offrant la technologie de séchage la plus récente et éprouvée pour éviter les pics de température ou de point de rosée et autres incohérences.
Notre usine
Originaire d'Europe depuis 2002, avec plus de 290 projets de recyclage de plastique actuellement en cours, GET Recycling vous donne des conseils clairs avec une solution sur mesure en fonction de vos plastiques et de vos exigences. GET est l'un de vos partenaires idéaux dans le domaine du recyclage de du début de la négociation à la recherche des meilleures solutions, et de la fabrication des machines au service après-vente.
