Mereka bentuk sistem penyampaian dan penyusuan pneumatik dalam kilang pengelas udara untuk serbuk kalsium karbonat dalam operasi pengkompaunan plastik memerlukan pemahaman yang menyeluruh tentang kelakuan serbuk, sifat aliran dan peralatan proses. Sistem yang direka bentuk dengan buruk boleh menyebabkan pengumpulan bahan, kadar suapan yang tidak konsisten dan isu kualiti produk.
Artikel ini membentangkan panduan teknikal penuh tentang cara mereka bentuk sistem penyampaian dan suapan yang berkesan yang disepadukan dengan lancar dengan peralatan seperti kilang pengelas udara, mengoptimumkan prestasi, kecekapan dan ketekalan produk.
Mengapa Kalsium Karbonat?
Kalsium karbonat ialah salah satu pengisi mineral yang paling banyak digunakan dalam industri plastik, dinilai kerana serba boleh, keberkesanan kos dan kemudahan pemprosesannya. Ia serasi dengan pelbagai resin polimer dan boleh dikisar halus kepada saiz zarah yang disasarkan untuk prestasi optimum. Sebagai bahan tambahan dalam komposit plastik, kalsium karbonat mengurangkan tenaga permukaan, meningkatkan kelegapan dan kilauan, dan menyumbang kepada kemasan permukaan yang lebih licin. Apabila saiz zarah dikawal dengan teliti, ia juga boleh meningkatkan kekuatan hentaman dan modulus lentur (kekakuan).
Kalsium karbonat sesuai untuk pelbagai jenis termoplastik. Dalam komposit polipropilena, ia meningkatkan kekerasan—penting untuk aplikasi suhu tinggi. Dalam PVC, ia digunakan dalam kedua-dua produk fleksibel (cth, paip, wayar dan penebat kabel, sarung tangan lateks, beg sampah) dan aplikasi tegar (cth, paip tersemperit, paip air, profil pintu dan tingkap).
Sistem Penyampaian Pneumatik untuk Kalsium Karbonat
Bentuk zarah, saiz (nisbah aspek), taburan saiz, serta kekasaran permukaan, kekerasan (rintangan lelasan), dan ketumpatan pukal pepejal memainkan peranan penting dalam reka bentuk sistem penghantaran makanan dan pneumatik.
Dalam kes kalsium karbonat, sifat fizikalnya boleh berbeza-beza bergantung kepada sumber dan proses pembuatan. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, analisis ayak mendedahkan perbezaan ketara dalam bentuk zarah, saiz dan taburan antara dua sampel yang berbeza.
Rajah 1
Disebabkan oleh interaksi zarah yang kompleks (seperti yang digambarkan dalam Rajah 2), mewujudkan korelasi langsung antara sifat aras zarah pengisi dan kebolehlilir pukalnya adalah mencabar. Akibatnya, sistem penghantar pneumatik tidak boleh diseragamkan atau dibeli di luar rak—ia mesti direka khas untuk setiap aplikasi tertentu. Variasi dalam ciri pukal secara langsung memberi kesan kepada reka bentuk sistem dan pemilihan peralatan, menjadikan ujian makmal penting untuk menilai sifat bahan dan kelakuan aliran dengan tepat.
Interaksi Zarah
Tiga jenis interaksi utama mempengaruhi gelagat aliran pengisi mineral dalam sistem penghantaran dan penyuapan pneumatik: zarah-zarah, peralatan zarah dan interaksi zarah-persekitaran.
Interaksi Zarah-Zarah
Interaksi ini dikawal oleh komposisi kimia dan sifat fizikal pengisi, bebas daripada tingkah laku pukal.
Daya utama yang dimainkan ialah daya elektrostatik dan daya van der Waals antara zarah. Daya Van der Waals menjadi lemah dengan pemisahan zarah yang semakin meningkat, bermakna penambahan zarah yang lebih halus kepada serbuk padu kadangkala boleh meningkatkan kebolehaliran.
Daya lain yang berkaitan termasuklah:Daya kapilari, yang timbul daripada titian cecair apabila wap air terdapat dalam gas sekeliling. Daya pensinteran, yang menyebabkan penyambungan pepejal disebabkan oleh penghijrahan bahan melalui resapan atau aliran likat. Daya antara zarah ini boleh membawa kepada peningkatan kohesi, menggalakkan penggumpalan dan mengurangkan kecekapan aliran.
Interaksi Zarah–Peralatan
Pergerakan zarah pepejal melalui corong, paip, atau bekas lain bergantung pada dua sifat bahan:
Geseran dinding, yang menerangkan bagaimana zarah menggelongsor terhadap permukaan peralatan. Kekuatan ricih, yang merujuk kepada rintangan jisim serbuk yang dipadatkan kepada ubah bentuk atau pergerakan zarah dalaman. Kedua-dua sifat adalah kritikal untuk prestasi pemakanan dan penghantaran yang boleh dipercayai.
Interaksi Zarah-Persekitaran
Faktor luaran—seperti suhu, kelembapan relatif, getaran, graviti dan aliran udara—juga memberi kesan kepada aliran serbuk. Kelembapan mempengaruhi daya kapilari melalui penjerapan lembapan dan pembentukan jambatan cecair, terutamanya dalam bahan higroskopik.
Suhu menjejaskan kehabluran dan boleh menggalakkan pensinteran, mengubah struktur zarah dan kebolehaliran. Tekanan meningkatkan sentuhan antara zarah, membawa kepada ketumpatan pembungkusan yang lebih tinggi dan lekatan yang lebih kuat. Bersama-sama, keadaan persekitaran ini membentuk ciri aliran keseluruhan bahan pukal.
Sistem Penyampaian Pneumatik untuk Kalsium Karbonat
Sistem penghantar pneumatik biasanya terdiri daripada lima komponen asas: unit kuasa, talian penghantar, unit batching, unit pengasingan bahan-gas, dan sistem kawalan.
Peralatan Batching
Apabila memilih unit batching, adalah penting untuk mempertimbangkan bahawa saiz zarah kalsium karbonat tertentu adalah ringan dan sangat bebas mengalir, yang boleh mengakibatkan bahan berlebihan memasuki saluran penghantar. Untuk mengawal kadar suapan, injap berputar selalunya digunakan untuk mengukur bahan ke dalam sistem penghantar pneumatik—sama ada ia beroperasi di bawah tekanan atau vakum.
Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kepaduan kalsium karbonat yang berbeza-beza, pembentukan bahan pada ram injap putar drop-through boleh berlaku. Dalam kes sedemikian, injap putar hembusan adalah disyorkan. Injap jenis ini menggunakan pancutan udara untuk membersihkan bahan daripada ram semasa ia berputar, menghalang pengumpulan. Selain itu, memasang kon pencair di bahagian bawah silo suapan boleh meningkatkan lagi kawalan aliran dengan menggalakkan pelepasan bahan yang konsisten.
Talian Penghantar
Serbuk kalsium karbonat boleh menyebabkan banyak masalah dalam sistem penghantar kilang pengelas udara. Masalahnya termasuk bahan tersangkut dalam corong, membanjiri saluran penghantar, terkumpul di dalam talian penghantar, dan beg penapis atau silo tersumbat dalam unit penerima.
Tiub tegar boleh digunakan sebagai saluran penghantar untuk kalsium karbonat yang sangat cair dan sedikit melekit. Walau bagaimanapun, jika kalsium karbonat cenderung melekat pada bahagian dalam talian penghantar, pertimbangkan untuk menggunakan tiub fleksibel. Sifat fleksibelnya menghalang pembentukan pada dinding paip.
Dalam sistem vakum berterusan, menggunakan injap curahan adalah cara yang baik untuk memastikan talian penghantar kekal bersih antara pemindahan. Mula-mula, tutup injap tutup pada bahagian suapan sistem vakum untuk meningkatkan tekanan udara dalam talian penghantar. Kemudian, buka injap, gelombang tekanan yang terhasil akan membantu membersihkan sebarang bahan yang melekat pada permukaan dalam talian penghantar.
Unit Pemisahan Gas Bahan
Kalsium karbonat cenderung untuk melekat pada penapis, menyebabkan penyumbatan dan mengurangkan kecekapan penapis. Untuk kalsium karbonat melekit, menggunakan beg penapis dan bukannya kartrij penapis berlipat boleh membantu menghalang kalsium karbonat daripada melekat pada penapis. Dalam kes yang teruk, menggunakan media penapis PTFE adalah disyorkan. Sesetengah kalsium karbonat mungkin memerlukan pelepasan yang lebih curam dan lebih tirus untuk membantu melepaskan corong sepenuhnya. Alat bantu aliran, seperti penggetar atau pad pencair dalam corong penerima, selalunya memastikan pelepasan yang lebih cepat dan lebih lengkap.
Pemakanan Kalsium Karbonat
Dua pembolehubah utama menentukan pemilihan sistem suapan kilang pengelas udara untuk setiap sampel kalsium karbonat: ciri-ciri pengisi mineral (cth, saiz dan bentuk zarah, kebolehtelapan gas, ketumpatan pukal dan sudut rehat) dan kadar suapan yang dikehendaki.
Pengumpan Loss-in-weight (LIW) menawarkan pengendalian bahan tertutup sepenuhnya, meminimumkan habuk dan memastikan kadar suapan yang tepat untuk mengekalkan kualiti produk akhir. Pengumpan ini datang dalam pelbagai konfigurasi, membenarkan penyesuaian saiz corong, mekanisme penyusuan dan sistem penimbangan untuk memadankan ciri bahan tertentu, gelagat aliran dan kadar suapan yang diperlukan.
Pengukuran Isipadu lwn. Pengukuran Gravimetrik
Kebanyakan penyuap boleh dikategorikan sebagai sama ada volumetrik atau gravimetrik.
Pengumpan isipadu menyampaikan isipadu bahan yang tetap setiap unit masa dan menawarkan penyelesaian penyuapan kos modal terendah. Walau bagaimanapun, penyuap isipadu jenis skru tidak mempunyai keupayaan pengesanan dan tidak boleh melaraskan perubahan dalam ketumpatan pukal. Oleh itu, penyuap ini paling sesuai untuk bahan yang agak bebas mengalir dengan ketumpatan pukal yang stabil (cth, pelet) dan aplikasi di mana ketepatan penyuapan tidak kritikal.
Penyumpan gravimetrik menyampaikan berat bahan yang tetap setiap unit masa. Pengumpan gravimetrik bukan sahaja memantau proses penyusuan tetapi juga mempunyai gelung maklum balas yang mengukur berat dan kelajuan untuk menentukan berat sebenar yang disuap sesaat.
Pemilihan Hopper
Setelah saiz dan jenis penyuap telah ditentukan, corong dengan bentuk dan saiz yang sesuai mesti dipilih untuk memegang bahan yang diperlukan untuk operasi pengkompaunan plastik berterusan.
Hopper boleh didapati dalam bentuk silinder, asimetri dan simetri, dari saiz dari satu liter hingga beberapa ratus liter. Saiz corong penyuap bergantung pada keperluan isi semula penyuap dan ruang yang tersedia. Biasanya, jika kita mengisi semula corong 12 kali sejam, tahap pengisian maksimum hendaklah 80% daripada isipadu corong. Saiz corong tidak boleh berlebihan disebabkan oleh kos tambahan dan keperluan ruang. Potensi peningkatan pemadatan bahan adalah disebabkan oleh interaksi zarah. Oleh itu, kaedah pengiraan teori berikut boleh digunakan untuk menyediakan anggaran awal saiz corong: Kapasiti corong = kadar aliran / (ketumpatan pukal × 0.8 × 12).
Kalsium karbonat yang dimendakkan dalam corong cenderung menjadi padat. Ia boleh membawa kepada rathole dan jambatan.
Peralatan Pemakanan
Peralatan pemakanan yang digunakan berbeza-beza bergantung kepada bahan yang disuap.
Penyumpan skru tunggal boleh digunakan untuk serbuk dan butiran yang mudah mengalir. Penyumpan skru berkembar untuk serbuk yang sukar mengalir, dan dulang bergetar untuk bahan berserabut dan rapuh.
Reka bentuk skru berkembar
Untuk kalsium karbonat yang mengalir bebas, satu penyuap skru adalah mencukupi. Penyumpan skru berkembar biasanya disyorkan untuk hasil yang lebih dipercayai. Pelbagai jenis skru boleh digunakan, bergantung pada kadar aliran dan ciri-ciri pengisi mineral. Profil skru yang paling biasa digunakan ialah cekung, gerudi, lingkaran, dan skru berkembar. Tujuan skru adalah untuk memasukkan sejumlah besar pepejal secara seragam ke dalam proses pengkompaunan plastik. Skru ini juga boleh menyekat aliran bahan apabila penyuap skru berhenti, menghalang kemasukan besar pepejal terbendalir.
Kalsium karbonat juga cenderung padat pada permukaan logam, seperti skru penyuap. Untuk menangani perkara ini, dua skru bercantum, berputar bersama dengan ciri pembersihan diri digunakan untuk memastikan permukaan skru bersih dan persekitaran bebas timbunan.
Timbangan Jambatan
Sistem penimbangan memastikan penyuapan yang konsisten dan terkawal ke dalam kilang pengelas. Pilihannya terdiri daripada skala platform berkapasiti kecil kepada sistem penggantungan tiga mata yang besar. Penyepaduan dengan penyuap membolehkan kawalan kadar suapan yang tepat dan memastikan kualiti produk akhir
Kesimpulan
Daripada tingkah laku zarah kepada reka bentuk peralatan, menghantar dan menyuap serbuk kalsium karbonat ke dalam kilang pengelas udara memerlukan pertimbangan yang teliti terhadap sains bahan dan kejuruteraan mekanikal. Dengan mengoptimumkan setiap komponen seperti talian penghantaran, penyuap, corong dan sistem penimbang, ia memastikan konsistensi produk yang tinggi, masa henti yang diminimumkan dan pengubahsuaian pengisi yang cekap.
Mengenai Jentera Serbuk EPIC
Pada Jentera Serbuk EPIC, kami menyediakan sistem termaju untuk pengisaran ultrahalus, penghantar pneumatik dan klasifikasi udara. Penyelesaian tersuai kami, termasuk kilang pengelas udara berprestasi tinggi, dipercayai untuk memproses kalsium karbonat dan pengisi mineral lain yang mencabar dalam plastik, salutan dan industri kimia. Biarkan pakar kami membantu anda mereka bentuk sistem yang ideal untuk aplikasi anda.
Hubungi kami hari ini untuk mengetahui lebih lanjut.
