Suszenie w gorącym powietrzu
W większości zakładów jest to obecnie najczęściej stosowana technika suszenia tworzyw sztucznych. Niestety nie dla wszystkich tworzyw metoda ta jest odpowiednia. W przypadku suszenia podgrzanym powietrzem atmosferycznym pojawia się granica możliwości stosowania tej metody. Granica ta jest silnie związana z warunkami klimatycznymi. Względna zawartość wilgoci w powietrzu atmosferycznym, przy ładnej słonecznej pogodzie z temperaturą ok. 25°C, wynosi ok. 60% - tj. 14 gramów wody na m3 powietrza. Ogrzanie powietrza do temperatury 80°C powoduje spadek wilgotności względnej do ok. 19%. Zawartość wody nie ulega jednak zmianie i nadal wynosi 14 gramów na m3 powietrza. Metoda ta pozwala na usunięcie wilgoci z powierzchni granulatu; niestety nie jest skuteczna dla likwidacji wilgoci we wnętrzu ziaren.
Zaletą systemu suszenia gorącym powietrzem jest niski koszt urządzeń. Niestety oszczędności inwestycyjne mogą zostać w krótkim czasie utracone wobec wysokich kosztów eksploatacji. Metoda ta charakteryzuje się znacznym poborem energii związanym z koniecznością ogrzania dużych ilości powietrza. Powietrze po przejściu przez komorę suszenia jest wydalane do atmosfery. Powoduje to ogrzewanie pomieszczenia, w którym ustawiona jest suszarka, oraz prowadzi do ulatniania się szczątkowych ilości monomerów pochodzących z suszonego granulatu.
Suszenie suchym powietrzem
W przypadku tworzyw higroskopijnych (ABS, PA, PC, PET) dla uzyskania dobrego efektu suszenia wymagane jest doprowadzenie do powstania znacznej różnicy między ciśnieniem pary wodnej zawartej w ziarnach granulatu a ciśnieniem powietrza suszącego. Suszony granulat poddawany jest równolegle ogrzaniu do temperatury leżącej poniżej temperatury mięknienia danego tworzywa. Temperatura ogrzewania ograniczona jest również przez inne ewentualne reakcje chemiczne, które mogłoby wywołać nadmierne ogrzanie. W metodzie tej powietrze jest przepuszczane przez komorę zawierającą środek absorbujący wilgoć. Para wodna zamieniona zostaje w mgłę, którą następnie wchłania środek suszący.
Otrzymuje się dzięki temu powietrze o stałej wilgotności bezwzględnej. Powracając do wcześniejszego przykładu powietrza o temperaturze 25°C i wilgotności względnej 60% (14 gramów wody na m3 powietrza); jeśli powietrze zostanie przepuszczone przez absorbent w postaci żelu krzemionkowego, pozostanie w nim ok. 0,3 grama wody na m3. Efekt suszenia omawianą metodą jest całkowicie niezależny od warunków klimatycznych. W metodzie suszenia suchym powietrzem potrzeba znacznie mniejszych ilości powietrza dla wysuszenia kilograma tworzywa niż w metodzie suszenia gorącym powietrzem. System pracuje w układzie obiegu zamkniętego, dzięki czemu metoda ta charakteryzuje się znacznie mniejszym zużyciem energii. Nowoczesne suszarki posiadają dwie komory zawierające środek absorbujący wilgoć. Konstrukcja taka umożliwia ciągłą pracę suszarki, bez potrzeby przerywania jej pracy na czas związany z regeneracją środka absorbującego.
Podsumowanie
Większość polimerów (ABS, SAN, akryl, PPE/HIPS, PPS, POM, PVC) można z powodzeniem przetwarzać przy zawartości wilgoci 0,05-0,10%. Jednakże większość materiałów (PET, PC, nylon, PBT, PUR, PLA, PA) nie powinna być przetwarzana przy poziomie wilgoci wyższym niż 0,02%, a niektóre z nich osiągają optymalne właściwości po wysuszeniu do poziomu tak niskiego jak 0,005%. Optymalny poziom wilgoci zależy nie tylko od polimeru, ale także od innych parametrów przetwarzania, takich jak temperatura stopu i czas przebywania w stanie stopionym.
Suszenie jako podstawowy proces technologiczny jest nieodzowny we wszystkich dziedzinach przemysłowych. Osuszanie lub suszenie tworzyw sztucznych w fazie procesu może być ważną częścią formowania wtryskowego. Przez niedokładne przetwarzanie można doprowadzić również do uszkodzenia samej formy, jak i maszyny.
Materiały i produkty wytwarzane przez przemysł tworzyw sztucznych, a także odpady stanowiące materiał wyjściowy do uzyskiwania surowców wtórnych, muszą być poddane procesowi suszenia. Ważne jest, by proces ten był ekonomiczny, a urządzenia do suszenia posiadały duży stopień dyspozycyjności.
Marta Lenartowicz-Klik
