Файл: Брагинский, Г. И. Технология магнитных лент.pdf

с остаточным давлением 2—5 мм рт. ст. Теплоноситель циркулирует в нагревательной рубашке аппарата, и теплопередача осуществляется путем контакта материала с внутренней стенкой аппарата. Суще­ ственный недостаток первого способа заключается в том, что при подготовке больших количеств теплоносителя с высокой темпера­ турой в производственных условиях очень сложно обеспечить его хорошую очистку, т. е. фильтрование. Продукты загрязнения тепло­ носителя могут разлагаться в электрокалориферах и, просачиваясь через фильтровальные перегородки, загрязнять высушиваемый ма­ териал. Вакуумные сушильные установки в этом отношении выгодно^

Рис. 50. Схема высушивания полиэтилентерефталата в шахтной сушилке:

и теплоносителя.

Из большого разнообразия сушильных установок в технологии магнитных лент в настоящее время используют три типа: шахтные, вибрационные и вакуумные сушилки.

Наиболее простой является шахтная сушилка с двумя зонами сушки (рис. 50). Гранулы полиэтилентерефталата поступают в су­ шилку по пневмотранспортеру с помощью пневмопогрузчика 12. Пневмопогрузчик состоит из насыпного бункера, шибера и эжектор­ ного питателя. По пневмотранспортеру гранулы поступают в циклонразгрузитель 11, предназначенный для отделения их от воздуха и подачи в бункер 10, служащий резервной емкостью, обеспечива­ ющей непрерывное поступление полиэтилентерефталата в сушилку. Транспортно-охлаждающее устройство 7 обеспечивает подачу гранул из сушилки 9 в загрузочный бункер экструзионной машины 5. Пере­

116

мещаясь по трубе 7, наклоненной к горизонту и медленно враща­ ющейся вокруг продольной оси, гранулы охлаждаются. Труба 7 приводится во вращение от электродвигателя через редуктор с цеп­ ной передачей. Воздух с температурой 165 °С подается в сушилку 9 вентилятором высокого давления 4. Фильтр 3 служит для полного отделения воздуха от полиэтилентерефталатной пыли. Сушка осу­ ществляется горячим воздухом, подающимся в нижнюю часть су­ шилки и проходящим через слой полимера, расположенный на решетках конической формы 8 с круговыми щелями для соприкосно­ вения воздуха с развитой поверхностью полимера.

Рис. 51. Схема высушивания полиэтилентерефталата в вибраци­ онной сушилке:

Основные преимущества такой сушильной установки — простота конструкции и относительно малая стоимость. К недостаткам же относятся неравномерность высушивания и возможность спекания гранул аморфного полимера в сушилке. Тем не менее такую сушилку можно с успехом применять при использовании предварительно кристаллизованного полимера.

Более производительна вибрационная сушилка (рис. 51). Она представляет собой два вибрирующих лотка 5 и 6, в которых полимер последовательно проходит две стадии сушки. Сушильным агентом служит горячий воздух. Загрузка сушилки производится при помощи пневмотранспортера, рабочей частью которого является вакуумнасос 2, через бункер 3 и электромагнитный вибрационный

117

питатель 4. Гранулированный полиэтилентерефталат из бункера 3 не­ прерывно поступает на вибрирующий лоток первой зоны сушилки 5. За счет вибрации и небольшого наклона лотка гранулы попадают на вибрирующий лоток второй зоны сушилки. Вибрация лотков осуществляется с помощью эксцентрикового механизма. Лотки изго­ товлены из листовой стали, в них имеются отверстия диаметром 2 мм для циркуляции теплоносителя. Частота вибрации лотков обычно составляет 500 колебаний в 1 мин. Нагретый воздух подается в лоток вентилятором 10 через фильтрующие сетки и электрокалори­ фер 8. Окончательно досушенный полиэтилентерефталат из выход­ ного патрубка второго лотка сушилки поступает в герметичную тару. Скорость прохождения гранул в аппарате, а также параметры нагретого воздуха обусловливают продолжительность цикла 2—4 ч.

Вибрационная сушильная установка также не обеспечивает равномерной сушки полиэтилентерефталата, поскольку гранулы передвигаются слоями и недостаточно перемешиваются. Расход материала во времени не равномерен, что приводит к возникновению бугристости слоя гранул. Практически очень трудно обеспечить необходимую амплитуду колебаний лотков сушилки, в связи с чем различные порции материала находятся разное время в сушилке. Поэтому сушилки подобного типа применяют ограниченно.

Более прогрессивный способ — это высушивание полиэтилентерефталата в псевдоожиженном слое, отличающийся большей равно­ мерностью, чем сушка в неподвижном слое, а также высокой интен­ сивностью вследствие развитой поверхности контакта фаз и возможности применения сушильного агента с более высокой температурой [97]. Для этого используют схему (рис. 52), состо­ ящую из узла подготовки гранулята, где он очищается от пыли и дозируется; пневматической подачи; сушилки, работающей по принципу кипящего слоя; сушилки с псевдоожиженным слоем для окончательной сушки. Гранулят из запасного резервуара 1 при по­ мощи дозирующего устройства 2 поступает в разделитель 3 и на автоматические весы 4, которые отвешивают порцию, необходимую для одной загрузки. Взвешенный гранулят при помощи вентиля­ тора 5 через всасывающее сопло 6 подается в циклон 11, а затем в бункер запаса 10. При помощи второго дозирующего устройства 9 гранулят поступает в сушилку с кипящим слоем 8, где обрабаты­ вается горячим воздухом с температурой 135—140 °С. В процессе циркуляции воздуха только небольшая его часть, в соответствии с содержанием влаги в грануляте, выводится из цикла и заменяется свежим очищенным воздухом. Из сушилки 8 гранулят непрерывно подводится к сушилке с псевдоожиженным слоем 7. Здесь происходит окончательное высушивание горячим воздухом с температурой 150— 180 °С. Горячий воздух проходит через сушилку снизу вверх и обра­ зует над площадью обтекания псевдоожиженный слой. Часть воздуха отводится из циркуляционной системы и заменяется очищенным свежим воздухом.

Так как в этом случае требуется более интенсивное высушивание, чем при высушивании в кипящем слое, процесс проводят при избы­

118

точном давлении. Одновременно с удалением высушенного грану­ лята и уменьшением высоты псевдоожиженного слоя через загру­ зочную трубу поступает такое же количество гранулята из сушилки с кипящим слоем. Высота слоя в последней регулируется автома­ тически. Весь процесс высушивания автоматизирован.

Несмотря на явные преимущества такого способа высушивания, и в этом случае, помимо затруднений в подготовке теплоносителя достаточной чистоты, возможно неполное перемешивание гранул

Рис. 52. Схема высушивания полиэтилентере-

вследствие неравномерности кипения слоя, приводящее к неравно­ мерности сушки.

Наиболее приемлемой установкой для высушивания гранулиро­ ванного полиэтилентерефталата в условиях производства высоко­ качественной основы магнитных лент является вакуумная сушилка

ние гранул. В барабане создают и поддерживают остаточное давление 1 мм рт. ст. и менее с помощью специальной вакуумной установки. Полимер высушивается равномерно, что очень важно, поскольку колебания влажности экструдируемого полиэтилентерефталата

119

приводят к разнотолщинности образующейся основы. Кроме того, отсутствие непосредственного контакта между полимером и сушиль­ ным агентом предотвращает загрязнение полимера.

Единственным, однако существенным, недостатком такой сушиль­ ной установки пока является ее относительно высокая стоимость. Нужно отметить, что использование в качестве теплоносителя воз­ духа, соприкасающегося с гранулами и нагретого до 170 °С, приводит к падению удельной вязкости исходного полиэтилентерефталата примерно на 10%, в то время как после сушки в вакуумной сушилке падение вязкости полимера не превышает 3%.

Рис. 53. Схема высушивания полиэтилентерефталата в ва­ куумной сушилке:

1 — п р о м е ж у т о ч н ы й б у н к е р ; 2 — б у н к е р -д о з а т о р ; з — с у ш и л к а ; і — б у н к е р э к с т р у з и о н н о й м аш и н ы ; 5 — ц и к л о н ; 6 — х о л о д и л ь н ы й а гр е ­

Независимо от применяемого способа процесс высушивания гранулята протекает в две стадии. Первая стадия заключается в уда­ лении свободной влаги с поверхности гранул, вторая — в удалении влаги, связанной с гранулами силами адсорбции. Обычно влажность поступающего на производство полиэтилентерефталата не превышает 0,6% и его сушка идет в области падающей скорости, т. е. по диф­ фузионному механизму. Для описания десорбции влаги в этом случае можно использовать уравнение Фурье, рассматривая высушиваемый материал как пластину, ширина и длина которой очень велики по сравнению с толщиной и тепло в которой распространяется пер­ пендикулярно к ее поверхности [98]. Исходя из этого уравнения, можно вычислить, что изотермическая десорбция влаги из гранул, имеющих обычно размеры 4 X 4 X 2,6 мм, до остаточной влажности протекает при 120 °С за 2,8 ч; при 130 °С — за 1,9 ч; при 150 °С — за 1 ч; при 170 °С — за 0,6 ч и т. д. Эти расчеты сделаны для условия, что гранулят ко времени t 0 — 0 приобрел заданную температуру,

120