Jaki jest system cięcia na gorąco powierzchni matrycy?

Istnieją trzy podstawowe typy systemów cięcia na gorąco powierzchni czołowej matrycy, a mianowicie granulatory natryskowe, granulatory natryskowe (pierścień wodny) i granulatory podwodne. Chociaż systemy te mogą mieć różne konstrukcje, typowe systemy obejmują matrycę, komorę tnącą, elektryczne ostrze obrotowe, czynnik chłodzący i sposób suszenia pelletu (jeśli stosowane jest chłodzenie wodą).
Matryca jest ważną częścią systemu granulowania na gorąco czołowej matrycy. Montuje się go pionowo lub poziomo i zwykle ogrzewa się olejem, parą lub elektryczną nagrzewnicą bębnową lub taśmową. W przypadku mniejszych matryc zwykle stosuje się ogrzewanie elektryczne; ale większe matryce są zwykle podgrzewane parą lub olejem. Materiał konstrukcji matrycy składa się z różnych materiałów, ale niezależnie od użytego materiału lub medium grzewczego średnica otworu matrycy musi być jednakowa; musi być wystarczająca ilość ciepła, aby utrzymać temperaturę polimeru przez cały proces; a granulator musi być mocny i gładki w stosunku do obracającej się powierzchni matrycy - są one niezbędne do wytworzenia jednolitych peletek.
Kiedy stopiony polimer przepuszcza się przez dyszę, granulator obracający się z bardzo dużą prędkością tnie go na peletki. Zazwyczaj granulator styka się z powierzchnią matrycy lub jest bardzo blisko niej. Po pocięciu pellet jest wyrzucany z noża za pomocą siły odśrodkowej i transportowany do czynnika chłodzącego. Rozmiar, kształt, materiał i sposób montażu granulatora mogą być różne. W niektórych systemach granulator jest wyposażony w obciążenie sprężynowe, które automatycznie reguluje odległość pomiędzy granulatorem a matrycą; podczas gdy w niektórych systemach odległość pomiędzy granulatorem a matrycą musi być regulowana ręcznie. Ponieważ żywotność noża zależy od dokładności ustawienia noża i matrycy, ścieralności polimeru i agresywności operatora, pożądane jest cięcie granulek polimeru w stanie stopionym.
a: Granulatory natryskowe są zalecane do polimerów wrażliwych na ciepło i długi czas przebywania, takich jak polichlorek winylu, TPR i polietylen usieciowany. Szybkość granulowania wynosi aż 4989,52 kg/h. Droga przepływu polimeru z maszyny do komory granulacyjnej powinna być możliwie najkrótsza i wykorzystywać jak najmniej ciepła. Gdy polimer przechodzi przez matrycę, siła obrotowa powierzchni matrycy potnie go na peletki. Pellet po pocięciu jest natychmiast wyrzucany z obracającego się noża i wychwytywany przez powietrze wymuszone do cyrkulacji w specjalnie zaprojektowanej komorze granulacyjnej. Strumień powietrza początkowo chłodzi powierzchnię peletek i przenosi je z komory granulacyjnej do strefy chłodzenia.
Do chłodzenia peletów często stosuje się suszarki ze złożem fluidalnym. Pelety zsuwają się po regulowanym zboczu, a wentylator cyrkulacyjny przedmuchuje przez nie powietrze. Kąt nachylenia można regulować w celu wydłużenia lub skrócenia czasu przebywania peletów w suszarce. Inną powszechną metodą chłodzenia jest wyładowanie peletek z komory granulacyjnej do rynny wodnej, a następnie usunięcie wody za pomocą suszarki ze złożem fluidalnym lub suszarki odśrodkowej.
b: Granulator strumieniowy wody, z wyjątkiem polimerów o niskiej lepkości stopu lub polimerów lepkich, jest odpowiedni dla większości polimerów. Tego typu sprzęt nazywany jest także granulatorem z pierścieniem wodnym, a szybkość granulowania osiąga 13607,77 kg/h.
Stopiony polimer jest cięty na peletki z gorącej matrycy za pomocą obrotowego noża obracającego się na powierzchni matrycy. Cechą charakterystyczną tego systemu granulacji jest specjalnie zaprojektowana komora granulacji strumieniem wody. Woda przepływa spiralnie, aż wypłynie z komory granulacyjnej. Po pocięciu pellet wrzucany jest do strumienia wody w celu wstępnego hartowania. Zawiesina peletek jest wyładowywana do zbiornika zawiesiny peletów w celu dalszego chłodzenia, a następnie przesyłana do suszarki odśrodkowej w celu odwodnienia.
c: Podwodny granulator jest podobny do granulatora natryskowego i granulatora strumieniowego, z tą różnicą, że ma stały strumień wody przepływający po powierzchni matrycy i mający bezpośredni kontakt z powierzchnią matrycy. Rozmiar komory granulacyjnej jest wystarczający, aby nóż granulujący mógł swobodnie obracać się po powierzchni matrycy, bez ograniczania przepływu wody. Stopiony polimer przechodzi przez dyszę, obrotowy nóż przecina peletki, które są usuwane z komory granulacyjnej za pomocą wody o kontrolowanej temperaturze i trafiają do suszarki wirówkowej. W suszarni woda jest odprowadzana z powrotem do zbiornika magazynowego, schładzana i poddawana recyklingowi; pelety są odwadniane w suszarce odśrodkowej.
Podwodny granulator wymaga zastosowania matrycy z równomiernym rozkładem ciepła i specjalnymi urządzeniami izolacyjnymi. Małe noże do granulowania wykorzystują ogrzewanie elektryczne; duże noże do granulowania wymagają stosowania matryc podgrzewanych olejem lub parą. Woda procesowa jest zwykle podgrzewana do najwyższej temperatury, ale jej ciepło nie powinno być wystarczające, aby spowodować szkodliwy wpływ na swobodny przepływ peletów. W przypadku większości polimerów stosuje się granulatory podwodne, a niektóre modele mogą osiągnąć wydajność granulowania 22679,62 kglh. Sposób, w jaki woda przepływa przez powierzchnię matrycy, jest główną zaletą w przypadku granulowania polimerów o niskiej lepkości lub polimerów klejących, ale ta cecha może powodować zamarzanie matrycy w przypadku niektórych polimerów, takich jak nylon i niektóre marki poliestru. Inne zalety to: ponieważ granulowanie odbywa się w stanie stopionym, a woda działa jak bariera dźwiękowa, emisja hałasu jest niska; w porównaniu z systemami cięcia na zimno, liczba konieczności wymiany noża granulatora jest mniejsza.