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怎樣比較干燥箱
如何將樹脂中的水分蒸發出去是塑料加工商每天必須要面對的問題。除此之外，選擇何種干燥機進行干燥又成為他們面臨的另一個問題。目前，至少有6種以上的干燥技術可供加工商選擇，更不用說數十家設備供應商了。就現有的干燥設備而言，有傳統的除濕床和熱風干燥機，還有除濕輪式干燥機、壓縮空氣干燥機、帶除濕膜的壓縮空氣干燥機（簡稱“膜式干燥機”）、真空干燥機和紅外干燥機（僅用于干燥PET）。
對于干燥機客戶而言，他們往往更傾向于聽取行業內一些專家的建議，以及將他們從各種渠道獲得的數據進行分析對比，來判斷哪種干燥機的干燥速度更快、效果更好且更具成本效益。過去，人們也做過一些定量研究，但研究數據很少或幾乎沒有向公眾公開，從而留給人們很大的空間來討論各種干燥技術的相對效率，以及這種無顯著特征的比較結果是否有效等議題。
對于干燥機客戶而言，他們往往更傾向于聽取行業內一些專家的建議，以及將他們從各種渠道獲得的數據進行分析對比，來判斷哪種干燥機的干燥速度更快、效果更好且更具成本效益。過去，人們也做過一些定量研究，但研究數據很少或幾乎沒有向公眾公開，從而留給人們很大的空間來討論各種干燥技術的相對效率，以及這種無顯著特征的比較結果是否有效等議題。
HASUC公司在其新建的干燥試驗室中用4種干燥技術對兩種樹脂進行了測試
“樹脂干燥已經困惑人們20多年了。” Conair公司的干燥專家和PET/PLA干燥系統Pete Stoughton說，“干燥機理非常簡單，但實際操作相當復雜。隨著材料和應用的不斷改變，干燥的目標也在發生變化。” 對樹脂和干燥設備供應商來說，幾乎沒有哪個操作能比干燥需求的服務更多、更令人頭疼了。Bayer的工藝開發工程師William F.Thorne表示：“在與材料相關的各種問題中，干燥是zui關鍵的制約因素之一。”
圖1 設備供應商認為，壓縮空氣/膜式干燥機的結構緊湊，且不含活動部件，
維修成本低。但壓縮空氣的成本限制了該類設備只能向小型化發展（圖片來源于HASUC公司）
此外，加工商比以往更關注能效的問題，尤其是那些具有高加工成本的應用領域。在這些領域中，電的供給通常很緊張，因此提高能效是加工商擴大生產的*途徑。如果能夠證明一種新型的干燥機非常節能，當地一些有相關需求的公司就會在采購價格上達成一致。許多跡象表明，隨著生產周期更短且材料的更換頻率更快逐漸成為一種趨勢，干燥速度也成為人們選擇干燥機時的評判標準。
HASUC公司的干燥技術中心對幾種干燥機的速度、能效和干燥效果進行了檢測，并收集了數據。該公司的Mark HASUC技術人員解釋了進行該項研究的初衷：“既然我們能夠提供各種干燥技術，我們不會誘導客戶購買哪一種設備。我們想根據這些信息為其提供的解決方案。”該公司的總裁兼CEO Conrad M. Bessemer補充道：“我們根據試驗室采集來的數據忠實地記錄每一種干燥機的性能。”
干燥試驗
該項研究選用雙塔式除濕床干燥機（NDB Dual-Bed）、除濕輪干燥機（NovaWheel）、膜式干燥機（NovaDrier）以及真空干燥機（NovaVac II）這4種干燥機對2種具有代表性的ABS和聚碳酸酯（PC）樹脂進行了干燥測試，并將各自的干燥效果進行了對比。
在展開討論之前，需要注意以下幾點：首先，HASUC公司并沒有表示此次調研的結果能夠回答有關干燥機性能的所有問題；其次，其他大多數干燥機供應商認為，HASUC公司的結論僅僅是依據該公司的產品進行對照得出的結論，并沒有普遍性。雖然這項測試非常客觀，Wittmann公司的Matthew McCabe表示：“你不能根據一家公司的自檢測試驗來推廣一種特定的干燥技術，也無法將試驗結論適用于所有其他公司的同類設備中。”
表1從不同角度闡釋了4種干燥機的干燥性能。在試驗過程中，4種干燥機都能將ABS和PC進行充分干燥，使之達到要求。根據應用的不同，各干燥機可將樹脂的含水量降低至50~200ppm，干燥過程基本都控制在180min之內。
HASUC公司的干燥技術中心對幾種干燥機的速度、能效和干燥效果進行了檢測，并收集了數據。該公司的Mark HASUC技術人員解釋了進行該項研究的初衷：“既然我們能夠提供各種干燥技術，我們不會誘導客戶購買哪一種設備。我們想根據這些信息為其提供的解決方案。”該公司的總裁兼CEO Conrad M. Bessemer補充道：“我們根據試驗室采集來的數據忠實地記錄每一種干燥機的性能。”
干燥試驗
該項研究選用雙塔式除濕床干燥機（NDB Dual-Bed）、除濕輪干燥機（NovaWheel）、膜式干燥機（NovaDrier）以及真空干燥機（NovaVac II）這4種干燥機對2種具有代表性的ABS和聚碳酸酯（PC）樹脂進行了干燥測試，并將各自的干燥效果進行了對比。
在展開討論之前，需要注意以下幾點：首先，HASUC公司并沒有表示此次調研的結果能夠回答有關干燥機性能的所有問題；其次，其他大多數干燥機供應商認為，HASUC公司的結論僅僅是依據該公司的產品進行對照得出的結論，并沒有普遍性。雖然這項測試非常客觀，Wittmann公司的Matthew McCabe表示：“你不能根據一家公司的自檢測試驗來推廣一種特定的干燥技術，也無法將試驗結論適用于所有其他公司的同類設備中。”
表1從不同角度闡釋了4種干燥機的干燥性能。在試驗過程中，4種干燥機都能將ABS和PC進行充分干燥，使之達到要求。根據應用的不同，各干燥機可將樹脂的含水量降低至50~200ppm，干燥過程基本都控制在180min之內。
表1 干燥PC和ABS時，樹脂的濕度（ppm）與各干燥機干燥時間（min）的關系
從表1可以看出，真空干燥機干燥ABS時的初始濕度zui高，為1189ppm，其他干燥機干燥ABS和PC時的初始濕度均在600~800ppm。通過對比發現，在干燥ABS和PC時，真空干燥機都能夠在zui短時間內達到*的干燥效果。
該項研究還測試了4種干燥機的能耗。由于干燥機的產率各不相同，HASUC公司將試驗結果中的產率換算成單位產量（lb/h），再乘以100，以便于比較。
從表2中可以看出，加熱器和馬達驅動是主要的能耗源，而由于真空和膜式干燥機使用的是壓縮空氣，將空氣壓縮進干燥機時還需要額外的能源。為了便于對比，本試驗將所需的壓縮空氣量規定為151.2kPa，并規定真空干燥機的耗氣量占總能耗的20%，膜式干燥機占40%。為了更加直觀地分析，表2將耗電量和耗氣量換算成成本（設定電能的價格為8￠/kWh）。表2zui后一行列出了各干燥機耗能的總成本：在干燥ABS時，除濕輪的總成本zui低，真空干燥機緊隨其后，雙除濕床位居中間，而膜式干燥機的成本zui高；在干燥PC時，真空干燥機顯然比其他干燥技術更節約成本，隨后是除濕輪，雙除濕床和膜式干燥機的總成本非常接近，排在zui后。
HASUC公司的HASUC技術人員表示，本次試驗所研究的干燥速度和能耗是影響加工商采購干燥機的兩個基本因素。他指出：“每臺干燥機都在特定的領域具有一定的優勢。” 在本次試驗中，真空干燥機可以說是的或相對的干燥機，其產率高達90kg/h，這也是目前所能達到的zui高產率（產率為453.6kg/h的設備還處于研發中）。該干燥機的這一優勢得益于其更高的干燥溫度，這也是它在干燥PC時比ABS更的原因。
“在購買小型干燥機時，人們不會單純考慮能耗。” HASUC技術人員解釋說。在本試驗中，真空干燥機比其他干燥機的干燥速度更快，這會吸引那些進行小批量生產和樹脂更換頻率高的加工商的關注。
該項研究還測試了4種干燥機的能耗。由于干燥機的產率各不相同，HASUC公司將試驗結果中的產率換算成單位產量（lb/h），再乘以100，以便于比較。
從表2中可以看出，加熱器和馬達驅動是主要的能耗源，而由于真空和膜式干燥機使用的是壓縮空氣，將空氣壓縮進干燥機時還需要額外的能源。為了便于對比，本試驗將所需的壓縮空氣量規定為151.2kPa，并規定真空干燥機的耗氣量占總能耗的20%，膜式干燥機占40%。為了更加直觀地分析，表2將耗電量和耗氣量換算成成本（設定電能的價格為8￠/kWh）。表2zui后一行列出了各干燥機耗能的總成本：在干燥ABS時，除濕輪的總成本zui低，真空干燥機緊隨其后，雙除濕床位居中間，而膜式干燥機的成本zui高；在干燥PC時，真空干燥機顯然比其他干燥技術更節約成本，隨后是除濕輪，雙除濕床和膜式干燥機的總成本非常接近，排在zui后。
HASUC公司的HASUC技術人員表示，本次試驗所研究的干燥速度和能耗是影響加工商采購干燥機的兩個基本因素。他指出：“每臺干燥機都在特定的領域具有一定的優勢。” 在本次試驗中，真空干燥機可以說是的或相對的干燥機，其產率高達90kg/h，這也是目前所能達到的zui高產率（產率為453.6kg/h的設備還處于研發中）。該干燥機的這一優勢得益于其更高的干燥溫度，這也是它在干燥PC時比ABS更的原因。
“在購買小型干燥機時，人們不會單純考慮能耗。” HASUC技術人員解釋說。在本試驗中，真空干燥機比其他干燥機的干燥速度更快，這會吸引那些進行小批量生產和樹脂更換頻率高的加工商的關注。
表2 各干燥機的能耗
另一方面，相對于真空干燥機的單位產能，其采購價格zui高。HASUC技術人員承認，真空干燥機并不適用于所有的材料。HASUC化學公司的一名技術專家指出，HASUC公司的真空干燥機的預熱階段要求樹脂，如PC、ABS和PET等的玻璃化溫度（Tg）在100℃以上，而PETG的Tg溫度僅為71℃，不能用真空干燥機進行干燥，因為過高的溫度會使粒料黏結。HASUC技術人員補充說，糊狀材料也不適用，因為這類材料會污染密封條。
盡管膜式干燥機的運行成本很高，但由于其結構簡單，且沒有活動部件、干燥劑和再生系統或冷卻管等，維護保養成本是zui低的。由于生產能力的限制，膜式干燥機的價格雖低于真空干燥機，但要高于其他兩種干燥設備。如果加工商的車間面積有限，那么膜式干燥機是一個不錯的選擇。
若要求產量在102kg/h以上（HASUC公司zui大的膜式干燥機），且要求用于*系統，選擇傳統的除濕床或除濕輪干燥機更合理。除濕輪干燥機的運行成本比雙除濕床更低，而兩者的干燥速度相近，價格都處于低端范圍。有些供應商會選擇自己比較了解且可靠的除濕床干燥機。這類設備粗糙耐用，目前很多工廠都在應用。另外，該類設備的維修安裝人員都經過了專門的培訓，而且備件存貨非常單一化。
然而，HASUC技術人員預測，雙除濕床干燥機，尤其是大型設備，將會逐漸被除濕輪干燥機所替代。這是因為除濕輪設備的占地面積更小、能耗更低，而且當熱的除濕床重新投入生產時，其露點不會發生變化，干燥過程的一致性好。
贊同與爭議
HASUC公司所做的這項研究一經公布，便引來了各主要的干燥機制造商和樹脂供應商對該項試驗的廣泛討論。他們的意見說法不一，大致分為這么幾類：“可信的”和“相當合理的報告”、“帶有明顯的偏見” 和“不足為憑，除非將多家制造商的干燥機設備同時進行測試”。
HASUC公司的銷售和市場部副總裁John Fleischer對此項研究持否定態度：“從試驗環境下得到的結論很難反映真實的情況。如若工廠的過濾器不清潔，會在很大程度上影響干燥機和干燥箱內的空氣流通。” Matsui美國公司的Greg Lewis也認為：“實驗室不是工廠。現實的干燥過程要復雜得多，其中還包含了各種不確定因素。”
“實驗室中所獲得的干燥結果是在理想的環境和操作情況下得到的。” Fasti公司的總裁Rainer Farrag表示，“但實際上，在現實的生產條件下進行一兩個月的試驗，你將會看到*不同的結果。”
HASUC公司的HASUC技術人員則認為：“只要干燥機經過合理的維護保養，任何設計合理的干燥機在HASUC公司的實驗室與實際生產條件下的表現差別并不顯著。”
一些設備制造商對于HASUC公司在試驗中采用的樹脂能否成為可靠的依據表示懷疑。Conair公司的顧問Charles Thiele認為：“ABS和PC并不是zui難干燥的材料，它們都可以直接用熱空氣干燥。我更希望該項試驗能夠選用那些更具挑戰性的材料，如尼龍、PBT和PPS等。”
有些人認為，ABS（和其他一些吸濕性樹脂）通常都是用熱風干燥機進行干燥。但Bayer公司的Thorne表示，該公司從不推薦使用熱風干燥機來干燥PC。Conair公司的Stoughton表示，應當根據地理位置、季節（如周圍環境的濕度）、樹脂暴露在潮濕環境中的時間長短以及具體的應用要求來確定如何干燥。如果對樹脂的表面質量、透明度和機械強度要求不是很高，熱風干燥機就足夠了，至少干燥時間上能夠滿足。
但是，是否這樣就十分合理了呢？HASUC技術人員回應說：“使用熱風干燥機干燥PC和ABS存在很大的安全隱患。如果是在冬天，且成型的不是關鍵性部件，而同時對顏色、透明度和尺寸穩定性的要求不高，那么使用熱風干燥機可能足夠了。但我們從不推薦客戶這樣做。” HASUC技術人員認為，要研究其他樹脂，如尼龍、PET和PETG等，需要做更多的準備工作。他也希望能夠通過模擬仲夏的溫度和濕度，比較各干燥機在惡劣條件下的性能差異。
綜上所述，目前人們對HASUC公司做出的排序存在很大的爭議。大家對于壓縮空氣/膜式干燥機的適用范圍意見基本一致，而對于除濕床和除濕輪干燥機，業界人士認為應當將其優缺點區別對待。對于真空干燥機，業內的分歧則非常大。
盡管膜式干燥機的運行成本很高，但由于其結構簡單，且沒有活動部件、干燥劑和再生系統或冷卻管等，維護保養成本是zui低的。由于生產能力的限制，膜式干燥機的價格雖低于真空干燥機，但要高于其他兩種干燥設備。如果加工商的車間面積有限，那么膜式干燥機是一個不錯的選擇。
若要求產量在102kg/h以上（HASUC公司zui大的膜式干燥機），且要求用于*系統，選擇傳統的除濕床或除濕輪干燥機更合理。除濕輪干燥機的運行成本比雙除濕床更低，而兩者的干燥速度相近，價格都處于低端范圍。有些供應商會選擇自己比較了解且可靠的除濕床干燥機。這類設備粗糙耐用，目前很多工廠都在應用。另外，該類設備的維修安裝人員都經過了專門的培訓，而且備件存貨非常單一化。
然而，HASUC技術人員預測，雙除濕床干燥機，尤其是大型設備，將會逐漸被除濕輪干燥機所替代。這是因為除濕輪設備的占地面積更小、能耗更低，而且當熱的除濕床重新投入生產時，其露點不會發生變化，干燥過程的一致性好。
贊同與爭議
HASUC公司所做的這項研究一經公布，便引來了各主要的干燥機制造商和樹脂供應商對該項試驗的廣泛討論。他們的意見說法不一，大致分為這么幾類：“可信的”和“相當合理的報告”、“帶有明顯的偏見” 和“不足為憑，除非將多家制造商的干燥機設備同時進行測試”。
HASUC公司的銷售和市場部副總裁John Fleischer對此項研究持否定態度：“從試驗環境下得到的結論很難反映真實的情況。如若工廠的過濾器不清潔，會在很大程度上影響干燥機和干燥箱內的空氣流通。” Matsui美國公司的Greg Lewis也認為：“實驗室不是工廠。現實的干燥過程要復雜得多，其中還包含了各種不確定因素。”
“實驗室中所獲得的干燥結果是在理想的環境和操作情況下得到的。” Fasti公司的總裁Rainer Farrag表示，“但實際上，在現實的生產條件下進行一兩個月的試驗，你將會看到*不同的結果。”
HASUC公司的HASUC技術人員則認為：“只要干燥機經過合理的維護保養，任何設計合理的干燥機在HASUC公司的實驗室與實際生產條件下的表現差別并不顯著。”
一些設備制造商對于HASUC公司在試驗中采用的樹脂能否成為可靠的依據表示懷疑。Conair公司的顧問Charles Thiele認為：“ABS和PC并不是zui難干燥的材料，它們都可以直接用熱空氣干燥。我更希望該項試驗能夠選用那些更具挑戰性的材料，如尼龍、PBT和PPS等。”
有些人認為，ABS（和其他一些吸濕性樹脂）通常都是用熱風干燥機進行干燥。但Bayer公司的Thorne表示，該公司從不推薦使用熱風干燥機來干燥PC。Conair公司的Stoughton表示，應當根據地理位置、季節（如周圍環境的濕度）、樹脂暴露在潮濕環境中的時間長短以及具體的應用要求來確定如何干燥。如果對樹脂的表面質量、透明度和機械強度要求不是很高，熱風干燥機就足夠了，至少干燥時間上能夠滿足。
但是，是否這樣就十分合理了呢？HASUC技術人員回應說：“使用熱風干燥機干燥PC和ABS存在很大的安全隱患。如果是在冬天，且成型的不是關鍵性部件，而同時對顏色、透明度和尺寸穩定性的要求不高，那么使用熱風干燥機可能足夠了。但我們從不推薦客戶這樣做。” HASUC技術人員認為，要研究其他樹脂，如尼龍、PET和PETG等，需要做更多的準備工作。他也希望能夠通過模擬仲夏的溫度和濕度，比較各干燥機在惡劣條件下的性能差異。
綜上所述，目前人們對HASUC公司做出的排序存在很大的爭議。大家對于壓縮空氣/膜式干燥機的適用范圍意見基本一致，而對于除濕床和除濕輪干燥機，業界人士認為應當將其優缺點區別對待。對于真空干燥機，業內的分歧則非常大。
以上資料來源http://www.hasuc.cn
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