Как выбрать лабораторную двухшнековую линию грануляции

При проведении исследований и разработок новых материалов, процессов или рецептур в лаборатории крайне важно обеспечить эффективность эксперимента и масштабируемую воспроизводимость данных в процессе пробоподготовки. Поскольку лабораторная линия двухшнековой грануляции является основным оборудованием для пробоподготовки, ее производительность напрямую влияет на результаты исследований. При выборе лабораторной двухшнековая линия грануляции, Чтобы обеспечить точное соответствие оборудования и экспериментальных требований, необходимо сосредоточиться на шести ключевых показателях.

Как выбрать Лабораторная двухшнековая линия грануляции？

I. Отношение длины к диаметру (L/D) Отношение эффективной длины к диаметру винта.

Функции: Непосредственно определяет время нагрева и процесс сдвига материала в шнеке. Большее отношение L/D приводит к увеличению времени пребывания материала в шнеке и позволяет включить большее количество секций обработки, таких как секции транспортировки, плавления, смешивания, выпуска воздуха и создания давления.

Рекомендации по выбору: Для обычного смешивания, модификации наполнителей и фундаментальных исследований соотношение L/D в диапазоне от 40:1 до 48:1 обеспечивает хорошую гибкость процесса, позволяя использовать несколько портов подачи и вакуумных вентиляционных отверстий. Для процессов, связанных с удалением высоколетучих веществ, многоступенчатой реактивной экструзией или процессов, требующих очень длительного времени пребывания, следует рассматривать соотношение L/D больше или равное 52:1 или даже больше. Небольшие экспериментальные линии обычно имеют более высокое отношение L/D для достижения достаточной способности к сегментации процесса.

II. Количество температурных зон и точность контроля температуры Количество физических секций в цилиндре, которые могут быть независимо нагреты или охлаждены, и стабильность контроля температуры.

Функция: Достаточное количество температурных зон является физической основой для достижения точных температурных профилей процесса. Это позволяет устанавливать разные температуры в различных функциональных секциях шнека, например, в секциях плавления, смешивания и выпуска воздуха, тем самым удовлетворяя требованиям плавления, смешивания и расхода материала.

Соображения по выбору: Испытательная линия для двухшнековой экструзии с базовой гибкостью процесса должно иметь не менее 6-8 независимых температурных зон в барабане. Для полимерных сплавов, термочувствительных материалов или реактивных процессов экструзии рекомендуется выбирать оборудование с более чем 10 температурными зонами. Одновременно следует обратить внимание на точность системы контроля температуры ±1°C и возможности воздушного или водяного охлаждения, чтобы справиться с теплом, выделяемым при высоких сдвигах.

III. Крутящий момент/специфический крутящий момент: Максимальный крутящий момент, который может выдержать винт, и отношение этого крутящего момента к межосевому расстоянию или объему винта.

Функция: Крутящий момент определяет, какое усилие сдвига может приложить оборудование к высоковязким расплавам, и его способность работать с высоконаполненными составами. Удельный крутящий момент является более важным показателем для измерения механической прочности шнека и “удельной мощности” оборудования. Высокий удельный крутящий момент означает, что оборудование может обрабатывать высоковязкие и высоконаполненные материалы на высоких скоростях без отключения при перегрузках.

Рекомендации по выбору: Для исследований и разработок, связанных с инженерными пластмассами, высоконаполненными материалами, такими как карбонат кальция и стекловолокно, или системами с быстро растущей реактивной вязкостью, приоритет должен отдаваться моделям с высоким удельным крутящим моментом. Это ключевой фактор при оценке верхнего предела технологической границы пилотной линии двухшнековой грануляции, и он имеет больше практического значения, чем простое сравнение мощности главного двигателя.

IV. Диапазон скоростей винта: Диапазон между наибольшей и наименьшей скоростями, при которых винт может стабильно работать.

Назначение: Широкий диапазон скоростей позволяет исследовать скорости сдвига и время пребывания. Высокие скорости могут имитировать высокие условия сдвига в промышленном производстве и использоваться для изучения дисперсии; низкие скорости подходят для термочувствительных материалов или реакций, требующих длительного времени пребывания.

Соображения выбора: Широкий и плавно регулируемый диапазон скоростей имеет решающее значение для исследований и разработок. Он должен охватывать весь диапазон от слабого смешивания до сильного сдвигового диспергирования. Необходимо убедиться, что двигатель главного привода и редуктор могут обеспечить плавный крутящий момент на высоких и низких скоростях.

V. Мощность привода главного двигателя: номинальная мощность главного двигателя, приводящего в движение винт.

Назначение: Обеспечивает энергетическую основу для выходного крутящего момента и верхнего предела скорости оборудования. Достаточная мощность является необходимым условием для обеспечения непрерывной и стабильной работы оборудования в условиях высокой нагрузки и высокой скорости.

Соображения по выбору: Мощность должна соответствовать крутящему моменту винта. Для экспериментальных линий с одинаковыми техническими характеристиками более высокая мощность привода обычно означает более высокую непрерывную грузоподъемность и более широкий диапазон применимости процесса. Оценка должна сочетаться с планируемой системой материалов и коэффициентом заполнения, чтобы избежать частых перегрузок из-за недостаточной мощности.

VI. Конфигурация и гибкость системы подачи Тип, точность и количество оборудования для основной подачи (полимер) и боковой подачи (наполнитель, стекловолокно и т.д.).

Назначение: Точная, стабильная и гибкая подача материала является ключевой основой для обеспечения точности рецептуры и воспроизводимости результатов эксперимента. Для различных материалов (гранул, порошков, волокон, жидкостей) требуются разные типы подающих устройств.

Рекомендации по выбору: Главный питатель должен быть оснащен высокоточным устройством подачи с потерями в весе. Количество и расположение боковых питателей определяют гибкость процесса. Необходимо предусмотреть как минимум один боковой питатель с потерями веса для добавления наполнителей/волокна и один насос для впрыска жидких добавок (например, пластификаторов, связующих веществ). Модульная конструкция цилиндра позволяет в будущем добавлять или удалять загрузочные отверстия в соответствии с реальными потребностями, что делает ее более идеальным выбором.