چنانچه در نوشتار پیشین اشاره شد، یکی از عوامل مهم در بهبود کیفیت گرانول های تولیدی (به ویژه بر پایه ی مواد بازیافتی) کاهش رطوبت موجود در خوراک اولیه است. از جمله مهم ترین روش های کاهش رطوبت موجود در خوراک عبارتند از : طراحی صحیح واحد گاززدایی رانشگر، استفاده از عوامل رهاکننده (stripping agent) و انواع سامانه های خشک کن، که در ادامه توضیحات بیشتری در رابطه با هر یک از این روش ها آورده می شود.
- کیفیت گرانول های بازیافتی
طراحی های گوناگون واحد گاززدایی
طراحی چندکاناله (multi channel)
در ناحیه گاززدایی رانشگر، طراحی چند کاناله، لحاظ شده تا این اطمینان حاصل شود که کانال به صورت نیمه پر (partial) خواهد بود. در این صورت بیشترین راندمان گاززدایی و خروج رطوبت و اجزای فرار داخل آمیزه (VOC) اتفاق خواهد افتاد. چنانچه در نوشتار پیشین نیز اشاره شده بود (مقاله ی نخست عوامل موثر بر کیفیت گرانول های بازیافتی)، بیشترین بازده ی واحد گاززدایی زمانی حاصل می شود که به نحوی طراحی نیمه پر ایجاد شود.
طراحی آبشار گونه (cascade)
ابتدا خوراک وارد رانشگر (اکسترودر) اولیه شده و پس از آن مواد از طریق یک مسیر جانبی (By pass) و یا به صورت مستقیم داخل یک رانشگر دیگر می شوند. طراحی بدین صورت است که یکی از رانشگرها بالاتر و دیگری پایین تر است و از این رو به عنوان طراحی آبشار گونه شناخته می شود چراکه مواد به صورت آبشارگونه از رانشگر بالایی به سمت رانشگر پایینی حرکت داده می شوند. زمانی که مواد از اکسترودر بالایی به سمت رانشگر پایین انتقال داده می شوند در همان قسمت ناحیه گاززدایی طراحی می شود. در بعضی موارد به منظور افزایش راندمان و کارایی واحد گاززدایی و خروج هر چه بیشتر رطوبت موجود در خوراک، شیارهایی نیز در واحد گاززدایی طراحی می کنند.
تاثیر عوامل رهاکننده
به طور کلی در رانشگرها و به ویژه انواع تک ماردان (single screw)، برای افزایش راندمان واحد گاززدایی و پیروی آن بهبود کیفیت گرانول های بازیافتی، استفاده از عوامل رهاکننده پیشنهاد می شود. گاهی تلاش می شود تا با افزایش دمای سیلندر و با استفاده از گرم کن های الکتریکی خارجی نصب شده روی دستگاه، درصد بیشتری از رطوبت و یا سایر اجزای فرار (VOC) موجود در خوراک جداسازی شوند اما این روش یعنی افزایش دما ریسک پذیر است چراکه می تواند باعث تخریب و در بعضی موارد سوختگی مواد داخل دستگاه شود و نه تنها باعث بهبود کیفیت گرانول های بازیافتی نمی شود بلکه حتی به دلایلی همچون سوختگی، افت شدید خواص نیز مشاهده خواهد شد. بنابراین افزایش دما، راهکاری مهندسی و مقرون به صرفه نخواهد بود.
از این رو استفاده از عوامل رهاکننده مانند آب، نیتروژن و کربن دی اکسید با غلظت وزنی ۵/۱-۲ درصد پیشنهاد می شود. در این میان استفاده از آب به عنوان عامل رهاکننده، راندمان بیشتری را برای خروج اجزای فرار و همچنین رطوبت موجود داخل خوراک اولیه ایجاد می کند؛ ضمن اینکه می تواند با ایجاد اختلاف دما، همچون یک عامل خنک کننده ی دستگاه نیز عمل کند اما استفاده از آب احتمال زنگ زدن دستگاه را نیز افزایش می دهد که جزء معایب آن به شمار می آید. بنابراین معمولا استفاده از آب به عنوان عامل رهاکننده پیشنهاد نمی شود. در این میان استفاده از نیتروژن توصیه شده چرا که هیچ آسیبی به دستگاه نرسانده و فقط اندکی راندمان و کارایی آن نسبت به آب کمتر است.
چنانچه پیشتر نیز اشاره شد، یکی دیگر از روشهای کاهش رطوبت خوراک اولیه و پیروی آن بهبود خواص و کیفیت گرانول های بازیافتی نهایی، استفاده از سامانه های خشک کن است تا در این مرحله، رطوبت ابتدایی خوراک کاهش یافته و پس از آن با انتخاب طراحی مناسب واحد گاززدایی و همچنین استفاده از عامل رهاکننده ی مناسب، رطوبت موجود در خوراک به حداقل میزان ممکن برسد (حداقل رطوبت زیر ۱%).
انواع سامانه های خشک کن
کابینتی یا سینی دار
تونلی
پاششی
نواری
دوار
مهمترین عوامل در انتخاب اولیه ی خشک کن
خواص فیزیکی ماده در حالت مرطوب
خواص فیزیکی ماده در حالت خشک
خورندگی ماده
سمی بودن ماده
آتش گیری ماده
قطر ذرات
حین انتخاب سامانه ی خشک کن به چه پارامترهایی دقت کنیم؟
میزان رطوبت موجود در ماده: که با استفاده از روش های وزن سنجی، محاسبه می شود. میزان رطوبت موجود در ماده ی اولیه می تواند در انتخاب نوع دستگاه، قدرت آن و همچنین مصرف انرژی دستگاه و صرفه ی اقتصادی موثر باشد.
حداکثر میزان رطوبت مواد: مجددا روی انتخاب دستگاه با توان مناسب، موثر است چراکه اگر رطوبت ماده با توان دستگاه مطابقت نداشته باشد، عملا دستگاه کارایی ندارد.
دما و زمان مورد نیاز خشک کردن دستگاه: اینکه حداکثر دمایی که دستگاه ایجاد می کند چه میزان است؟ این مورد برای مواد بازیافتی و بسپاری، بسیار با اهمیت است چراکه دمای بالا می تواند منجر به تخریب مواد شود. بنابراین ضروری است که محدوده ی دمای تخریب مواد ورودی به دستگاه سنجیده شده و دستگاه خشک کنی انتخاب شود که در محدوده ی دمایی کمتر از دمای تخریب بسپارهای مورد استفاده، کارایی و عملکرد بهینه داشته باشد.
