造粒系统的选择

随着塑料行业的发展和市场上新要求的不断出现，长期使用特定造粒系统的公司在增加产能时，除了考虑成本外，还需要通过全面了解应用需求来选择合适的造粒系统。目前使用的三种主要类型的造粒系统，每种都有明显不同的优缺点。

• 拉条造粒机

在拉条造粒中，聚合物在冷却和固化后被切割成颗粒。就其性质而言，该系统与挤压在同线操作，将熔融聚合物计量加入与片材模头非常相似的线模中，不同之处在于材料通过多个孔离开模头，每个孔形成一条聚合物线。拉条进入水槽，在那里被冷却，然后通过脱水装置或气刀进行干燥，最后被送入造粒机，在那里被切成圆柱形颗粒。这种颗粒形状的缺点是圆柱体的扁平端容易粘在一起并导致连粒。切割后，颗粒落入分级机，该分级机去除超大颗粒或结块，并将其余颗粒输送到下游。除了成本最低外，拉条造粒还适用于多种聚合物，比其他造粒系统更易于使用，更容易接触部件表面以进行清洁和换色，并通过快速更换聚合物来促进聚合物转换切割组件。因此，它特别适合代工厂和其他频繁换料的中小型公司。

拉条造粒机的自动化程度较低，比如在每次启动时将胶条串在导辊上方或下方所涉及的工作都需要人工完成。拉条造粒机在颗粒尺寸方面也受到限制，一些应用中所需的小颗粒很难在不发生拉条断裂的情况下获得。其他两个弱点源于从凝固的条料切割颗粒：与其他造粒系统相比，切割器磨损和产生灰尘和细屑的可能性更大。拉条造粒机也更容易受到工艺变化的影响，这可能会导致拉条脱落和其他问题。最后，对水浴的需求意味着拉条切粒机在工厂车间的占地面积更大。这是普通的”干切“工艺拉条造粒。

还有一种“湿切”拉条造粒，工艺自动化程度高些：当胶条进入水滑道，喷嘴喷出水流冷却胶条并提供级联水流，将胶条移向造粒机。该系统不使用气刀，而是在造粒前将工艺用水从胶条中排走，然后让它在造粒之后重新加入颗粒流中，进一步冷却聚合物。颗粒流进入设备底部的离心颗粒干燥机，带有提升叶片的旋转轴对颗粒进行脱水，颗粒从顶部离开干燥机。在水滑系统中，由于颗粒是从仍然湿润且比水浴系统中软的胶条切割的，因此对刀具磨损较小。水滑道系统还通过更好地控制工艺用水条件，为自动化提供了更大的范围。此外，还有一种“自绞合”功能，当胶条被送入水滑道时，断裂的胶条会被替换，从而减少了工人的干预。另一方面，干燥过程会产生额外的灰尘和细屑，需要在工艺水系统中采用更复杂的过滤技术。这与水环和水下造粒机使用的离心式颗粒干燥机一样。

• 水环造粒机

熔融聚合物流入模板中以圆形图案排列的多个孔中，并在从模具面出来时被切割成颗粒。切割是通过一系列同样排列成圆形的旋转刀具完成的。模具面由硬化金属制成，因此磨损主要发生在刀片上。压力以液压方式施加到切割组件，以确保与模具面正确接触。水环造粒机生产圆形但扁平的药丸，类似于阿司匹林药片。当聚合物离开模孔并被旋转刀具切割时，所得颗粒被向外抛入水环中，水环切向送入切割室。水冷却颗粒并将它们输送到水槽以进一步冷却并输送到以已经描述的方式运行的离心干燥机。水返回到调温和过滤系统，并循环到造粒过程中。

水环造粒机是三种主要造粒工艺中最紧凑的，并提供一定程度的自动化。一名操作员可以轻松地控制系统，使用按钮控制来停止和启动系统并调整切割器转速以控制颗粒大小。该系统的成本低于水下造粒机。它对熔体温度和压力等工艺变化的敏感度明显降低，并且不会出现模具冻结问题。由于在熔融聚合物遇到冷却水之前将其切粒，因此水环造粒机主要限于加工高熔体强度材料，例如聚烯烃和聚苯乙烯。该工艺特别不适用于高温或粘性材料。与水下造粒机相比，也存在容量限制。

• 水下造粒机

水下切粒机 (UWP) 是一种模面切粒机。这意味着熔融聚合物在离开模孔时就被切割成颗粒，模孔在圆形模中以圆形图案排列。与水环切粒机（也是模面切粒机）的关键区别在于切割室完全充满工艺用水，因此聚合物滴在离开模孔时浸入水中。由于最小化表面张力的作用力，每一滴都呈球形，这是 UWP 所独有的。工艺水将球形颗粒从切割室输送到结块捕集器（去除黏粘大块），然后输送到离心干燥机。颗粒进入设备底部的干燥器，带有提升叶片的旋转轴对颗粒进行脱水，然后从顶部离开干燥器。与其他造粒系统一样，UWP 中的冷却水由工艺用水单元提供，该单元对水进行调温（即混合热水和冷水以确保恒温）并滤除灰尘和细屑。必须根据要造粒的聚合物的性质仔细控制和调整水温。如果不这样做，可能会导致颗粒变形或工艺中断。在 UWP 中，所有冷却水都通过管道输送到切割室或从切割室流出，从而形成了在其他造粒系统中发现的不必要的水槽或水滑道。因此，离心颗粒干燥机和水处理设备可以安装在离造粒机一定距离的地方。水管的另一个特点是水旁路系统，它允许水继续循环以保持所需的温度，同时从切割室转移水流。这使操作员能够断开切粒机与切割室的连接，以便执行更换刀头等任务。旁路系统与聚合物分流阀协同工作，用于停止和启动聚合物流入模孔。在造粒机启动之前，阀门切换到“生产”位置以冲洗模板。接下来，将阀门置于“转移”位置，聚合物可以从切割室中清除。最后，切粒机重新连接到切割室；水旁路开关将水送入切割室；分流阀切换到生产位置；然后开始造粒。整个过程是自动化的，在几秒钟内发生，并通过 PLC 控制器中的开/关按钮启动。有几个选项可用于控制切割刀片对模板的压力。其中包括手动系统和 PLC 控制的液压系统。其他选项包括弹簧加载和气动系统。水循环系统可以配备袋式过滤器，用于连续自动过滤水中的细粒。

UWP 是最复杂的造粒系统，它有优于其他造粒系统的优势：