Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Сушка виробів

Вироби з піногуми, що поступають на сушку, піддавалися промивці, містять 30...45% вологу.

Кінцевий же продукт повинен містити не більше 2% вологи. Для сушки виробів з піногуми при багатотоннажному її виробництві широко застосовують камери тунельного типа, в яких вироби переміщають на сітчастому транспортері, а сушку здійснюють за рахунок циркуляції гарячого повітря. Звичайно тунельна камера сушки розділена на окремі секції, що дозволяють підтримувати різну температуру в різних зонах камери.

Ефективність роботи цього сушильного устаткування істотно залежить від того, якою мірою конструкція сушильного устаткування забезпечує крізне просмоктування гарячого повітря через піногуми і тим самим збільшує поверхню тепло- і масообміну.

У раніше існуючих сушарках тунельного типа потік гарячого повітря прямував протитечією уздовж виробу, що знаходиться на транспортері. При такому способі подачі сушильного агента було відсутнє його просмоктування через піногуму, швидкість сушки була украй низька, а тривалість процесу складала 6... 12 год.

У. сучасних сушарках тунельного типа потік гарячого повітря направляють на виріб зверху і знизу перпендикулярно до площини транспортера, причому верхній потік гарячого повітря інтенсивніший, що створює надмірний тиск на поверхні виробу. Цей тиск забезпечує просмоктування сушильного агента через піногуму. Сушку піногуми виконують при температурі 90...110°С, причому на вході в сушильну камеру, коли піногума містить максимальну кількість вологи, встановлюють температуру 105...110°С, а потім в подальших секціях сушильної камери температуру знижують до 90.. .95°С.

Неможливість застосування вищої температури сушильного агента обумовлено наступними двома причинами.

При збільшенні температури сушильного агента зростає небезпека перевулканізації піногуми на останніх стадіях сушки і може бути причиною зниження фізико-механічних властивостей піногуми в результаті теплового старіння.

Друга причина пов'язана із зменшенням міграції вологи до поверхні з внутрішніх шарів виробу в результаті того, що термодифузійний потік вологи за наявності перепаду температур буде направлений від поверхні виробу до внутрішніх шарів. Це негативне явище виявлятиметься більшою мірою при збільшенні товщини виробу, а також в тому випадку, якщо система циркуляції в камері гарячого повітря не забезпечуватиме його просмоктування через виріб.

Рис. 4.34. Схема установки барабанного типа для сушки піногуми: 1 - барабан, що обертається, з перфорованою обичайкою; 2 - "робоча" зона внутрішньої порожнини барабана, з якої відсисається сушильний агент; 3 - "мертва" зона внутрішньої порожнини барабана; 4 - нерухома перегородка, що розділяє "робочу" і "мертву" зони; 5 - пенорезіна

Тривалість сушки виробів з піногуми при температурі 90...110°С у ефективно працюючих установках тунельного типа складає 1,5...2,5 години при цьому забезпечується зниження вологості піногуми з 30.. .45% до 0,5.. .2%.

Принцип крізного просмоктування сушильного агента через піногуму якнайповніші реалізований при сушці виробів на установках барабанного типа. Принципова схема такої установки представлена на рис. 4.34. Перфоровані барабани, що обертаються, розміщуються в камері, в яку подається гаряче повітря.

Внутрішня порожнина перфорованих барабанів розділена на дві зони "робочу" і "мертву".

В процесі роботи установки з "робочої" зони барабана безперервно відсисається сушильний агент, в результаті, вироби з піногуми, притискаються до перфорованого барабана і через них просмоктується гаряче повітря.

Найефективніше застосування установок барабанного типа, при сушці неформової, безперервної пластини з піногуми. В цьому випадку пластина з піногуми повністю облягає перфорацію ''робочої" зони барабана, виключаючи холосте просмоктування повітря.

При сушці формових штучних виробів, особливо при розмірах, що змінюються, сушка на установках барабанного типа ускладнюється. Потрібні спеціальні конструктивні рішення, які б забезпечили перекриття перфорації барабана в місцях, незайнятих виробами з піногуми.

Швидкість сушки піногуми методом крізного просмоктування сушильного агента залежать від масової швидкості сушильного агента (vρ, кг/м²·с), питомої нагрузки матеріалу на перфоровану поверхню (G, кг/м²), температури сушильного агента (t,°С).

Із збільшенням масової швидкості сушильного агента процес сушки істотно інтенсифікувався і тривалість сушки до заданої вологості піногуми зменшується. Разом з тим, збільшення масової швидкості фільтрації сушильного агента приводить до різкого зростання гідравлічного опору системи.

Тому при виборі оптимальної величини vρ повинен враховуватися весь комплекс витрат, пов'язаних із зміною питомих витрат тепла і енергії.

Тривалість сушки прямо пропорційна величині питомого навантаження піногуми на перфорований барабан (G), оскільки збільшення товщини виробів, з одного боку, збільшує шлях перенесення вологи до поверхні випаровування, а, з іншою, приводить до великого насичення сушильного агента вологою, що зменшує інтенсивність процесу сушки.

Температуру сушильного агента при сушці піногуми на установках барабанного типа звичайно встановлюють 90...95°С. Головна причина, по якій не застосовують вищу температуру, пов'язана з її негативним впливом на властивості піногуми.

Інший тип устаткування, вживаний для сушки виробів з піногуми, передбачає нагрів піногуми за допомогою струмів високої частоти (СВЧ) ~ 20 Мгц.

Устаткування цього типа широко застосовується на підприємствах. Кількість тепла, що виділяється, в матеріалі при дії СВЧ пропорційно квадрату напруженості електричного поля E, частоті електричного поля f, діелектричної проникності ε і тангенсу кута діелектричних втрат матеріалу tgδ:

Q = K ·E² ·f·ε·tgδ,

де К - коефіцієнт.

При створенні устаткування для сушки піногуми в полі СВЧ враховувався характер зміни діелектричної проникності до і тангенса кута діелектричних втрат піногуми tgδ при зміні її вологості (мал. 4.35) [18]. Хоча абсолютні значення ε і tgδ залежать від складу латексних композицій, щільності піногуми і ступені її відмивання, характер зміни цих показників при зміні вологості піногуми зберігається. Враховуючи, що по мірі сушки піногуми знижується її діелектрична проникність і тангенс кута діелектричних втрат, застосування нагріву за допомогою СВЧ найефективніше на ранній стадії процесу сушки при високій вологості піногуми.

Тому в сучасному устаткуванні нагрів і сушка піногуми за допомогою СВЧ передбачені на початковій стадії процесу, а остаточна досушка здійснюється конвекцією.

Застосовують і інший варіант сушки піногуми із застосуванням СВЧ. На останньому етапі процесу сушки нагрів в полі СВЧ здійснюють при вищій напруженості електричного поля, ніж на початку процесу. Цим компенсується зниження тепловиділення із-за зменшення в ході сушки діелектричного проникнення та тангенса кута діелектричних втрат піногуми. Проте в цьому випадку процес менш контрольований і пов'язаний з небезпекою електропробою і загоряння піногуми.

До складу устаткування для сушки піногуми з використанням СВЧ входять:

• сушильна камера, укомплектована генераторами СВЧ і пристроями, що забезпечують створення електричного поля необхідної напруженості;

• камера для досушки піногуми методом конвекції;

• система циркуляції гарячого повітря.

Низькопотенційним, заземленням електродом в камері нагріву і сушки піногуми із застосуванням СВЧ є пластинчастий алюмінієвий транспортер, призначений для переміщення виробів з піногуми по камері сушки.

Високопотенційний електрод вмонтовують над транспортером. Нагрів піногуми відбувається в період, коли вона знаходиться під високопотенційним електродом. Напруженість електричного поля встановлюють таким чином, щоб температура піногуми не перевищувала 90...95°С.

Для видалення із зони електродів піногуми вологи, що випарувалася при сушці, передбачають подачу гарячого повітря з температурою 80...100°С протитечією по відношенню до руху транспортера.

У камері остаточної сушки потік гарячого повітря з температурою 90...95°С направляють перпендикулярно до площини транспортера, забезпечуючи тим самим просмоктування сушильного агента через піногуму.

При малотоннажному виробництві виробів з піногуми застосовують сушарки періодичної дії камерного типу з циркуляцією гарячого повітря.

Доцільність застосування того або іншого методу сушки пвногуми залежить від конкретних умов виробництва. Вибір методу сушки і його апаратурного оформлення повинен проводитися з урахуванням асортименту виробів, об'єму їх виробництва, продуктивності устаткування, питомих енерговитрат на одиницю продукції і їх частки в собівартості продукції.

4.1.3.2. Виробництво піногуми за способом Талалая

Технологічний процес виробництва піногуми за способом Талалая включає наступні стадії:

• приготування латексних композицій;

• механічне спінювання латексної композиції;

• вакуумне розширення піни;

• заморожування піни і її желатинування;

• вулканізація полімеру зажелатинованої піни;

• промивка виробів;

• сушка виробів.

Процес із застосуванням хімічного спінювання, як морально застарілий, не розглядається.

4.1.3.2.1. Приготування латексних композиції

Рецептура латексних композицій представлена в табл.4.7. Технологія виготовлення композицій принципово не відрізняється від технології виготовлення композицій, що застосовуються при виробництві пінрогуми способом Данлоп.

Таблиця 4.7

Типові рецептури латексних композицій, що використовуються при виробництві піногуми за способом Талалая.

Найменування інгредієнтів	Дозування, частини маси сухого4 речовини на 100 частин маси сухої речовини латексу
Бутадієн-стирольний латекс типу СКС-С
Натуральний високоаміачний центрифугований латекс		—
40% розчин калієвого мила СЖК фракція С1(ГС13)	2,0	—
20% розчин олеату калія	—	2,5
Лаурілсульфат натрію	од	ОД
10% розчин гідроксиду калію	0,1	ОД
50% дисперсія сірки	2,2	2,2
40% дисперсія діетилдитіокарбамату цинку	2,5	2,5
40% дисперсія меркаптобензотиазола	1,0	1,0
40% дисперсія оксиду цинку	4,0	5,0
50% дисперсія проти старіння 2246	1,5	1,0
18% Акрилатна емульсія (АК-2Ш8,АК-24Ш)	0,5	0,6

Спочатку в ємність, встановлену на вагах завантажують синтетичний латекс і при перемішуванні вводять розчин мила, а потім натуральний латекс. Перемішування продовжують протягом 5... 10 хв. Потім послідовно при безперервному перемішуванні завантажують розчин гідроксиду калія, дисперсії сірки, прискорювачів, оксиду цинку, розчин лаурілсульфата і в кінці - акрилову емульсію. Перемішування продовжують 25...35 хв. Виготовлену латексну композицію піддають визріванню протягом 16...20 годин при температурі 20±3°С.

4.1.3.2.2. Спінювання латексної композиції

Спінювання латексної композиції здійснюють на вспінювателях безперервної дії, конструкція яких була описана раніше (розділ 4.1.3.1.2).

Технологія спінювання, практично, не відрізняється від технології спінювання, вживаної при виробництві піногуми способом Данлоп. Відмінність полягає в тому, що в змішувач вспінювателя в піну вводять не кремній фтористий натрій, а розчин пероксиду водню. Вважається [3, с. 216], що пероксид водню виконує роль мастила, полегшуючи витягання готового виробу з форми, хоча механізм такої дії пероксиду водню не ясний.

Кратність піни автоматично підтримують в межах 2,5...3,0, а задана густина піногуми визначається кількістю піни, що завантажується у форму, яка потім піддається вакуумному розширенню. Відсутність необхідності при виготовленні піногуми різної щільності змінювати при спінюванні кратність робить роботу вспінювателя стабільнішої, а відсутність в рецептурі кремнійфтористого натрію збільшує тривалість роботи вспінювателя між чищеннями.

4.1.3.2.3. Вакуумне розширення піни, її желатинування і вулканізація полімеру зажелатинованої піни

Вакуумне розширення піни, її желатинування і вулканізація полімеру зажелатинованої піни здійснюють у формі спеціальної конструкції, схема якої представлена на рис. 4.36. Внутрішні габарити форми дозволяють випускати піногуму у вигляді блоків розміром до
1900 х 1400 х 150 мм, знаходячи можливо застосування багатогніздної форми менших розмірів.

Форму встановлюють на двухчелюстний гідравлічний прес. Сама форма є своєрідним теплообмінником, що забезпечує циркуляцію теплоносіїв. Між зовнішньою 2 і внутрішньої 4 кришками, а також між зовнішнім 2 і внутрішнім 4 днищем форми є гумова ізоляційна прокладка 3. По периметру форми розташовані два жолоби. У зовнішній жолоб вмонтована гумова, теплостійка прокладка 5, а у внутрішній - напівпроникна паперова прокладка 6, проникна для повітря, але непроникна для латексу і піни. Гумова прокладка забезпечує герметичність форми при створенні вакууму, а паперова не дозволяє витікати піні при створенні вакууму усередині форми. Паперова прокладка замінюється після кожного технологічного циклу новою прокладкою. У кришці, днищі і бічних стінках форми є канали 5, по яких циркулює теплоносій. Як теплоносій застосовують водний розчин етилгліколя.

Завдяки великій кількості металевих стрижнів діаметром ~ 6 мм, розташованих на кришці і днищі форми на відстані ~ 10 мм, створюються сприятливі умови для

Рис. 4.36. Схема форми, вживаної в процесі Талалая: 1 - плити преса; 2 - зовнішня кришка форми; 3 - ізоляційна прокладка з гуми; 4 - внутрішня кришка форми; 5 - гумова прокладка, що забезпечує підтримку вакууму; 6 - напівпроникна паперова прокладка; 7 - вакуумний пристрій; 8 - канали для теплоносія

теплообміну і створення однорідного температурного поля в піні при її желатинуванні і вулканізації. Залежно від необхідної щільності піногуми |оператор заливає у форму певну кількість піни, заздалегідь встановивши в жолоб форми паперову прокладку, і закриває кришку форми. З цієї миті процес здійснюється в автоматичному режимі.

У сорочку форми подають теплоносій з температурою 4±3,0°С, а у формі створюють вакуум ~700 мм ртутного стовпа. Через паперову прокладку повітря відкачується з форми і протягом 2...3 хвилин відбувається розширення піни, яка заповнює весь внутрішній об'єм форми. Після закінчення розширення піни в сорочку форми подається теплоносій, що має температуру мінус ЗО±2°С.

Протягом 8...9 хвилин відбувається заморожування піни. Під час заморожування піни у формі підтримується вакуум. Після закінчення заморожування піни лінію вакуум відсмоктування відключають і у форму протягом 5...б хвилин подають під тиском - 2 кг/см² двооксид вуглецю. Протягом цих 5...6 хвилин в сорочці форми продовжує циркулювати теплоносій з температурою мінус 30±2°С.

Під дією двооксиду вуглецю відбувається зниження рН| піни і відбувається її желатинування.

Для відтаювання зажелатинованої |піни і поступового збільшення її температури в сорочку форми послідовно подають протягом 1,5...2 хвилин теплоносій з температурою 4±3°С, а потім протягом 1,5...2 хвилин —теплоносій з температурою 38±2°С.

Вулканізацію полімеру зажелатинованої піни здійснюють протягом 9... 10 хвилин при температурі теплоносія 110±2°С.

Після закінчення процесу вулканізації в сорочку форми протягом 1,5...2 хвилин подають для охолоджування теплоносій з температурою 38±2°С, і потім кришка форми відкривається, при цьому циркуляцію теплоносія з температурою 38±2°С продовжують.

Виріб, що утримується металевими стрижнями на кришці форми, знімають вручну і транспортують на промивку і сушку. Після цього цикл повторюється. Тривалість циклу 30...40 мин.

Створення вакууму, подача теплоносія з різними температурами, подача вуглекислого газу забезпечується спеціальним устаткуванням, до складу якого входять: установки для охолоджування і нагріву теплоносіїв, вакуум-установка, установки для зберігання, редукування і подачі вуглекислого газу, системи автоматики, що забезпечують задані технологічні параметри процесу.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Промивка виробів	\|	Промивка і сушка виробів, отриманих способом Талалая

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.007 сек.