想要增加一個公司的利潤，可能會使用很多策略，以便能夠跨涉多種業(yè)務(wù)區(qū)域，例如減少庫存，從供應(yīng)商那里協(xié)商更低的價格，或者強(qiáng)化銷售工作，不一而足。

 

       至于運營，固定設(shè)備已經(jīng)就緒，因此是沉沒成本。此時，增加盈利能力通常依賴于資產(chǎn)的最大產(chǎn)率。就讓今天的這篇文章教你：如何通過在雙螺桿中優(yōu)化喂料來賺更多的錢！

 

       一、雙螺桿擠出機(jī)如何減少成本？

 

       對于雙螺桿擠出機(jī)加工，通過增加產(chǎn)率就很容易做到這一點，由此分?jǐn)傔\營成本（折舊，勞動力，維修等），通過在同樣的單位時間內(nèi)生產(chǎn)更大量的產(chǎn)品。

 

       另一個減少成本的備用方案是，在將原材料加工為成品時增加能量效率。但在能量相對便宜的國家，通過增加能量效率相比于產(chǎn)率增加是較小的。但是，通過削減能耗，可以實現(xiàn)別的好處，例如減少碳足跡和改進(jìn)公眾形象。但是，在某些情況下，既能增加產(chǎn)率，又能減少比能耗。

 

       二、雙螺桿擠出機(jī)增加產(chǎn)量中的限制因素？

 

       說到增加產(chǎn)量，首先要找到是什么限制了產(chǎn)量。對于雙螺桿擠出機(jī)工藝來說，限制可能無處不在，從貫穿加工段位的喂料系統(tǒng)到下游設(shè)備。

 

       例如，難以處理的材料可能粘附或難以流過喂料設(shè)備，限制了它們加料到雙螺桿擠出機(jī)的速率；在加工部位，一個設(shè)計不合理的熔融段可能不能夠完全熔融聚合物，從而不能達(dá)到某個產(chǎn)率以上的水平；具有高能耗要求才能熔融的材料，可能受限于馬達(dá)和齒輪箱組合所能提供的動力能力。

 

       下游設(shè)備的限制包括：在高粘材料和限制性口模條件下的高的加料壓力；在設(shè)備冷卻能力不足條件下的造粒溫度。只有這些限制被理解了，才能采取措施解決這些問題。這個過程是一個連續(xù)改進(jìn)的過程，其中，當(dāng)一個限制條件被消除，在更高產(chǎn)量下的另一個限制條件才能被發(fā)現(xiàn)。

 

       三、喂料系統(tǒng)

 

       1、針對材料的不同特性，選擇適合的喂料設(shè)備很關(guān)鍵！

 

       為了達(dá)到最高的產(chǎn)率，喂料設(shè)備必須精準(zhǔn)和持續(xù)地對擠出機(jī)進(jìn)行喂料。為此，喂料系統(tǒng)根據(jù)材料和喂料產(chǎn)率（見圖 1）進(jìn)行設(shè)計。

 

    

 

 

       易于流態(tài)化的粉末要處理好，就要使用雙螺旋、窄螺距、凹式喂料器，因為較小的間隙和較長的卸料路徑將會減輕流態(tài)化行為。

 

       固體聚合物粒子會在螺紋之間的緊密間隙中受到妨礙，所以，采用粗螺距、單螺旋喂料器，會有利于顆粒料的喂進(jìn)。別的材料，諸如濕的或有粘著力的團(tuán)聚體，適用于帶式喂料器而不是螺旋喂料器。

 

       對于易于架橋、形成鼠洞或粘附料斗的材料，需要攪拌裝置使得產(chǎn)品持續(xù)流動。通常是用一些類型的機(jī)械攪拌器完成這個工作。這種方法的一個副作用是，它會把粘性材料壓緊，當(dāng)切換不同材料時，增加了清掃時間。

 

       而替代機(jī)械攪拌的一個設(shè)備是 Acti Flow 系統(tǒng)，它通過一個智能驅(qū)動裝置工作，附著在喂料料斗的外側(cè)。該裝置基于變化的材料流動情況，連續(xù)優(yōu)化頻率和振幅，反饋給喂料控制器，以消除來自于喂料傳感器信號的震動噪音。

 

       2、喂料系統(tǒng)的優(yōu)化

 

       除了選用最適于材料的喂料設(shè)備外，還要花時間考慮喂料控制系統(tǒng)。一個例子是自動料斗-補充控制。如果料斗補料過于頻繁，那么，控制器就會花較少的時間測量單位時間內(nèi)減少的重量，這將減少喂料器的精度。

 

       另一方面，假如料斗下料太慢，在補料過程中落入料斗的材料的突然增壓會引起材料波動導(dǎo)入螺旋，對于低的堆密度和易于流態(tài)化的材料，尤其是這樣。當(dāng)這種材料波動進(jìn)入擠出機(jī)時，它會引起馬達(dá)負(fù)荷的瞬時增加，擠出機(jī)控制顯示屏上的扭矩增加就是明證。這種扭矩陡升不可能超過 100 % 的擠出機(jī)容許扭矩，否則互鎖裝置將會停掉擠出機(jī)以避免過載。

 

       因此，標(biāo)準(zhǔn)的加工運行扭矩必須保持較低，從而為這些潛在的陡升留有空間。

 

       因喂料系統(tǒng)優(yōu)化而增加的獲利可以通過增加的產(chǎn)率加以計算。這種計算的一個例子示于表 1：

 

 

 

       其中采用的是一個雙螺桿擠出機(jī)加工一種聚烯烴母粒，利潤幅度在 10 ¢/kg。在這個例子中，一個在補料中存在波動的喂料機(jī)被替代以一種最適應(yīng)材料的喂料機(jī)，允許產(chǎn)量從 2000 kg/hr 增加到 2300 kg/hr （4409 to 5070 lb/hr）。這產(chǎn)生了一個可能 $ 180,000 的額外年度利潤，超過新喂料機(jī)成本的四倍。此外，由于擠出機(jī)充滿度增加，材料的比機(jī)械能投入減少。這導(dǎo)致節(jié)能 5 % 或 138 MWh/年。

 

       四、喂料進(jìn)料

 

       喂料系統(tǒng)將材料輸送到擠出機(jī)后，材料必須輸送到下游的喂料進(jìn)料區(qū)。當(dāng)喂料進(jìn)料區(qū)沒有足夠的空間輸送材料時，就會出現(xiàn)對產(chǎn)率的限制。決定喂料進(jìn)料區(qū)的輸送能力的因素包括：螺紋的自由體積，區(qū)域內(nèi)螺紋元件螺距，螺桿速度以及一些與產(chǎn)品相關(guān)的參數(shù)。

 

       在一個標(biāo)準(zhǔn)雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)的自由截面面積是固定的。當(dāng)生產(chǎn)新的擠出機(jī)時，考慮到具有更大的外徑/內(nèi)徑比的擠出機(jī)，將具有更多的自由體積，這一點很重要。產(chǎn)品參數(shù)與原材料在選擇上有關(guān)，因為采購或產(chǎn)品質(zhì)量原因，變化常常變得復(fù)雜。

 

       因此，在現(xiàn)有機(jī)器上可以優(yōu)化的參數(shù)是螺紋元件的螺距和螺桿速度。增加螺桿速度一般會對材料產(chǎn)生一個較高的能量輸入。這種能量增加會部分地被喂料速率增加而抵消。但是，在增加螺桿速度時，這種增加會趨于變小。這導(dǎo)致了一個較高的熔體溫度，連同別的原因，這可能會在切粒或產(chǎn)品質(zhì)量上造成問題。

 

       增加喂料進(jìn)料區(qū)的螺紋間距是最無害的改變。一般來說，我們推薦在喂料進(jìn)料區(qū)的起始部分，總是使用最寬的螺距。當(dāng)喂入粉末時，特別是低堆密度或易于流態(tài)化的粉末時，會產(chǎn)生喂料進(jìn)料限制，因為當(dāng)粉末從喂料機(jī)落入擠出機(jī)時，會存在困氣。

 

       1、如何減少困氣現(xiàn)象？

 

       在典型的聚合物加工中，有一個熔融區(qū)，包含一段充滿聚合物的捏合塊。由于這段擠出機(jī)被完全充滿，困住的空氣移動到下游通過具有熔融聚合物的熔體密封層。相反，它被迫通過最近的上游開口逸出（圖 2）。結(jié)果，在進(jìn)入的原材料與存在的困氣之間存在一個競爭性的流動。

 

 

 

       減少困氣量的一個方法是，將粉末喂料器置于與擠出機(jī)同樣的豎直水平，盡可能地接近喂料料斗。這樣將縮小落差，減少空氣受困數(shù)量。

 

       另一個策略是，設(shè)計排氣口，通入體系中，給空氣以替代性的逸出路徑。一個排氣口可以安裝到喂料料斗身上。為了增加效果，料斗應(yīng)該這樣設(shè)計，以便喂料器把物料卸入到料斗底部一側(cè)，這一位于雙螺桿對的下旋螺桿的同一側(cè)，排氣口架在料斗的另一側(cè)。這允許空氣與流到擠出機(jī)的聚合物分開流動。（圖 3）

 

 

 

       安裝排氣口的另一個位置是在雙螺桿擠出機(jī)中，位于喂料機(jī)筒的上游。困住的空氣可以輕易在螺桿中往后流回到機(jī)筒的上游排氣口。而固體粉末被螺桿輸送到下游。這三種策略可以單獨使用或彼此平行使用。

 

       另一個高度有效的將粉末加入到雙螺桿擠出機(jī)的技術(shù)是使用喂料強(qiáng)化技術(shù)（FET）。

 

       在這種技術(shù)中，通過一個微孔過濾器安裝于機(jī)筒壁上，由此施加一個真空。空氣被除去，同時粉末留在機(jī)筒內(nèi)。它的工作原理主要是在機(jī)筒上形成一個材料餅，增加了在機(jī)筒上的摩擦系數(shù)。這增加了輸送效率。第二個效果是從粉末中除掉了困住的空氣，減少了物料的體積。

 

       FET 技術(shù)效果的對于所有材料不是都是一樣的，主要取決于堆密度和粒子尺寸之類的特性。對于滑石粉，證明可以增加產(chǎn)率達(dá) 250 %，而碳酸鈣幾乎不增加產(chǎn)率。該技術(shù)的限制是，只能用于未熔融的干粉末存在的區(qū)段。濕的或熔融材料將堵塞濾網(wǎng)；并且，大的固體粒子，例如顆粒，會破壞這一技術(shù)。對于共混工藝，該技術(shù)一般使用于側(cè)喂料機(jī)筒，盡管它也用于主喂料機(jī)筒。

 

       要計算安裝 FET，可以考慮一個 45 mm 雙螺桿擠出機(jī)共混填充 40 % 滑石粉聚丙烯用于汽車的例子（表 2）。

 

 

 

       上述這些例子闡明在雙螺桿擠出喂料工藝中的一些常見限制。有更多的地方會發(fā)生限制。首要原則是，甄別限制，理解它，并實施一個方案，然后重復(fù)尋找下一個限制，該原則適用于本文中沒有討論過的那些限制。諸如能量成本、利潤和銷售過剩產(chǎn)量的能力等因素。這些計算可提供框架以合理討論優(yōu)化。當(dāng)然對于工藝優(yōu)化建議，雙螺桿擠出機(jī)制造商將是最好的第一建議人。

 

       轉(zhuǎn)自——鏈塑網(wǎng)公眾號

 

我司供應(yīng) CPE/BOPE 薄膜用——超透超低霧度防粘連劑 SILTON JC 硅酸鋁鹽系列

 

依據(jù)廣告法，可能是目前最好的選擇

 

技術(shù)咨詢：張凱，13825504923

 

出貨事宜：程明，13825501180

 

 

< 返回 >