面對日益嚴(yán)重的白色污染問題，各國對可降解塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都很重視。國家發(fā)改委、工信部均大力鼓勵可降解塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，吉林、海南三亞也已實(shí)行了嚴(yán)格的“禁塑令”。市場上主流的可降解材料主要有聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚碳酸亞丙酯(PPC)等，但因其制造成本昂貴，市場價格大多在2～3萬元/噸，市場推廣難度較大。面對此類嚴(yán)峻問題，如何尋求一種新型低成本的可降解材料已經(jīng)成為擺在行業(yè)面前的一大課題。
    在現(xiàn)有化工技術(shù)條件下，聚乙醇酸是已知的一種單元碳數(shù)zui少，具有可完全分解的酯結(jié)構(gòu)，降解速度zui快的脂肪族聚酯類高分子材料，還可以通過乙二醇裝置聯(lián)產(chǎn)乙醇酸甲酯再進(jìn)行聚合生成。聚乙醇酸作為一種新型環(huán)?？山到獠牧弦咽艿絿艺叩墓膭詈椭С?。

    聚乙醇酸(PGA)，也稱聚乙交酯，又稱聚羥基乙酸，是zui簡單的線性脂肪族聚酯。該材料不僅具有簡單規(guī)整的線性分子結(jié)構(gòu)，主鏈上還具有可完全分解酯基化學(xué)基團(tuán)，是一種高結(jié)晶、可生物降解的脂肪族聚合物，具有良好生物降解性和生物相容性，同時具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的可成型性以及優(yōu)良的氣體阻隔性。在乙二醇聯(lián)產(chǎn)工藝中， 由草酸二甲酯與氫氣反應(yīng)生成乙醇酸甲酯，再由乙醇酸甲酯脫醇生成乙醇酸甲酯低聚物，解聚反應(yīng)后生成乙交酯，乙交酯再經(jīng)過開環(huán)聚合后便可得到高分子量的PGA。在此生產(chǎn)過程中，乙交酯的純度對PGA的分子量具有非常重要的影響，為此聚乙醇酸行業(yè)急需一種乙交酯干燥設(shè)備，通過對乙交酯進(jìn)行干燥提純，為后續(xù)乙交酯的開環(huán)聚合創(chuàng)造條件，達(dá)到提高PGA產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

現(xiàn)有聚乙醇酸PGA單體乙交酯干燥設(shè)備的流程設(shè)計
    現(xiàn)有乙交酯干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。其上部為兩級料倉，料倉Ⅰ具有攪拌功能，可以防止?jié)窳铣练e粘結(jié)，料倉Ⅱ中保持合適的料位以保證真空系統(tǒng)的真空度；料倉Ⅱ下布置有螺旋進(jìn)料器(保證物料均勻進(jìn)料)和球閥(具有及時停止進(jìn)料的作用)，用于將料倉和臥式雙軸干燥機(jī)進(jìn)料端相連。物料進(jìn)入干燥機(jī)中依次經(jīng)過耙齒區(qū)和槳葉區(qū)進(jìn)行逐步干燥，經(jīng)U形結(jié)構(gòu)保證足夠的停留時間后逐漸由排料板排出設(shè)備進(jìn)入緩沖罐；干燥機(jī)上部布置四組布袋除塵器以達(dá)到清洗尾氣和回收溶劑的作用；緩沖罐通過行星卸料閥連接到出料倉，出料倉上端連接布袋過濾器用于過濾干燥后的物料粉塵。

現(xiàn)有聚乙醇酸PGA單體乙交酯干燥設(shè)備的工作原理
    臥式雙軸干燥機(jī)主要由殼體、端蓋、夾套、傳動鏈輪、攪拌軸和葉片組成。干燥機(jī)的第 一攪拌系統(tǒng)設(shè)于殼體內(nèi)的一側(cè)，包括進(jìn)料軸、進(jìn)料刮刀、槳葉和耙齒；進(jìn)料軸與殼體連接，槳葉和耙齒設(shè)于進(jìn)料軸上，進(jìn)料軸、槳葉和耙齒的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，并填充有加熱介質(zhì)；進(jìn)料刮刀設(shè)于進(jìn)料軸的一端。 第二攪拌系統(tǒng)設(shè)于殼體內(nèi)的另一側(cè)，包括出料軸、出料刮刀、槳葉和耙齒；出料軸與殼體連接，槳葉和耙齒設(shè)于出料軸上，出料軸、槳葉和耙齒的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，并填充有加熱介質(zhì)；出料刮刀設(shè)于出料軸的一端。
    在實(shí)際工作中，首先需要對臥式雙軸干燥機(jī)進(jìn)行抽真空操作。進(jìn)料軸和出料軸開始攪拌后，物料從進(jìn)料口進(jìn)入，進(jìn)料刮刀可防止物料停留在殼體一端的端蓋上，同時在進(jìn)料軸前端耙齒的攪拌作用下，物料逐漸進(jìn)入槳葉區(qū)，槳葉上分布有方向性的非金屬刮板從而推動物料前進(jìn)，物料在槳葉區(qū)進(jìn)行充分預(yù)熱，當(dāng)物料隨耙齒轉(zhuǎn)動到進(jìn)料軸后端的耙齒時，在出料刮刀的作用下進(jìn)入出料軸側(cè)進(jìn)行二次干燥，并繼續(xù)隨著出料軸的轉(zhuǎn)動到達(dá)出料口，以此形成物料的U形行程。

    整套乙交酯干燥設(shè)備的工作原理為：來自上游的乙交酯通過上游設(shè)備進(jìn)入料倉，料倉設(shè)置刮料軸將物料均勻送入干燥機(jī)的給料裝置，物料經(jīng)過給料裝置后進(jìn)入真空連續(xù)干燥機(jī)內(nèi)，乙交酯在干燥機(jī)內(nèi)與通有熱水的葉片充分接觸干燥，使物料中的濕分被不斷被蒸發(fā)，完成干燥后的乙交酯從干燥機(jī)入口向出口方向運(yùn)動，當(dāng)物料到達(dá)干燥機(jī)出口時成為溶劑含量小于2000ppm(1ppm=0.001‰)的產(chǎn)品；產(chǎn)品從干燥機(jī)下料口進(jìn)入一級出料倉并通過一級旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入二級出料倉，再經(jīng)二級出料倉的旋轉(zhuǎn)閥后進(jìn)入下游氣力輸送入口。干燥尾氣經(jīng)布袋除塵器凈化后通過一級真空泵組和文丘里洗滌器進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，尾氣經(jīng)過文丘里和洗滌塔的二級洗滌后利用兩級換熱器對尾氣進(jìn)行二次冷卻，冷卻后的尾氣和少量溶劑通過真空泵排出，zui后進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)。

    常州百得在單錐干燥機(jī)的工藝結(jié)構(gòu)上進(jìn)行進(jìn)一步的探索和研究，對結(jié)構(gòu)工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計與改進(jìn)，研制成功了新型重載式真空單錐干燥機(jī)(發(fā)明專 利號：202111275944.6)，通過在下錐體內(nèi)設(shè)置了雙內(nèi)加熱螺帶攪拌器，尤其是設(shè)置了變螺距螺帶,從而運(yùn)轉(zhuǎn)時螺帶帶面上的各點(diǎn)線速度不同，物料在其作用下產(chǎn)生了不規(guī)則的對流、剪切、摻混、擴(kuò)散，形成全方位的三維運(yùn)動，而且內(nèi)加熱螺帶還設(shè)置了新型內(nèi)傾斜式結(jié)構(gòu)，可有效解決物料粘結(jié)設(shè)備筒體內(nèi)壁問題，適用性強(qiáng)，粘度大、熱穿透性差，易滾球、易抱團(tuán)成塊的物料能得到高效的強(qiáng)制傳熱性能。

新型重載式真空單錐干燥機(jī) 結(jié)構(gòu)改進(jìn)與工藝調(diào)整
    針對熱敏性工程改性塑料等物料，我們從以下兩點(diǎn)出發(fā)，對真空單錐干燥機(jī)結(jié)構(gòu)及工藝進(jìn)行改進(jìn)：
    (1) 增加整個設(shè)備的換熱面積，這樣可以加快干燥速度，提高效率。
    通過研究分析，我公司采用將加熱介質(zhì)通入攪拌螺帶來提高換熱面積的方法，加熱介質(zhì)沿軸和螺帶腔體進(jìn)行循環(huán)換熱，這樣，在螺帶轉(zhuǎn)動過程中，瞬時的換熱面積比理論換熱面積還將增加約40%。 在這個改進(jìn)過程中，我們將螺帶和軸做成中空，軸中間帶有中心管，軸頂端配旋轉(zhuǎn)接頭來實(shí)現(xiàn)整個過程。在中心管的設(shè)計上，要注意考慮中心管底部在軸中的深度，而且中心管內(nèi)的截面積要小于空心熱軸的流道截面積，防止出現(xiàn)螺帶內(nèi)熱介質(zhì)無法循環(huán)的問題；此外空心螺帶的制作要求非常嚴(yán)格，不得有泄漏，整條螺帶焊接完畢后做壓力試驗(yàn)，如果出現(xiàn)漏點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊后繼續(xù)試壓。

    (2) 干燥過程錐形筒體內(nèi)抽真空，在負(fù)壓狀態(tài)下溶點(diǎn)沸點(diǎn)都隨著真空度的提高而降低，同時用真空泵間隙抽濕降低濕份含量，使得物料內(nèi)水等溶液獲得足夠的動能脫離物料表面。
    通過計算，錐形筒體結(jié)構(gòu)按壓力容器設(shè)計；并在封頭上加布袋除塵器并預(yù)留抽真空口，除塵器帶有反吹口，由電磁脈沖閥定時對布袋進(jìn)行反吹，保持布袋的清潔度；將普通取樣閥改為真空取樣閥，這樣在整個取樣過程可以不影響錐形筒體內(nèi)的真空度；密封結(jié)構(gòu)由原來的填料密封改為機(jī)械密封，并且要考慮機(jī)械密封、軸承和軸之間的熱膨脹間隙。

    所有結(jié)構(gòu)按要求改進(jìn)后對設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)及壓力試驗(yàn)，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，氣密性較高。加入同種熱敏性物料進(jìn)行試驗(yàn)，我們可以得出結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后的參數(shù)可以看出，換熱面積比原來增加23%，干燥時間比原來縮短0.9h，干燥效率比改進(jìn)前提高了一倍，而且物料物理化學(xué)性質(zhì)均滿足工藝要求。


    改進(jìn)后的新型重載式真空單錐干燥機(jī)工作效率大幅提升，不僅可以用于聚乙醇酸PGA單體乙交酯等熱敏性物料的干燥，還可以用于粉體和粉體、粉體和液體的混合、反應(yīng)與干燥；并且徹底改變了傳統(tǒng)干燥設(shè)備體積大、能耗高、工時長、效率低、噪音高、易結(jié)塊、多漏點(diǎn)以及清潔維護(hù)不便等缺陷；是目前同類設(shè)備中能耗低、效率高、效果好的一款多用途干燥設(shè)備，常州百得還在單錐干燥機(jī)的工藝結(jié)構(gòu)上進(jìn)行進(jìn)一步的探索和研究，在現(xiàn)有的一機(jī)多能的基礎(chǔ)上展開思路，開發(fā)出新的結(jié)構(gòu)，例如可以考慮將單錐干燥機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橥插F式反應(yīng)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等多功能一體機(jī)，可以滿足溶劑分離、提取，固液置換、干燥等工藝要求，真正實(shí)現(xiàn)多能一體機(jī)在工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。

    未來，常州百得將在單錐干燥機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)上投入更多的資源，為行業(yè)發(fā)展注入更多科技活力，助合作伙伴打通更多的發(fā)展通道，一起向智能化制造業(yè)邁進(jìn)！



    常州百得致力于推動閉路循環(huán)干燥機(jī)、多功能過濾洗滌干燥機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新，珍視客戶給予的充分信賴。知識產(chǎn)權(quán)是百得干燥和客戶共同的生命線。在常州百得，我們堅持誠實(shí)敬業(yè)的立業(yè)之本，堅持對侵權(quán)行為零容忍，嚴(yán)厲打擊任何侵犯知識產(chǎn)權(quán)的犯罪行為。這是常州百得至高的責(zé)任、義務(wù)和承諾。我們必須精誠回報客戶的信任，徹底杜絕任何侵權(quán)行為。