常州市百得干燥工程有限公司

    面對日益嚴重的白色污染問題，各國對可降解塑料產業的發展都很重視。國家發改委、工信部均大力鼓勵可降解塑料產業的發展，吉林、海南三亞也已實行了嚴格的“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。面對此類嚴峻問題，如何尋求一種新型低成本的可降解材料已經成為擺在行業面前的一大課題。
    在現有化工技術條件下，聚乙醇酸是已知的一種單元碳數zui少，具有可完全分解的酯結構，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產乙醇酸甲酯再進行聚合生成。聚乙醇酸作為一種新型環?？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整的線性分子結構，主鏈上還具有可完全分解酯基化學基團，是一種高結晶、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，同時具有較高的機械強度、優異的可成型性以及優良的氣體阻隔性。在乙二醇聯產工藝中， 由草酸二甲酯與氫氣反應生成乙醇酸甲酯，再由乙醇酸甲酯脫醇生成乙醇酸甲酯低聚物，解聚反應后生成乙交酯，乙交酯再經過開環聚合后便可得到高分子量的PGA。在此生產過程中，乙交酯的純度對PGA的分子量具有非常重要的影響，為此聚乙醇酸行業急需一種乙交酯干燥設備，通過對乙交酯進行干燥提純，為后續乙交酯的開環聚合創造條件，達到提高PGA產品質量的目的。

現有聚乙醇酸PGA單體乙交酯干燥設備的流程設計
    現有乙交酯干燥設備結構示意圖如圖所示。其上部為兩級料倉，料倉Ⅰ具有攪拌功能，可以防止濕料沉積粘結，料倉Ⅱ中保持合適的料位以保證真空系統的真空度；料倉Ⅱ下布置有螺旋進料器(保證物料均勻進料)和球閥(具有及時停止進料的作用)，用于將料倉和臥式雙軸干燥機進料端相連。物料進入干燥機中依次經過耙齒區和槳葉區進行逐步干燥，經U形結構保證足夠的停留時間后逐漸由排料板排出設備進入緩沖罐；干燥機上部布置四組布袋除塵器以達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。

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

    整套乙交酯干燥設備的工作原理為：來自上游的乙交酯通過上游設備進入料倉，料倉設置刮料軸將物料均勻送入干燥機的給料裝置，物料經過給料裝置后進入真空連續干燥機內，乙交酯在干燥機內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，完成干燥后的乙交酯從干燥機入口向出口方向運動，當物料到達干燥機出口時成為溶劑含量小于2000ppm(1ppm=0.001‰)的產品；產品從干燥機下料口進入一級出料倉并通過一級旋轉閥進入二級出料倉，再經二級出料倉的旋轉閥后進入下游氣力輸送入口。干燥尾氣經布袋除塵器凈化后通過一級真空泵組和文丘里洗滌器進入尾氣處理系統，尾氣經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后進入后續處理系統。

    常州百得在單錐干燥機的工藝結構上進行進一步的探索和研究，對結構工藝進行優化設計與改進，研制成功了新型重載式真空單錐干燥機(發明專 利號：202111275944.6)，通過在下錐體內設置了雙內加熱螺帶攪拌器，尤其是設置了變螺距螺帶,從而運轉時螺帶帶面上的各點線速度不同，物料在其作用下產生了不規則的對流、剪切、摻混、擴散，形成全方位的三維運動，而且內加熱螺帶還設置了新型內傾斜式結構，可有效解決物料粘結設備筒體內壁問題，適用性強，粘度大、熱穿透性差，易滾球、易抱團成塊的物料能得到高效的強制傳熱性能。

新型重載式真空單錐干燥機 結構改進與工藝調整
    針對熱敏性工程改性塑料等物料，我們從以下兩點出發，對真空單錐干燥機結構及工藝進行改進：
    (1) 增加整個設備的換熱面積，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通入攪拌螺帶來提高換熱面積的方法，加熱介質沿軸和螺帶腔體進行循環換熱，這樣，在螺帶轉動過程中，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，軸頂端配旋轉接頭來實現整個過程。在中心管的設計上，要注意考慮中心管底部在軸中的深度，而且中心管內的截面積要小于空心熱軸的流道截面積，防止出現螺帶內熱介質無法循環的問題；此外空心螺帶的制作要求非常嚴格，不得有泄漏，整條螺帶焊接完畢后做壓力試驗，如果出現漏點進行補焊后繼續試壓。

    (2) 干燥過程錐形筒體內抽真空，在負壓狀態下溶點沸點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，錐形筒體結構按壓力容器設計；并在封頭上加布袋除塵器并預留抽真空口，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的真空度；密封結構由原來的填料密封改為機械密封，并且要考慮機械密封、軸承和軸之間的熱膨脹間隙。

    所有結構按要求改進后對設備進行試運轉及壓力試驗，運轉穩定，氣密性較高。加入同種熱敏性物料進行試驗，我們可以得出結構改進前后的參數可以看出，換熱面積比原來增加23%，干燥時間比原來縮短0.9h，干燥效率比改進前提高了一倍，而且物料物理化學性質均滿足工藝要求。


    改進后的新型重載式真空單錐干燥機工作效率大幅提升，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、反應與干燥；并且徹底改變了傳統干燥設備體積大、能耗高、工時長、效率低、噪音高、易結塊、多漏點以及清潔維護不便等缺陷；是目前同類設備中能耗低、效率高、效果好的一款多用途干燥設備，常州百得還在單錐干燥機的工藝結構上進行進一步的探索和研究，在現有的一機多能的基礎上展開思路，開發出新的結構，例如可以考慮將單錐干燥機轉變為筒錐式反應、結晶、過濾、洗滌、干燥等多功能一體機，可以滿足溶劑分離、提取，固液置換、干燥等工藝要求，真正實現多能一體機在工業化生產中的應用。

    未來，常州百得將在單錐干燥機的研發和生產上投入更多的資源，為行業發展注入更多科技活力，助合作伙伴打通更多的發展通道，一起向智能化制造業邁進！



    常州百得致力于推動閉路循環干燥機、多功能過濾洗滌干燥機的技術創新，珍視客戶給予的充分信賴。知識產權是百得干燥和客戶共同的生命線。在常州百得，我們堅持誠實敬業的立業之本，堅持對侵權行為零容忍，嚴厲打擊任何侵犯知識產權的犯罪行為。這是常州百得至高的責任、義務和承諾。我們必須精誠回報客戶的信任，徹底杜絕任何侵權行為。