PET結晶攪拌干燥，PET攪拌干燥機，PET切片

針對PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）的結晶攪拌干燥工藝，需結合PET的物理化學特性（如高熔點、吸濕性、結晶行為）設計專用設備與工藝。以下從**工藝原理、設備設計要點、核心參數、處理能力影響因素**四方面展開說明：

### 一、PET結晶攪拌干燥的核心原理  

#### 1. **預處理目的**  

  - **結晶化**：PET顆粒在無定形狀態下吸濕性強（平衡含水率約0.4%），且熔融加工（如注塑、擠出）時易因殘留水分發生水解降解。通過**預結晶**（160-200℃）使顆粒結晶度提升至30%-40%，減少顆粒間粘連，同時提高后續干燥效率（結晶區水分擴散速率高于無定形區）。  

  - **深度干燥**：將含水率從0.4%降至50ppm以下（視加工要求，瓶級PET需≤30ppm），避免高溫熔融時水解導致分子量下降、制品性能劣化。  

#### 2. **工藝分段實現**  

  - **結晶階段**：  

    - 加熱至結晶溫度（180-220℃，避開玻璃化轉變溫度70℃和熔點250℃），通過攪拌使顆粒均勻受熱，促進晶體成核與生長，防止局部過熱粘連。  

    - 攪拌作用：破碎顆粒團聚，增大氣固接觸面積，加速熱量/質量傳遞。  

  - **干燥階段**：  

    - 通入低露點干燥空氣（露點≤-40℃），在結晶顆粒表面形成濕度梯度，使內部水分擴散至表面并被帶走。  

    - 溫度控制在160-180℃（略低于結晶溫度），避免過度結晶導致顆粒硬脆，同時保證水分脫除驅動力。  

### 二、PET結晶攪拌干燥設備設計要點  

#### 1. **材質與結構**  

  - **腔體材質**：內壁采用316L不銹鋼或鍍特氟龍，避免金屬離子催化PET降解；鏡面拋光處理（Ra≤0.8μm），減少物料滯留與粘連。  

  - **攪拌系統**：  

    - **葉片設計**：采用螺帶式或槳式葉片，邊緣倒圓處理，轉速5-30rpm（低速防顆粒破碎，高速保障混合均勻性）。  

    - **驅動方式**：伺服電機+擺線針輪減速機，支持無級調速，適應不同結晶階段的攪拌需求（結晶初期需高速分散，后期低速維持流動）。  

  - **密封與保溫**：  

    - 雙機械密封+氮氣吹掃，防止外界濕氣滲入；夾層保溫層厚度≥50mm，控溫精度±1℃，減少能耗。  

#### 2. **除濕干燥系統**  

  - **除濕單元**：采用蜂巢式分子篩轉輪（吸濕容量≥1.2gH?O/kg分子篩），連續再生模式，露點穩定在-50℃以下，適應PET對極低含水率的需求。  

  - **風量與風速**：  

    - 風量按物料體積流量設計（推薦0.5-1.5m3/(kg·h)），風速0.3-0.8m/s（避免顆粒被氣流夾帶，同時保證顆粒處于“微流化”狀態，增強氣固接觸）。  

  - **余熱回收**：干燥尾氣熱量（140-180℃）通過板式換熱器預熱新風，節能30%-40%。  

#### 3. **智能化控制**  

  - **分段程序**：預設“預熱-結晶-干燥-冷卻”四階段工藝曲線，可自定義各階段溫度、時間、攪拌轉速、風量。  

  - **在線監測**：  

    - 紅外水分儀實時監測出口空氣濕度，動態調整干燥時間；  

    - 壓力傳感器監測腔體壓差，預警濾網堵塞（濾網精度5μm，防止粉塵污染）。  

### 三、PET結晶攪拌干燥核心技術參數  

| **參數類別**       | **典型范圍**                          | **關鍵作用**                                                                 |  

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| **溫度控制**       | 結晶段：180-220℃；干燥段：160-180℃    | 結晶段溫度影響晶體尺寸與分布，干燥段溫度決定水分擴散速率，需避免接近熔點（250℃）導致熔融 |  

| **露點**           | ≤-40℃（通常-50℃~-60℃）                | 露點越低，干燥空氣吸濕能力越強，滿足PET極低含水率要求（≤50ppm）              |  

| **攪拌轉速**       | 5-30rpm                               | 低速（5-15rpm）防顆粒破碎，高速（15-30rpm）促進結晶均勻性，需匹配顆粒粒徑（通常0.8-3mm） |  

| **裝載率**         | 50%-70%（容積比）                     | 過高（>70%）導致攪拌阻力增大、氣流短路；過低（<50%）浪費能耗，推薦60%左右*佳   |  

| **處理周期**       | 4-8h（視初始含水率與目標結晶度）      | 初始含水率0.4%→目標50ppm：干燥時間占比60%-70%；結晶時間2-3h（含升溫階段）     |  

| **風量**           | 10-30m3/(h·kg物料)                    | 單位物料風量越大，干燥速率越快，但需考慮能耗與設備壓降（推薦壓損≤2kPa）        |  

### 四、PET結晶攪拌干燥處理能力影響因素  

#### 1. **物料特性**  

  - **初始含水率與形態**：  

    - 切片（顆粒均勻）比破碎料處理能力高20%以上（破碎料表面積大，易粘連，攪拌阻力大）；  

    - 潮濕物料（含水率>0.5%）需延長干燥時間，且可能因結塊導致局部干燥不達標。  

  - **目標結晶度**：  

    - 結晶度從20%提升至40%，結晶時間增加50%-80%（晶體生長后期阻力增大），總處理能力下降。  

#### 2. **設備配置**  

  - **腔體尺寸與攪拌效率**：  

    - 直徑/高度比1:1.5-2，確保氣流與物料逆流接觸充分；  

    - 攪拌葉片與腔體間隙≤2mm，避免物料滯留“死區”（死區占比每增加10%，處理能力下降5%-8%）。  

  - **除濕系統性能**：  

    - 分子篩吸濕效率下降10%（如使用超過2000h未再生），干燥時間需延長15%-20%；  

    - 加熱功率不足（升溫速率<5℃/min），結晶階段時間增加，影響批次周轉。  

#### 3. **工藝參數**  

  - **溫度梯度控制**：  

    - 結晶階段升溫速率過快（>10℃/min）導致顆粒表面過熱熔融，粘連堵塞攪拌軸，被迫停機清理，輔助時間增加30%以上。  

  - **風量匹配**：  

    - 風量不足（<10m3/(h·kg)）時，干燥速率受限于傳質阻力，處理能力隨風量下降呈線性降低；  

    - 風量過大（>30m3/(h·kg)）增加能耗，且可能導致顆粒摩擦生熱，引發局部降解。  

#### 4. **操作與維護**  

  - **上料均勻性**：  

    - 人工上料導致顆粒分布不均，需增加10-15min預攪拌時間，降低批次處理效率。  

  - **濾網更換周期**：  

    - 濾網堵塞（壓降>3kPa）未及時更換，風量下降20%，干燥時間延長25%，處理能力間接降低。  

### 五、PET結晶干燥的典型應用場景  

- **瓶級PET**：用于飲料瓶生產，要求含水率≤30ppm，結晶度35%-40%，需搭配高精度露點控制（-55℃以下）與長周期干燥（6-8h/批）。  

- **纖維級PET**：含水率≤50ppm，結晶度30%-35%，更注重結晶均勻性，避免紡絲時斷絲（攪拌不均勻導致的結晶度差異>5%時，斷絲率增加20%）。  

- **再生PET**：處理回收料時，需先去除雜質（如標簽膠、油污），否則雜質附著影響結晶與干燥效率，處理能力較新料下降15%-20%。  

### 總結：PET專屬工藝要點  

PET結晶攪拌干燥的核心是**“控溫防粘、低露點深度干燥”**，需針對其結晶敏感、易水解的特性，在設備設計中強化溫度均勻性、攪拌柔和度與除濕精度，同時通過合理的工藝分段（結晶-干燥耦合）平衡產能與品質。實際生產中，建議通過**差示掃描量熱法（DSC）**測定物料結晶特性，結合**水分吸附實驗**優化露點與風量參數，*終實現高效、穩定的干燥結晶效果。