選擇更高性能的樹脂干燥系統(tǒng)
任何類型干燥機的能耗都取決于處理量、樹脂種類、干燥溫度等因素，要比較不同類型干燥機的能耗更是困難。為了最大限度提高可比性，干燥技術中心（DTC）在測試中不僅對干燥機型號有所選擇，并且對干燥條件進行控制。與只生產(chǎn)一種或少數(shù)幾種干燥機的廠家相比，對于制造各類干燥機（見表1）的NOVATEC，實測比較數(shù)據(jù)具有更大的好處。依靠此類數(shù)據(jù)，可以嚴格地根據(jù)客戶的特定要求提出干燥機選型建議。
表1 NOVATEC和Maguire制造的樹脂干燥機
干燥技術中心對下列樹脂干燥系統(tǒng)進行了測試：
雙床除濕干燥機。這是業(yè)內(nèi)的主力干燥設備，也稱雙塔式干燥系統(tǒng)。雙床式干燥機采用一個除濕塔再生，而另一個除濕塔進行吸濕的間歇性工作方式。干燥時間一般需4小時。
輪式除濕干燥機。此類系統(tǒng)將干燥劑放在轉(zhuǎn)動的輪盤上，在每圈的轉(zhuǎn)動中，干燥狀態(tài)的干燥劑進行吸附水分，同時對飽和吸附的干燥劑進行再生，從而實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。NOVATEC可提供NovaWheelTM輪式干燥機。
真空干燥機。真空干燥系統(tǒng)利用真空來降低水的沸點，將水分快速轉(zhuǎn)化為水蒸氣，同時利用真空將樹脂顆粒中的水蒸氣吸走。在三套轉(zhuǎn)位裝置中同時進行樹脂的加熱和真空干燥，每套裝置都進行小批量的批式處理，但總體上形成連續(xù)處理，滿足加工機械對干燥原料的需求。在專為塑料加工廠家設計的真空干燥系統(tǒng)中，美奎開發(fā)銷售的LPDTM干燥機取得廣泛成功（NOVATEC也銷售此干燥機，稱為NovaVac IITM干燥機）。
隔膜式干燥機。與真空干燥機一樣，隔膜式干燥系統(tǒng)不使用干燥劑。除濕原理是濕空氣加壓后通過吸附膜進行膜吸附。NOVATEC制造的隔膜式干燥機稱為NovaDrierTM，采用公司自主設計的高效脫水吸附膜，系統(tǒng)啟動后不到四分鐘，露點-40℃的工藝空氣可穿過整個系統(tǒng)。在嚴格的最終使用條件下，吸附膜最長可使用20年。
PET專用紅外轉(zhuǎn)鼓（IRD）結(jié)晶干燥機。IRD裝置的核心部件是一個水平放置的大尺寸不銹鋼滾筒或轉(zhuǎn)鼓，內(nèi)壁刻有螺旋布列的刮板，使PET顆粒沿轉(zhuǎn)鼓的長度方向流動。樹脂從轉(zhuǎn)鼓一端向另一端移動時，樹脂顆粒會翻動，使所有表面平均吸收轉(zhuǎn)鼓中央的紅外加熱組件散發(fā)出的熱量。
新系統(tǒng)能耗低，干燥時間短
干燥技術中心獲得的初步數(shù)據(jù)表明，真空干燥機和輪式除濕干燥劑的能耗顯著低于傳統(tǒng)的雙床除濕干燥機，NOVATEC的數(shù)據(jù)（見表2）也支持此結(jié)論。膜式干燥機固然可以為許多廠家?guī)愍氂械膬?yōu)勢，但是不使用干燥劑所取得的節(jié)能效果卻為空氣壓縮成本所抵消。紅外轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶干燥機無法與其他新型干燥機直接進行比較，但是干燥技術中心對紅外轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶干燥機進行單獨的測試，結(jié)果證明與傳統(tǒng)的PET干燥結(jié)晶系統(tǒng)相比，降低能耗的潛力很大。
表2 每小時能源成本(人民幣)
雙床干燥機將依然保持很大的銷量。雙床干燥機具有堅固耐用和可靠的優(yōu)點，是大量客戶不可或缺的生產(chǎn)設備。但是，根據(jù)干燥技術中心的數(shù)據(jù)判斷，雙床干燥機在業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始走下坡路，并且步伐會越來越快。
輪式干燥機節(jié)能最多可達35%
根據(jù)干燥技術中心的初步測試結(jié)果，按處理能力計算，從每小時100千克至2,300千克，輪式除濕干燥機有望取代大部分采用干燥劑的傳統(tǒng)除濕干燥系統(tǒng)。輪式干燥機的每小時能源成本實測值比ABS專用雙床干燥機低35%，比聚碳酸酯樹脂（PC）專用雙床干燥機低14%。水分含量降至規(guī)定水平所需的時間無顯著差別。
與雙床干燥機一樣，輪式干燥機也是同時進行吸附和再生操作，但是通過單一的連續(xù)操作流程進行兩種操作。輪式干燥機內(nèi)的圓柱形轉(zhuǎn)輪內(nèi)部是充填了干燥劑的蜂窩結(jié)構，分為三個區(qū)：來自樹脂料箱的空氣冷卻過濾后，進入鼓風機加壓分流成兩部分，一部分進入干燥輪的脫濕區(qū)，另一部分進入吹掃區(qū)，對已經(jīng)再生的干燥劑進行冷卻。與此同時，熱空氣吹過第三個區(qū)，對該區(qū)的干燥劑進行再生。轉(zhuǎn)子逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動，使蜂窩結(jié)構的每個區(qū)依次經(jīng)歷這三種操作。
輪式干燥機在每圈轉(zhuǎn)動中，同時進行吸附操作和飽和吸附干燥劑的再生操作，與雙床干燥機相比，具有結(jié)構簡單、體積小和成本低的特點。節(jié)能最高可達35%，主要是因為輪式干燥機的干燥劑再生操作能耗遠遠低于雙床干燥機。
真空干燥機節(jié)能效果最佳，干燥速度最快
自美奎在2000年推出LPD系統(tǒng)以來，迄今售出的真空樹脂干燥機已達數(shù)千臺。歐洲、美洲和亞洲用戶的使用數(shù)據(jù)表明，與客戶原有的熱風及干燥劑除濕干燥機相比，LPD干燥機的能耗只有20%，樹脂的預干燥處理時間為六分之一。節(jié)能效果來自真空干燥工藝的高效率，同時沒有干燥劑再生的能耗。
真空干燥機的處理批量小，干燥時間短，因此可以將冷開機的時間從幾個小時縮短至一小時以內(nèi)，從而增加生產(chǎn)時間。此外，干燥機采用三套裝置轉(zhuǎn)位聯(lián)結(jié)，更換色母料和原料時無須停機，也提高了設備的生產(chǎn)率。
干燥技術中心測量了水分脫除效果與時間的關系，結(jié)果證實真空干燥機的干燥操作可在20至40分鐘內(nèi)完成（見下頁表3）。雙床除濕干燥機將水分含量脫除到相同水平，聚碳酸酯需要三倍的時間，ABS需要四至六倍的時間。處理ABS和聚碳酸酯時，真空干燥機每小時能源成本分別比雙床干燥機低29%和35%，輪式干燥機處理ABS的能耗低于真空干燥機，處理聚碳酸酯的能耗高于真空干燥機。處理高溫物料時，在測試的所有干燥機中，真空干燥機的能效最高。另外，在處理能力最高達每小時90千克時，真空干燥機與干燥劑除濕干燥系統(tǒng)相比具有突出的能耗優(yōu)勢。
表3 脫水效果及時間
不使用干燥劑的隔膜式干燥機
干燥技術中心進行的測試表明，NovaDrier的每小時能源成本最高。另一方面，與其他類似處理能力的干燥機相比，該隔膜式干燥機具有結(jié)構簡單和尺寸緊湊的優(yōu)點，沒有移動部件，無須設置冷卻盤管。因此，該隔膜式干燥機的投資成本和維護要求均較低。此外，即使在最小的加工機械上，也可安裝該隔膜式干燥機。NOVATEC自2000年推出NovaDrier干燥機，至今銷量已達2,000臺，預計在處理能力要求低于每小時100千克的應用領域，銷量會繼續(xù)保持增長。美奎目前正在美洲以外銷售NovaDrier干燥機。
隔膜式干燥機使用的壓縮空氣可以來自任何來源，無須制冷降溫或預先進行干燥處理。隔膜式干燥機沒有除濕干燥機必備的運動部件（工藝電機、再生加熱器和電機，以及閥門）。除了正常的料箱清理，通常情況下每十二個月更換兩個過濾組件是膜式干燥機唯一需要進行的維護。主要的控制裝置就是一個普通的“啟動/關閉”開關。
NovaDrier 具有結(jié)構簡單的特點，不僅初始投資非常低，而且啟動速度快，干燥效率高，維護要求低，與干燥劑除濕干燥系統(tǒng)相比，可大大提高生產(chǎn)率。另一個優(yōu)點是，由于工藝溫度穩(wěn)定，并且工藝流程中連續(xù)清除揮發(fā)性物質(zhì)，可減少設備部件的腐蝕老化。
PET結(jié)晶干燥機能耗降低50%以上
在PET薄膜、板材和纖維的生產(chǎn)中，使用紅外轉(zhuǎn)鼓（IRD）結(jié)晶干燥機對新舊樹脂進行預處理，不僅處理速度快、操作簡單，而且能夠節(jié)約能源。整個處理流程所用的時間只有傳統(tǒng)設備的20%，能耗可比干燥劑除濕系統(tǒng)低至65%。干燥技術中心對IRD干燥系統(tǒng)與傳統(tǒng)的雙床結(jié)晶干燥機進行了比較測試，結(jié)果表明，處理板材和塑料瓶粉碎回收的樹脂時，能源成本分別降低56%和45%。
“泡殼”包裝容器以及其他嚴重依賴于回收材料的產(chǎn)品，處理量很大，如果采取這一新技術，無須使用大型絕熱干燥料箱和獨立結(jié)晶器，這些設備往往需要安裝在高凈空的廠房內(nèi)。紅外轉(zhuǎn)鼓（IRD）干燥機只需要一個處理能力相對較低的干燥機，所連接的存料箱容量不到擠出機或成型機一小時的處理量。
IRD系統(tǒng)的投資成本與傳統(tǒng)的干燥機單配結(jié)晶器大致相同，但IRD的能耗一般為每小時每千克物料0.1千瓦左右，而大多數(shù)傳統(tǒng)結(jié)晶器和干燥機的能耗是這個能耗的兩倍還多。能效高，是因為紅外線屬于輻射能量，只加熱樹脂，不加熱周邊的空氣，而且熱量是從樹脂顆粒的內(nèi)部向外傳遞。樹脂顆粒排出的水分被周邊的空氣帶走。
使用傳統(tǒng)的干燥劑除濕系統(tǒng)時，PET的干燥時間大約為五六個小時，使用IRD時，PET的結(jié)晶過程僅須八至十三分鐘（PET穿過轉(zhuǎn)鼓的時間），然后PET結(jié)晶物送入中間處理干燥機/存料箱，再干燥30至45分鐘。也就是說，擠出機開機或停機后，可以大大縮短成品的處理時間。IRD干燥機采用連續(xù)操作工藝，不要求使用大型料箱來保證生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)，而且要更換色母料和加工產(chǎn)品，操作更簡單，時間更短。
2006年，NOVATEC與德國Stricker IRD Patent GbR 公司、英國UPM Holdings Ltd.公司簽署授權協(xié)議，成為美國唯一獲準生產(chǎn)和銷售IRD的公司。歐洲和日本的被授權廠家已經(jīng)生產(chǎn)50多套此類干燥系統(tǒng)。
樹脂干燥方式將快速變化
真空干燥機、輪式干燥機、隔膜式干燥機和紅外干燥機的出現(xiàn)，正在改變塑料加工廠家的樹脂干燥方式。隨干燥系統(tǒng)比較測試的科學數(shù)據(jù)越來越多，新型干燥機得到使用加工廠家的更多認可，會有更多廠家放棄雙床干燥機等傳統(tǒng)的干燥劑除濕干燥設備。
但是，推動變革的最大因素依然將是石化燃料供應緊張，成本高昂。隨石油稀缺時代的延續(xù)，樹脂干燥方式的轉(zhuǎn)變必定會加速進行。
