رفتن به مطلب

استانداردهای جدید و برچسب¬زنی، نشان¬دهنده انرژی مصرفی خشک¬کن


ارسال های توصیه شده

برگردان: عاطفه کلایی

برخی منابع بر این باورند که انرژی پس از مواد اولیه خام مصرفی، دومین عامل هزینه¬بر در صنعت پلاستیک می¬باشد. در این میان خشک¬کن¬های پلاستیک¬ها در زمره یکی از بزرگ¬ترین مصرف¬کننده¬های انرژی به شمار می¬آیند و بنابراین صرفه-جویی در مصرف انرژی و بهره¬وری هرچه بهتر منابع انرژی اهمیت ویژه¬ای پیدا می¬کند. به همین دلیل است که موضوع فوق همواره در صدر مباحث و اهداف تجاری قرار دارد. به منظور پایان دادن به مجادلات در این خصوص گروهی از سازندگان خشک¬کن¬های پلاستیک تلاش نمودند تا مبنای پایه¬ای برای مقایسه ویژگی¬های خشک¬کن¬ها تدوین کنند.

این تلاش¬ها نیز به نوبه خود مجادلاتی را به وجود آوردند که البته نتوانست مانع از کوشش برای دست¬یابی به یک راه¬حل نهایی شود. آخرین راه¬حل پیشنهادی توسط مالک اتریشی شرکت "ویتمن¬باتن¬فلد" (Wittmann Battenfeld)، "تورینگتون¬کام" (Torington Com) ارائه شده است. این طرح مبنایی برای تعیین درجه¬بندی استاندارد به یورومپ (Euromap)، انجمن اروپایی تولید¬کنندگان ماشین¬آلات پلاستیک و لاستیک نیز ارائه شده است. این طرح شامل شیوه آزمایش خشک¬کن از نظر میزان مصرف انرژی و هم¬چنین برچسب زنی برای نشان دادن مصرف انرژی دستگاه بر اساس یک رده¬بندی استاندارد می¬باشد. توافقنامه آزمایشی در جلسه سال گذشته SPE ANTEC در شیکاگو توسط سانی مورنو (sonny Morneault) مدیر بخش مواد اولیه و خشک¬کن¬ها و آندراس ویرلینگ (Andreas Vierling) مدیر مسئول بخش توسعه ارائه گردید. متن کامل این توافقنامه در وبگاهhttp://www.wittmann-grou.com در بخش "خشک¬کن" تحت عنوان "رده¬بندی انرژی" در دسترس است.

رده¬بندی مصرف انرژی به نوع پلاستیک وابسته نیست

رده¬بندی انرژی مصرفی خشک¬کن ویتمن در طول هفت سال گذشته دست¬خوش تغییرات و پیشرفت¬هایی برای استفاده¬ی داخلی این شرکت شده است تا بتواند ظرفیت عملی خشک¬کن¬ها را تعیین و مدل¬های مختلف را بر مبنای خشک¬کن آنها مقایسه نماید.

آقای مورنو معتقد است که مهم¬ترین ویژگی این توافقنامه حذف متغیر پلاستیک است. توافقنامه آزمایشی بر مبنای محاسبه میزان هوای گرم و خشکی که یک خشک¬کن در دمای معین قادر به تولید آن است و در نتیجه مقدار انرژی مصرفی برای تولید حجم مشخصی از هوای خشک با توجه به کیفیت هوا (نقطه شبنم آن) طراحی شده است.

بر مبنای طرح ویتمن، مقدار انرژی مصرفی یک خشک¬کن به دو عنصر وابسته است: بار پایه که عبارت است از میزان انرژی مورد نیاز برای تولید هوای گرم و خشک و بار گرمایش که به مقدار انرژی مورد نیاز برای رساندن دمای پلاستیک به دمای بهینه جهت خروج رطوبت از آن اطلاق می¬شود. بار پایه تنها تحت تاثیر طراحی خشک¬کن است و بارگرمایش به نوع پلاستیک وابسته است. بنابراین توافقنامه ویتمن بر بارِ پایه که تنها به طراحی خشک¬کن وابسته است، تمرکز دارد. این عامل به عنوان "مصرف انرژی پایه"در جدول پیوست نشان داده شده است. جدول فوق بار پایه و بار گرمایش پلاستیک را در خشک¬کن¬هایی با جریان هوای ثابت و بدون کولر جریان–برگشتی را نشان می¬دهد. بار پایه در این نوع از خشک¬کن¬ها برای گونه¬های مختلف پلاستیک تقریبا ثابت است. تنها انرژی مورد نیاز برای گرم کردن پلاستیک در انواع مختلف آن متغیر است (در خشک¬کن¬هایی با جریان هوای ورودی متغیر هر دو عامل به توان عملیاتی وابسته¬اند، اما این وابستگی در مورد بار گرمایش بیشتر است).

ویتمن استاندارد جدیدی برای انواع خشک¬کن¬ها ارائه نموده است که در آن هر خشک¬کن دارای برچسبی مشابه آن¬چه ویتمن بر خشک¬کن¬های خود قرار داده است، می¬باشد که در آن حداکثر هوای خروجی خشک¬کن در دمای آزمایش (ظرفیت هوا)، بار پایه خشک¬کن (مستقل از پلاستیک) بر حسب کیلووات ساعت بر 1000کیلوگرم از هوای خشک در دمای آزمایش، مشخص گردیده است.

این شیوه با استفاده از یک قیف خشک¬کن که برای تعیین حداکثر بازده خشک¬کن طراحی شده، مورد آزمایش قرار گرفته است (زمان اقامت حدود 3 ساعت). این آزمایش با قیفی پر از پلاستیک انجام شده است که البته در این مرحله نوع پلاستیک اهمیتی ندارد و استفاده از آن صرفا برای ایجاد فشار واقعی برای شبیه¬سازی شرایط عملی حقیقی است. هم¬چنین آزمایش در شرایط سکون انجام می¬شود و هیچ جریانی از پلاستیک وجود ندارد. در مسیر بازگشت جریان هوا یک خنک-کننده قرار داده شده تا جذب انرژی توسط پلاستیک در خشک¬کن واقعی شبیه¬سازی شود. خنک¬کننده فوق به گونه¬ای تنظیم شده که دمای پلاستیک را به حدود 45 تا 50 درجه سانتی¬گراد برساند. چنان¬چه خشک¬کن دارای حسگر نطقه شبنم باشد، حسگر در دمای 40 - درجه سانتی¬گراد تنظیم می¬شود.

خشک شدن با جریان هوای ثابت

 

مصرف انرژی :Energy Consumption

بازدهی پلاستیک : Throughput of Resin

بار پایه مصرف انرژی : Basic Energy Consumption

انرژی مورد نیاز برای گرم کردن پلاستیک : Resin Heat Up

در خشک¬کن¬های معمول اغلب میزان بار پایه (انرژی مصرفی) ثابت است و ولی انرژی بار گرمایش، با توجه به میزان بازده متغیر است. بار پایه خشک¬کن تنها به نوع آن وابسته است حال آن¬که بار گرمایش به ظرفیت گرمایی پلاستیک، دمای نگهداری و دمای خشک¬کن وابسته است.

اگرچه دما در این آزمایش تاثیرگذار نیست اما به منظور قابل مقایسه بودن نتایج، آزمایش¬های مربوط به انرژی مصرفی خشک¬کن باید در دمای ثابت انجام شود. ویتمن دمای 80 درجه سانتی¬گراد را که دمای خشک شدن اغلب پلاستیک¬ها به غیر از از PET است را انتخاب نمود. بنابر بر نظر مورنو بازده نسبی انرژی خشک¬کن¬های مختلف در 80 درجه سانتی¬گراد تقریبا معادل زمانی است که آزمایش¬های در دماهای بالاتر و برای PET انجام شود.

برای اجرای دقیق¬تر آزمایش¬های فراهم کردن محیط آزمایش کنترل شده ضروری است. ویتمن آزمایش¬های خود را تحت شرایطی خاص که در مناطقی از ایالات¬متحده وجود دارد و شامل عدم تهویه هوایی و دمای 28 تا 38 درجه سانتی¬گراد و نقطه شبنم در 20 تا 24 درجه سانتی¬گراد می¬باشد، انجام داد.

ویتمن علاوه بر محاسبه کل توان مصرفی خشک¬کن و دستگاه¬های کمکی لازم برای راه¬اندازی آن مانند خنک¬کننده¬ها (چیلر) و کمپرسور هوا، توان فعال گرم¬کن را نیز محاسبه می¬نماید. دیگر اندازه¬گیری کلیدی در این شیوه، تعیین اختلاف دمای جریان هوا بلافاصله قبل و بعد از گرم¬کن است. در نهایت دمای شبنم جریان هوا توسط آینه سرد درجه¬بندی شده¬ای محاسبه می¬گردد. این آزمایش در طول 5 ساعت انجام می¬شود و بنابراین شامل چرخه بازتولید نیز می¬شود.

اینها تمام داده¬های مورد نیاز برای محاسبه نرخ انرژی مصرفی توسط خشک¬کن است. در این شیوه دو محاسبه کلی انجام می¬شود، اول: تعیین جریان جرمی هوا در دمای فرایند از طریق توان مصرفی گرم¬کن و دوم: تعیین تغییرات دمای جریان هوا. حال می¬توان انرژی مصرفی توسط خشک¬کن را بر حسب کیلووات ساعت برای تولید 1000 کیلوگرم هوای خشک در دمای معین را محاسبه نمود (تنها جریان جرمی هوا و کل توان مصرفی خشک¬کن مورد نیاز است). در واقع رده¬بندی انرژی ویتمن تعداد" کیلووات ساعت بر 1000 کیلوگرم هوای خشک" می¬باشد. پس از آن ویتمن برچسب¬هایی برای خشک¬کن-های خود قرار داد که در آن نرخ مصرفی انرژی بر حسب رده¬بندی انجام شده با حرف بزرگ و بار پایه بر حسب Kw در 50 هرتز و60 هرتز و هم¬چنین ظرفیت هوای خشک (معادل با عدد جریان جرمی هوا) بر مبنای کیلوگرم بر ساعت یا پوند بر ساعت نشان داده شده بود.

علاوه بر رده¬بندی فوق ویتمن شیوه دیگری از گروه¬بندی خشک¬کن¬ها را معرفی نمود که بر مبنای نقطه شبنمی که خشک-کن در آن کار می¬کند، بنا شده است. ویتمن خشک¬کن¬ها را بر حسب هوای خشک به چهار گروه تقسیم نمود (جدول 1).

جدول 1 : رده بندی بر حسب هوای خشک

هوا متوسط نقطه شبنم

A+ 37- درجه سانتی گراد یا کمتر

A 37- تا20- درجه سانتی گراد

B 20- تا 0 درجه سانتی گراد

C صفر درجه سانتی¬گراد

 

هوا Drymax D30:18.9 KWh/2000 lb

هوا Drymax D60:16.0 KWh/2000 lb

بنابراین Drymax D60 انرژی کمتری مصرف می¬کند.

کدام خشک¬کن به ازای هر کیلووات ساعت بیشترین هوای خشک را تولید می¬کند؟

Drymax D30:2000 lb/18.9 KWh = 106 KWh

Drymax D60:2000 lb/16.0 KWh = 125 KWh

مجددا مشاهده می ¬شود که مدل D60 به ازای هر کیلووات ساعت هوای خشک بیشتری را تولید می¬کند.

جدول 2 : گرمای خشک شدن پلاستیک¬ها

پلاستیک کیلووات ساعت بر 1000 کیلوگرم

ABS 19.9

PMMA 22.5

Nylon 6 26

PC 30.9

PBT 39.6

PET 68.5

PEEK 81

مصرف انرژی هر یک از خشک¬کن¬ها به ازای مصرف 30 پوند بر ساعت از ABS چیست ؟

برای پاسخ به سوال فوق شما به داده¬های جدول 2 نیاز دارید که بر مبنای ظرفیت گرمایی پلاستیک¬ها تنظیم شده است.

• Drymax D30: بار پایه 0.8 kW بار گرمایش + 9.0 kWh/ 1000 lb از ABS جدول 2)) x 30 lb/hr = 0.037 kWh/lb ABS.

• Drymax D60: بار پایه 1.2 kw + بار گرمایش 9.0 kWh/ 1000 lb از ABS (جدول 2) x 30 lb/hr = 0.05 kWh/lb ABS.

در این حالت خشک¬کن بزرگ¬تر برای ورودی کمتر بازدهی کمتری دارد. علت آن نیز بار پایه بالای آن است که از بهره-وری آن برای مقادیر کمتر می¬کاهد.

حداکثر ظرفیت خشک کردن ABS در هر واحد چیست؟ تحقیقاتی که بر مبنای مقادیر واقعی توسط ویتمن انجام شده است نشان می¬دهد که هر 1کیلوگرم از ABS به 1.8 کیلوگرم هوای خشک نیاز دارد. ظرفیت هوای خشک در D30 معادل 39.7 کیلوگرم بر ساعت و در D60 برابر با 66 کیلوگرم بر ساعت است. بنابراین :

• Drymax D30: 39.7 kg/hr هوا ÷ 1.8 kg هوا /kg ABS = 22.0 kg/hr (or 48.5 lb/hr) ABSحداکثر ظرفیت .

• Drymax D60 : 66.0 kg/hr ÷ 1.8 kg (هوا) /kg ABS = 36.7 kg/hr (80.9 lb/hr) ABSحداکثر ظرفیت .

 

واژه نامه

خشک کن پلاستیک : Resin dryer

بار یا ظرفیت پایه : Base Laod

بار انرژی گرم نمودن : Heat – up laod

کولر¬جریان برگشتی : Return – air cooler

خنک کننده ( کولر) : Chiller

توان فعال : Active Power[/b

مجله بسپار]

  • Like 2
لینک به دیدگاه
×
×
  • اضافه کردن...