markasıdır.
Neme duyarlı hammaddeler çevrelerinde bulunan su buharını çekirdeklerine kadar çekmeye eğilimlidir. Hammaddenin nemi atması dış rutubet şartlarına bağlıdır. Kuru ve sıcak havanın bulunduğu düşük basınçlı ortama giren hammadde iç rutubet basıncı daha fazla olduğu için nemini dışarıya vermeye başlar. Bu işlem iç ve dış basınçların eşitlenmesine kadar devam ettiğinden hammadde dış ortam kuruluk oranına ulaşana kadar nemini atma eğilimindedir ve buna ulaşıldığında hammadde kurumuş olur.
Nem alıcılı plastik hammadde kurutucuları en basit anlamda bir sıcak havalı hammadde kurutucu ve bu kurutucuya kuru hava üreten bir kuru hava jeneratöründen oluşur. Sıcak havalı kurutucular makalesinde açıklanan ortam havasının kullanımı neme duyarlı malzemeler için yeterli olmadığı için kuru hava jeneratörü ile desteklenmelidir.
Kuru hava jeneratörleri isminden de anlaşıldığı üzere çok kuru hava üreten cihazlardır. Prensip olarak, kurutma silosundan çıkan neme doymuş havanın kapalı çevrim olarak tekrar nemden arındırılması ve kurutma silosuna gönderilmesi işlemini yaparlar. Nemden arındırma işlemi için cihaz içinde desikant adı verilen nem alıcı kimyasal hammaddeler kullanılır. Bunlar bilinen isimleri ile silikajel, moleküler elek(sieve)‘dir. Bu kimyasallar kurutma cihazının teknolojisine göre farklı şekilde uygulanırlar.
1 - Geleneksel tip olan çift (veya üçlü) granül kimyasal tamburları içinde...
2 – Yeni teknoloji kristalize edilmiş ve katılaştırılmış döner petekli (honeycomb) formunda bir rotor olarak.. Her iki tip uygulamada da bu kimyasal kurutma silosundan gelen nemli havanın içindeki su partiküllerini kendi içine çeker ve bu tambur/rotor çıkışında nemden arındırılmış kuru hava üretilmiş olur.
Kuru hava jeneratörlerinin yukarıda belirtilen kurutma bölümünün yanı sıra, rejenerasyon ismi verilen diğer bir bölümü bulunur. Bu bölümde ise nemi içine çeken tambur/rotor ortam havası ile ısıtılarak nemden arındırılır ve bir sonraki döngüde tekrar nemli hammadde kurutma havasının kurutulması için kullanılır. Diğer bir deyişle, kur hava jeneratörleri hammaddeyi kurutan havanın oluşturulduğu ve bu nemi çeken desikant ünitesinin nemden arındırıldığı iki bölümden oluşur.
Yukarıdaki açıklamalardan da anlaşılacağı üzere, desikant kurutucular hammaddenin içindeki nemi, nemi içine çeken diğer bir kimyasalın içine gönderme prensibi ile çalışır. Ancak, bu kimyasalın da tekrar nemden arındırılması için ısı enerjisi kullanılır. Bu sebeple nem alıcılı kurutucular enerji yükü bir hayli fazla olan ürünlerdir. Bu enerji yükünün ve sarfiyatının azaltılması için birçok tasarruf ekipmanları ve sistemleri ile donatılabilirler.
Hammadde kurutmak için hava kuruluğunun öncelikli proses parametresi olduğu bu sistemde doğal olarak havanın kuruluğunun ölçümü önem kazanmaktadır. Dolayısı ile nem alıcılı kurutucularda dew point (çiylenme noktası) terimi sıkça gündeme gelir ve kumanda sistemlerinde çiylenme noktası göstergesi bulundurulmasında fayda vardır.
NEM ALICILI (DESİKANT) KURUTUCU JENERATÖR ÇEŞİTLERİ
* Çift tamburlu kuru hava jeneratörü
* Döner petekli (honeycomb) kuru hava jeneratörü
Nem alıcılı kurutucular iki ana üniteden oluşur : Kurutma silosu ve kuru hava jeneratörü.. Aşağıda bu iki ünite ile ilgili seçim ve hesaplama bilgileri bulunmaktadır.
KURUTUCU SİLO SEÇİMİNDE DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR
1 - Kurutma silosu içinde hammaddenin akışının mümkün olduğu kadar homojen olması ve dolayısı ile aşağıdan beslenen havanın tüm hammaddelere eşit dağılımının sağlanması için silo çapının mümkün olduğu kadar az, yüksekliğinin fazla olması gerekir. Yüksekliği çapına göre az olan kurutma silolarında ısı dağılımının homojen olmaz ise her hammadde granülü eşit kurutulamaz.
2 - Kurutma silosu içindeki ısının mümkün olduğunca hammaddeye aktarılması ve dış ortama yayılıp sarf edilmemesi gerektiğinden kurutma silosunun izolasyonlu olması gerekmektedir. Özellikle 100°C üzerinde kurutulması gereken hammadde kullanıldığında ısı kayıplarının ciddi enerji sarfiyatına sebep olduğu izlenmiştir.
3 - Kurutucu silo temizliği her hammadde değişiminde yapılması gereken bir işlemdir. Kurutucu silo tasarımının temizleme işleminin kolay yapılmasına imkan vermesi gerekir.
KURU HAVA JENERATÖRÜ SEÇİMİNDE DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR
1 - Kuru hava jeneratörü seçilirken dikkat edilmesi gereken en önemli husus kurutulacak hammadde için gerekli kuru hava debisini üretebilecek kapasitede olmasıdır. Zira her hammadde için gerekli kuru hava miktarı farklıdır. Aşağıda bu konu ile ilgili hesaplama bulunmaktadır.
2 - Kuru hava jeneratörü kompleks bir cihazdır. Aşağıdaki bölümlerden oluşur.
A - Nem Alıcı (desikant) : Nem alıcılı (desikant) Kurutucu Jeneratör Çeşitleri bölümünde farklı tip jeneratörlerin kurutma tekniği anlatılmaktadır. Her sistemde de nemin transfer edildiği desikant sistemi cihazın kalbini oluşturur. Bu bölümün performansı en büyük öneme haiz konudur. Kuru hava üretme veriminin en az -40°C dew point değerinde çiylenme noktasında olması gerekmektedir. Seçilen desikant kimyasal veya döner petek sisteminin kalitesine dikkat edilmelidir.
B - Üfleyiciler : Cihazda iki grup üfleyici blower bulunur. Her bir grup bir veya kurutma kapasitesine göre daha fazla üfleyiciden oluşabilir. Bu gruplardan biri kurutma proses üfleyicisidir ve hammaddenin içinden kuru ve sıcak havanın sirküle edilmesini sağlar. Diğer üfleyici grubu ise kurutucu desikant bölümünün içine çektiği nemin temizlenmesi (rejenere edilmesi) için kullanılır. Dikkat edilmesi gereken bu üfleyicilerin kapasitelerinin ve miktarlarının yeterli olmasıdır.
C - Soğutma Eşanjörleri : Hammadde kurutma sıcaklığına bağlı olarak kurutma silosundan gelen nemli dönüş havası çok sıcak olursa desikant kurutucu bölümünün kurutma verimi düşer. Bu sebeple, kuru hava jeneratörlerinde soğutma eşanjörünün kesinlikle bulunması gerekmektedir. Birçok üretici firma bu bölümü opsiyon olarak sunar, ama standart olarak dahil edilmelidir. Zira, cihaz ilk alındığında düşük sıcaklıkta kurutulacak hammadde için alınan kurutucu ileride daha yüksek sıcaklıktaki bir hammaddenin kurutulması için kullanılmak zorunda kalabilir.
D - Isıtıcı rezistanslar : Her nasıl iki blower grubu bulunuyorsa aynı amaçla iki ısıtıcı grubu bulunur ve yukarıda belirtilen hava kurutma ve rejenerasyon fazlarında ısıtma vazifesini görürler. Hammadde çeşidine göre bazı uygulamalarda kurutma işlemi için yüksek ısıya ve dolayısı ile daha fazla ısıtma enerjisine gerek duyulur. Bu sebeple, rezistans ünitelerinin yeterli kapasitede olduğuna dikkat edilmelidir.
E - Filtreler : Cihazda iki filtre grubu bulunur. Bunlardan biri kurutucu silodan nem alıcı jeneratöre geri dönen havanın içindeki tozları toplayan filtredir. Bu filtrenin geniş yüzeyli ve kolay temizlenebilir olması gerekir. Genelde cihazın gövdesinde kolay temizlenecek bir yerde konumlandırılan bu filtreler çok tozlu hammaddeler kullanıldığında ayrık olarak daha geniş yüzey alanlı olarak temin edilirler. Diğer filtre grubu ise rejenerasyon bölümünde ortamdan çekilen havanın filtrasyonu için kullanılır. Her iki filtre grubunun temizliği ve bakımı çok önemlidir. Zira, bu filtreler tıkanırsa cihazın kurutma verimi düşer. Bunun da ötesinde, filtreler kaçak yaparsa toz partikülleri kurutucu desikant bölümüne kaçarak ciddi arızalara sebep olabilir. 3 - Her hammaddenin kurutma sıcaklığı farklıdır. Bu sıcaklık 50°C ile 180°C arasında değişebilir. Kurutucunun farklı hammaddeler için kullanılabileceği düşünüldüğünde kontrol panelinin 180°C ‘ye kadar ayarlanabilen bir sıcaklık kontrol sistemine sahip olması gerekmektedir.
4 - Kurutucunun kontrol sisteminin hassas sıcaklık kontrolü yapması ve mümkünse başlangıç saatinin bulunması gerekir. Hammadde işlenmeden önce belirli zaman süresince kurutulması gerektiği için başlangıç saati kurularak otomatik olarak önceden çalışmaya başlaması sağlanır. Nem alıcılı kurutucu sistemlerinde bu kontrol paneli kuru hava jeneratörü ünitesinin üzerindeki ortak kanal üzerinden kontrol edilir.
5 - Günümüz teknolojisinde ve özellikle gelecekte üretim parametrelerinin otomatik takibi zaruri hale gelmektedir. Bu sebeple, kumanda sisteminin Endüstri 4.0 standardında fabrika üretim bilgi sistemleri ile haberleşebilecek ve veri paylaşabilecek yeterlilikte olması gerekmektedir.
6 - Hammadde kurutma işlemi yüksek sıcaklıklarda yapıldığından elektrik kumanda sistemlerinin yüksek sıcaklık koruma tertibatı (termostat) ile donatılması gerekir.
7 - Enerji tasarruf modülleri
KURUTMA SİLOSU VE KURU HAVA JENERATÖR DEBİ HESABI
Nem alıcılı kurutucu seçiminde dikkat edilmesi gereken en önemli iki husus kurutma silo hacminin ve kuru hava jeneratörünün hava debi hesabıdır.
Silo hacmi (V) aşağıdaki basit hesap ile bulunabilir :
* K : kurutulacak hammaddenin sarfiyatı (kg/saat)
* T : o hammadde için üreticisi tarafınca belirlenmiş kurutma süresi (saat)
* DY : o hammaddeye özel dökme yoğunluğu (kg/dm³)
V = K * T / DY
Örnek : PC (polikarbonat) hammadde için..
K = 100kg/saat
T = 4 saat
DY = 0,7 kg/dm³
V = 100 * 4 / 0,7 = 571,4 lt. (dm³)
Bu durumda 600 lt. kapasiteli bir kurutma silosu seçilmesi yeterli olacaktır.
Kuru hava debisi (Q) aşağıdaki basit hesap ile bulunabilir :
K : kurutulacak hammaddenin sarfiyatı (kg/saat)
F : birim hammaddenin nemini dışarı atması için gerekli kuru hava miktarı m³/kg/saat
Q = K * F
Örnek : PC (polikarbonat) hammadde için..
K = 100kg/saat
F = 2 m³/kg/saat
Q = 100 * 2 = 200 m³/saat
Sonuç olarak; 100 kg/saat polikarbonat hammadde kurutmak için 600 lt kapasiteli kurutucu silosu ve 200 m³/saat kapasiteli kuru hava jeneratörü seçilmelidir.
