紅外線干燥結(jié)晶PLA設(shè)備操作指南

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# 紅外線干燥結(jié)晶PLA設(shè)備操作指南

## 一、**適用范圍與設(shè)備概述**

### 1.1 適用物料

- 聚乳酸（PLA）顆粒、切片或粉末，分子量范圍5-30萬，目標(biāo)結(jié)晶度40%-60%。

### 1.2 設(shè)備組成

| 部件          | 功能描述                                                                 |

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| 紅外輻射系統(tǒng)  | 石英紅外燈陣列（波長2.5-15μm），功率可調(diào)節(jié)范圍0-10kW                     |

| 干燥腔體      | 雙層不銹鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯硅酸鋁保溫層，腔體尺寸根據(jù)產(chǎn)能設(shè)計(jì)（如1.2m×2m×0.8m） |

| 溫度控制系統(tǒng)  | Pt100傳感器+PLC+PID算法，控溫范圍50-150℃，精度±1℃                       |

| 物料輸送系統(tǒng)  | 網(wǎng)帶式傳送（變頻調(diào)速，速度0.1-1m/min），負(fù)載量5-20kg/m2                  |

| 通風(fēng)系統(tǒng)      | 強(qiáng)制循環(huán)風(fēng)機(jī)（風(fēng)量500-1000m3/h），配備空氣過濾器                         |

## 二、**操作前準(zhǔn)備**

### 2.1 設(shè)備檢查

1. **外觀檢查**  

  - 確認(rèn)腔體門密封膠條無老化、破損，腔體內(nèi)部無殘留物料或粉塵。  

  - 檢查紅外燈管無開裂、發(fā)黑，接線端子無松動(dòng)（用萬用表測量各燈管回路電阻，應(yīng)在10-50Ω范圍內(nèi)）。  

2. **功能測試**  

  - 啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，觀察運(yùn)行是否平穩(wěn)（噪音≤75dB），風(fēng)壓表顯示0.5-1kPa。  

  - 空載運(yùn)行溫度控制系統(tǒng)，設(shè)定100℃，觀察升溫速率（5-8℃/min）及溫度波動(dòng)（≤±1℃）。  

### 2.2 物料預(yù)處理

- 確保PLA顆粒含水率≤0.05%（可先用熱風(fēng)預(yù)干燥），粒徑均勻（2-4mm），無結(jié)塊。  

- 按批次稱量物料，單次裝載量不超過腔體容積的80%（避免堆積過厚影響紅外穿透）。  

## 三、**開機(jī)與參數(shù)設(shè)置**

### 3.1 開機(jī)流程

1. 接通總電源，打開設(shè)備控制電源開關(guān)，等待PLC系統(tǒng)自檢（約30秒，無故障燈亮起）。  

2. 啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率至50Hz（標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量），運(yùn)行5分鐘排出腔體濕氣。  

3. 開啟紅外輻射系統(tǒng)，先以50%功率預(yù)熱10分鐘（避免燈管驟熱損壞），再逐步調(diào)至設(shè)定功率。  

### 3.2 參數(shù)設(shè)定（以通用PLA為例）

| 參數(shù)類型       | 推薦范圍                | 調(diào)整依據(jù)                                                                 |

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| 干燥溫度       | 110-130℃                | 分子量越高，溫度越高（如20萬分子量選125℃），不超過150℃（防分解）        |

| 紅外功率密度   | 0.5-1.0W/cm2            | 物料層厚度≤20mm時(shí)用0.5W/cm2，厚度增加至40mm時(shí)調(diào)至1.0W/cm2               |

| 網(wǎng)帶速度       | 0.3-0.6m/min            | 結(jié)合干燥時(shí)間（2-4小時(shí)），如設(shè)定3小時(shí)，速度調(diào)至0.33m/min（總傳送長度6m） |

| 循環(huán)風(fēng)量       | 600-800m3/h             | 保持腔內(nèi)氣流速度1-2m/s，避免物料被吹起                                  |

## 四、**運(yùn)行監(jiān)控與物料處理**

### 4.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控要點(diǎn)

1. **溫度監(jiān)控**  

  - 每15分鐘記錄腔體上、中、下三層溫度（溫差應(yīng)≤3℃），若某點(diǎn)溫度超過設(shè)定值5℃以上，立即檢查紅外燈是否異?；蛭锪隙逊e不均。  

2. **功率與能耗**  

  - 觀察功率表波動(dòng)范圍（≤±5%），若功率持續(xù)下降10%以上，可能是燈管老化或電壓不穩(wěn)（需切換備用燈管或檢查電源）。  

3. **物料狀態(tài)**  

  - 每小時(shí)從網(wǎng)帶末端取樣，檢測結(jié)晶度（DSC法，目標(biāo)40%-60%）及含水率（≤0.02%），若結(jié)晶度不足，可延長干燥時(shí)間或提高溫度5-10℃。  

### 4.2 異常情況處理（即時(shí)響應(yīng)）

| 異?，F(xiàn)象       | 可能原因                | 處理步驟                                                                 |

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| 溫度升速過慢   | 紅外燈功率不足/臟污     | 清潔燈管表面，檢查功率設(shè)定值，必要時(shí)更換燈管                            |

| 物料局部發(fā)黃   | 局部溫度過高            | 降低對(duì)應(yīng)區(qū)域紅外功率，調(diào)整物料鋪展厚度，檢查氣流是否堵塞                |

| 設(shè)備跳閘       | 過載/漏電               | 檢查風(fēng)機(jī)、加熱元件絕緣電阻（≥10MΩ），更換保險(xiǎn)絲后試機(jī)，禁止強(qiáng)行合閘      |

## 五、**關(guān)機(jī)與停機(jī)維護(hù)**

### 5.1 正常關(guān)機(jī)流程

1. 關(guān)閉紅外輻射系統(tǒng)，保持風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行30分鐘（冷卻腔體，防止PLA粉塵殘留焦化）。  

2. 待腔體溫度降至60℃以下，關(guān)閉風(fēng)機(jī)及傳送系統(tǒng)，切斷總電源。  

3. 清理網(wǎng)帶及腔體底部殘留物料，用壓縮空氣（壓力0.4MPa）吹掃紅外燈管及傳感器表面粉塵。  

### 5.2 日常維護(hù)（每班執(zhí)行）

- 檢查溫度傳感器探頭是否清潔（用無水乙醇擦拭），校準(zhǔn)零點(diǎn)（與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)比對(duì)，誤差＞1℃時(shí)調(diào)整）。  

- 潤滑網(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)軸承（每月加注高溫潤滑脂，型號(hào)：KLUBER NBU 15），確保運(yùn)轉(zhuǎn)無卡頓。  

## 六、****操作規(guī)范**

### 6.1 電氣**

- 設(shè)備接地電阻必須≤4Ω，禁止在潮濕環(huán)境下操作，更換燈管時(shí)需切斷電源并等待30分鐘（燈管冷卻至室溫）。  

### 6.2 高溫防護(hù)

- 腔體表面溫度＞60℃時(shí)，必須佩戴隔熱手套（耐溫300℃以上），禁止觸碰紅外燈管防護(hù)網(wǎng)（表面溫度可達(dá)200℃）。  

### 6.3 環(huán)保要求

- 干燥過程中產(chǎn)生的微量揮發(fā)物需通過排風(fēng)系統(tǒng)接入活性炭吸附裝置（吸附效率≥90%），避免直接排放。  

## 七、**工藝優(yōu)化與記錄管理**

### 7.1 工藝數(shù)據(jù)記錄

| 記錄項(xiàng)目       | 記錄頻率   | 用途                                                                 |

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| 批次號(hào)/物料量  | 每批次     | 追溯物料來源與產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)                                               |

| 溫度-時(shí)間曲線  | 實(shí)時(shí)記錄   | 分析結(jié)晶度與溫度相關(guān)性，優(yōu)化參數(shù)                                     |

| 燈管使用時(shí)長   | 累計(jì)記錄   | 達(dá)到2000小時(shí)后標(biāo)記，計(jì)劃更換（預(yù)防性維護(hù)）                           |

### 7.2 周期性校準(zhǔn)（每季度）

- 委托第三方機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)溫度傳感器（精度驗(yàn)證）、功率表（誤差≤2%），保存校準(zhǔn)報(bào)告。  

## 八、**緊急停機(jī)流程**

1. 按下控制面板“急停”按鈕，切斷紅外電源（保留風(fēng)機(jī)運(yùn)行）。  

2. 檢查腔體是否有明火或異常煙霧（若有，立即啟動(dòng)滅火器，型號(hào)：ABC類干粉滅火器）。  

3. 通知設(shè)備工程師排查故障，禁止未查明原因前重新啟動(dòng)設(shè)備。  

**附錄：操作流程圖**  

1. 準(zhǔn)備階段 → 2. 開機(jī)預(yù)熱 → 3. 參數(shù)設(shè)定 → 4. 上料運(yùn)行 → 5. 實(shí)時(shí)監(jiān)控 → 6. 停機(jī)冷卻 → 7. 清潔維護(hù)  

通過嚴(yán)格遵循本指南，可確保PLA結(jié)晶度達(dá)標(biāo)（40%-60%），設(shè)備綜合效率（OEE）維持在90%以上，同時(shí)降低能耗（單位能耗≤1.5kWh/kg PLA）。如需調(diào)整特殊工藝參數(shù)，需經(jīng)工藝工程師確認(rèn)并更新操作記錄。