紅外線干燥結晶PLA設備操作指南

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# 紅外線干燥結晶PLA設備操作指南

## 一、**適用范圍與設備概述**

### 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，目標結晶度40%-60%。

### 1.2 設備組成

| 部件          | 功能描述                                                                 |

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

| 干燥腔體      | 雙層不銹鋼結構，內襯硅酸鋁保溫層，腔體尺寸根據產能設計（如1.2m×2m×0.8m） |

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

| 物料輸送系統  | 網帶式傳送（變頻調速，速度0.1-1m/min），負載量5-20kg/m2                  |

| 通風系統      | 強制循環風機（風量500-1000m3/h），配備空氣過濾器                         |

## 二、**操作前準備**

### 2.1 設備檢查

1. **外觀檢查**  

  - 確認腔體門密封膠條無老化、破損，腔體內部無殘留物料或粉塵。  

  - 檢查紅外燈管無開裂、發黑，接線端子無松動（用萬用表測量各燈管回路電阻，應在10-50Ω范圍內）。  

2. **功能測試**  

  - 啟動風機，觀察運行是否平穩（噪音≤75dB），風壓表顯示0.5-1kPa。  

  - 空載運行溫度控制系統，設定100℃，觀察升溫速率（5-8℃/min）及溫度波動（≤±1℃）。  

### 2.2 物料預處理

- 確保PLA顆粒含水率≤0.05%（可先用熱風預干燥），粒徑均勻（2-4mm），無結塊。  

- 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、**開機與參數設置**

### 3.1 開機流程

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

2. 啟動通風系統，調節風機頻率至50Hz（標準風量），運行5分鐘排出腔體濕氣。  

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

### 3.2 參數設定（以通用PLA為例）

| 參數類型       | 推薦范圍                | 調整依據                                                                 |

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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時用0.5W/cm2，厚度增加至40mm時調至1.0W/cm2               |

| 網帶速度       | 0.3-0.6m/min            | 結合干燥時間（2-4小時），如設定3小時，速度調至0.33m/min（總傳送長度6m） |

| 循環風量       | 600-800m3/h             | 保持腔內氣流速度1-2m/s，避免物料被吹起                                  |

## 四、**運行監控與物料處理**

### 4.1 實時監控要點

1. **溫度監控**  

  - 每15分鐘記錄腔體上、中、下三層溫度（溫差應≤3℃），若某點溫度超過設定值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**  

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

3. **物料狀態**  

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

### 4.2 異常情況處理（即時響應）

| 異?，F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，檢查功率設定值，必要時更換燈管                            |

| 物料局部發黃   | 局部溫度過高            | 降低對應區域紅外功率，調整物料鋪展厚度，檢查氣流是否堵塞                |

| 設備跳閘       | 過載/漏電               | 檢查風機、加熱元件絕緣電阻（≥10MΩ），更換保險絲后試機，禁止強行合閘      |

## 五、**關機與停機維護**

### 5.1 正常關機流程

1. 關閉紅外輻射系統，保持風機繼續運行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，關閉風機及傳送系統，切斷總電源。  

3. 清理網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（每班執行）

- 檢查溫度傳感器探頭是否清潔（用無水乙醇擦拭），校準零點（與標準溫度計比對，誤差＞1℃時調整）。  

- 潤滑網帶驅動軸承（每月加注高溫潤滑脂，型號：KLUBER NBU 15），確保運轉無卡頓。  

## 六、****操作規范**

### 6.1 電氣**

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

### 6.2 高溫防護

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

### 6.3 環保要求

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

## 七、**工藝優化與記錄管理**

### 7.1 工藝數據記錄

| 記錄項目       | 記錄頻率   | 用途                                                                 |

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| 批次號/物料量  | 每批次     | 追溯物料來源與產能統計                                               |

| 溫度-時間曲線  | 實時記錄   | 分析結晶度與溫度相關性，優化參數                                     |

| 燈管使用時長   | 累計記錄   | 達到2000小時后標記，計劃更換（預防性維護）                           |

### 7.2 周期性校準（每季度）

- 委托第三方機構校準溫度傳感器（精度驗證）、功率表（誤差≤2%），保存校準報告。  

## 八、**緊急停機流程**

1. 按下控制面板“急?！卑粹o，切斷紅外電源（保留風機運行）。  

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

3. 通知設備工程師排查故障，禁止未查明原因前重新啟動設備。  

**附錄：操作流程圖**  

1. 準備階段 → 2. 開機預熱 → 3. 參數設定 → 4. 上料運行 → 5. 實時監控 → 6. 停機冷卻 → 7. 清潔維護  

通過嚴格遵循本指南，可確保PLA結晶度達標（40%-60%），設備綜合效率（OEE）維持在90%以上，同時降低能耗（單位能耗≤1.5kWh/kg PLA）。如需調整特殊工藝參數，需經工藝工程師確認并更新操作記錄。