Чиллеры являются основным оборудованием для контроля температуры в производстве искусственной кожи (ПУ, ПВХ и др.), работая на протяжении нескольких ключевых процессов. Их роль заключается в обеспечении качества продукции, повышении эффективности производства и снижении энергопотребления за счет точного контроля температуры. Исходя из основных производственных процессов искусственной кожи, конкретные сценарии применения и принципы работы чиллеров следующие:
I. Основные производственные процессы и требования к контролю температуры искусственной кожи
Основные производственные процессы искусственной кожи включают в себя сухую обработку ПУ, влажную обработку ПУ и каландрирование ПВХ. Различные процессы предъявляют значительные требования к точности и диапазону контроля температуры. Чиллеры должны обеспечивать низкотемпературную охлаждающую воду с температурой 5–25℃ в зависимости от характеристик каждого процесса. Некоторые процессы требуют использования контроллеров температуры пресс-форм для скоординированного контроля температуры.
II. Специфические области применения чиллеров в различных процессах
1. Сухой процесс нанесения полиуретана (наиболее распространенный, для производства тонкой искусственной кожи)
Этот процесс включает нанесение полиуретановой смолы на базовую ткань или разделительную бумагу, за которым следуют сушка, отверждение и снятие покрытия для получения готового изделия. Чиллеры в основном используются на следующих этапах:
Охлаждение и формование разделительной бумаги
После нанесения полиуретановой смолы на разделительную бумагу с помощью машины для нанесения покрытия, она должна поступить в зону охлаждения для быстрого охлаждения. Чиллер, используя охлаждающие валики или систему охлаждения воздуха, снижает температуру поверхности разделительной бумаги с 80–120℃ до 30–40℃, что позволяет полиуретановой смоле быстро загустеть и затвердеть, предотвращая неравномерное выравнивание покрытия, прилипание к валикам или деформацию рисунка.
✅ Ключевая функция: Обеспечивает четкий перенос рисунка с поверхности разделительной бумаги на искусственную кожу, улучшая качество внешнего вида изделия.
Контроль температуры валков машины для нанесения покрытия
Ключевые валы, такие как валы для нанесения покрытия и дозирующие валы машины для нанесения покрытия, должны поддерживаться при постоянной низкой температуре (15–25℃). Чиллер циркулирует охлаждающую воду через внутренние каналы в валах, предотвращая неравномерность температуры поверхности, вызванную трением или повышением температуры окружающей среды, тем самым избегая преждевременного отверждения полиуретановой смолы во время нанесения покрытия и обеспечивая равномерную толщину покрытия.
Охлаждение в конце сушильной камеры
После отверждения полиуретанового покрытия в сушильной камере (100–160℃) его необходимо охладить в конце. Чиллер подает низкотемпературный воздух или охлаждающие пластины для снижения температуры искусственной кожи до уровня ниже 40℃, что облегчает последующую намотку и резку, а также предотвращает слипание и деформацию изделия, вызванные намоткой при высокой температуре.
2. Влажный процесс полиуретанового производства (производство толстой, высокоэластичной искусственной кожи, такой как кожа для диванов и обуви)
Этот процесс включает нанесение полиуретановой смолы на базовую ткань и погружение ее в коагуляционную ванну (водный раствор ДМФ) для фазового превращения, в результате чего образуется пористая структура. Основная функция чиллера — контроль температуры коагуляционной ванны:
Контроль температуры коагуляционной ванны:
Скорость фазового превращения полиуретановой смолы в коагуляционной ванне напрямую определяет пористую структуру, тактильные ощущения и физические свойства искусственной кожи. Чрезмерная температура приводит к быстрому фазовому превращению, в результате чего образуются большие поры и изделие становится более жестким на ощупь; чрезмерно низкая температура приводит к медленному фазовому превращению и снижению эффективности производства.
Чиллер должен точно контролировать температуру коагуляционной ванны в диапазоне 15–25 ℃ (регулируется в соответствии с рецептурой продукта), циркулируя и охлаждая раствор коагуляционной ванны через теплообменник для обеспечения равномерной температуры по всей ванне и стабильной пористой структуры для каждой партии продукции.
Система охлаждения для рекуперации ДМФ:
В процессе влажной экстракции образуется большое количество отходящих газов ДМФ, которые необходимо рекуперировать с помощью системы рекуперации (дистилляционной колонны). Чиллер используется для охлаждения конденсатора дистилляционной колонны, конденсируя газообразный ДМФ в жидкость, что повышает эффективность рекуперации и снижает энергопотребление.
3. Процесс каландрирования ПВХ (производство жесткой или мягкой искусственной кожи из ПВХ)
Этот процесс включает смешивание ПВХ-смолы, пластификаторов и т. д., а затем каландрирование смеси в пленку с использованием нескольких валиков в каландре. Затем эта пленка ламинируется с базовой тканью. Для контроля температуры валиков каландра в основном используется чиллер:
Валы каландра (такие как предварительно нагревающие валы, каландрирующие валы и охлаждающие валы) требуют строгого контроля температуры. В частности, охлаждающие валы должны получать низкотемпературную охлаждающую воду при температуре 10–20℃ через чиллер для быстрого охлаждения каландрированной ПВХ-пленки с 150–180℃ до температуры ниже 40℃. Это позволяет молекулярным цепям ПВХ быстро затвердеть, предотвращая усадку пленки, деформацию или образование кристаллических точек на поверхности, обеспечивая точность толщины и гладкость поверхности изделия.
III. Ключевые моменты выбора чиллеров в индустрии искусственной кожи
Точность контроля температуры:
Требуется точный контроль температуры в пределах ±1℃, особенно для коагуляционной ванны в процессах с влажным нанесением покрытия и охлаждения разделительной бумаги в процессах с сухим нанесением покрытия. Колебания температуры напрямую влияют на качество продукции.
Подбор оптимальной холодопроизводительности:
Выберите чиллер с соответствующей холодопроизводительностью, исходя из масштаба производства (например, ширина нанесения покрытия, скорость производственной линии) и количества процессов (например, несколько машин для нанесения покрытия, каландры). Как правило, для одной производственной линии требуется чиллер мощностью 10-100 л.с.; для нескольких производственных линий можно рассмотреть централизованную установку чиллера.
Требования к защите от коррозии:
Коагуляционная ванна в процессах с влажным нанесением покрытия содержит коррозионно-активные среды, такие как ДМФ (диметилформамид). Если чиллер находится в непосредственном контакте с этой средой, необходимо использовать теплообменник из нержавеющей стали 316L; для процессов с сухим нанесением покрытия и процессов обработки ПВХ можно использовать теплообменники из нержавеющей стали 304 или титанового сплава.
Энергосберегающая конструкция:
Предпочтительны чиллеры с регулируемой частотой вращения, поскольку они автоматически регулируют мощность охлаждения в соответствии с изменениями нагрузки производственной линии, снижая энергопотребление.
IV. Основные преимущества использования чиллеров
Обеспечение качества продукции: Точный контроль температуры предотвращает неравномерное покрытие, дефекты поверхности и деформацию размеров, улучшая тактильные ощущения, внешний вид и физические свойства искусственной кожи.
Повышение эффективности производства: Быстрое охлаждение и формование сокращают время процесса, например, время фазового превращения в мокрых процессах и время сушки и охлаждения в сухих процессах.
Снижение производственных затрат: Охлаждение с помощью системы рекуперации ДМФ повышает коэффициент рекуперации растворителя и снижает потери сырья; чиллеры с регулируемой частотой вращения могут снизить энергопотребление на 20–30%.
В производстве искусственной кожи чиллеры часто используются в сочетании с другим вспомогательным оборудованием для производства пластмасс:
Водяной чиллер + регулятор температуры пресс-формы: Некоторые процессы (например, предварительный нагревательный ролик машины для нанесения покрытия) требуют высоких температур. Регулятор температуры пресс-формы обеспечивает подачу высокотемпературного теплоносителя, а чиллер охлаждает отработанное тепло от регулятора температуры пресс-формы, обеспечивая рециркуляцию энергии.
Водяной чиллер + дробилка для пластика: Отходы, образующиеся в процессе производства, необходимо измельчать и перерабатывать с помощью дробилки для пластика. Чиллер охлаждает режущие ролики дробилки, предотвращая плавление и слипание ПВХ/ПУ материалов из-за высоких температур трения.
Зачем нужны градирни с замкнутым контуром для производства сыра?
Системы градирни с замкнутым контуром для технологического охлаждения
Как используются водоохладители в косметической промышленности?
Как используются водоохладители в производстве моющих средств?
