Технология производства пенополистирола из вспенивающегося полистирола.

Технология производства пенополистирола из вспенивающегося полистирола

1. Физико-химическая последовательность процесса.

Процесс производства пенопласта из вспенивающегося полистирола складывается из четырех
последовательных технологических операций.

А. Первоначального производства гранул из вспенивающегося полистирола
Б. Выдержки по времени вспененных гранул из вспенивающегося полистирола
В. Формирование блоков из вспенивающегося полистирола
Г. Сушка и выдержка по времени блоков из вспенивающегося полистирола.

А. Процесс производства гранул, происходящий во вспенивателе с помощью водяного пара, происходит при температуре 80-100 градусов Цельсия. Благодаря содержащемуся в гранулах порофору (обычно пентан, изопентан или пентан-изопентановая фракция), повышенной температуре и расширению водяного пара, гранулы многократно увеличивают свой объем и принимают микроячеистую структуру.

Б. Во время выдержки по времени вспененных гранул из полистирола происходит процесс диффузии воздуха вовнутрь микро ячеек и выравнивание давления внутри ячеек и атмосферным давлением.

В. Процесс формирования блоков из вспенивающегося полистирола, происходящий в закрытых формах, заключается в нагревании водяным паром вспененных и выдержанных гранул. Благодаря повышению температуры, а также заключенному в порах гранул порофору,  воздуху и водяному пару, наступает дальнейшее расширение объема гранул и их взаимное слипание, приводящее к возникновению монолитного блока из пенополистирола. После охлаждения блока в форме наступает ее разъединение.

Г. Процесс выдержки по времени блоков из пенополистирола заключается в двусторонней диффузии воздуха внутрь микропор, и выравнивание давления между внутренним объемом ячеек и атмосферой. Сушка блоков заключается в выпаривании поверхностной влаги в атмосферу.

2. Сырье

Сырьем для производства блоков из пенополистирола являются гранулы полистирола, содержащие порофор. В состав порофора входят низкокипящие углеводороды – изопентан, пентан и другие.

2.2 Физико-химические свойства и требования к качеству сырья

Гранулы полистирола, предназначенные для производства блоков и плит, должны иметь вид круглых шариков белого или полупрозрачного цвета. Допускается наличие серповидных и рисообразных гранул полистирола.

Требования к гранулам

2.3. Доставка и хранение сырья.

  2.3.1. Требования к доставке сырья

Сырье доставляется в виде упаковок в закрытых средствах доставки – железнодорожным или
автомобильным транспортом. Разгрузка производится на разгрузочной рампе и сырьё доставляется на закрытый склад. Контроль за количественными характеристиками доставленного сырья производится лабораторным отделом.

Контроль должен производиться следующим образом:

а) Контроль содержания влажности в гранулах
б) Определение содержания мономера в гранулах
в) Определение вязкости гранул в 1% бензиновом растворе
г) Пробное вспенивание гранул
д) Определение удельного веса вспененных гранул
е) Анализ остатка на сите
ж) Пробное формование вспененных гранул

Могут быть выполнены дополнительные испытания качества в соответствии с методикой аттестации сырья, поданной производителем или методикой, принятой в стране.

Сырье храниться на складе. Температура в складском помещении не должна превышать 25-ти градусов Цельсия. Упаковки должны храниться на деревянных поддонах с высотой штабеля не более 3 м. Металлические бочки складировать в высоту не более 1-3. В складе надлежит обеспечить хорошую вентиляцию.

3. Характеристика источников энергии

 3.1. Водяной пар

Процесс производства пенопласта из вспенивающегося полистирола требует доставки тепла как
средства энергии нагрева для первичного процесса вспенивания, процесса формирования блоков, а также нагревания воздуха сушилки и пневматического транспортирования вспененного сырья. После проведения эксперимента с другими формами энергии, мы пришли к выводу, что наиболее практичный источник энергии – это водяной пар. Водяной пар, применяемый для преобразования пенополистирола, должен быть насыщенным паром при давлении как минимум 0,25 мПа, не перенасыщенным водой. Оптимальное давление для формирования блоков и последующего вспенивания составляет 0,02-0,07 мПа. Более высокое давление приводит к увеличению скорости поступления пара в форму (время

 3.2. Электроэнергия

Электроэнергия применяется для приведения в действие вспенивателя, форм, оснащения для
разрезания блоков, пневмотранспорта и установленного освещения. Электроэнергия поставляется от промышленных источников питания при напряжении 380 или 220 В переменного тока. Контроль и изоляция токонесущих частей производится в соответствии с требованиями службы электробезопасности предприятия.

 3.3. Сжатый воздух

Сжатый воздух предназначен для приведения в действие пневматических устройств: закрывания и
открывания форм, а также выталкивания сформированных блоков. Давление сжатого воздуха от источника должно составлять не менее 5 атмосфер. Полученный сжатый воздух проходит через нагревательный элемент и распределяется при помощи системы трубопроводов. Контроль и обслуживание частей системы подачи сжатого воздуха производит служба энергобезопасности предприятия.

4. Характеристика полуфабриката

Полуфабрикатом для производства блоков из вспенивающегося полистирола являются вспененные гранулы. Они получаются на этапе вспенивания и после высушивания подаются для формирования блоков.

 4.1. Физико-химические свойства

4.2. Доставка и складирование

Вспененные гранулы подаются при помощи пневмотранспорта в бункеры накопления, в которых
происходит их выдержка по времени. Температура при выдержке гранул составляет 25-30°С. Время выдержки гранул составляет от 8 часов до 5 суток. Выдержанные гранулы вместе с крошкой отходов пневмотранспортом поступают в дозаторы, находящиеся над формами.

5. Характеристика продукта

Готовым продуктом являются блоки из пенополистирола. Далее их режут на плиты по размерам,
зависящим от требований заказчика, что является уже только преобразованием готового изделия, не изменяющим его свойства.

   5.1. Физико-химические свойства блоков из пенополистирола

6. Отходы

Максимальное количество отходов, образующихся в цикле производства изделий вспенивающегося полистирола, составляет не более 6,5%. Отходы складываются из выбракованных блоков, получающихся во время формирования и крошки, образующейся при разрезании блоков на плиты. Отходы размельчаются в дробилке (мельнице) и в качестве крошки отходов возвращаются в
производство. Крошка в смеси с выдержанными гранулами применяется для повторного производства блоков. Максимальное количество крошки при производстве и формировании блоков не должно превышать 5%.

7. Описание технологического процесса

  7.1. Общее описание процесса

      7.1.1. Процесс вспенивания гранул

Первой технологической операцией по производству изделий из вспенивающегося полистирола является вспенивание гранул. Процесс вспенивания происходит благодаря расширению пор гранул. Во время вспенивания, производимого во вспенивателе насыщенным водяным паром при температуре 90-100°С, в структуре полистирола образуются микропоры. Водяной пар, подающийся во вспениватель, играет двойную роль – нагревателя и дополнительной причины вспенивания (благодаря быстрой диффузии через стенки микропор), и приводит к многократному увеличению (до 50 раз) объема гранул. Во время вспенивания гранулы размешиваются с помощью механического размешивателя с целью избегания их слипания. Водяной пар подается по системе трубопроводов, подключенной к задней части вспенивателя. Во вспенивателе гранулы размешиваются вертикальным размешивателем, состоящим из системы лопастей, предотвращающих слипание гранул. Расширенные гранулы перемещаются к горловине вспенивателя и высыпаются через засыпное отверстие, размещенное в верхней части стенки вспенивателя. Из вспенивателя гранулы полистирола выпадают в сушилку. Поток теплого воздуха высушивает их и выдувает к горловине инжектора системы пневмотранспорта, которая доставляет гранулы в бункер. Сушилка и система пневмотранспорта обеспечиваются теплым воздухом (более 50°С) путем нагнетания вентиляторами и нагрева паром. В целях обеспечения возможности регулирования количества поданных гранул, предусмотрена
регулировка количества оборотов червячного дозатора, давления подводимого водяного пара. Определение количества подаваемых гранул возложено на персонал, обслуживающий вспениватели, которые наблюдают за внешним видом гранул. Контрольно-измерительное оснащение вспенивателя состоит из регулирующих вентилей и контрольного манометра измерения давления водяного пара на линии подачи пара во вспениватель, а также весов для определения веса насыпанных вспененных гранул.
Остановка вспенивателя Каждый раз при остановке вспенивателя необходимо выполнить следующие операции:

1. Остановка червячного дозатора.
2. Отключение подачи пара.
3. Отключение механического размешивателя по остывании.
4. Опорожнение вспенивателя от вспененных гранул.

Аварийная остановка вспенивателя (отключение электроэнергии, остановка размешивателя) Требует отключения подачи пара и включение сжатого воздуха для остужения гранул. Несоблюдение этих правил приводит к дальнейшему вспениванию гранул и выходу из строя привода вспенивателя. Возобновление работы при аварийной остановке может наступить после ее опорожнения от находящихся внутри гранул и осмотра вспенивателя.

      7.1.2. Выдержка гранул по времени

Опорожняющая часть пневматического транспорта направляет гранулы в бункеры. В бункерах происходит процесс выдержки по времени вспененных гранул. Это простая технологическая операция, имеющая, однако, большое значение для дальнейшего производства и влияющая на качество сформованных изделий. Во время выдержки по времени вспененных гранул в бункерах со свободно поступающим воздухом происходит процесс диффузии воздуха внутрь гранул и выравнивания разницы давления между внутренностью гранул и атмосферой. Длительность процесса в зависимости от количества насыпанных гранул, их размера, температуры воздуха колеблется от нескольких до нескольких десятков часов. Общепризнанным является оптимальное время выдержки в течение 8 часов при комнатной температуре. Время выдержки гранул не следует продлевать более недели вследствие потери пор и ухудшения качества изготовленных изделий из передержанных гранул. В целях уверенности, что температура выдерживания гранул, которая должна соответствовать 22-28°С, в помещении, в котором находятся бункеры, устанавливается нагревательная аппаратура, а для контроля служит настенный термометр. В целях обеспечения выдерживания по времени следует производить записи в соответствующих журналах и опорожнение выполнять в соответствии с табличками на бункерах. Выборка гранул производится из нижней части бункеров в систему пневматического трубопровода по трубам и с помощью потока воздуха транспортируется в соответствующие приспособления над формами. Заполнение приспособлений производится периодически, каждый раз после опорожнения. Из приспособлений вспененные гранулы поступают в формы.

     7.1.3. Формирование блоков из вспенивающегося полистирола

Формирование блоков из пенополистирола является наиболее важной операцией в цикле производства изделий из пенопласта. Во время этой операции засыпанные в формы вспененные гранулы дополнительно обрабатываются и слипаются между собой, образуя изделие в соответствие с заданной формой, в которой они находятся. Смыслом этой операции является нагревание гранул, которое приводит к эффекту дальнейшего
увеличения их объема. Увеличение объема в замкнутом пространстве формы совместно с повышенной температурой материала приводит к слипанию гранул между собой и заполнению всего объема формы. Применяемый метод производства требует использования насыщенного водяного пара как источника энергии. Водяной пар в процессе формирования, так как и при операции вспенивания, также играет роль образователя пор. Существенным элементом цикла является его начальная фаза — это устранение воздуха, имеющегося в свободном пространстве между гранулами и стенками формы. Это производится выдуванием его струей водяного пара. Но и дополнительная роль водяного пара в процессе формирования чрезвычайно важна. Наличие воздуха снижает скорость нагрева гранул и приводит к ухудшению качества их слипания (так называемое рассыпании блоков) или приводит к образованию в форме свободных пустот, не заполненных гранулами, так называемых каверн. Конечной операцией цикла формирования является охлаждение сформированных блоков. От этой, как кажется, простой операции очень сильно зависит качество блоков, а также удачность цикла
формования.

Цикл формования блока состоит из следующих операций:

А. Нагревание формы. Перед наполнением формы гранулами надлежит ее нагреть до температуры 80-90°С (при более высоких температурах гранулы будут слипаться сами по себе по мере их засыпания до подачи водяного пара). Во время нагревания форма должна быть закрыта, а конденсат и избыток поступающего пара должен быть направлен выделенным трубопроводом из здания. Нагревание формы имеет конечной целью избежание увлажнения гранул конденсатом, остающимся на холодной поверхности стенок формы. Поступающий на последующих этапах формирования пар должен только дополнительно нагревать стенки формы.
Б. Смазывание поверхности формы. Производится с помощью впрыскивания на внутреннюю поверхность формы раствора мыла или другого средства с целью обеспечения свободного отлипания сформированного блока от формы. Операции можно избежать, если гладкие внутренние стенки форм позволяют лёгкую выемку сформированного блока.
В. Наполнение формы. Подготовленная в соответствии с пунктами А и Б форма заполняется гранулами через сборник под давлением. Наполнение формы должно быть полным для обеспечения соответствующего качества изделия.
Г. Продувание формы водяным паром. После заполнения формы и ее закрывания с помощью пневматического привода и герметичным замыканием – контрольная лампочка на пульте управления, водяной пар подается в верхние и боковые части стенок формы и выводится (вначале как смесь воздуха и водяного пара) через камеру в нижней части формы в коллектор конденсата и водяного пара при открыто находящемся там вентиле. Давление пара в камерах во время операции должно составлять 0,03-0,05 мПа, время продувки 10-20 сек.
Применение более длительного срока продувки нежелательно, так как приводит к ухудшению слипания гранул между собой во внешней и нижней частях формы, а наоборот, сокращение времени продувки приводит к остатку воздуха в форме и образованию пустот.
Д. Собственно формирование. После проведения продувки, закрывается вентиль отвода пара и
конденсата, а также проводятся дальнейшие операции по формованию. В это время возрастает давление пара в форме до 0,04-0,06 мПа, в том числе и в свободном пространстве между гранулами. Возрастание давления должно достигнуть максимального значения и контролироваться с помощью манометров.
Во время формования гранулы разогреваются, дополнительно вспениваются и вспененные полностью занимают объем формы. Находящийся там пар проникает через стенки гранул и приводит к слипанию гранул между собой. Время формования блоков составляет 8-12 секунд.

Е. Выемка сформованных блоков. Сформированные блоки выталкиваются из формы при помощи установленного выталкивателя. Для исправного выполнения этой операции необходимо устранение причин прилипания гранул к стенкам формы, которое достигается путем нанесения средств против прилипания перед загрузкой форм. По мере эксплуатации наступает пассивность по отношению к прилипанию стенок форм и в дальнейшем можно избегать смазки.

Контрольно-измерительная аппаратура форм размещена на пульте управления. Кроме того, на линии подачи пара имеется регулирующий вентиль и манометр, а также вентиль на коллекторе конденсатора и отвода из формы. Во время приостановки работы следует прекратить подачу пара, а также сжатого воздуха и электроэнергии. Время пребывания сформованного блока в форме зависит от сырья и составляет 10-30 минут.

     7.1.4. Выдержка блоков по времени

Конечно, технологической операцией является выдержка сформованных блоков по времени, когда наступает проникновение воздуха в блоки, а также его сушение. Выдержку и сушение блоков следует производить при температуре 22-30°С в течение 8 часов.

     7.1.5. Разрезание блоков на плиты

Последним действием, которое производится над блоками, является процесс их преобразования в плиты. Он заключается в разрезании блоков при помощи разделительного провода. Разрезанию следует подвергать блоки, выдержанные по времени и высушенные. Разрезание блоков разогретым проводом возможно благодаря тому, что температура разогрева провода выше температуры плавления пенопласта и оставляет за собой литую поверхность, благодаря чему усиливается значение упругости материала. Разрезание блоков на плиты производится на оснащении, состоящем из подвижного стола и стальной рамы с натянутыми проводами. Благодаря легкой системе регулировки расстояния между проводами можно регулировать толщину разрезанных плит в соответствии с требованиями заказчика. Разрезанные плиты из пенопласта измеряют в соответствии с требованиями, принятыми на производстве, упаковываются или доставляются навалом через склад заказчику.

8. Стоки и отходы

  8.1. Технологические стоки

Стоки предназначены для стока пара, воды и конденсата из вспенивателей, форм и с места
расположения производственных мощностей. Единственная защита стока – это защита от механического занесения гранул.

  8.2. Отходы

Отходы, образующиеся в процессе производства блоков, а также механического разрезания блоков на плиты вместе с гранулами, рассыпанными во время транспортировки пневмотранспортом, возвращаются в процесс производства. Количество отходов, образующихся на различных этапах производства не должно превышать 6,5% и это значение составляет разницу между нетто произведенным и брутто примененным.   8.3. Испаряемые газы

Образующиеся в процессе производства газы составляют пар и пентан. Наибольшее количество пентана находится в отводах из впенивателей. Выхлоп убирается вытяжной вентиляцией в атмосферу, где он становится безопасным. На рабочих местах, где установлены вспениватели и имеется максимальная концентрация выхлопа, установленное оборудование должно обеспечивать достаточный отвод газов.
Вытяжное вентиляционное оборудование обеспечивает многократную замену воздуха в помещении и не допускает концентрацию пентана, угрожающую пожаром или взрывом.

9. Безопасность и гигиена труда

На всех стадиях производства пенополистирол не является токсичным и нет необходимости применять средства для вредного производства. В производственных помещениях, в которых имеется повышенная влажность (помещения вспенивателей и форм), пол следует выложить деревянным паркетом. Каждое место следует обеспечить общей инструкцией обслуживания, в которой определяется способ работы и соответствующие предписания, утвержденные службой безопасности труда, работы в соответствии с технологической инструкцией работы на данном оборудовании. Персонал к работе может быть допущен только после ознакомления с правилами технологии, эксплуатации, обслуживания и безопасности труда на данном оборудовании. Во время эксплуатации следует обратить внимание на следующие вопросы:
А. Оснащение рабочих мест общей инструкцией по обслуживанию Б. Подключить систему сигнализации и защиты от возрастания давления пара В. Проводить обслуживание системы трубопроводов пара и воздуха под давлением Г. Во время подачи пара в формы находиться за пультом управления за защитным экраном Д. Проверять состояние пневмотранспорта Е. Запретить курение в производственных и складских помещениях Ж. Проверять состояние вытяжного оборудования З. Не блокировать путей транспортирования и двери Во всех помещениях  следует поместить надписи о запрещении курения, гашения пожара водой
оборудования под напряжением, оборудовать помещения средствами пожаротушения. Во время ремонтных работ в качестве местного освещения применять лампы с напряжением 24В.

10. Обеспечение пожарной безопасности

Объект производства относится к третьей категории объектов по пожарной безопасности. Здание
относится к классу «С», причем помещение склада сырья должно быть класса «А» и иметь огнеупорные двери. Все помещения должны быть оборудованы гидрантами. Кроме того, все помещения должны быть
обеспечены средствами пожарного тушения в количестве не менее: углекислотные огнетушители (по два в каждом помещении), 2 углекислотных агрегата тушения (в помещении бункеров и выдержки блоков), 2 асбестовых тента (по 2 в каждом помещении).

11. Процесс двойного вспенивания гранул из пенополистирола.

Процесс двойного вспенивания гранул применяется для уменьшения расхода сырья, менее 14-15 кг/м3. Процесс заключается в том, что во время первого вспенивания, удельная плотность гранул насыпью находится в пределах 16-18 кг/м3, а после их высушивания проводится повторное вспенивание и удельный вес насыпью составляет 11-12 кг/м3. Гранулы после проведения процесса выдержки предназначаются для формирования изделий с плотностью 12-15 кг/м3. Процесс вспенивания можно проводить многократно и довести плотность до 5-7 кг/м3, однако формование изделий из таких интенсивно вспененных гранул затруднено, так как в них остается небольшое содержание порофора. Также изделия из него характеризуются невысокой стойкостью к механическим воздействиям, когда содержание полимера составляет 0,5-0,7 % от объема, а воздуха соответственно 99,3-99,5% объема. Процесс многократного вспенивания был запатентован еще в 1961 году.

   11.1. Теоретическое обоснование процесса двукратного вспенивания.

Из кинетической кривой вспенивания следует, что процесс проходит интенсивно в течение первых 2-3 минут и масса насыпанных гранул уменьшается с 550 до 25-30 кг/м3 или в 18-22 раза, соответственно увеличивается объем, а при более долгом вспенивании процесс затормаживается, даже может иметь место увеличение плотности гранул. Это связано с потерей порофора при вспенивании. Во время нагревания гранул до температуры вспенивания (около 100°С) находящийся в них порофор-пентан (химическая формула С5Н12, температура кипения – 36,5°С) превращается в пар. Его утечка невелика и для поддержания равновесия давления гранулы расширяются. Основные потери происходят по причине увеличения объема, а главное времени вспенивания. В процессе многократного вспенивания гранул порофор разрежается воздухом, проникающим в гранулы в процессе выдержки. Время двойного вспенивания почти совпадает со временем одинарного вспенивания, поэтому потери порофора одинаковы в обоих случаях. Во всех случаях вспенивания существенна роль пара. Он является дополнительным источником
вспенивания. Благодаря сильной диффузии он проникает в образующиеся микропоры  и приводит в соответствие давление в гранулах с внешним давлением.

   11.2. Процесс двойного вспенивания.

Технологический процесс двойного вспенивания выглядит следующим образом: на первом этапе
вспенивания, проводящейся в атмосфере водяного пара, надлежит довести удельный вес гранул до 16-18 кг/м3. Условиями получения такой интенсивности вспенивания являются соответствующий подбор скорости их дозирования, времени пребывания во вспенивателе или температуры вспенивания посредством использования смеси пара и воздуха. После первой стадии гранулы высушивают на месте в подвешенном состоянии при как можно более высокой температуре и выдерживают на месте. Расчеты по выдерживанию для 1 ступени: температура 15-25°С, время 3-8 часов. Высушенные гранулы повторно поступают во вспениватель и при помощи пара или смеси его с воздухом вспениваются до достижения удельного веса 11-12 кг/м3. Двукратно вспененные гранулы высушивают подобно 1 ступени и направляют в бункеры, в которых их выдерживают. Расчеты по выдерживанию для 2 ступени: температура 15-25°С, время 5-15 часов. После выдержки гранулы предназначаются для формирования блоков. Условия формирования блоков следует подбирать опытным путем, имея в виду повышенную деформируемость гранул при низком удельном весе на сжатие у сформированных блоков.

   11.3. Технология процесса и оснащение

Первое вспенивание Во время этого этапа гранулы должны достичь удельного веса насыпью в пределах 16-18 кг/м3. Для этих целей необходимо подобрать определенные параметры вспенивания. Этого можно достичь посредством:

• уменьшения уровня засыпания во вспениватель, что приводит, однако, к уменьшению
  производительности
• уменьшение количества подаваемого пара во вспениватель и тем самым уменьшение температуры во вспенивателе
• применение смеси пара и воздуха
• сокращение времени пребывания гранул во вспенивателе посредством увеличения скорости
  дозирования.

Последний вариант является наиболее приемлемым, потому что не уменьшает производительность вспенивателя. Чтобы количество подаваемого через шнек сырья стало меньше (при полном заполнении шнека) при максимальных оборотах надлежит увеличить количество оборотов шнека путем замены ременной передачи.

   11.4. Сушение гранул после первого вспенивания

Процесс сушки проводится в существующих сушилках. Не требуется ее специальная доработка для двойного вспенивания.

   11.5. Выдержка гранул после первого вспенивания

Несмотря на то, что гранулы после первого вспенивания имеют более высокий удельный вес, время выдержки гранул сокращается и составляет 3-8 часов. Как известно, время выдержки гранул меньшего диаметра меньше. Температуры выдержки составляют 15-25°С.    11.6. Второе вспенивание Процесс второго вспенивания проводится аналогично первому. Следует подобрать те же параметры:

• скорость дозирования
• температура во вспенивателе

Основными критериями оценки правильности работы вспенивателя является определяемый удельный вес гранул насыпью, а также отсутствие появления пыли по выходу из сушилки. В случае появления пыли из гранул, надлежит уменьшить температуру вспенивания (уменьшить
количество подаваемого пара или обогатить смесь воздухом) или увеличить скорость прохождения гранул (дозирование) через вспениватель путем увеличения оборотов подающего червякового шнека. Вспененные повторно гранулы, в связи с их малым удельным весом, более чувствительны к
механическим повреждениям во время их транспортировки. Поэтому следует уменьшить скорость
транспортировки путем изменения скорости работы вентилятора.

   11.7. Выдержка гранул после второго вспенивания

Из сушилки через инжектор гранулы направляются в существующие бункеры, где происходит процесс диффузии воздуха в образовавшиеся микропоры. Оптимальное время выдержки после второй ступени вспенивания составляет несколько часов в зависимости от размера гранул. Температура выдержки должна составлять, как и во время первой выдержки, в пределах 15-25°С. Время выдержки при одинаковом удельном весе зависит от размера гранул.

   11.8. Процесс формирования блоков

Процесс формирования блоков при двукратном вспенивании не сильно отличается от обычного
процесса. Также следует обеспечить продувку формы, наполненной гранулами. Давление пара во время этой операции должно быть в пределах 0,1-0,2 атмосфер, а время продувки как можно меньшим, в границах нескольких секунд. Расчеты продувки и дальнейшая подача пара должны обеспечивать равномерное нагревание гранул во всем рабочем объеме формы. Давление пара во время формования должно составлять 0,4-0,7 атмосфер в зависимости от качества гранул (удельного веса содержащегося полимера). Время формирования с учетом повышенной чувствительности к механическому воздействию не должно быть большим, потому что это приведет к осыпанию (появлению пыли) блоков, даже во время формирования и далее в процессе охлаждения. Общее время воздействия пара должно составлять 15-40 секунд, время охлаждения 5-10 минут, в
зависимости от температуры формования, а также давления пара, конструкции формы и ее герметичности. Данные должны определяться опытным путем с учетом качества сырья, а также удельного веса после второго вспенивания.

12. Описание и порядок эксплуатации вспенивателя, предназначенного для
ступенчатого вспенивания пенополистирола

    12.1. Описание и порядок эксплуатации

Вспениватель следует устанавливать на твердой ровной поверхности и выравнивать по длине и ширине при помощи уровня. Первой технологической операцией является вспенивание гранул. Процесс вспенивания возможен благодаря порофору, который содержится в гранулах. Во время вспенивания, производимого при помощи водяного пара, подаваемого во вспениватель при температуре 90-100°С (давление пара 0,1 мПа) в монолите полистирола возникает микропористая структура. Водяной пар, подаваемый во вспениватель, играет двойную роль: основную – нагревание и дополнительную – источника вспенивания (благодаря высокой скорости диффузии через стенки микропор), приводит к многократному (до 50 раз) увеличению объема гранул. Во время вспенивания гранулы перемешиваются при помощи механической мешалки с целью предотвращения их слипания. Водяной пар подается во вспениватель при помощи трубопровода к нижней его части. Во вспенивателе гранулы перемешиваются вертикальной мешалкой, состоящей из системы лопастей, предотвращающей слипание гранул. Увеличивающиеся в объеме гранулы перемещаются в верхнюю часть вспенивателя и опускаются через отверстие засыпания, размещенное в верхней части стенки вспенивателя. Из вспенивателя гранулы полистирола выпадают в сушилку. Поток теплого воздуха высушивает их и выдувает в горловину (инжектор) пневмотранспорта, который доставляет их в бункеры. Сушилка и транспортная часть приводится в действие теплым воздухом (более 50°С) при помощи
вентиляторов и обогревается паром. В целях возможного регулирования производительности и насыпного веса гранул, вспениватель
имеет: А. Возможность двукратного вспенивания, Б. Регулировку скорости оборотов шнековых дозаторов. Определение насыпного веса является обязанность обслуживающего персонала, который проводит внешний осмотр вспененных гранул. Контрольно-измерительное оборудование состоит из вентилей закрывания и манометра контрольного давления водяного пара на линии до вспенивателя, а также винта, регулирующего обороты червячной передачи.

12.2. Требования по безопасности труда

• вспениватель может обслуживаться только персоналом, ознакомленным с принципом его действия и устройством, а также с правилами безопасности труда
• обслуживающий персонал должен соблюдать общие правила безопасности труда, обязательные на предприятии
• рабочее место должно быть надлежащим образом освещено и быть чистым, а работник, обслуживающий вспениватель, должен работать в одежде и обуви, находящейся в надлежащем состоянии
• при манипуляциях с паровым вентилем руки должны быть одеты в рабочие рукавицы

Запрещается:

• открывание дверки главного сборника вспенивателя, а также выполнение внутреннего осмотра сборника во время работы мешалки
• включение двигателей привода при открытых защитных кожухах системы ременной передачи
• манипулирование рукой в контрольном лючке червячной передачи при работающем оборудовании.

   12.3. Порядок работ перед началом работы вспенивателя

Перед началом работы вспенивателя необходимо выполнить следующие действия:

1. Проверить герметичность системы подачи пара по трубопроводу при давлении 0,1 МПа.
2. Убедится в правильности подключения к электросети.
3. Проверить состояние защитного кожуха на ременной передаче.
4. Мусор, попавший в главный сборник, может повредить мешалку и сетку.
5. Мусор, попавший в сборник засыпания гранул, может повредить червячную передачу, подающую гранулы в главный сборник вспенивателя.

   12.4. Обслуживание во время работ

1. Тщательно закрыть дверки на главном сборнике вспенивателя.
2. Осторожно открыть паровой вентиль и нагреть главный сборник в течение 10-15 минут.
3. Наполнить главный сборник гранулами при помощи червячной передачи. Во время работы сборник (первая ступень вспенивания) должен заполняться автоматически.

3а. Для заполнения во второй ступени вспенивания наполнить бункер второй ступени вспенивания
гранулами, прошедшими через первую ступень при помощи червячной передачи большего диаметра. Бункер второй ступени заполняет себя при помощи вентилятора.

1. Включить двигатель мешалки в главном сборнике.
2. Включить червячную передачу, подающую гранулы в главный сборник.
3. Включить пневмотранспорт, а также сушилку.
4. Следить за текущей работой вспенивателя.

   12.5. Обслуживание по окончании работ

1. Выключить червячную передачу.
2. Выключить червячную передачу по опорожнении засыпного сборника.
3. Перекрыть подачу пара во вспениватель и подать сжатый воздух в целях охлаждения
   сборника.
4. Выключить двигатель привода мешалки в главном сборнике по охлаждении (примерно через 60 минут).
5. Выключить вентилятор, а также сушилку.
6. Выключить подачу электроэнергии главным рубильником.

Каждая остановка вспенивателя требует:

1. Остановка червячного дозатора.
2. Отключение подачи пара.
3. Отключение механической мешалки по охлаждении.
4. Опорожнение вспенивателя от вспененных гранул через дверки во вспенивателе.

   12.6. Порядок действий при аварии (выключение электроэнергии, остановка
мешалки)

Требует немедленного отключения подачи пара и включения подачи сжатого воздуха с целью
охлаждения гранул. Невыполнение этих правил может привести к слипанию гранул, находящихся внутри в агломерат, что может повредить оборудование привода вспенивателя. Возобновление работы вспенивателя после аварийной остановки может производиться после опорожнения находящихся внутри гранул и осмотра вспенивателя

Производство пенопласта — все, что вам нужно об этом знать – Stroim24.info

Пенопласт — недорогой материал, часто используемый для утепления

Пенопласт применяется очень широко — он незаменим как теплоизоляционный, отделочный и упаковочный материал. Что он собой представляет? Как выполняется производство пенопласта, какое сырье и оборудование используется? Давайте разбираться!

Что такое пенопласт?

На макрофото видно, что пенопласт состоит из наполненных воздухом закрытых ячеек.

К пенопластам относятся все разновидности газонаполненных пластмасс.

Отличительные черты материала:

• пористая структура, которая состоит из закрытых ячеек;
• низкий уровень плотности;
• высокие звуко- и теплоизоляционные свойства.

К группе пенопластов принадлежат:

• поливинилхлоридный материал;
• полиуретановый аналог;
• карбамидоформальдегидный пенопласт;
• фенолформальдегидный материал;
• полистирольный аналог.

Чаще всего пенопласт производят из гранулированного полистирола.

Пенополистирол — самый распространенный материал. Его производство я и буду описывать. Пенополистирол был создан в 1951 г. немецкой компанией BASF. Тогда он получил фирменное наименование «стиропор».

Пенопласт по основному назначению — теплоизоляционный материал. Он на 98% состоит из воздуха. Газ находится во множестве маленьких тонкостенных ячеек из пенополистирола.

Какое исходное сырье применяется?

Гранулы полистирола служат сырьем для изготовления пенопластовых плит.

Как сырье для пенопласта используется вспенивающийся полистирол:

1. Его получают при помощи полимеризации стирола суспензионного типа.
2. Процесс происходит при добавлении порообразующего вещества, в роли которого выступает смесь изопентана и пентана. Объем смеси в материале 5-6%.
3. Если пенопласт предназначается для строительства, то в сырьевую массу добавляется 1% антипирена. Обычно это соединения брома.

Полистирол производят в виде гранул. Эти сферические частицы обрабатываются антистатическими веществами. Они пресекают накопление материалом электрических зарядов при его транспортировке. Также обработка улучшает технологичность сырья. Гранулы полистирола по-русски обозначают ПСВ (полистирол вспенивающийся).

Марки, типы пенопласта и сырья у производителей различаются. Поэтому перед приобретением материала ознакомьтесь с его условным обозначением в технической документации.

Импортный полистирол чаще всего маркируется как EPS.

1. EPS (expandable polystyrene), вспенивающийся полистирол. Это международное обозначение гранул.

   FS (самозатухающий полистирол) — еще одна возможная маркировка.

2. ПСБ (пенополистирол суспензионный беспрессовый) — это российское обозначение пенопласта.

Стандартная упаковка пенопласта ПСБ-С марки 25, в ней 1 кубометр материала.

ПСБ-С (пенополистирол суспензионный беспрессовый самозатухающий) — еще один вариант русской маркировки.

После такого обозначения идет цифровое указание на марку материала по плотности.

Где пенопласт используется?

Применение пенопласта определили его технические характеристики. Используется как формованная продукция из вспененного полистирола, так и его дробленые отходы.

Обшив стены плитами пенополистирола, вы сделаете дом более теплым.

Плиты из пенопласта используются в строительстве:

1. Для утепления своими руками фасадов и внутренних помещений зданий.
2. Для производства не снимаемой опалубки.

Сэндвич-панели с утепляющим слоем из пенопласта служат стенами легких каркасных зданий.

3. В сэндвич-панелях.
4. Как изоляционный слой внутри несущих конструкций (трехслойные железобетонные панели или блоки, слоистая кладка).
5. Как утепляющее основание под стяжку для мастичных либо рулонных кровель.
6. Для теплоизоляции перекрытий и подвальных помещений.
7. Как защита от промерзания дорожного основания.

Также пенопласт применяют:

• в судостроении;
• в холодильных устройствах;
• при обустройстве понтонов и плавучих пристаней;
• как упаковку для пищевых продуктов и бытовой техники.

Багет из пенополистирола стоит гораздо дешевле гипсовых, деревянных и полиуретановых аналогов.

Благодаря невысокой цене и легкой обработке, сейчас широко используются декоративные формованные изделия из пенопласта:

• плинтусы;
• потолочные плиты;
• молдинги и пр.

Изготовление пенопластовых плит

Технологическая схема производства пенополистирола.

Технология производства пенопласта включает в себя такие этапы:

1. Первоначальное вспенивание сырья;
2. Вылеживание гранул;
3. Их окончательное вспенивание;
4. Спекание пенополистирола в плиты.

Как теплоноситель при производстве пенопласта применяется насыщенный пар.

Предварительное вспенивание гранул

Предвспенивание сырья — это важнейший этап в производстве пенополистирола. Он влияет на качество итоговой продукции:

Начальное вспенивание гранул полистирола происходит в таком предвспенивателе.

1. Загрузка гранул в предвспениватель. Перед этим определяется их необходимый объем.
2. Подача водяного пара. Он подается под давлением в 4-6 бар.
3. Вспенивание гранул. При этом они во много раз увеличиваются в объеме.
4. Прекращение подачи пара. Это происходит при достижении гранулами объема в один кубический метр.

Вспененное сырье транспортируется в бункер для вылеживания.

5. Разгрузка предвспенивателя. Доставка пневмотранспортом вспененных гранул в сушилку, а затем в бункер выдержки.

На производство разных по плотности марок пенопласта влияют:

• марка сырья, так как полистирольные гранулы имеют разную фракционность;
• объем загружаемых гранул;
• характеристики пара;

Диаметр вспененного сырья может быть разным, чем он больше, тем меньше плотность пенопласта.

• итоговый объем уже вспененных гранул.

На плотность материала влияет и время его нахождения в предвспенивателе:

1. Если временной период слишком продолжителен, то гранулы начинают трескаться. Поэтому плотность повышается.
2. Если период вспенивания непродолжителен, то у пенопласта будет существенный разброс по его плотности. Поэтому придется уменьшать температуру, подав небольшой объем воздуха и понизить питание предвспенивателя.

Для изготовления легких марок пенополистирола (8-12 кг/м³) используется повторное вспенивание. Загружаемые во второй раз гранулы необходимо хорошо насытить воздухом.

Время вылеживания сырья перед повторным вспениванием должно составлять 11-24 часа. Чем размер гранул меньше, тем их дозревание должно быть короче.

Сушка и кондиционирование вспененного сырья в бункере дозревания

В сушилках гранулы освобождаются от поверхностной влаги.

1. Вспененное сырье высушивается в сушилках. Для этого в них через перфорированную панель подается нагретый воздух. Его температура — +30-35 °C. Затем гранулы охлаждаются.
2. На предварительно вспененное сырье воздействует легкое разряжение. Поэтому гранулы чувствительны к изменениям в окружающей среде. Чтобы снять с них внутреннее напряжение, они выдуваются вентилятором в накопительный бункер. Там сырье стабилизируется.

В бункере выдержки сырье кондиционируется около суток.

3. Исходя из марки применяемого сырья, время его кондиционирования может составлять от 11 до 24 часов.
4. Температура внешней среды при выдерживании гранул должна равняться +16-20 °C. Если она ниже, то продолжительность кондиционирования надо увеличивать. Летом, при температурах более +20 °C период выдержки следует уменьшать.

При доставке вспененных гранул в бункеры, их мнимая плотность повышается из-за их столкновений с внутренними стенками транспортера. При определении параметров вспенивания нужно учесть это увеличение плотности.

При кондиционировании вспененных гранул в них поступает воздух, а влага и порообразователь испаряются.

На этапе выдерживания гранул из-за того, что внутри сфер давление меньше атмосферного, в них поступает воздух. Пентан и вода из сырья выдавливаются до момента, когда оно стабилизируется.

На быстроту поступления воздуха в гранулы влияют их фракционность, температура и плотность. То же самое относится и к скорости выдавливания пентана. Из больших гранул порообразователь уходит медленней, нежели из маленьких, из-за меньшего отношения их площади к массе.

Чтобы формование было оптимальным, необходимо:

• для пенопласта плотностью 40 кг/м³ и более — добавить в сырье пентан в объеме 1,7-2,5%;
• если нужен материал плотностью менее 40 кг/м³, объем пентана — 2,6-3,2%.

Формование плит в блок-формах

После насыщения воздухом сырье поступает на формование плит в блок-формы.

1. После кондиционирования сырье пневмотранспортом доставляется в блок-формы.
2. После этого осуществляется его обработка водяным паром. В итоге гранулы расширяются снова, формируя в рабочей камере плиты пенопласта.
3. Далее отформованная плита охлаждается. Для этого вакуумирующая установка создает разряжение внутри формы.
4. Затем плита выталкивается из рабочей камеры толкателем. Он, исходя из конструкции формы, может работать от пневматической подушки либо цилиндра.

Пар в блок-форму надо подавать под дозированным давлением.

Важнейший момент при подаче пара в рабочую камеру: нужно нагнетать большое количество пара за минимальный период времени. С этой целью надо убрать воздух из формы до начала нагнетания давления. Делается это при помощи вакуумирующего устройства.

Осуществляя производство пенополистирола, следует постоянно поддерживать высокую температуру внутри блок-форм. Иначе затраты пара существенно вырастут и он станет насыщенным. Это уменьшит качественность сцепки гранул между собой.

1. Готовая плита оказывает давление на стенки блок-формы. Оно равняется около 80 кПа.
2. Чтобы плиту без ее повреждения можно было вынуть из формовочной камеры, давление нужно понизить до примерно 10 кПа.
3. Промежуток времени, необходимый для уменьшения давления плиты (время ее охлаждения), зависит от марки пенополистирола.

При помощи открытой блок-формы можно производить пенопласт, какой угодно длины.

Производители пенопласта используют два вида блок-форм: с закрытыми и открытыми рабочими камерами.

Достоинство открытых форм — с их помощью можно выпускать плиты и блоки неограниченной длины.

Закрытая блок-форма дает возможность производить больше продукции.

Преимущество закрытых рабочих камер — лучшая производительность.

Выдерживание плит

После формовки плиты пенопласта должны вылежаться. Кондиционирование необходимо для уменьшения влажности материала, а также, чтобы убрать внутреннее напряжение, которое появляется в ходе его производства.

При выдерживании плит, в них идут процессы насыщения материала воздухом и выравнивания внешнего давления с внутренним. То же самое происходит при вылеживании предварительно вспененного сырья. Формованные плиты кондиционируются от 12 до 24 часов при комнатной температуре.

Нарезание плит на листы

На специальном станке плиты пенопласта нарезаются на листы.

Отформованные блоки сортируются, затем складируются. После этого изготовление пенопласта завершается нарезкой плит на листы нужной толщины. Режутся блоки на установках вертикальной либо горизонтальной резки при помощи раскаленной реостатной проволоки.

Толщина листов пенопласта может составлять от 20 до 100 мм.

Наиболее распространенная толщина получаемых листов:

• 2 см;
• 3 см;
• 4 см;
• 5 см;
• 10 см.

Дробление производственных отходов

Отходы производства измельчаются в дробилке, как на фото.

Производственные отходы пропускаются через дробильную установку. Из нее вторсырье по пневматическому трубопроводу поступает в накопительный бункер.

Полученная крошка (ее размеры составляют до 1,5 см) снова применяется для производства пенопласта. Она добавляется к вспениваемым гранулам в отношении 1:10.

Как выбрать оборудование для производства пенополистирола?

Полностью укомплектованная линия по изготовлению пенопласта.

Если вы решили сами делать пенополистирол, вам надо выбрать подходящее оснащение для цеха. Составляющие оборудования по производству подбирайте, исходя из планируемого вами объема продукции.

Например, если нужное количество материала составляет не более 1000 кубометров за месяц, вам необходима линия мощностью 40 кубических метров за смену. Она сможет дать этот объем пенопласта.

Учтите, что расчетная производительность линии может не совпадать с реальной. Это зависит от таких моментов:

1. Самый важный фактор — происхождение сырья: импортное оно или отечественное. На российских гранулах производительность может немного уменьшиться.
2. Второй нюанс — марка пенопласта, которую вы будете производить. Так, пенополистирол ПСБ-12 имеет плотность меньше 12 кг на метр кубический. Поэтому его можно получить лишь при двойном вспенивании. Это уменьшает производительность линии.

Лучше выбрать оборудование для производства пенопласта, имеющее высокую производительность. Не стоит эксплуатировать маломощную линию на пределе возможностей, она вскоре может выйти из строя.

Как выбрать парогенератор?

Газовый парогенератор высокой мощности — до 12 000 кг пара за смену.

Источник пара — это парогенератор (паровой котел). Его минимальная производительность должна составлять 1200 кг за смену. Однако желательно приобрести паровой котел большей мощности. Это даст возможность в дальнейшем повысить производительность оборудования.

По используемому энергоносителю парогенераторы бывают дизельными, газовыми и электрическими. Каждая разновидность со своими достоинствами и недостатками:

Плюс газового котла — цена пара, генерируемого им, минимальная.

Минусы газового котла:

1. Подвести газ к парогенератору можно лишь при наличии проекта, согласованном в Горгазе. Подключать котел должен работник этой организации. Кроме этого, газовый парогенератор следует поставить на учет в Гостехнадзоре.
2. Эти устройства чуть дороже электрических и дизельных аналогов.
3. Нуждаются в обязательном монтаже водоподготовки.

Все эти недостатки — дополнительные временные и финансовые траты.

Дизельный паровой котел производителен и неприхотлив.

Достоинства дизельного генератора пара:

1. Он самый простой.
2. Устройство не требует проекта и разрешения на подключение.
3. Производительность дизельных генераторов может быть от 1200 до 12 000 кг пара за смену.
4. Котел тратит 10-50 л солярки в час.

Минус дизельных котлов — они также требуют устанавливать водоподготовку.

Электрические паровые котлы компактные, но для них нужна мощная электросеть (380 Вт).

Электрические генераторы пара, также просты в монтаже и эксплуатации. Они компактней газовых и дизельных установок.

Их недостаток — они требуют значительных мощностей (минимально 150 кВт·ч). Из-за этого электрический паровой котел можно поставить не везде.

Что учесть, приобретая вспениватель

Предвспениватель необходим для первичной паровой обработки гранул полистирола. На этом этапе осуществляется начальное вспенивание сырья, затем доводится до нужной плотности.

Гранулы под действием насыщенного водяного пара могут увеличиваться в объеме от 30 до 50 раз. От этого показателя зависит плотность будущих плит пенополистирола.

Вспениватель непрерывного действия производит нестабильное сырье.

Непрерывный предвспениватель — самый распространенный тип устройств:

1. В него гранулы полистирола поступают без перерывов.
2. Уже вспененное сырье непрерываемым потоком пересыпается через шибер, который может регулироваться по высоте.
3. Благодаря разной высоте пересыпки и скорости поступления гранул, они доводятся до необходимой плотности.

Минусы непрерывного предвспенивателя — нестабильность изделий и сложная регулировка плотности. Чтобы исправить данные недостатки, оборудование оснащается электронными блоками контроля над температурой и дозирования гранул. Эти системы экономят сырье и уменьшают себестоимость пенополистирола.

Для работы вспенивателя непрерывного действия необходимо к нему подводить насыщенный водяной пар:

1. Его затраты на стадии вспенивания получаются небольшими.
2. Регулировать же объем поступающего пара не всегда можно.
3. Кроме этого, не все парогенераторы дают возможность одновременно вспенивать гранулы и формовать плиты пенопласта. Это уменьшает мощность производственной линии.

Моя инструкция — используйте в небольшом цеху автономный паровой котел малой мощности. Она может составлять 15-30 кВт·ч. Очень желательно, чтобы парогенератор имел возможность регулирования мощности.

У вспенивателя циклического типа невысокая производительность.

Циклический предвспениватель не так распространен, как аналог непрерывного действия. У него иной принцип работы:

1. В камеру для вспенивания поступает отмеренный объем гранул.
2. Туда же нагнетается пар под давлением.
3. Под его действием сырье увеличивается в диаметре.
4. Когда общий объем гранул достигнет заданной величины, они выгружаются.

Достоинство циклического вспенивателя — плотность обработанного сырья получается стабильной.

Недостаток — невысокая производительность. Этот минус устраняется автоматизацией производства.

Получать марки пенополистирола плотностью ниже 12 кг на метр кубический, можно лишь многократно вспенивая сырье. При этом способе необходима высокая точность обработки гранул. Она достигается при автоматизации производства и применении вспенивателей как непрерывного, так и циклического типа.

Вывод

Пенопласт может производиться из гранул различного размера и происхождения. На рынке представлены разные по плотности и толщине марки, так что примите это во внимание, когда будете приобретать материал.

Выбирая оборудование для изготовления плит пенополистирола, учитывайте его тип, производительность, комплектность и уровень автоматизации. Это прямо влияет на объемы и качество выпускаемого материала.

Видео в этой статье поможет лучше разобраться в теме. Если вам что-то останется непонятно, задавайте вопросы в комментариях.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

Facebook

Twitter

Google+

Telegram

Vkontakte

Как вспенить полистирол в домашних условиях — VashSlesar.ru

Рассмотрены все этапы технологии производства пенопласта. Перечислено оборудование, необходимое для изготовления этого материала. Даны рекомендации, с которыми нужно обязательно ознакомиться перед покупкой.

Многие из нас не раз встречали пенополистирол, пробовали его на ощупь, что-то изготавливали из него, использовали его в строительстве, для обустройства дома. Однако далеко не все знают, какова технология изготовления пенопласта, каковы ее особенности.

Как ни странно, но в производстве этого материала нет ничего сверхсложного. И примечательно то, что сейчас на рынке появилось довольно много некачественного пенополистирола, который изготовлен без учета соответствующих норм и правил.

Некоторые умельцы умудряются создать небольшую производственную линию даже в обычном гараже. Да, не удивляйтесь.

И это нужно обязательно учитывать при покупке — не все Васи Пупкины строго придерживаются предписанных технологических норм. Да и какие нормы могут быть в гараже?

Как изготавливают пенопласт

Ранее мы рассказывали, что такое пенополистирол. Помним, что этот материал состоит из многочисленных ячеек, заполненных воздухом. Значит — процесс изготовления должен включать вспенивание материала.

Так и есть: процесс вспенивания — один из важных в производстве пенополистирола.

Однако это еще не всё.

Этапы технологии изготовления пенопласта

Обычно процесс включает в себя:

1. Вспенивание. В ходе выполнения этого процесса сырье помещают в специальную емкость (пенообразователь), где под действием давления (используется парогенератор) гранулы увеличиваются примерно в 20-50 раз. Операция выполняется в течение 5 минут. Когда гранулы достигают необходимого размера, оператор выключает парогенератор и выгружает вспененный материал из емкости.

2. Сушка полученных гранул. На данном этапе главная цель — удаление лишней влаги, оставшейся на гранулах. Делается это с помощью горячего воздуха — он направляется снизу вверх. При этом для лучшего просушивания гранулы встряхиваются. Этот процесс также длится недолго — около 5 минут.

3. Стабилизация (отлеживание). Гранулы помещают в бункеры, где и проходит процесс вылеживания. Продолжительность процесса — 4. 12 часов (зависит от температуры окружающего воздуха, величины гранул).

Важное примечание: технология изготовления пенополистирола может исключать 2-й этап (сушку). В таком случае стабилизация (отлеживание) будет длиться дольше — до 24 часов.

4. Выпекание. Этот этап производства пенопласта часто называют формованием. Суть заключается в том, чтобы соединить между собой полученные ранее гранулы. Для этого они помещаются в специальную форму, после чего под давлением и под действием высокой температуры водяного пара проходит процесс спекания гранул. Длится примерно 10 минут.

5. Созревание (вылеживание). Цель — избавить полученные листы пенополистирола от лишней влаги, а также от оставшихся внутренних напряжений. Для этого листы располагают в свободном месте производственного цеха на несколько суток. В ряде случаев созревание может проходить до 30 суток.

6. Резка. Изготовленные блоки пенопласта кладут на спецстанок, на котором блоки разрезаются на листы соответствующей толщины, длины, ширины. Этот производственный процесс выполняется с помощью нихромовых струн, нагретых до определенной температуры. Соответственно, проводят как горизонтальную, так и вертикальную резку блоков.

Вот так делают пенопласт.

Разумеется, после перечисленных 6-ти этапов может выполняться 7-й этап — переработка оставшихся обрезков. В результате чего они смешиваются с другими гранулами, которые потом будут подвергаться тем же процессам — спеканию, вылеживанию.

Оборудование, которое используется в ходе производства пенополистирола, показано в виде таблицы:

Технология изготовления пенопласта напрямую влияет на качество

Как мы говорили выше, сейчас рынок наполнен немалым количеством низкокачественного материала. Его могут производить в гаражах, каких-то складских помещениях.

Но основная проблема заключается не в том, где изготавливают материал (хотя окружающая среда также влияет на качество), главная проблема — не соблюдение всех правил изготовления пенопласта.

Какие могут быть отклонения от правильного производства пенополистирола?

Самые различные — начиная от некачественной грануляции и заканчивая плохой, неточной нарезкой блоков пенопласта на листы.

Некоторые умники вообще не проводят как таковую стабилизацию, вылеживание. Для них важна исключительно скорость изготовления пенополистирола.

«Чем больше — тем лучше — больше денег заработаем!»

Из-за этого характеристики пенопласта сильно ухудшаются:

• он может получиться хрупким, непрочным,
• гранулы могут быть плохо соединены между собой,
• плотность может быть неравномерной.

Это может также происходить из-за низкокачественного, неисправного оборудования, которое использовалось при производстве — вспениватели, сушильные установки, компрессоры, парогенераторы и т.д.

И еще немаловажный момент: при плохой технологии изготовления пенопласт может иметь резкий, неприятный запах. Возможна такая картина: привезли новенькие листы пенополистирола домой, уложили в гараж или другое помещение и. вскоре услышали, что помещение наполнилось каким-то едким, неприятным запахом.

Это очень плохо. Это значит, что пенопласт еще во всю «парит», выделяя вредные вещества. Особенно опасно, когда такой низкосортный материал складывается в жилых помещениях.

Выводы по изготовлению пенопласта

1. Технология довольно проста, но требует обязательного соблюдения всех предписанных норм и правил.
2. Материал (который внешне будет похож на качественный) можно получить даже при значительных отклонениях от правил производства. И этим пользуются «кустарные» фирмы (нехорошие люди).

Поэтому: покупайте только продукцию надежных, проверенных производителей (которые следят за качеством). Проверяйте наличие у продавцов соответствующих сертификатов качества.

Теперь вы знаете, как делают пенопласт, знаете основные особенности технологии изготовления и какому материалу нужно отдавать предпочтение. Успехов!

Пенопласт применяется очень широко — он незаменим как теплоизоляционный, отделочный и упаковочный материал. Что он собой представляет? Как выполняется производство пенопласта, какое сырье и оборудование используется? Давайте разбираться!

Что такое пенопласт?

К пенопластам относятся все разновидности газонаполненных пластмасс.

Отличительные черты материала:

• пористая структура, которая состоит из закрытых ячеек;
• низкий уровень плотности;
• высокие звуко- и теплоизоляционные свойства.

К группе пенопластов принадлежат:

• поливинилхлоридный материал;
• полиуретановый аналог;
• карбамидоформальдегидный пенопласт;
• фенолформальдегидный материал;
• полистирольный аналог.

Пенополистирол — самый распространенный материал. Его производство я и буду описывать. Пенополистирол был создан в 1951 г. немецкой компанией BASF. Тогда он получил фирменное наименование «стиропор».

Пенопласт по основному назначению — теплоизоляционный материал. Он на 98% состоит из воздуха. Газ находится во множестве маленьких тонкостенных ячеек из пенополистирола.

Какое исходное сырье применяется?

Как сырье для пенопласта используется вспенивающийся полистирол:

1. Его получают при помощи полимеризации стирола суспензионного типа.
2. Процесс происходит при добавлении порообразующего вещества, в роли которого выступает смесь изопентана и пентана. Объем смеси в материале 5-6%.
3. Если пенопласт предназначается для строительства, то в сырьевую массу добавляется 1% антипирена. Обычно это соединения брома.

Полистирол производят в виде гранул. Эти сферические частицы обрабатываются антистатическими веществами. Они пресекают накопление материалом электрических зарядов при его транспортировке. Также обработка улучшает технологичность сырья. Гранулы полистирола по-русски обозначают ПСВ (полистирол вспенивающийся).

Марки, типы пенопласта и сырья у производителей различаются. Поэтому перед приобретением материала ознакомьтесь с его условным обозначением в технической документации.

1. EPS (expandable polystyrene), вспенивающийся полистирол. Это международное обозначение гранул.
   FS (самозатухающий полистирол) — еще одна возможная маркировка.
2. ПСБ (пенополистирол суспензионный беспрессовый) — это российское обозначение пенопласта.

ПСБ-С (пенополистирол суспензионный беспрессовый самозатухающий) — еще один вариант русской маркировки.

После такого обозначения идет цифровое указание на марку материала по плотности.

Где пенопласт используется?

Применение пенопласта определили его технические характеристики. Используется как формованная продукция из вспененного полистирола, так и его дробленые отходы.

Плиты из пенопласта используются в строительстве:

1. Для утепления своими руками фасадов и внутренних помещений зданий.
2. Для производства не снимаемой опалубки.

1. В сэндвич-панелях.
2. Как изоляционный слой внутри несущих конструкций (трехслойные железобетонные панели или блоки, слоистая кладка).
3. Как утепляющее основание под стяжку для мастичных либо рулонных кровель.
4. Для теплоизоляции перекрытий и подвальных помещений.
5. Как защита от промерзания дорожного основания.

Также пенопласт применяют:

• в судостроении;
• в холодильных устройствах;
• при обустройстве понтонов и плавучих пристаней;
• как упаковку для пищевых продуктов и бытовой техники.

Благодаря невысокой цене и легкой обработке, сейчас широко используются декоративные формованные изделия из пенопласта:

• плинтусы;
• потолочные плиты;
• молдинги и пр.

Изготовление пенопластовых плит

Технология производства пенопласта включает в себя такие этапы:

1. Первоначальное вспенивание сырья;
2. Вылеживание гранул;
3. Их окончательное вспенивание;
4. Спекание пенополистирола в плиты.

Как теплоноситель при производстве пенопласта применяется насыщенный пар.

Предварительное вспенивание гранул

Предвспенивание сырья — это важнейший этап в производстве пенополистирола. Он влияет на качество итоговой продукции:

1. Загрузка гранул в предвспениватель. Перед этим определяется их необходимый объем.
2. Подача водяного пара. Он подается под давлением в 4-6 бар.
3. Вспенивание гранул. При этом они во много раз увеличиваются в объеме.
4. Прекращение подачи пара. Это происходит при достижении гранулами объема в один кубический метр.

1. Разгрузка предвспенивателя. Доставка пневмотранспортом вспененных гранул в сушилку, а затем в бункер выдержки.

На производство разных по плотности марок пенопласта влияют:

• марка сырья, так как полистирольные гранулы имеют разную фракционность;
• объем загружаемых гранул;
• характеристики пара;

• итоговый объем уже вспененных гранул.

На плотность материала влияет и время его нахождения в предвспенивателе:

1. Если временной период слишком продолжителен, то гранулы начинают трескаться. Поэтому плотность повышается.
2. Если период вспенивания непродолжителен, то у пенопласта будет существенный разброс по его плотности. Поэтому придется уменьшать температуру, подав небольшой объем воздуха и понизить питание предвспенивателя.

Для изготовления легких марок пенополистирола (8-12 кг/м³) используется повторное вспенивание. Загружаемые во второй раз гранулы необходимо хорошо насытить воздухом.

Время вылеживания сырья перед повторным вспениванием должно составлять 11-24 часа. Чем размер гранул меньше, тем их дозревание должно быть короче.

Сушка и кондиционирование вспененного сырья в бункере дозревания

1. Вспененное сырье высушивается в сушилках. Для этого в них через перфорированную панель подается нагретый воздух. Его температура — +30-35 °C. Затем гранулы охлаждаются.
2. На предварительно вспененное сырье воздействует легкое разряжение. Поэтому гранулы чувствительны к изменениям в окружающей среде. Чтобы снять с них внутреннее напряжение, они выдуваются вентилятором в накопительный бункер. Там сырье стабилизируется.

1. Исходя из марки применяемого сырья, время его кондиционирования может составлять от 11 до 24 часов.
2. Температура внешней среды при выдерживании гранул должна равняться +16-20 °C. Если она ниже, то продолжительность кондиционирования надо увеличивать. Летом, при температурах более +20 °C период выдержки следует уменьшать.

При доставке вспененных гранул в бункеры, их мнимая плотность повышается из-за их столкновений с внутренними стенками транспортера. При определении параметров вспенивания нужно учесть это увеличение плотности.

На этапе выдерживания гранул из-за того, что внутри сфер давление меньше атмосферного, в них поступает воздух. Пентан и вода из сырья выдавливаются до момента, когда оно стабилизируется.

На быстроту поступления воздуха в гранулы влияют их фракционность, температура и плотность. То же самое относится и к скорости выдавливания пентана. Из больших гранул порообразователь уходит медленней, нежели из маленьких, из-за меньшего отношения их площади к массе.

Чтобы формование было оптимальным, необходимо:

• для пенопласта плотностью 40 кг/м³ и более — добавить в сырье пентан в объеме 1,7-2,5%;
• если нужен материал плотностью менее 40 кг/м³, объем пентана — 2,6-3,2%.

Формование плит в блок-формах

1. После кондиционирования сырье пневмотранспортом доставляется в блок-формы.
2. После этого осуществляется его обработка водяным паром. В итоге гранулы расширяются снова, формируя в рабочей камере плиты пенопласта.
3. Далее отформованная плита охлаждается. Для этого вакуумирующая установка создает разряжение внутри формы.
4. Затем плита выталкивается из рабочей камеры толкателем. Он, исходя из конструкции формы, может работать от пневматической подушки либо цилиндра.

Важнейший момент при подаче пара в рабочую камеру: нужно нагнетать большое количество пара за минимальный период времени. С этой целью надо убрать воздух из формы до начала нагнетания давления. Делается это при помощи вакуумирующего устройства.

Осуществляя производство пенополистирола, следует постоянно поддерживать высокую температуру внутри блок-форм. Иначе затраты пара существенно вырастут и он станет насыщенным. Это уменьшит качественность сцепки гранул между собой.

1. Готовая плита оказывает давление на стенки блок-формы. Оно равняется около 80 кПа.
2. Чтобы плиту без ее повреждения можно было вынуть из формовочной камеры, давление нужно понизить до примерно 10 кПа.
3. Промежуток времени, необходимый для уменьшения давления плиты (время ее охлаждения), зависит от марки пенополистирола.

Производители пенопласта используют два вида блок-форм: с закрытыми и открытыми рабочими камерами.

Достоинство открытых форм — с их помощью можно выпускать плиты и блоки неограниченной длины.

Преимущество закрытых рабочих камер — лучшая производительность.

Выдерживание плит

После формовки плиты пенопласта должны вылежаться. Кондиционирование необходимо для уменьшения влажности материала, а также, чтобы убрать внутреннее напряжение, которое появляется в ходе его производства.

При выдерживании плит, в них идут процессы насыщения материала воздухом и выравнивания внешнего давления с внутренним. То же самое происходит при вылеживании предварительно вспененного сырья. Формованные плиты кондиционируются от 12 до 24 часов при комнатной температуре.

Нарезание плит на листы

Отформованные блоки сортируются, затем складируются. После этого изготовление пенопласта завершается нарезкой плит на листы нужной толщины. Режутся блоки на установках вертикальной либо горизонтальной резки при помощи раскаленной реостатной проволоки.

Наиболее распространенная толщина получаемых листов:

Дробление производственных отходов

Производственные отходы пропускаются через дробильную установку. Из нее вторсырье по пневматическому трубопроводу поступает в накопительный бункер.

Полученная крошка (ее размеры составляют до 1,5 см) снова применяется для производства пенопласта. Она добавляется к вспениваемым гранулам в отношении 1:10.

Как выбрать оборудование для производства пенополистирола?

Если вы решили сами делать пенополистирол, вам надо выбрать подходящее оснащение для цеха. Составляющие оборудования по производству подбирайте, исходя из планируемого вами объема продукции.

Например, если нужное количество материала составляет не более 1000 кубометров за месяц, вам необходима линия мощностью 40 кубических метров за смену. Она сможет дать этот объем пенопласта.

Учтите, что расчетная производительность линии может не совпадать с реальной. Это зависит от таких моментов:

1. Самый важный фактор — происхождение сырья: импортное оно или отечественное. На российских гранулах производительность может немного уменьшиться.
2. Второй нюанс — марка пенопласта, которую вы будете производить. Так, пенополистирол ПСБ-12 имеет плотность меньше 12 кг на метр кубический. Поэтому его можно получить лишь при двойном вспенивании. Это уменьшает производительность линии.

Лучше выбрать оборудование для производства пенопласта, имеющее высокую производительность. Не стоит эксплуатировать маломощную линию на пределе возможностей, она вскоре может выйти из строя.

Как выбрать парогенератор?

Источник пара — это парогенератор (паровой котел). Его минимальная производительность должна составлять 1200 кг за смену. Однако желательно приобрести паровой котел большей мощности. Это даст возможность в дальнейшем повысить производительность оборудования.

По используемому энергоносителю парогенераторы бывают дизельными, газовыми и электрическими. Каждая разновидность со своими достоинствами и недостатками:

Плюс газового котла — цена пара, генерируемого им, минимальная.

Минусы газового котла:

1. Подвести газ к парогенератору можно лишь при наличии проекта, согласованном в Горгазе. Подключать котел должен работник этой организации. Кроме этого, газовый парогенератор следует поставить на учет в Гостехнадзоре.
2. Эти устройства чуть дороже электрических и дизельных аналогов.
3. Нуждаются в обязательном монтаже водоподготовки.

Все эти недостатки — дополнительные временные и финансовые траты.

Достоинства дизельного генератора пара:

1. Он самый простой.
2. Устройство не требует проекта и разрешения на подключение.
3. Производительность дизельных генераторов может быть от 1200 до 12 000 кг пара за смену.
4. Котел тратит 10-50 л солярки в час.

Минус дизельных котлов — они также требуют устанавливать водоподготовку.

Электрические генераторы пара, также просты в монтаже и эксплуатации. Они компактней газовых и дизельных установок.

Их недостаток — они требуют значительных мощностей (минимально 150 кВт·ч). Из-за этого электрический паровой котел можно поставить не везде.

Что учесть, приобретая вспениватель

Предвспениватель необходим для первичной паровой обработки гранул полистирола. На этом этапе осуществляется начальное вспенивание сырья, затем доводится до нужной плотности.

Гранулы под действием насыщенного водяного пара могут увеличиваться в объеме от 30 до 50 раз. От этого показателя зависит плотность будущих плит пенополистирола.

Непрерывный предвспениватель — самый распространенный тип устройств:

1. В него гранулы полистирола поступают без перерывов.
2. Уже вспененное сырье непрерываемым потоком пересыпается через шибер, который может регулироваться по высоте.
3. Благодаря разной высоте пересыпки и скорости поступления гранул, они доводятся до необходимой плотности.

Минусы непрерывного предвспенивателя — нестабильность изделий и сложная регулировка плотности. Чтобы исправить данные недостатки, оборудование оснащается электронными блоками контроля над температурой и дозирования гранул. Эти системы экономят сырье и уменьшают себестоимость пенополистирола.

Для работы вспенивателя непрерывного действия необходимо к нему подводить насыщенный водяной пар:

1. Его затраты на стадии вспенивания получаются небольшими.
2. Регулировать же объем поступающего пара не всегда можно.
3. Кроме этого, не все парогенераторы дают возможность одновременно вспенивать гранулы и формовать плиты пенопласта. Это уменьшает мощность производственной линии.

Моя инструкция — используйте в небольшом цеху автономный паровой котел малой мощности. Она может составлять 15-30 кВт·ч. Очень желательно, чтобы парогенератор имел возможность регулирования мощности.

Циклический предвспениватель не так распространен, как аналог непрерывного действия. У него иной принцип работы:

1. В камеру для вспенивания поступает отмеренный объем гранул.
2. Туда же нагнетается пар под давлением.
3. Под его действием сырье увеличивается в диаметре.
4. Когда общий объем гранул достигнет заданной величины, они выгружаются.

Достоинство циклического вспенивателя — плотность обработанного сырья получается стабильной.

Недостаток — невысокая производительность. Этот минус устраняется автоматизацией производства.

Получать марки пенополистирола плотностью ниже 12 кг на метр кубический, можно лишь многократно вспенивая сырье. При этом способе необходима высокая точность обработки гранул. Она достигается при автоматизации производства и применении вспенивателей как непрерывного, так и циклического типа.

Вывод

Пенопласт может производиться из гранул различного размера и происхождения. На рынке представлены разные по плотности и толщине марки, так что примите это во внимание, когда будете приобретать материал.

Выбирая оборудование для изготовления плит пенополистирола, учитывайте его тип, производительность, комплектность и уровень автоматизации. Это прямо влияет на объемы и качество выпускаемого материала.

Видео в этой статье поможет лучше разобраться в теме. Если вам что-то останется непонятно, задавайте вопросы в комментариях.

1. Вспенивание пенополистирола. Сырье помещают в специальную ёмкость, где материал проходит обработку паром низкокипящих жидкостей. В результате вспенивания, гранулы увеличиваются в объёме от 20 до 50 раз. После достижения необходимого уровня гранул, поток пара прекращается, а рабочий материал извлекается из резервуара. Сам процесс занимает около 4-х минут.

1. Вылежка. После сушки материал отправляют в специальный бункер вылежки, соответственно марке (15, 25, 35 и 50) где проходит процесс вылёживания. Время всей процедуры занимает от 4 до 12 часов зависимо от размера гранул и t окружающей среды.

1. Вылёживание блоков. Приготовленные блоки сортируют по маркам и складируют. Первое время блоки могут ещё отдавать оставшуюся влагу. Период дозревания блоков занимает от 12 до 30 суток.
2. Резка пенопластовых блоков. На специальном пенопластовом станке, производиться струнная резка пенопластовых блоков на плиты заданных размеров. Стандартные размеры составляют 20, 30, 40, 50 и 100 мм, возможны и другие размеры определяемые индивидуальным заказом.

Полистирол вспененный гранулированный

Подача сырьевого материала полистирола.

Первый рабочий шаг при изготовлении материалов на основе пенополистирола состоит в транспортировке сырья в бункер предварительного вспенивания. В производстве, создаваемом заново, сырье транспортируется в бункер кратчайшим путем. Пропускные способности рассчитываются с достаточным резервом, для дальнейшего расширения производства. К устройству подачи предъявляются следующие требования:

• достаточная пропускная способность
• не повреждающий материал транспорт
• надежность
• работа с минимум техобслуживания
• реальная цена
• незначительное энергопотребление.

Механические устройства подачи более предпочтительны на основании большей надежности и отсутствия истирания. Если еще хватает высоты помещения, бак для сырьевого материала может устанавливаться над бункером предвспенивателя. В этом случае пенополистирол свободно попадает в бункер предвспенивателя.

Механические устройства подачи.

При подаче пенополистирола хорошо проявили себя жесткие и гибкие шнеки.

А). Жесткие шнеки.

Это механическое подающее устройство при соответствующем диаметре может обеспечить очень большую подачу. Поэтому бак с запасом сырья должен быть запроектирован таким образом, чтобы он мог принять не менее 1 тонны пенополистирола. Сырье подводится к шнеку через засыпную воронку. С помощью таких жестких шнеков могут преодолеваться расстояния до 10 м.

Повороты, в особенности, с вертикальной подачей хотя и удорожают устройство, но принципиально возможны и допустимы в отдельных случаях. Износ проявляется в незначительной мере. Другим преимуществом является цена и производственные издержки.

Б). Гибкие шнеки.

В гибкой трубе вращается спираль, свитая из стального прутка. Привод размещен над зоной выноса. Пропускная способность регулируется смещаемой гильзой в зоне втягивания. Передача материала может осуществляться как горизонтально, так и вертикально. При горизонтальной передаче пропускание материала возрастает вдвое. При применении гибких шнеков истирание материала мало. Исходя из этого, они пригодны и для окраски сырьевых материалов.

Поскольку невозможно синхронизировать наполнение бункера предварительного вспенивания и подачу материала, подающая система должна работать в прерывистом режиме. Для автоматической эксплуатации необходимы граничные выключатели уровня заполнения. Обычно такие приборы работают по принципу индукции.

Пневматическая подача.

а). Инжекторная подача.

Для загрузки  в канал подачи может быть использован инжектор. Его всасывающий штуцер является продолжением всасывающей трубы. Для вариации нагрузки (соотношение количества материала к воздуху) целесообразно снабдить штуцер регулируемым дополнительным устройством, большей частью изготовленной в коаксиальной оболочной трубе. Пропускание материала регулируется давлением подающего воздуха. Всасывающая труба просто вставляется в емкость с сырьевым материалом, инжектор всасывает материал и подает его в бункер.

Недостатком данного способа транспортировки является высокая скорость подачи. Из-за этого на местах перегиба канала может повреждаться поверхность гранул. Другим недостатком является высокое потребление воздуха и связанные с этим высокие производственные затраты. На современных предприятиях, перерабатывающих пенополистирол, инжекторная подача большей частью заменена на более рациональную, и щадящую материал.

б). Воздуходувная подача.

При этом материал всасывается в подающий канал от воздуходувки. Воздуходувка монтируется на отсекателе, который одновременно служит буферным бункером. Итак, вся система находится под пониженным давлением. Поэтому часто эта система обозначается как вакуумная подающая система. При начавшемся поступлении разгрузочный клапан из бункера самостоятельно закрывается пониженным давлением. Материал накапливается в отсекателе, а воздух удаляется через фильтр. Системы вакуумной подачи большей частью работаю в прерывистом режиме. Длительность подачи, в зависимости от модификации управляется либо таймером, либо пружиной выпускного клапана. Кроме того, в некоторых моделях имеются выключатели, связанные с уровнем. Скорость подачи при малых диаметрах канала подачи — очень велика. Поэтому, в случае вакуумной подачи речь идет о еще большей степени использования щадящих каналов подачи материала.

Как и в случае инжекторной подачи, здесь имеется опасность повреждения поверхности гранул из-за высокой скорости. Появляющийся вследствие этого износ за счет истирания ведет к отложениям на фильтре воздуходувки. Поэтому ряд фирм предлагают системы вакуумной подачи, которые продувают фильтр противотоком воздуха. Вероятность появления неисправностей при этом существенно уменьшается.

1. Транспортировка предварительно вспененного полистирола.

Выходящий из устройства предварительного вспенивания расширенный пенополистирол должен транспортироваться в силосы промежуточного хранения, и оттуда по истечении требуемого времени промежуточного хранения —  в производственные силосы. Для этого процесса хорошо проявила себя пневматическая система. Под этой системой понимается транспортирование материала в трубопроводах посредством воздушного потока.

Основа пневматической транспортировки.

Этот процесс транспортировки может иметь различные формы, например, летящая подача, вихревая подача, поступательная транспортировка, транспортировка в тюках, попеременное отлеживание и завихрение.

Существенным параметром для типа потока, наряду с размером, формой и плотностью частиц, является так называемая загрузка. Под ней понимается соотношение поданной в единицу времени массы m  материала к потребляемому в единицу времени количеству воздуха me .Так как материал в большинстве случаев движется по трубопроводу медленнее, чем воздух, загрузка, в общем, равна массовому соотношению обоих сред внутри определенного объема. Однако, при определенных условиях могут приниматься упрощающие предпосылки. Потребность в энергии для пневматической транспортировке складывается из нескольких компонентов, а именно из энергии:

• на работу по подъему
• на работу по ускорению частиц
• на покрытие потерь механической энергии вследствие столкновения частиц со стенками и другими частицами
• на покрытие потерь, на трение воздуха о стойки.

В нашем расчете предполагается, что работа на подъем настолько мала, что им можно пренебречь, т.е. материал, подлежащий транспортировке относительно легок и трубопроводу, в основном проходят горизонтально.

Воздушный поток для транспортировки вспененного пенополистирола создается в большинстве случаев с помощью воздуходувки или вентилятора. Их характеристики можно представить как соотношение давления подачи P  воздуха к расходу V для постоянного числа оборота n. Если посредством дросселя на воздуходувке меняют расход воздуха, то рабочая точка перемещается вдоль графической характеристики при n = const.

В качестве рабочей точки системы устанавливается точка пересечения имеющейся характеристики вентилятора с имеющейся дроссельной кривой, т.е расход воздуха, при котором давление воздуходувки достаточно для преодоления всех потерь давления. Общая потеря давления в системе показывает каким должно быть требуемое давление воздуходувки. В качестве ориентировочных значений для коэффициентов потерь давления можно указать:

Сужений или расширений в трубопроводной системе следует по возможности избегать. Уже минимальные изменения поперечного сечения при одинаковом расходе оказывают значительное влияние на потерю давления.

2.Загрузочные устройства

Для загрузки пенополистирола в воздушный поток пригодны различные устройства, в зависимости от плотности и времени промежуточного хранения пенополистирола, причем должны соблюдаться определенные границы нагрузки, т.е. объемного соотношения и скорости.

А). Продувной лопастной питатель для объемной плотности от 8 до 150 кг/м3, сразу после предварительного вспенивания. Продувной лопастной шпатель особенно щадит пенополистирол, надежен при эксплуатации. Очень хорош для больших потоков пенополистрола.

Б).приводимый воздуходувкой инжектор для объемной плотности от 20 до 150 кг/м3 сразу после предварительного вспенивания и для малых и средних потоков пенополистирола до 200кг/час.

В). Пневмотранспортировка вследствие опасности уплотнения и повреждения гранул начиная от объемной плотности 50 кг/м 3 до 150 кг/м3 после промежуточного хранения.

Для пневматической транспортировки предварительно вспененного полистирола в большинстве случаев применяют воздуходувки с давлением до 30 мбар.

В связи с тем, что  нагрузка, соответственно объемное соотношение при пневматической транспортировке предварительно вспененного полистирола  относительно низкие, долей объема полистирола в общем транспортируемом потоке при первом приближении можно пренебречь, что к тому же дает надежность при выборе вентилятора, т.е. он выбирается несколько более мощным по своему расходу воздуха.

Вентилятор выбирается таким образом, что на его графической характеристике при заданной пропускной способности имеется по меньшей мере рассчитанное общее давление. Следует избегать слишком больших размеров вентилятора, так как в зависимости от кривых характеристик получаются слишком высокие скорости потока, которые могут привести к повышению объемной плотности вследствии компрессии материала.

3.Анализ эксплуатации.

Даже небольшое комкование может привести к помехам при загрузке материала с помощью инжектора. Поэтому между установкой предварительного вспенивания и мостом загрузки (инжектором) должно быть предусмотрено сито, в случае необходимости, с устройством измельчения. После моста загрузки для ускорения материала должен следовать прямой горизонтальный участок длиной 3,5 — 4,0 м. гибкие шланги приводят к высоким потерям давления. Несколько колен на небольшом расстоянии друг от друга снижают скорость транспортировки и повышают опасность закупорки. Загрузка материала посредством засасывания  и подачи воздуходувкой является технически наиболее простой и почти не подвержена помехам. Даже очень крупные комки материала не мешают транспортировке. В связи с тем, что для скомкованного материала следует ожидать проблемы при изготовлении формованных изделий, так же и здесь целесообразно просеивание. Недостатком при транспортировке материала воздуходувкой является повышение объемной плотности, которая, например, при 20 кг/м 3 составляет приблизительно 2-3 кг/м3. Это уплотнение возникает вследствие соударения предварительно вспененных частиц полистирола с рабочим колесом воздуходувки. Во время последующего отлеживания, фаскообразное отщепление гранул частично восстанавливается, а именно приблизительно на 50 %. На практике это оставшееся уплотнение учитывают  при предварительном вспенивании. При более высокой объемной плотности (более 30 кг/м3) этим нежелательным уплотнением пренебрегают. Трубопроводы воздуходувки используют по возможности в конце транспортировочного трубопровода. Несмотря на это, установка транспортирования должна запускаться всегда порожней, чтобы предотвратить закупорку. Для регулировки загрузки целесообразно предусмотреть второе, регулируемое всасывающее отверстие для воздуха.

Как загрузка с помощью инжектора, так и всасывание пенополистирола  воздуходувкой, не пригодны для транспортировки большого количества свежевспененного пенополистирола с низкой объемной плотностью, например, после вторичного вспенивания. Единственной возможностью щадящей транспортировки пенополистирола является продувной лопастной питатель. Это загрузочное устройство имеет свою наибольшую пропускную способность при средних числах оборотов.

Предварительное вспенивание полистирола.

Обычная переработка полистирола для производства пенополистирола производится в 3 этапа:

• предварительное вспенивание
• вторичное вспенивание
• третье вспенивание в отдельных случаях.

Пенополистирол состоит из полистирола, термопластичного синтетического материала и углеводородного соединения с низкой точкой кипения — вспенивания. При нагревании полистирол размягчается, одновременно возрастает паровое давление вспенивателя. При этом гранулы увеличиваются в 50 — 60 раз по сравнению с их первоначальным объемом.

Источники энергии.

Водяной пар как источник энергии имеет две особенности:

• при конденсации он высвобождает большое количество тепловой энергии
• он проникает в клетки быстрее, чем может выделяться вспениватель. Расширение полистирола  под воздействием пара делает это средство нагревания идеальным источником энергии.

Другие источники энергии, как горячий воздух, вода, микроволны менее рентабельны и не применяются на практике.

Теоретически для предварительного вспенивания 1 кг полистирола необходимо затратить 134 кдж тепловой энергии. Эта тепловая энергия обеспечивает 0,006 кг насыщенного пара, который в процессе конденсации выделяют тепло. Фактически расход пара зависит от следующих факторов:

• типа изоляции вспенивающего устройства
• значения требуемой объемной плотности
• особенностей предварительного вспенивания данной марки полистирола
• качества пара
• высоты места разгрузки.

Влияние этих факторов настолько значительно, что точно рассчитать расход пара невозможно. Фактически расход пара колеблется от 0,15 до 0,4 кг пара на 1 кг полистирола.

2. Объемная плотность.

Мерой вспенивания служит объемная плотность расширяющихся частиц. Измеряется в кг /м3 и примерно соответствует кажущейся плотности. Различные марки полистирола при предварительном вспенивании достигают различной минимальной объемной плотности. Время, требуемое для достижения полистиролом минимальной объемной плотности варьируется в зависимости от марки полистирола и условий предварительного вспенивания. Низкой объемной плотности (<14 кг/м3) достигают путем повторного (вторичного) вспенивания уже предварительно вспененного полистирола в непрерывно работающих аппаратах.

На первом этапе работы добиваются объемной плотности, значение которой в 1,5 раза выше итоговой плотности. После 4-10 часов промежуточного хранения полистирол можно снова подвергать вспениванию. Для подачи предварительного вспененного полистирола в контейнер аппарата предвспенивателя используют шнековые транспортеры, рассчитанные на перемещение от 4 до 100 м3 полистирола в час. Чтобы создать необходимые рабочие условия и следить за постоянством изготавливаемой продукции, нужно производить замеры объемной плотности. На практике применяются ручные и автоматические способы.

При ручном способе цилиндрический сосуд с емкостью от 5 до 10 л наполняют предварительно вспененным полистиролом и определяют все и объемную плотность. Пробы материала необходимо брать всегда из одной и той же точки, желательно, в конце конвейера — сушки (при его наличии) и наполнять сосуд при одних и тех же условиях (стряхивание, сбрасывание).

При автоматическом способе, подобные измерения материала производятся автоматически с постоянном временным интервалом.

3. Методы и устройства предварительного вспенивания.

Предварительное вспенивание полистирола может осуществляться с помощью непрерывно и прерывисто работающих аппаратов. Цилиндрические емкости для вспенивания обычно устанавливаются в вертикальном положении.

Непрерывно работающие аппараты — вспениватели предназначены для крупных партий поступаемого материала. Сырье и пар непрерывно поступают в контейнер при постоянном помешивании. Для этого необходим насыщенный пар по возможности с низким давлением ( р =0,1-0,3 бар).

Полистирол извлекается через отверстие верхней части контейнера. Обычно предел заполняемости у предвспенивателей одинаков, поэтому время пребывания гранул в контейнере зависит исключительно от производительности аппарата. Оптимальное количество пара устанавливается, как правило, только один раз в зависимости от размера емкости.

Точная регулировка насыпной плотности производится за счет регулировки оборотов шнекового транспортера подающего материал в емкость. Таким же образом работают аппараты — регуляторы объемной плотности. Оптимальная величина объемной плотности для непрерывно работающего аппарата — вспенивателя составляет 14-16 кг/м3.

III. Промежуточное хранение предварительно вспененного полистирола.

Физические процессы после предварительного вспенивания.

После предварительного вспенивания  гранулы полистирола снова подвергаются воздействию окружающей среды с целью стабилизировать образовавшуюся в результате вспенивания клеточную структуру. Из-за тонких стенок клеток это приводит к быстрому изменению состояния газовой смеси в клетках.

  При заниженных показателях состояния перенасыщенности одного из компонентов газовой смеси (сначала воды, затем вспенивателя) начинается процесс конденсации в гранулах, и   внутренне давление быстро падает ниже давления внешней среды.

Образовавшаяся при этом разница давлений сначала компенсируется исключительно за счет одновременно нарастающей прочности полимерной структуры гранул. Пониженное давление может быть выровнено только медленно нагнетаемым воздухом  из окружающей среды. При низкой насыпной плотности (тонкие стенки клеток) гранулы только что вспененного материала особенно чувствительны к дополнительному давлению среды (например, при перемещении с помощью пневматики) или к быстрому изменению состояния (охлаждение воздухом). Поэтому предварительно вспененный полистирол непосредственно после вспенивания подвергается стабилизации.

В первый раз это происходит непосредственно после вспенивания в вентилируемых бункерах. На практике чаще всего используют бункеры со спиралевидным расположение слоев. Альтернативный способ сушки — это вакуумная сушка. В обоих случаях количество влаги на поверхности гранул должно быть снижено до такого уровня, при котором предварительно вспененный полистирол можно пневматически поместить из предвспенивателя в  бункеры промежуточного хранения, и во время дальнейшего хранения он оставался гигроскопичным. Первый этап стабилизации с помощью сушки приводит к достаточной стабильности полимерной структуры материала.

После сушки предварительно вспененный полистирол должен быть осторожно перемещен с помощью пневматики в бункера промежуточного хранения. В этом случае практически всегда используют принцип транспортировки под давлением. Транспортировка гранул с помощью пневматики от сушки до бункера промежуточного хранения можно также рассматривать как дальнейшую простую сушку. Однако, собственно процесс стабилизации полистирола происходит только во время промежуточного хранения.

Условия и сроки промежуточного хранения.

Промежуточное хранение предварительно вспененного полистирола следует понимать не как хранение в собственном смысле этого слова. По большей части оно служит для стабилизации гранул полистирола, которые после вспенивания обнаруживают некоторую остаточную влажность (< 5%), а при высокой объемной плотности — неподходящее для дальнейшей переработки повышенное содержание вспенивателя.

Пониженное давление в гранулах выравнивается в процессе увеличения времени предварительно хранения и  с помощью подаваемого из внешней среды воздуха. Скорость поглощения воздуха зависит при этом от диаметра гранул полистирола, объемной плотности и температуры хранения. Как правило, температура хранения должна соответствовать нормальным условиям окружающей среды, поэтому поглощение воздуха для большинства марок занимает приблизительно 12 часов. При двухступенчатом вспенивании полистирол после первого этапа предварительного хранения  дополнительно от 4 до 8 часов.

После промежуточного хранения в ячейках остается воздух, который значительно повышает стабильность гранул, что является важным условием дальнейшей переработки, особенно для полистирола с низкой объемной плотностью. Так, например, полистирол, выдержавший сроки предварительного хранения, можно перемещать с помощью пневматического транспортера без ущерба его объемной плотности. В то же время воздух в клетках при последующем вспенивании способствует увеличению объема под воздействие тепла. Непродолжительное, и тем самым, плохое поглощение воздуха при низкой насыпной плотности приводит к тому, что полистирол после вторичного вспенивания не будет обладать достаточной механической стабильностью или не будет достигнута требуемая минимальная объемная плотность.

При растущих сроках промежуточного хранения гранулы полистирола выделяют вспениватель. По сравнению с поглощением воздуха этот процесс требует значительно больше времени, при этом количество выделяемого вспенивателя зависит от проницаемости полимерной структуры. Чересчур большая потеря вспенивателя при низкой насыпной плотности полистирола приводит к тому, что, несмотря на завершение процесса поглощения воздуха, уже не может образовываться достаточно прочная структура материала. Однако, принимая во внимание дальнейшее вторичное вспенивание гранул полистирола, потеря вспенивателя может быть в определенной степени желательна, особенно, когда речь идет о переработке материала с высокой объемной плотностью (характерная особенность сырья некоторых отечественных производителей).

При высокой объемной плотности продукт обнаруживает достаточную механическую стабильность, однако, с точки зрения технологии переработки, содержит еще слишком много вспенивателя. Короткие сроки промежуточного хранения могут привести к тому, что после вторичного вспенивания может образоваться весьма неоднородный по своим качествам материал. Упрощая, можно сказать, что материал с высокой объемной плотностью, как правило, хранится дольше того времени, которое требуется для промежуточного хранения, в то время, как материал с низкой объемной плотностью перерабатывается после непродолжительных сроков хранения, то есть до наступления чрезмерной потери вспенивателя. И в том, и в другом случаях остаточная влажность снижается до приемлемого с точки зрения технологии обработки уровня, так что при дальнейшей переработке с этим не возникает проблем. Наличие остаточной влажности материала перед вторичным вспениванием с показателем 0,5-1% от общего веса желательно. На практике в процессе промышленного производства едва ли можно было бы придерживаться идеальных сроков промежуточного хранения — даже если бы они были точно известны. Требуется, чтобы продукт мог сразу подвергаться переработке, затратив как можно меньше времени на промежуточное хранение, и чтобы при этом его свойства не изменились. В наше время это можно достигнуть только за счет высокого качества сырья. При объемной плотности в пределах от 15 до 20 кг /м3 время, затраченное на промежуточное хранение, составит от 12 до 24 часов. Простой способ добиться сокращения времени промежуточного хранения очередной партии предварительно вспененного материала — это контролируемое добавление в продукт размолотого материала. Однако, необходимо учитывать, что это может отразиться на свойствах материала  в процессе дальнейшей переработки.

3.Бункера промежуточного хранения.

Для каждой марки полистирола, как и для материалов с разной объемной плотностью в наличие должны быть  специальные бункеры. Бункер должен вмещать от 2 до 2,5 объема дневной продукции. Несколько небольших бункеров предпочтительней, чем один большой, так как это удобнее при переработке. Бункеры промежуточного хранения, расположенные в закрытых помещениях в поперечном сечении представляют собой квадрат или прямоугольник — такая форма позволяет экономить место на предприятии. Высота их превышает в несколько раз самую большую длину сторон. К низу бункера принимают форму конуса (30-45 градусов). Ассиметричные сточные отверстия тоже имеют свои преимущества. Высокие и узкие  бункеры способны обеспечить равномерное стекание продукта.

Внутренняя часть бункера чаще всего изготавливается из воздухопроницаемой ткани, например, джута, который за счет естественного баланса влажности защищает от электростатического напряжения. Хорошо подходят ткани из искусственных материалов, снабженные способностью проводить ток металлической нитью. Бункеры помещают в заземленные металлические цилиндры или в деревянные каркасы. Для пола бункера, работающего как сточное отверстие, подходят хорошо проницаемые материалы (например,  ткань или металл, используемые по принципу сита), через которые способен вытечь вспениватель.

При устройстве входного устройства в бункере необходимо учитывать, что гранулам пенополистирола нужна длинная, свободная траектория падения. Это достигается за счет подачи материала под углом.

Помещения, где установлены бункеры, должны быть снабжены системой вентиляции, чтобы избежать образования взрывоопасных газов. Целесообразным является также откачивание воздуха в нижней части помещения. Эффективность мер должна контролироваться с помощью газовых датчиков. Чтобы предотвратить воспламенение, образующейся в процессе промежуточного хранения газовой смеси воздуха и вспенивателя, в помещении запрещается курить и использовать открытый огонь.

ООО «ПК ВикРус»

Содержание:

1. Предварительное вспенивание гранул.
2. Кондиционирование предварительно вспененных гранул.
3. Формование пенополистирольных блоков.
4. Кондиционирование пенополистирольных блоков.
5. Разрезание пенополистирольных блоков на плиты.
6. Использование пенополистирольных отходов.

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ВСПЕНИВАНИЕ

1.1. Краткая характеристика сырья

В качестве сырья используется вспениваемый самозатухающий полистирол, содержащий 5-6% смеси пентана и изопентана, являющейся вспенивающим фактором. Эта смесь содержится в гранулах полистирола в растворенном виде.

Сырье имеет вид гранул, получаемых путем суспензионной полимеризации стирола. Оно содержит вещество, снижающее горючесть -антипирен.

После подогрева до температуры 90-100°С, под действием улетучивающегося пентана гранулы увеличивают свой объем (процесс вспенивания) примерно в 30-65 раз. В промышленной практике для вспенивания полистирола используется водяной пар, который проникает также внутрь гранул и способствует действию пентана.

Международное обозначение вспениваемого полистирола: EPS самозатухающий FS.

Хранение:

Хранить исключительно в заводской, плотно закрытой таре или контейнерах, установленных в проветриваемых помещениях или под навесом, далеко от источников тепла и огня. Рекомендуется хранить сырье при температуре, не превышающей 20°С.

Продукт, хранимый при рекомендуемой температуре, следует использовать не позднее 3-6 месяцев с даты исследования продукта, указанной в сертификате качества. Продукт из частично опорожненной или поврежденной тары следует использовать немедленно.

В производственных помещениях можно хранить сырье в количестве, не превышающем его среднесуточный расход.

1.2. Переработка вспениваемого полистирола .

Окончательная плотность готового продукта определена уже на этапе предварительного вспенивания.

Важным показателем является контроль давления при процессе вспенивания, для непрерывных предвспенивателей 0,015-0,03 МПа, для циклических 0,015-0,02 МПа.

Во вспенивателе два способа изменения мнимой плотности продукта:

• путем изменения количества подаваемого сырья;
• путем изменения уровня вспениваемого материала в рабочей камере;

Первый и второй способ оказывают влияние на время нахождения вспениваемого материала в рабочей камере. Третий способ влияет на температуру в камере.

Влияние времени нахождения сырья во вспенивателе на мнимую плотность продукта представлено на рис.1.2.

Если время нахождения сырья во вспенивателе слишком продолжительно, то гранулы начинают усаживаться и плотность растет; при слишком высокой температуре вспененные гранулы могут образовать комки. Оба эти явления могут происходить одновременно. И оказывать непосредственное влияние на качество конечного продукта.

Плотность

Продолжительность предварительного вспенивания

Рис.1.2. Зависимость между мнимой плотностью и продолжительностью вспенивания

С целью получения низкой плотности (< 12 кг/м³) применяют двухступенчатое вспенивание. Двухступенчатое вспенивание проводят с помощью того же самого оборудования, которое используется для одноступенчатого вспенивания, с подачей предварительно вспененного сырья через систему вторичного вспенивания.

С целью достижения оптимальных результатов вспенивания гранулы перед вспениванием второй ступени должны быть насыщены воздухом (процесс кондиционирования).

Предварительно вспененные гранулы поступают в сушилку с кипящим слоем, в которой теплый воздух (темп. примерно 30-40°С) проходит через перфорированное днище сушилки, сушит и продвигает гранулы в направлении выгрузочного вентилятора.

Воздушная струя должна распределяться таким образом, чтобы процесс сушки и перемещения гранул протекал равномерно по всей длине сушилки (регулировка осуществляется с помощью заслонок в воздушных камерах сушилки).

Одним из чрезвычайно важных факторов, оказывающих влияние на вспенивание полистирола, является продолжительность хранения сырья. Чем старше сырье, тем продолжительнее вспенивание и тем труднее достичь требуемой мнимой плотности вспененных гранул. Поэтому срок хранения сырья в герметичной упаковке ограничен до шести месяцев.

1.3. Техническое оснащение узла предварительного вспенивания

a) вспениватель ВП-03

b) система вторичного вспенивания СВВ-1

c) поточная сушилка гранул СС-106

d) выгрузочный вентилятор ВПВ-2,5

2. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ВСПЕНЕННЫХ ГРАНУЛ

2.1. Основы процесса кондиционирования гранул

В ходе кондиционирования воздух проникает внутрь вспененных гранул вследствие образовавшегося в них вакуума, а из вспененных гранул в атмосферу выпускается влага в виде пара и пентан, не прореагировавшие остатки процесса полимеризации сырья. Указанный газообмен возможен благодаря газопроницаемости полистироловых оболочек.

Рис.2.1. Гранулы вспениваемого полистирола в процессе кондиционирования

Скорость диффузии воздуха внутрь гранул обусловлена, главным образом, мнимой плотностью, температурой окружающей среды и размером гранул. Целью удаления влаги с поверхности гранул в сушилке с кипящим слоем является получение 100% мнимой поверхности, через которую осуществляется газообмен.

Скорость испарения пентана также зависит от плотности, температуры окружающей среды и размера гранул. Из крупных гранул пентан испаряется медленнее, чем из гранул малого диаметра, что обусловлено соотношением между поверхностью гранулы и ее массой.

2.2. Техническое оснащение узла кондиционирования гранул

Силосы, используемые для кондиционирования вспененных гранул, изготовляются в виде легкой металлической конструкции стеллажного типа с контейнерами из ткани, пропускающей воздух.

При перемещении вспененных гранул с помощью струи воздуха, на поверхности гранул накапливаются сильные электростатические заряды. Поэтому чрезвычайно важно тщательно заземлить все металлические элементы силосов, транспортных трубопроводов и остального оборудования.

2.3. Параметры кондиционирования гранул

Температура окружающей среды в цехе кондиционирования гранул не должна быть ниже 15°С, при более низкой температуре продолжительность кондиционирования увеличивается. В летний период, при температуре свыше 20°С время кондиционирования сокращают, а при более низких температурах — продлевают.

При транспортировке свежих гранул в силосы, их мнимая плотность увеличивается в результате столкновений со стенками трубопровода. Поэтому при установке параметров вспенивания необходимо учитывать увеличение плотности при транспортировке.

3. ФОРМОВАНИЕ ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНЫХ БЛОКОВ

3.1. Характеристика процесса формования

При выработке блоков вспененные гранулы свободно засыпают в камеру формы до ее полного наполнения. Затем в форму подают насыщенный сухой водяной пар под давлением 0,2-0,4 МПа, что приводит к дальнейшему увеличению объема гранул. В связи с тем, что гранулы находятся в закрытой камере, сначала заполняется свободное пространство между ними, а затем гранулы сцепляются друг с другом.

1) наполнение 2) продувание 3) запаривание 4) охлаждение 5) расформовка

Важно также поддерживать постоянную высокую температуру формы, в противном случае значительно растет расход пара (рис.3.1.3) и пар становится мокрым, что снижает качество сцепления гранул.

Давление, которое блок оказывает на внутренние стенки формовочной камеры, составляет примерно 0,08 МПа. Для того, чтобы блок можно было вынуть из формы без его повреждения, это давление необходимо уменьшить до величины около 0,01 МПа. Время, необходимое для уменьшения давления блока, то есть время охлаждения, зависит от марки пенопласта.

В фазе продувания и охлаждения применяется вакуум с целью интенсификации процесса запаривания и ускорения процесса охлаждения.

3.2. Техническое оснащение узла формования

a) блок форма УЦИП 1030.

b) установка вакуумирования ВУ-3,3 с аккумулятором вакуума АВ-1.

c) система вакуумной загрузки и охлаждения блоков.

d) компрессорная установка СБ4/Ф-500

e) аккумулятор пара ПН-5000

f) котел паровой

4. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ БЛОКОВ

4.1. Краткая характеристика процесса кондиционирования блоков

После окончания процесса формования блоки кондиционируют. Кондиционирование проводится с целью снижения влажности и устранения внутренних напряжений, возникающих при формовании. Кроме того, при этом протекают процессы диффузии газов и выравнивания давления внутри гранул с атмосферным давлением, подобные процессам, происходящим при кондиционировании предварительно вспененных гранул.

В процессе кондиционирования блоков очень важную роль играет очередность их использования, соответствующая очередности формования, то есть при отборе блоков для разрезания следует начинать с самых «старых».

5. РАЗРЕЗАНИЕ ПЕНОПОЛИСТИРОЛОВЫХ БЛОКОВ НА ПЛИТЫ

5.1. Характеристика процесса резки пенополистирола

Разрезание блоков осуществляется с помощью реостатной проволоки, нагретой до соответсвующей температуры.

Все отходы подаются в измельчитель, откуда в измельченном виде пневматически транспортируются на вторичное использование.

5.2. Требования по качеству

Внешний вид

Окраска пенополистироловых плит должна быть такой же, как окраска предварительно вспененных гранул полистирола.

Необходимо проводить выборочную проверку плит — по крайней мере 2 шт. на длине каждого блока.

Если плиты отвечают предъявляемым требованиям, то после укладки в стопки они направляются на упаковку.

Если отклонение от требуемых размеров превышает допустимую величину, то следует еще раз проверить по одной плите на всей длине блока, определить причину, произвести соответствующую корректировку промежутков между отрезками реостатной проволоки.

Проверить таким же образом размеры плит, полученных в результате разрезания следующего блока.

Плиты, которые не отвечают предъявляемым требованиям, направляются на вторичное использование.

6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНЫХ ОТХОДОВ

Отходы используется вторично в производстве блоков.

6.1. Техническое оснащение узла

a) дробилка пенополистирольных отходов

b) технологический силос

6.2. Система измельчения

Устройство предназначено для измельчения пенополистироловых отходов, в результате чего получают крошку, используемую в качестве добавки к гранулам полистирола при производстве пенополистироловых блоков. Размеры получаемой таким образом крошки составляют до 15 мм.

Вспененный полистирол и его производство :: SYL.ru

Вспененный полистирол сегодня активно используются в быту и строительстве. Это могут быть корпуса бытовой техники, а также посуда и утеплительные материалы. Пенополистирол считается одним из самых распространенных материалов для проведения утеплительных работ. В этой статье мы поговорим о его производстве, характеристиках и применении.

Безопасность материала

С химической точки зрения данный материал представляет собой газонаполненную структуру. Производство пенополистирола налажено уже более 50 лет, за это время технология претерпела значительные изменения. В качестве сырья при изготовлении данного теплоизолятора выступают полистирольные гранулы, которые являются продуктами нефтепереработки. Вспененный полистирол представляет собой природный материал и одновременно результат химической промышленности. Сегодня содержание стирола в материале не превышает норму в 0,002 миллиграмма на метр кубический. Помимо прочего хлорсодержащие антипирены заменены на наиболее безопасные элементы.

Особенности производства

Вспененный полистирол изготавливается методом расширения и последующего спекания гранул полистирола. В процессе производства гранулы наполняются пентаном, который выступает в качестве безвредного конденсата природного газа. Гранулы проходят этап подогрева под воздействием пара. Это приводит к тому, что шарики полистирола увеличиваются в размерах в 50 раз. Внутреннее пространство каждого такого шарика наполняется воздухом, что позволяет ему обрести качество упругости. После данные ячейки склеиваются под воздействием пара. Таким образом получается однородный, легкий устойчивый к сжатию материал, который способен сохранять свои первоначальные размеры.

Характеристики воздуха присущи полистиролу

Вспененный полистирол в процессе производства становится материалом, который состоит на 98 процентов из воздуха. Большинство качественных характеристик обусловлены его природой. Никакой другой газ для ячеек при производстве не используется. Для того чтобы удержать гранулы, не применяются химические связующие по типу фенола, формальдегида или акриловых смол, используется исключительно механическая сила.

Область использования вспененного полистирола

На основании ГОСТа материал применяется для проведения ремонтных работ при необходимости обустройства среднего слоя несущих наружных стен. Этот вид утеплителя используется при монтаже вентилируемых фасадов и чердачных перекрытий. Сегодня его достаточно активно применяют при обустройстве плоских кровельных систем, которые опираются на негорючие основания. Подложка из вспененного полистирола встречается наиболее часто, кроме того, эти полотна используются в системах водяного и электрического типа. Незаменим этот материал при утеплении и обустройстве подвальных помещений, изоляции цоколя и фундамента, которые находятся в зоне периодического или постоянного воздействия подземных вод. Экструзионный вспененный полистирол считается универсальным утеплителем, который применяется для повышения теплотехнических характеристик почти всех элементов постройки любого назначения.

Эксплуатационные и технические преимущества пенополистирола

Этот материал значительно отличается от минеральной ваты, а также материалов волокнистого типа своей жесткостью и прочностью. Он способен претерпевать довольно внушительные нагрузки, качественные характеристики материала при этом не изменяются. Полотно не просаживается, кроме того, теплоизолятор имеет максимальные теплотехнические показатели, которые обоснованы его структурой. Благодаря тому, что данный утеплитель обладает уникальными изоляционными характеристиками, с его помощью можно сократить расходы на отопительные ресурсы на 30 процентов.

Плиты из вспененного полистирола не впитывают влагу. По этой причине их довольно часто используют для обустройства подземных конструкций, которые постоянно подвергаются воздействию влаги. Ввиду того что пластиковые ячейки закрыты и изолированы друг от друга, в них не способна проникнуть вода. Материал можно использовать при широком диапазоне температур. Он почти не обладает температурными ограничениями, именно поэтому его можно применять для подсобных и жилых зданий, которые эксплуатируются при любых условиях.

Длительность срока жизнедеятельности

Использование теплоизоляционных плит из вспененного полистирола сегодня крайне распространено в области проведения утеплительных работ внешних стен. Это происходит по той причине, что они отлично противостоят морозам. При этом структура плит совершенно не нарушается, они могут претерпевать до 120 циклов периодического замораживания и оттаивания. К тому же гранулы вспененного полистирола не изменяют своих линейных размеров, а сам материал может прослужить в течение 60 лет, не требуя при этом замены или ремонта.

Помимо своих основных характеристик пенополистирол способствует повышению характеристик звукоизоляции. Полотна этого материала отличаются еще и тем, что они остаются инертны к воздействию ряда агрессивных химических веществ по типу солевых растворов, кислот, спиртов и красителей. При этом структура материала не будет повреждена, как и при воздействии хлорной извести, газобетона, а также краски и штукатурки. Материал совершенно инертен и не подвергается биологическому воздействию, а также гниению. Производство вспененного полистирола обеспечивает получение плит, которые можно использовать практически во всех условиях.

Технологические достоинства

Описываемый материал сочетает в себе прочность и отсутствие хрупкости, кроме того, он обладает незначительным весом, что обеспечивает преимущества при проведении его установки. Пенополистирол достаточно легко поддается обработке, для этого достаточно будет использовать ручную пилу или обычный нож. Рабочей поверхностью таких инструментов без труда можно будет пилить его.

Достаточно часто при проведении строительных работ учитывается вес материала, так как он может оказать дополнительную нагрузку на фундамент постройки. Легкие плиты пенополистирола не обладают этим недостатком. Это не только упрощает проведение работ, но и не предполагает осуществления укрепления и усиления основания, если работы ведутся в области фасада. При строительстве не нужно будет думать о том, чтобы сооружать мощное фундаментное основание. Если использовать плиты в тандеме со слоем штукатурки, то они незначительно увеличат внешний периметр здания, что указывает на то, что не придется производить работы по расширению кровельной системы. Ведь это очень трудоемко и затратно.

Натуральность

Производить работы пенополистиролом можно, не используя специальных защитных средств. Это обусловлено тем, что материал не вызывает раздражения, покраснение на коже, аллергических или любых других болезненных реакций. Не будет у мастера и экземы, а также поражения дыхательных путей и глаз.

Недостатки материала

Как у всего остального, у вспененного полистирола есть свои минусы, один из которых выражен в том, что с его помощью нельзя утеплять конструкции, возведенные из дерева. Это указывает на то, что материал запрещено использовать при утеплении стен из бруса или бревна. Это обусловлено обстоятельством, которое заключается в том, что пенополистирол будет мешать естественному воздухообмену. Если использовать такой материал в тандеме с древесиной, то последняя со временем покроется конденсатом и станет гнить, что непременно приведет к началу процессов разрушения, а также развития вредоносных бактерий. Такие явления со временем непременно станут уничтожать древесину, которая выйдет из строя раньше отведенного ей времени.

Еще одна отрицательная особенность пенополистирола заключается в том, что с его помощью нельзя обустраивать кровельные системы, которые имеют стропила, выполненные из дерева.

Необходимость защиты от солнца

Нельзя использовать пенополистирол в том случае, если его поверхность может подвергаться воздействию прямых солнечных лучей. Чем это обусловлено? Материал под воздействием ультрафиолета и рентгеновского излучения, а также значительной температуры может разрушаться. Если вы используете пенополистирол в качестве внешнего утеплительного слоя для стен, то его обязательно нужно будет защитить штукатуркой, которая наносится на специальную армирующую сетку. Это, конечно, увеличивает стоимость проведения работ. Поверх утеплительного материала можно будет нанести обычную краску. Такая технология не позволит получить интересного решения для фасада, но зато будет являться выгодным и эффективным подходом к проведению утепления и ремонтных работ.

Этот материал не может быть использован и при обустройстве системы утепления колодезного типа. Допустимо крепить любой вид утеплителя после слоя пароизоляции. Это указывает на то, что для начала нужно будет зафиксировать пароизоляцию и только после переходить к креплению слоя утеплителя.

В заключение

Описываемый материал используется сегодня во множестве областей, среди которых можно выделить производственную и бытовую сферу. Изготавливаются из него и лотки, из вспененного полистирола производится одноразовая посуда и некоторые части оборудования. Ввиду этого данный материал обрел наибольшую популярность среди всех остальных, ведь ко всему прочему он является еще и безопасным для здоровья человека и животных.