Біорозкладні смоли PLA та PBAT мають низькі температури термічного розкладання, вузькі стабільні вікна обробки та легкий гідроліз за високої температури та вологості. Термоканальні форми, що обробляють біологічно розкладані матеріали, вимагають над-точного низькотемпературного-замкненого-контролю температури; неправильне розташування термопари або невідповідне апаратне забезпечення зонда легко спричиняє термічну деградацію матеріалу, утворення бульбашок і дефекти крихкості продукту. Звичайні загальні термопари також піддаються прискореній корозії через леткий газ молочної кислоти, який виділяється під час розкладання PLA, що призводить до швидкого дрейфу вимірювань. У цій статті наведено ексклюзивні схеми підбору матеріалу зонда та оптимізації компонування прес-форм, присвячені біорозкладаним пластиковим формам для гарячої канальні.
Дві унікальні суворі характеристики середовища формування біологічно розкладаної смоли обмежують продуктивність термопари. По-перше, над-вузьке вікно температурної обробки з низьким порогом розкладання. PLA починає швидко розкладатися при температурі вище 220 градусів, утворюючи пари молочної кислоти; навіть перевищення температури на 3 градуси викликає серйозний розрив молекулярного ланцюга, пожовтіння та крихкість продукту. Для цього потрібні над-термопари з надшвидкою реакцією, щоб усунути температурні перепади, і рівномірне багато{7}}точкове розташування, щоб уникнути локальних сліпих зон від перегріву колектора. По-друге, безперервна слабокисла ерозія летючих газів. Пари молочної кислоти зі зруйнованих біорозкладаних пластмас утворюють корозійні мікро-плівки на поверхнях оболонок термопар, викликаючи електрохімічну точкову корозію на звичайній нержавіючій сталі 304 протягом одного місяця безперервного виробництва, створюючи тихий дрейф температури без сигналів тривоги. Крім того, розплави, які піддаються біологічному розкладанню, мають низьку в’язкість і легко утворюють застійні мертві кути, які накопичують обвуглені розкладені залишки на наконечниках зонда, що ще більше сповільнює передачу тепла та погіршує затримку керування.
По-перше, високо-чутливий тонкостінний{1}}зонд типу E, ексклюзивний стандарт відповідності матеріалу. Усі термопари, що піддаються біорозкладанню, однаково використовують вакуумні-герметичні термопари типу E класу 1 із тонкими -стінками- товщиною 0,8–1,0 мм, чия вдвічі вища чутливість сигналу низької-температури порівняно з зондами типу K- миттєво вловлює незначні коливання температури нижче 0,5 градуса, що дозволяє контролеру зменшувати потужність нагріву швидко та придушити перевищення за межі 220 градусів розкладання PLA. Оновлення матеріалу оболонки до дзеркально пасивованої нержавіючої сталі 316L; для довгих-циклів 24-годинних безперервних виробничих форм перейдіть на оболонки зі сплаву Hastelloy, щоб протистояти точковій корозії парами молочної кислоти. Гарячі з’єднання використовують спрощене дугове вакуумне зварювання без плоских мертвих кутів, щоб зменшити адгезію карбонізованих залишків деградації. Для внутрішнього наповнення всіх зондів використовується-кальцинований оксид магнію, що не містить олії, щоб уникнути забруднення леткими речовинами органічного масла харчових розплавів, які біологічно розкладаються.
По-друге, багато{0}}точкове розподілене рівномірне розташування для усунення локальних сліпих зон від перегріву. Для біологічно розкладаних форм із розділеним колектором установіть окрему спеціальну термопару типу E на кожному окремому нагрівальному блоці колектора замість одно-точкового центрального моніторингу. Багатоточкова -схема повного охоплення забезпечує незалежне керування температурою кожного сегмента колектора-замкненим циклом, усуваючи локальні гарячі зони, які викликають погіршення PLA. Розташуйте всі отвори для кріплення зонда безпосередньо на основних високошвидкісних -шляхах потоку розплаву, щоб використовувати безперервний потік біорозкладаного розплаву для очищення наконечників датчиків і зменшення накопичення застійного залишку вуглецю. Уникайте розміщення зондів у глухих кутах відгалуження колектора, де розкладена молочна кислота сильно накопичується та прискорює корозію оболонки. Скоротіть довжину відкритого зонда всередині каналів потоку, щоб мінімізувати площу контакту металевої поверхні з кислим летючим газом.
По-третє, чистий кабель із низькою-вологістю-від корозії та конфігурація роз’єму. Кабелі мають безшовну зовнішню ізоляцію з ПТФЕ без осипання волоконних обплетень, щоб запобігти забрудненню готових продуктів, що піддаються біологічному розкладанню, уламками волокна. У розподільних коробках використовуються повністю герметичні корпуси IP65 PPS із вбудованими-мішками з осушувачем, які замінюються кожні два тижні для контролю внутрішньої вологості та повільного окислення штифтів, спричиненого конденсацією парів молочної кислоти. Усі роз’єми мають товсті позолочені-шари з анти-кислотним провідним мастильним покриттям, щоб протистояти корозії слабокислого конденсату та підтримувати стабільний низький контактний опір для слабких-температурних термоелектричних сигналів. Суворо дотримується одностороннє незалежне екрануюче заземлення, щоб уникнути перешкод контуру заземлення, які посилюють незначні коливання низької{12}}температури.
По-четверте, налаштування параметрів PID із низькою-температурою, що підтримує датчики типу E із швидким-реагуванням. Після встановлення тонко{3}}термопар типу E зменште значення інтегрального параметра контролера та підвищте пропорційне посилення P, щоб адаптувати над-сигнал зворотного зв’язку, придушуючи перевищення температури в межах ±1 градуса нижче межі температури розкладання PLA. Вимкніть функції автоматичного усереднення потужності, які затримують реакцію регулювання потужності та підвищують ризик перегріву місцевого колектора. Підтримуйте постійну температуру гарячого каналу на рівні 160 градусів протягом 20 хвилин після щоденного вимкнення, щоб повністю випарувати залишкові пари молочної кислоти навколо отворів для кріплення зонда та сповільнити швидкість корозії оболонки протягом ночі.
По-п’яте, скорочені анти{0}}цикли обслуговування від корозії, адаптовані до кислотних середовищ, що біологічно розкладаються. Кожні два тижні розбирайте та очищайте наконечник датчика від обвуглених залишків розкладання та перевіряйте поверхню оболонки на наявність слідів корозії. Проводьте порівняльне калібрування за трьома-точками кожні два місяці, щоб перевірити зонди з прихованою молочною кислотою-, спричиненою дрейфом гарячого спаю, і повністю замінюйте всі термопари кожні чотири місяці, щоб уникнути раптового відхилення вимірювання, яке спричиняє масові дефекти розкладання біорозкладаного продукту.
Завдяки застосуванню високо-чутливих анти{1}}кислотних тонко{2}}термопар типу E та багато{3}}повного{4}}покриття колектора точність контролю температури в гарячій канаві для формування біорозкладаного PLA/PBAT значно покращується, усуваючи термічну деградацію матеріалу, крихкість і дефекти пожовтіння, спричинені перевищенням температури та датчиком корозійний дрейф.
