專注干燥劑

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        防霉片生產(chǎn)研發(fā)
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        聊一聊關于商丘硅膠干燥劑加工過程中遇到哪些難題

        ?硅膠干燥劑加工過程涉及原料處理
        、成型、活化等多環(huán)節(jié)
        ,受工藝參數(shù)
        、設備精度及材料特性影響,常面臨以下技術難題及解決方案:
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        、原料制備與配比難題
        1. 硅膠粒徑均勻性控制
        問題:硅膠顆粒粒徑差異大(如目標 2~4mm,實際出現(xiàn) 1mm 以下細粉或 5mm 以上粗粒)
        ,導致干燥效率不均(細粉易結塊
        ,粗粒比表面積小)

        原因:溶膠 - 凝膠過程中酸化速度
        、溫度控制不穩(wěn)定
        ,或噴霧造粒時霧化壓力波動。
        解決方案:
        采用自動滴定系統(tǒng)控制硫酸 / 鹽酸添加量(誤差≤0.5%)
        ,維持 pH 值在 7~8 的凝膠最佳區(qū)間。
        噴霧造粒時使用多級旋風分離器篩分
        ,搭配振動篩二次分選
        ,粒徑合格率可提升至 95% 以上。
        2. 雜質去除不徹底
        問題:原料水玻璃(硅酸鈉)含 Fe3?
        、Al3?等雜質
        ,導致硅膠呈淡黃色
        ,吸附性能下降(如標準吸附量應≥30% RH,含雜質時可能降至 25% 以下)

        原因:水玻璃過濾精度不足(普通濾網(wǎng)僅能過濾 5μm 以上顆粒)
        ,或離子交換樹脂失效

        解決方案:
        采用 0.1μm 陶瓷膜過濾 + 陽離子樹脂交換(如 D001 型樹脂),雜質含量可控制在 0.01% 以下

        定期檢測水玻璃電導率(合格值<50μS/cm)
        ,超標時更換原料批次

        二、成型工藝技術瓶頸
        1. 球形硅膠成型合格率低
        問題:噴霧干燥法制備球形硅膠時
        ,出現(xiàn)空心球
        、粘連或破碎(合格率常低于 70%),增加后續(xù)篩分廢料成本

        原因:
        溶膠濃度過高(>20%)導致霧化液滴表面結殼過快
        ,內(nèi)部溶劑揮發(fā)形成空心

        干燥塔進風溫度波動(目標 220~250℃,波動 ±10℃即影響球形度)

        解決方案:
        控制溶膠濃度在 15%~18%
        ,添加 0.5% 聚乙烯醇(PVA)作為成型助劑
        ,增強液滴韌性。
        采用 PID 溫控系統(tǒng)(精度 ±2℃)
        ,并在塔內(nèi)設置旋轉打散裝置
        ,減少顆粒粘連

        2. 擠出成型的裂紋問題
        問題:柱狀硅膠擠出后表面開裂
        ,活化后強度下降(抗壓強度<30N / 顆,標準要求≥50N)
        ,運輸中易碎裂

        原因:
        粘結劑(如羥丙基甲基纖維素 HPMC)添加量不足(<2%)
        ,或混合時水分分布不均。
        擠出模具孔徑與壓縮比不匹配(如壓縮比<4:1 時
        ,物料塑性變形不充分)

        解決方案:
        優(yōu)化粘結劑配方(HPMC 2%~3%+0.5% 甘油增塑)
        ,混合時采用雙軸槳葉式攪拌機(轉速 60~80rpm,混合時間≥30 分鐘)

        調整模具壓縮比至 5:1~6:1
        ,出口段設置 2~3mm 的平滑過渡區(qū),減少應力集中

        、活化干燥工藝挑戰(zhàn)
        1. 活化溫度與時間控制矛盾
        問題:硅膠需在 150~200℃脫去物理水
        ,200~300℃脫除化學結合水(羥基)
        ,但溫度過高(>350℃)會導致微孔塌陷
        ,吸附量下降(如 350℃處理后吸附量降低 10%~15%)

        原因:傳統(tǒng)箱式爐升溫速率不均(爐內(nèi)溫差 ±20℃),或保溫時間不足(目標 4 小時
        ,實際因產(chǎn)能壓力縮短至 2~3 小時)

        解決方案:
        改用真空活化爐(真空度≤10Pa),在 180℃下保溫 5 小時
        ,通過降低氣壓加速水分逸出
        ,能耗降低 15% 的同時避免高溫損傷

        安裝多點熱電偶實時監(jiān)測爐內(nèi)溫度
        ,通過 PLC 系統(tǒng)動態(tài)調整加熱功率(精度 ±5℃)。
        2. 活化后粉化率超標
        問題:活化后的硅膠粉化率>5%(標準要求≤2%)
        ,導致包裝時粉塵污染
        ,且細粉堵塞包裝機下料口

        原因:
        冷卻過程中溫度驟降(如從 200℃直接暴露于室溫),內(nèi)部應力釋放導致顆粒碎裂

        活化前硅膠含水率過高(>15%)
        ,活化時水分急劇蒸發(fā)產(chǎn)生內(nèi)壓

        解決方案:
        活化后采用梯度冷卻(先在爐內(nèi)降至 80℃,再通入干燥空氣冷卻至室溫)
        ,粉化率可降至 1% 以下

        活化前進行預干燥(105℃烘干 2 小時),將含水率控制在 8%~10%

        四、環(huán)保與安全管控難點
        1. 廢水處理成本高
        問題:溶膠 - 凝膠過程中產(chǎn)生的酸性廢水(pH 2~3
        ,含硅酸膠體)
        ,直接排放會導致 COD 超標(標準≤50mg/L,實際可達 200~300mg/L)

        解決方案:
        采用 “中和 + 絮凝” 工藝:投加石灰乳調節(jié) pH 至 7~8
        ,再加入聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)
        ,沉淀后上清液 COD 可降至 50mg/L 以下,回用率達 70%

        2. 粉塵爆炸風險
        問題:硅膠細粉(粒徑<50μm)在干燥
        、篩分環(huán)節(jié)易形成粉塵云
        ,遇靜電火花可能爆炸(最小點火能量約 100mJ)。
        解決方案:
        所有設備接地(接地電阻≤4Ω)
        ,并安裝防爆型除塵系統(tǒng)(如脈沖布袋除塵器
        ,過濾效率≥99.9%)。
        車間內(nèi)保持濕度≥50% RH
        ,降低粉塵懸浮性,同時禁止使用易產(chǎn)生火花的工具

        、成本與效率平衡問題
        1. 自動化產(chǎn)線投入與回報周期長
        問題:全自動化生產(chǎn)線(如自動配料、造粒
        、活化一體線)初期投資達 500 萬~800 萬元
        ,中小企業(yè)難以承擔
        ,而手工線效率低(人均日產(chǎn)量僅 0.5~1 噸)。
        解決方案:
        采用模塊化升級:先投入 100 萬~200 萬元改造關鍵工序(如自動造粒機
        、智能活化爐)
        ,產(chǎn)能可提升 3~5 倍
        ,回報周期約 1~2 年。
        2. 高效吸附與成本的矛盾
        問題:高孔容硅膠(孔容>1.0cm3/g)吸附性能好
        ,但生產(chǎn)成本比普通硅膠高 20%~30%
        ,市場價格競爭力不足。
        解決方案:
        開發(fā)分級產(chǎn)品:針對高端電子防潮場景(如集成電路包裝)提供高孔容硅膠(售價 20~30 元 /kg)
        ,普通食品包裝用標準孔容產(chǎn)品(售價 10~15 元 /kg)
        ,通過差異化定價覆蓋市場需求


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