软包装热风干燥节能改造工艺，源于中国节能设备第一品牌！

软包装热风干燥节能改造工艺，源于中国节能设备第一品牌！

摘要：本文通过分析烘干温度、进风量、排风量、风速等影响烘干效果的工艺要素，介绍了一种新的烘干节能系统，可最终实现印刷和复合工序烘干节能50%~80%。

    在软包装工艺中，烘干系统是凹版印刷机和干式复合机最大的耗能部位，加热与进风能耗占整机能耗的70%~80%，同时也是有机溶剂聚集和排出的地方。

大多数凹版印刷机和干式复合机，烘箱供热一般都是电加热或锅炉蒸汽等方式加热(现在有新型节能加热如热风炉、太阳能、热泵等），由热空气形成风力快速挥发掉有机溶剂，对墨层及胶层迅速干燥。合适的烘干参数设定不但是印刷品保证良好质量的关键,也是残留溶剂量符合卫生标准要求的根本保证，所以烘干参数包括烘干温度、进风量、排风量、风速等，是印刷和复合工序中最重要的工艺要素部分。

一、目前常见的印刷复合烘干原理及技术

1、烘干温度

溶剂的挥发是由液体变为气体或蒸汽的过程，是其物理性质之一。在开放的环境中，溶剂会自然挥发。在凹版印刷及复合时，设备运行速度很快，高速印刷机印速已超过300m/min，为了适应塑料薄膜凹印机及复合机的高速连续工作，以及油墨能在薄膜上迅速干燥的工艺要求,企业一般采用烘干系统提升烘箱内温度加快溶剂挥发，缩短达到干燥效果需要的时间。

烘干温度设定的准则为在张力的作用下不产生基材的形变，并保持温度的稳定（偏差范围±1℃内）。使同烘箱内每个出风口的温度、风压、风量偏差值最小化。

温度偏低则溶剂挥发速率低，会导致干燥不充分；温度偏高基材容易发生形变（当墨层或胶层较厚，温度偏高会使表面快速干燥、内部干燥不充分），从而产品质量下降。尤其是OPP、NY、PE 等单层基材更容易拉伸，PVC基材容易收缩，设定烘干温度最好不要超过65℃，同时还要与烘干温度配合合理的机器张力参数。

如果烘干温度不稳定，温差过大则会使基材产生内应力，成品的平整度和一致性下降，影响产品质量。

2、进风量、排风量、风速

这三个数据其实可以合而为一，称为循环量。

烘箱结构示意图

风速是在烘箱结构恒定的条件下，由进风量和排风量的多少决定的；烘箱结构已知，风嘴数量、尺寸一定，进风量和排风量越大则风速增加。韩国BOOSUNG Engineering公司文容石理事在对全球各大印刷设备制造公司的凹版印刷机烘箱结构研究中发现，日本富士的凹版印刷机烘箱出风口有两种形式：一为风嘴结构，一为风孔结构。风嘴结构的烘箱可以把风速作为数据监测；而风孔结构只能以进排风的总循环量作为参照。

而我们调节进风量、排风量的目的：一方面根据各印刷单元的印刷面积不同调整风量，以达到充分干燥及节约能耗的目的；二是为了制造烘箱内部的相对负压。

（1）正压：进风量>排风量

正压状态时，进风量大于排风量，烘箱内热风外溢，热量损失同时增加车间环境异味，热风吹到凹印版及油墨盘时又会出现干版与油墨结皮现象。同时，由于进入烘箱的热风带走挥发的溶剂，但由于排风量过小不能及时排出烘箱，致使烘箱内溶剂浓度增高，干燥效率下降。

如上图中，烘箱内的干燥温度为70℃，环境温度为20℃，正压过大时大量70℃热风溢出造成耗能浪费。

（2）负压：进风量<排风量

一般在印刷工艺中要求烘箱内部达到负压状态，让排风量略大于进风量，把含有挥发溶剂的热风带出烘箱，使烘箱内保持一定的溶剂浓度，创造快速的挥发干燥条件。

但负压过大时，环境中20℃空气被大量吸入烘箱内，使烘箱内要求达到的70℃工艺温度中和，原烘箱干燥面积的20%~30%低于70℃而造成干燥效率下降；过大的排风又把刚进入烘箱的70℃热风还没有进行烘干即被排出，造成30%左右的能源浪费；同时车间空气中的粉尘类物体也会进入烘箱污染印刷品。

二、烘干节能改造新技术

针对目前常用的烘干技术，上海特朋节能设备股份有限公司开发了新的热泵节能系统，

采用清洁电能+温度、风量数据化+烘箱进出风量平衡，达到科学化管理，保证50%-80%节能率，提升设备使用效率。

热泵节能系统特点包括：

1、热风通风干燥的核心要素：（热 +风+平衡） 数据化（量化）

热 - 温度：通过测温探头检测；需注意测温探头的安装，尽量取烘箱进风口较近的位置，以免测定温度与烘箱内要求温度误差过大；做好保温措施。

风 - 风量：传统设备中无测风量装置，凭经验手动控制风阀来调节风量。为了确保干燥质量，操作工人一般采用过量的热风，换版印刷后需重新调大或调小风量，一般也很少去调节，因此导致浪费能源。

对此，可以采取以下改造措施：

送风口安装精确的测风仪(FMS)，在线准确测量风量(准确度±0.3%)，并根据测量数据采用变频器来实时控制风量，如45立方/分钟等。仅通过变频器调控风机需计算出风通过热交换器、风管接头变径、弯角等地方时的风压损失率，最终输出的模拟风量与实际风量出入非常大。 所以安装测风仪在线检测是非常必要的。

平衡 - 通过: 进风量和排风量的相对平衡，这一点以前没有得到重视。

传统设备中，单凭经验简单调整排风管中的风阀来调节平衡问题。其实,进风量与排风量接近1:1的平衡对干燥残留溶剂指标、能耗及作业环境的影响是相当大的。

我们把塑料膜条放在烘箱下端，用“看膜条被吹出或吸入”的方法来判断正负压；负压时用手感觉烘箱外部下端与上端的温差，只有经验丰富的操作工人才可以做好。

改造措施：

每套烘箱单元上配数字化的平衡表及排风自动风阀，根据在线测量的平衡表上显示的数据，调整排风中的自动风阀来调节进排风的平衡。

具体参数可参考图中上海特朋节能设备股份有限公司使用韩国BOOSUNG Engineering公司专利技术生产的回收废热型热风干燥系统运行界面：

三、小结

软包装的烘干环节是占整机能耗的70%~80%，是最有希望节能、并大大降低生产成本的地方，通过采用清洁电能+烘箱进出来控制风量平衡，可以使环境清洁，并减少气味；同时，通过变频器、PLC、可控硅、测风仪(FMS)、自动排风阀门等系统化控制实现温度、风量的平衡，用数字化设置来科学化管理，最终减少不良产品，提升产品质量，并达到节能50%~80%的效果。

上海特朋的技术来源于BOOSUNG Engineeting公司，BOOSUNG自1983年创业以来，在30年间开发、供应软包装行业凹版印刷机、复合机及涂布机的各种热风干燥设备系统，并经过多年努力，推出了采用国际专利“具有热回收装置的热交换元件”的节能热风干燥机产品（E-SAVER），成为全球性热风干燥企业。发明专利号码：200980144144.1（PCT/KR2009/006395）。特朋节能2013年于上海成立，迄今已生产安装热泵节能系统200多台套，服务于国内各大中型包装企业，可有效节能率50%~80%。