乾燥機、除湿機の露点ソリューション

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この投稿は最後にwcq1010によって2015年9月2日12時23分に編集されました。
乾燥機・除湿機の露点対策
冷冻式乾燥機、吸着式乾燥機、低露点除湿機、潮解式乾燥機、プラスチック乾燥機における露点計の応用：
気体の法則：PT=PA+PB+PC+…….+PW（PWは水蒸気分圧を表す）
kPT=k(PA+PB+PC+…….+PW)
PW/PT=C
露点の意味：気体が等圧下で冷却されたときに、露またはその他の形態の凝縮物が生成される温度。一般的には「霜点」も含まれます。Ppmvの説明：湿気中の水蒸気の分体積と乾いたガスの分体積の比率に106を乗じたもので、時には水蒸気の分体積と湿気（つまりガスの全体積）の比率として表されることもある。 一、現在、市場には多種多様な乾燥機や除湿方法が存在します。まずは以下を見てみましょう：
1．凍結乾燥機の動作原理：
凍結乾燥とは、昇華の原理を利用した乾燥技術であり、乾燥させたい物質を低温下で急速に凍結させ、その後適切な真空環境下で凍結した水分子を直接昇華させて水蒸気として放出するプロセスです。凍結乾燥によって得られる製品を凍乾物と呼び、このプロセス自体を凍乾と言います。凍結乾燥機は、冷凍システム、真空システム、加熱システム、電気計装制御システムで構成されている。主要な構成部品は、乾燥箱、凝縮器、冷凍機、真空ポンプ、加熱/冷却装置などです。その動作原理は、乾燥させる物品をまず三相点温度以下まで凍結し、次に真空状態下で物品内の固体水分（氷）を直接水蒸気に昇華させて物品から除去することで、物品を乾燥させるものです。材料は前処理を経た後、急速冷凍庫で凍結され、その後乾燥庫で昇華脱水処理が施され、最終的に後処理工場で包装されます。真空システムは昇華乾燥庫内に低気圧状態を作り出し、加熱システムは物質に昇華潜熱を供給し、冷却システムはクーラートラップおよび乾燥室に必要な冷却量を供給する。冷凍式乾燥機の露点は一般的に10℃から-5℃程度ですが、オーバート社が推奨する露点計の測定範囲は-20℃から40℃です。精度は±2℃で、これにより露点値を正確かつ迅速に把握できるだけでなく、乾燥システムの動作状態が正常かどうかも判断でき、乾燥させる必要のあるガスの露点値を確実に保証することができます。 2、吸着式乾燥機の動作原理：吸着式乾燥とは、吸着剤が圧縮空気中の水蒸気を選択的に吸着する性質を利用して水分を除去する乾燥方法です。新世代の吸着式乾燥機は、変圧吸着と変温吸着の長所を組み合わせ、常温で高い水蒸気分圧の状態でも吸着（動作）します；高温かつ低い水蒸気分圧下での解析（再生）とは、すなわち吸着剤が吸着過程で吸着した水分が、再生過程において高品質な再生用空気の加熱による熱拡散と低分圧という2つのメカニズムの共同作用によって完全に除去されることを意味する。吸着：湿った空気は下部の配管を通ってAバルブからA乾燥タンク内に入り、下から上へと吸着剤層を流れていき、乾燥した空気は上部の配管から排出される。再生、冷却：少量の乾燥空気が上部の配管系にある再生ガス調整弁で減圧された後、ヒーターで加熱される。この熱い空気（再生ガスと呼ばれる）はB乾燥タンクに送られる。Bタンク内の吸着剤を解析して再生し、吸着剤の乾燥能力を回復させる。再生ガスは下部配管のBバルブおよびサイレンサーを通じて大気中に排出される。均圧：吸着剤の再生が終了すると、Bバルブが閉じられ、B乾燥タンクの圧力が徐々に運転圧力まで上昇し、切り替えの準備が行われる。切り替え：下部配管系のBバルブを開き、Aバルブを閉じ、Aバルブを開くことで、AおよびBの2つの乾燥タンクが切り替わり、Bタンクが吸着状態に入り、Aタンクは減圧して再生される。作業の順序、作業時間、および加熱温度はコントローラーによって自動的に制御され、乾燥効果が得られます。吸着式の乾燥原理に基づき、露点値は一般的に-40℃前後となります。オーバート社では、露点計の測定範囲を-80℃から+20℃とし、精度は±2℃とすることを推奨しています。これにより、測定値の信頼性が保証されるだけでなく、露点計自体の汚れや油分に対する耐性もより安定します。 3、低露点除湿機の動作原理：a、冷却除湿方式：ある状態の空気を、その対応する露点温度以下まで冷却することで、空気中の気体状の水が液状に凝結し空気から分離され、これによって除湿が達成される。冷却媒体には、冷凍水、低温塩水、冷媒などがある。湿った空気中の水分は0℃未満の表面で容易に凍結し、処理空気と熱交換器表面との間には一定の温度差があるため、処理空気が到達可能な露点温度は最低でも0℃となる。この方法で産業界で求められる一般的な除湿要件を満たすには、低温の塩水を使用したり空気処理量を増やしたりする必要があり、その結果、冷凍機やファン、水ポンプの運転にかかるエネルギー消費が増加し、装置もより大型化せざるを得なくなる。 b、圧縮除湿方式：空気を一定の圧力まで圧縮し、空気中の水分を飽和状態にした後、冷却することで水分を除去する。この方法では得られる露点は低いが、少量の乾燥空気しか必要としない計測機器にのみ適しており、運用コストが高くなる。 c、化学除湿方式：溶液吸収式除湿：高濃度で水分を吸収する溶液と空気を接触させることによって水分を除去する方法。この方法では連続的に除湿できるが、溶液は腐食性があり空気と共に持ち去られやすく、再生時に結晶しやすく、濃度の制御が難しく、メンテナンスも面倒である。 d、ロータリー吸着式除湿：ハニカム型ローター内の吸湿材（シリカゲルまたは分子ふるい）を利用して空気中の水分を吸収する。この方式では連続して除湿が行え、安定した乾燥空気を得ることができる。特に低湿度時の吸湿性能においては、他の除湿方式にはない優位性があり、さらに湿度も容易に制御可能で、実際のニーズに応じてさまざまな仕様の機種を製造することができる。ロータリードライヤーの除湿効果は比較的良く、露点値は約-80℃まで達成可能である。このような低湿度用の除湿機について、オーバート社は露点計の測定範囲を-100℃から20℃、精度は±2℃と推奨している。この数値を見てみると、露点-80℃（圧力が標準大気圧、温度が20℃の場合）、対応する相対湿度は0.002％で、水分含有量は0.55PPMである。これにより、除湿された乾燥ガスの露点と相対湿度・PPMとの関係がわかる。したがって、センサーには広い測定範囲、高精度、高安定性といった特性が求められ、そうでなければ真の露点値を正確に測定することはできない。オーバート社が販売するイギリスのMICHELL社製の露点変換器は、中国の行政計量認証証明書を取得しており、現在、多くの計量所で使用されている計量基準もMICHELL社の製品であり、精度が高く安定性に優れている。これは低露点用除湿機に最適な露点計である。4、吸湿式乾燥機の動作原理：空気はフィルターを通過し、ヒーターによって加熱される（ヒーターには電気加熱、燃料式熱風炉、天然ガス式熱風炉などがあり、使用する材料に応じて適切な送風温度を設定する）。そうして生成された熱風は、乾燥室の上部にある渦巻き状の通路を通って乾燥室内に入り、熱風分配器によって均一な旋回流となって乾燥室内に供給される。スラリーはスラリータンクからフィルターを経てポンプによって乾燥機の上部にある遠心霧化器、または高圧ノズルへ送られ、分散した微細なスラリー霧が生成される。このスラリー霧は旋回流状の熱空気と接触し、水分が急速に蒸発して、ごく短時間で材料が乾燥した完成品となる。完成品は乾燥塔の底部およびサイクロン分離器から排出され、廃ガスはファンによって吸い出されて排出される。 5、プラスチック／樹脂用乾燥機の動作原理：乾燥処理には多量の熱エネルギーが必要となる。エネルギーを節約するため、水分含有量が高い物質や、固体を含む懸濁液・溶液は、まず機械的に脱水されたり加熱蒸発させられたりしてから、乾燥機内で乾燥させ、乾いた固体を得る。乾燥過程においては、熱と質（水分）の伝達を同時に行い、材料表面の水分蒸気分圧（濃度）が外部空間の水分蒸気分圧よりも高くなるようにし、かつ熱源の温度が材料の温度よりも高く保たれる必要がある。熱量は高温の熱源から様々な方法で湿潤物質に伝わり、物質の表面の水分が蒸発して外部空間に逃げるため、物質の表面と内部に水分含有量の差が生じる。内部の水分が表面に拡散し蒸発することで、物質の含水率は次第に低下し、徐々に物質全体の乾燥が完了する。物質の乾燥速度は、表面での気化速度と内部の水分の拡散速度によって決まります。通常、乾燥初期の乾燥速度は表面の気化速度によって制御される；その後、乾燥に適した外部条件が変わらない限り、物質の乾燥速度と表面温度は安定したままであり、この段階を定速乾燥段階と呼ぶ；材料の含水率がある程度まで低下すると、内部の水分が表面へ拡散する速度が遅くなり、表面での蒸発速度よりも小さくなる。このとき、乾燥速度は主に内部での拡散速度によって決まり、含水率が低下するにつれて継続的に減少する。この段階を減速乾燥段階と呼ぶ。 なぜプラスチック製品は乾燥させるのでしょうか？なぜなら、ほとんどのプラスチック製造業者において、プラスチック製品の成形不良の原因は、ほとんどが除湿乾燥度が不十分であることに起因しているからです。アメリカプラスチック協会は、成形前のプラスチックの水分含有量を0.02％未満まで乾燥させることを推奨しており、そうでなければ製品の安定した品質を保証することは難しいとしている。例えば、透明性が低くなったり、ゲート部分に粘着が生じたり、バリや気泡、ひび割れ、亀裂が発生したり、寸法の安定性が悪くなったり、内部応力が生じたり、製品の強度が不足したりするといった欠点が生じやすい。特にPET、PBT、PA、PC、PS、ABS、POM、PP、PE、PVC、EVAなどの高吸水性プラスチックには、超低露点（露点－40℃）の乾燥装置がより一層必要とされます。上記の問題を解決するため、オーバート社は複数の測定範囲を選択できる露点計シリーズを発売しました。その測定範囲は、-100℃から20℃、-80℃から20℃、-60℃から20℃、-50℃から20℃であり、お客様に最も適した露点計を提供することを目指しています。測定精度の信頼性と性能の安定性を確保しつつ、非常に高いコストパフォーマンスを実現します。 二：除湿能力の比較：上記の比較からわかるように、異なる除湿方式による除湿能力は異なり、つまり露点値の高低は完全に除湿方式に依存する。乾燥機を使って除湿する場合でも、除湿機を使う場合でも、プラスチック原料の含水率を正確に測定することは非常に重要です。イギリスのMICHELL社は、世界最大の湿度・露点計メーカーであり、ヨーロッパの湿度測定分野において半分以上の市場シェアを占めています。35年以上にわたる専門的な技術力を有しています。EUや米国などの先進国の標準研究室では、ほぼすべてでMICHELL製品が標準機器として使用されています。オーバート社は除湿乾燥業界向けに、MICHELLの露点センサーを活用して二次開発を行い、除湿乾燥機の露点を常時オンラインで効果的に監視することで、ユーザーが製品品質の管理にかける手間を大幅に軽減しました。除湿乾燥機用に特別に設計されたEA2-TX-100-HZシリーズの露点計は、広い測定範囲、高い精度、優れた安定性、使いやすさといった特長を持ち、乾燥除湿機で露点を測定するのに最適な製品です。