Os chillers são equipamentos essenciais para o controlo da temperatura na indústria de fabrico de couro artificial (PU, PVC, etc.), atuando em diversos processos-chave. A sua função é garantir a qualidade do produto, melhorar a eficiência da produção e reduzir o consumo de energia através do controlo preciso da temperatura. Com base nos principais processos de produção de couro artificial, os cenários e princípios de aplicação específicos dos chillers são os seguintes:
I. Principais Processos de Produção e Requisitos de Controlo da Temperatura do Couro Artificial
Os principais processos de produção de couro artificial incluem o processo a seco de PU, o processo húmido de PU e o processo de calandragem de PVC. Cada processo tem requisitos significativamente diferentes quanto à precisão e à gama de controlo de temperatura. Os chillers necessitam de fornecer água de refrigeração a baixa temperatura, de 5 a 25 °C, dependendo das características de cada processo. Alguns processos requerem a utilização de controladores de temperatura de moldes para o controlo coordenado da temperatura.
II. Aplicações Específicas de Chillers em Diversos Processos
1. Processo de PU a Seco (Mais Comumente Utilizado, para Produção de Couro Sintético Fino)
Este processo envolve a aplicação de resina PU sobre um tecido base ou papel antiaderente, seguida de secagem, cura e remoção para obtenção do produto final. Os chillers são utilizados principalmente nas seguintes etapas:
Arrefecimento e Moldagem do Papel Antiaderente
Após o papel antiaderente ser revestido com resina PU pela máquina de revestimento, necessita de entrar numa zona de arrefecimento para um arrefecimento rápido. O chiller, através de rolos de arrefecimento ou de um sistema de ar comprimido, reduz a temperatura da superfície do papel antiaderente de 80~120℃ para 30~40℃, permitindo que a resina PU gelifique e endureça rapidamente, evitando o nivelamento irregular do revestimento, a aderência aos rolos ou a deformação do padrão.
✅ Função Principal: Garante a transferência nítida do padrão da superfície do papel antiaderente para o couro artificial, melhorando a qualidade da aparência do produto.
Controlo da Temperatura dos Cilindros da Máquina de Revestimento
Os cilindros principais, como os cilindros de revestimento e os cilindros doseadores da máquina de revestimento, necessitam de ser mantidos a uma temperatura baixa e constante (15~25℃). O chiller faz circular água de refrigeração através de canais internos nos cilindros para evitar a variação da temperatura da superfície causada por fricção ou aumento da temperatura ambiente, evitando assim a cura prematura da resina de PU durante o revestimento e garantindo uma espessura uniforme do revestimento.
Arrefecimento na Extremidade da Câmara de Secagem
Após a cura do revestimento de PU na câmara de secagem (100~160℃), é necessário arrefecê-lo na extremidade. O chiller fornece ar a baixa temperatura ou placas de arrefecimento para reduzir a temperatura do couro artificial para menos de 40℃, facilitando o enrolamento e o corte subsequentes e evitando que o produto se agarre ou se deforme devido ao enrolamento a alta temperatura.
2. Processo Húmido de PU (Produção de Couro Artificial Espesso e de Alta Elasticidade, como o Couro para Sofás e o Couro para Calçado)
Este processo envolve a aplicação de resina de PU sobre um tecido base e a sua imersão num banho de coagulação (solução aquosa de DMF) para transformação de fase, formando uma estrutura porosa. A principal função do chiller é controlar a temperatura do banho de coagulação:
Controlo da Temperatura do Banho de Coagulação:
A taxa de transformação de fase da resina de PU no banho de coagulação determina diretamente a estrutura dos poros, a textura e as propriedades físicas do couro artificial. Temperaturas excessivas levam a uma transformação de fase rápida, resultando em poros grandes e um produto com um toque mais rígido; temperaturas excessivamente baixas resultam numa transformação de fase lenta e numa redução da eficiência de produção.
O chiller necessita de controlar com precisão a temperatura do banho de coagulação entre 15 e 25 °C (ajustada de acordo com a fórmula do produto), circulando e arrefecendo a solução do banho de coagulação através de um permutador de calor para garantir uma temperatura uniforme em todo o banho e uma estrutura de poros consistente para cada lote de produto.
Arrefecimento do Sistema de Recuperação de DMF:
O processo húmido gera uma grande quantidade de gás residual de DMF, que necessita de ser recuperado através de um sistema de recuperação (coluna de destilação). O refrigerador é utilizado para arrefecer o condensador da coluna de destilação, condensando o DMF gasoso em líquido, melhorando a eficiência da recuperação e reduzindo o consumo de energia.
3. Processo de Calandragem de PVC (Produção de Couro Sintético de PVC Rígido ou Flexível)
Este processo envolve a mistura de resina de PVC, plastificantes, etc., e a subsequente calandragem da mistura num filme utilizando múltiplos rolos numa calandra. Este filme é depois laminado com um tecido base. Um chiller é utilizado principalmente para o controlo da temperatura dos rolos da calandra:
Os rolos da calandra (como os rolos de pré-aquecimento, os rolos de calandragem e os rolos de arrefecimento) requerem um controlo rigoroso da temperatura. Especificamente, os rolos de refrigeração necessitam de ser abastecidos com água de refrigeração a baixa temperatura (10~20°C) através de um chiller para arrefecer rapidamente o filme de PVC calandrado de 150~180°C para abaixo dos 40°C. Isto permite que as cadeias moleculares de PVC se solidifiquem rapidamente, evitando o encolhimento, a deformação ou a formação de cristais na superfície do filme, garantindo a precisão da espessura e a suavidade da superfície do produto.
III. Principais Pontos de Seleção para Chillers na Indústria do Couro Sintético
Precisão no Controlo de Temperatura:
É necessário um controlo preciso da temperatura dentro de ±1℃, especialmente para o banho de coagulação em processos húmidos e para o arrefecimento do papel antiaderente em processos secos. As flutuações de temperatura afetam diretamente a qualidade do produto.
Capacidade de Arrefecimento Adequada:
Selecione um chiller com capacidade de arrefecimento adequada com base na escala de produção (por exemplo, largura da camada, velocidade da linha de produção) e no número de processos (por exemplo, várias máquinas de revestimento, calandras). Normalmente, uma única linha de produção requer um chiller de 10 a 100 HP; para múltiplas linhas de produção, pode ser considerada uma unidade de chiller centralizada.
Requisitos de Proteção contra a Corrosão:
O banho de coagulação em processos húmidos contém meios corrosivos, como o DMF. Se o chiller estiver em contacto direto com este meio, deverá ser utilizado um permutador de calor em aço inoxidável 316L; para processos secos e processos com PVC, podem ser utilizados permutadores de calor de aço inoxidável 304 ou de liga de titânio.
Design com foco na poupança de energia:
Os chillers de frequência variável são preferíveis, uma vez que ajustam automaticamente a capacidade de refrigeração de acordo com as alterações na carga da linha de produção, reduzindo o consumo de energia operacional.
IV. Valor fundamental da utilização de chillers
Garantia da qualidade do produto: O controlo preciso da temperatura evita o revestimento irregular, defeitos na superfície e deformações dimensionais, melhorando o toque, a aparência e as propriedades físicas do couro artificial.
Aumento da eficiência da produção: O arrefecimento e a moldagem rápidos reduzem o tempo do processo, como o tempo de transformação de fase em processos húmidos e o tempo de secagem e arrefecimento em processos secos.
Redução dos custos de produção: O arrefecimento através de um sistema de recuperação de DMF melhora as taxas de recuperação do solvente e reduz o desperdício de matéria-prima; os chillers de frequência variável podem reduzir o consumo de energia em 20% a 30%.
Na produção de couro artificial, os chillers são frequentemente utilizados em conjunto com outros equipamentos auxiliares de plástico:
Chiller de água + Controlador de temperatura do molde: Alguns processos (como o rolo de pré-aquecimento da máquina de revestimento) requerem temperaturas elevadas. O controlador de temperatura do molde fornece óleo de transferência de calor a alta temperatura, enquanto o chiller arrefece o calor residual do controlador, possibilitando a reciclagem de energia.
Chiller de água + Triturador de plástico: Os resíduos gerados durante a produção necessitam de ser triturados e reciclados com recurso a um triturador de plástico. O chiller arrefece os rolos de corte do triturador, evitando que os materiais de PVC/PU derretam e se colem uns aos outros devido às elevadas temperaturas de fricção.
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