计划投资造粒设备的公司除了基本考虑成本外，还需要通过全面了解其运营和应用需求来选择合适的系统。目前可以使用三种主要类型的造粒系统，每种都有明显不同的优缺点。

随着塑料行业的发展和市场上新要求的不断出现，即使是长期使用特定系统的公司也可能需要在增加产能时考虑替代方案，以下是对每种类型的评估。

拉条、水环、水下生产的粒子形状不同

拉条切粒机

在拉条造粒中，聚合物在冷却和固化后被切割成颗粒。就其性质而言，该系统与挤压在同线操作，将熔融聚合物计量加入与片材模头非常相似的线模中，不同之处在于材料通过多个孔离开模头，每个孔形成一条聚合物线。拉条进入水槽或水槽，在那里被冷却，然后通过脱水装置或气刀进行干燥，最后被送入拉丝造粒机，在那里被切成圆柱形颗粒。这种颗粒形状的缺点是圆柱体的扁平端容易粘在一起并导致连粒。

切割后，颗粒落入分级机，该分级机去除超大颗粒或结块，并将其余颗粒输送到下游。

除了成本最低外，拉条造粒还适用于多种聚合物，比其他造粒系统更易于使用，更容易接触部件表面以进行清洁和换色，并通过快速更换聚合物来促进聚合物转换切割组件。因此，它特别适合代工厂和其他频繁换料的中小型公司。

拉条造粒机的自动化范围很小，并且比其他造粒系统更加劳动密集。例如，考虑在每次新工作启动时将多达 75 根钢丝串在导辊上方和下方所涉及的工作。拉条造粒机在颗粒尺寸方面也受到限制，一些应用中所需的小颗粒很难在不发生拉条断裂的情况下获得。其他两个弱点源于从凝固的条料切割颗粒：与其他造粒系统相比，切割器磨损和产生灰尘和细屑的可能性更大。拉条造粒机也更容易受到工艺变化的影响，这可能会导致拉条脱落和其他问题。最后，对水浴的需求意味着拉条切粒机在工厂车间的占地面积更大。

这种“干切”工艺的一些弱点可以通过称为水滑系统的替代“湿切”拉条切粒机来缓解。股线进入水滑道，而不是水浴，其中喷嘴冷却股线并提供级联水流，将股线移向造粒机。该系统不使用气刀，而是在造粒前将工艺用水从线料中重新排走，然后让它在造粒之后重新加入颗粒流中，形成颗粒/水浆，进一步冷却聚合物。浆料进入设备底部的离心颗粒干燥机，带有提升叶片的旋转轴对颗粒进行脱水，颗粒从顶部离开干燥机。

在水滑系统中，由于颗粒是从仍然湿润且比水浴系统中软的股线切割的，因此刀具磨损较小。水滑道系统还通过更好地控制工艺用水条件，为自动化提供了更大的范围。此外，还有一种“自绞合”功能，当股线被送入水滑道时，掉落的股线会被替换，从而减少了操作员干预的需要。另一方面，干燥过程会产生额外的灰尘和细屑，需要在工艺水系统中采用更复杂的过滤技术。与水环和水下造粒机一起使用的离心式颗粒干燥机也是如此。

水环切粒机

在水环造粒机 (WRP) 中，与 UWP 一样，熔融聚合物流入模板中以圆形图案排列的多个孔中，并在从模具面出来时被切割成颗粒。切割是通过一系列同样排列成圆形的旋转刀具完成的。模具面由硬化金属制成，因此磨损主要发生在刀片上。压力以液压方式施加到切割组件，以确保与模具面正确接触。

WRP 生产圆形但扁平的药丸，类似于阿司匹林药片。当聚合物离开模孔并被旋转刀具切割时，所得颗粒被向外抛入水环中，水环切向送入切割室。水冷却颗粒并将它们输送到水槽以进一步冷却并输送到以已经描述的方式运行的离心干燥机。水返回到调温和过滤系统，并循环到造粒过程中。

WRP 是三种主要造粒工艺中最紧凑的，并提供一定程度的自动化。一名操作员可以轻松地控制系统，使用按钮控制来停止和启动系统并调整切割器转速以控制颗粒大小。该系统的成本低于 UWP。它对熔体温度和压力等工艺变化的敏感度明显降低，并且不会出现模具冻结问题。

由于在熔融聚合物遇到冷却水之前将其切粒，因此 WRP 主要限于加工高熔体强度材料，例如聚烯烃和聚苯乙烯。该工艺特别不适用于高温或粘性材料。与 UWP 相比，也存在容量限制。

水下造粒机

水下切粒机 (UWP) 是一种模面切粒机。这意味着熔融聚合物在离开模孔时就被切割成颗粒，模孔在圆形模中以圆形图案排列。与水环切粒机（也是模面切粒机）的关键区别在于切割室完全充满工艺用水，因此聚合物滴在离开模孔时浸入水中。由于最小化表面张力的作用力，每一滴都呈球形，这是 UWP 所独有的。

工艺水将球形颗粒从切割室输送到结块捕集器（去除塑料块），然后输送到离心干燥机。颗粒进入设备底部的干燥器，带有提升叶片的旋转轴对颗粒进行脱水，然后从顶部离开干燥器。类似类型的干燥机也与水环造粒机一起使用。

与其他造粒系统一样，UWP 中的冷却水由工艺用水单元提供，该单元对水进行调温（即混合热水和冷水以确保恒温）并滤除灰尘和细屑。必须根据要造粒的聚合物的性质仔细控制和调整水温。如果不这样做，可能会导致颗粒变形或工艺中断。

在 UWP 中，所有冷却水都通过管道输送到切割室或从切割室流出，从而形成了在其他造粒系统中发现的不必要的水槽或水滑道。因此，离心颗粒干燥机和水处理设备可以安装在离造粒机一定距离的地方——例如，在另一个房间或另一个楼层。

水管的另一个特点是水旁路系统，它允许水继续循环以保持所需的温度，同时从切割室转移水流。这使操作员能够断开切粒机与切割室的连接，以便执行更换刀头等任务。

旁路系统与聚合物分流阀协同工作，用于停止和启动聚合物流入模孔。在造粒机启动之前，阀门切换到“生产”位置以冲洗模板。接下来，将阀门置于“转移”位置，聚合物可以从切割室中清除。最后，切粒机重新连接到切割室；水旁路开关将水送入切割室；分流阀切换到生产位置；然后开始造粒。整个过程是自动化的，在几秒钟内发生，并通过 PLC 控制器中的开/关按钮启动。

有几个选项可用于控制切割刀片对模板的压力。其中包括手动系统（操作员使用手轮）和 PLC 控制的液压系统。其他选项包括弹簧加载和气动系统。

工艺用水系统具有不同程度的能力。完全撬装的入门级系统的容量高达 4400 磅/小时，并且可以配备可选的带式过滤器，用于连续自动过滤低至 150 µ 的细粒。更精细的系统提供自动自清洁功能，过滤精度低至 70 µ，处理能力高达 77,000 磅/小时。

正如上述特征所表明的，UWP 是最复杂的造粒系统，并且需要最大的投资成本。反过来，它在这些领域提供了优于其他造粒系统的优势：

● 自动化。UWP 具有最大的自动化范围，PLC 控制控制着它的许多功能。刀片刃磨和在线模板磨削等功能可以预先编程，最大限度地减少停机时间。

● 吞吐量。UWP 的设计吞吐量可达 70,000 磅/小时，拉条造粒机为 44,000 磅/小时，水环造粒机为 11,000 磅/小时。

● 多功能性。UWP 几乎可以处理任何聚合物，并可用于各种应用，包括复合、热熔、母料、聚合、回收和再生。拉条造粒机可用于除热熔胶以外的所有这些应用。水环造粒机由于其较低的吞吐量和对高熔体强度材料的限制，主要推荐用于回收和再生。

● 刀片寿命。通过控制刀具压力进行扩展。

● 颗粒直径范围。广泛，包括微粒，用于生产母料和可发性聚苯乙烯，以及滚塑。

● 颗粒一致性和几何形状。除了尺寸更均匀外，UWP 制成的颗粒呈球形，可增强进入料斗和进料口的流量并增加堆积密度。

● 灰尘和细屑。由于聚合物以熔融形式被切割而降低。

● 与上游设备集成。操作员可以使用造粒系统上的单一界面访问挤出机、进料设备、换网器和熔体泵。

● 空间占用。与拉条切粒机相比较小。

除了成本和复杂性之外，UWP 系统还有另一个缺点：在运行某些产品时可能会“冻结”在模头处（详情点击此处了解）。当造粒机上游的工艺变化导致模板处的聚合物流动减少或不均匀时，就会发生这种情况，从而使聚合物在模孔中固化。冻结会导致所生产的颗粒变形或不均匀。模头处一致且高水平的熔体压力对于防止冻结至关重要。

影响造粒机选择的因素

通过对主要类型造粒机系统的功能和要求的讨论，可以清楚地看出，对于每种应用，造粒机的选择范围从最适合到完全不合适都有所不同。系统类型之间的差异总结在三个附表中。

如下表所示，可用系统生产的颗粒在形状、稠度、流动特性以及粉尘和细粉的产生方面差异很大。这些特性会显着影响造粒过程下游的材料处理系统中的颗粒性能。

此外需要比较可用造粒系统之间更大的差异。主要区别涉及资本投资、吞吐能力、自动化范围和部署灵活性。他们确定系统是否适合大容量聚合工厂、定制混料机或预算有限且对系统复杂性容忍度低的内部混料机。

切粒机在能够有效加工的聚合物类型方面也有很大差异，如下表所示。只有一个系统，即水下切粒机，几乎能够处理任何类型的聚合物。

市场为所讨论的所有系统提供了空间。受全球塑料产品消费强劲增长、回收行业蓬勃发展以及树脂、化合物和添加剂本地化生产的趋势推动，造粒系统存在巨大潜力。为了满足这一需求，可以期待造粒系统供应商开发改进和创新的设备。

附：部分类型的改性树脂，其更适合的切粒方法。

填充

尤其是高填充，通常使 LLDPE 或 LDPE 造粒可由水环切换选为风冷式模面热切。既增刚，又节电（省掉后烘干）；粒形既靓又减少棱粉消耗。

增强

因玻纤或碳纤存在，让那一些可风冷式热切的树脂（HDPE、ABS等）老实跌回传统的拉条（水）冷切。“通用性”、“工程”（塑料），概莫能外。

增韧

如TPV保险杠专属料（PP+EPDM+POE动态硫化），因胶粉分散相充盈于PP持续相中，使水环热切变成第一选择。既美观大方又节约成本。

反应挤出

（1）化学交联电线电缆（XL-PE）第一选择就是风冷式模面热切。在诸多电线电缆厂，双螺杆/单螺杆双阶机+风冷式热切（或偏心热切）是SPVC和XLPE兼容生产加工标配。

（2）高熔体強度聚丙烯（HMS-PP）生产加工中，PP反应挤出支化后可简单进行水环热切粒。

比较常见改性专属料或母粒之

切粒选型事例

1、SPVC电缆绝缘料或透明体医用专属料，第一选择全是风冷式模面热切。RPVC也是，但生产量小些。

2、聚苯乙烯，无论HIPS或是GPPS，采用铸带（倾斜水冷）切粒线占多数。

3、ABS专属料，大多数选拉条（水）冷切（瘦长型粒形最受追捧）。人们试过风冷式热切或水环热切一律可以，粒形也美观大方（正球形均有）。当产量超过3-4t/h时，换选水下热切或铸带机便都顺理成章。

4、屏蔽或半屏蔽线料，小的选水环，大的选水下（热切）。

5、硅烷交联电缆料，小线选水环，大的（如96/250线）就选水下（热切）。

6、HFFR（低烟无卤电缆料）的生产加工与切粒，跟XLPE设备兼容，但螺杆构型要改。

7、共聚甲醛（POM）封端，可选择水环或水下（切）。

8、TPU（热塑聚氨酯弹性体），多选水下热切，但同向平双的挤出计量段须作建压调节。

9、PET长丝母粒，能配拉条（水）冷切或铸带冷切。

10、节能减排较火PPC（聚碳酸亚丙酯），可跟几乎每一类降解树脂（TPS、PLA、PBAT、PBS、PHBV、PHA、PVA、PCL、PGA）共混掺合并造粒。

文章来源：部分内容来自PTonline，作者MERRITT CHRISTIAN