Jednošnekové extrudéry jsou běžné při zpracování plastů a dokáží také peletovat vločky z PET lahví do pelet rPET –-li Linka dostatečně dobře reguluje vlhkost, těkavé látky, filtraci a peletizaci, aby byla chráněna vnitřní viskozita (IV) a kvalita pelet.
Tato příručka vysvětluje, co je to jednošnekový peletizér PET vloček, jak je typicky konfigurována celá linka, kde projekty selhávají a na co se zeptat dodavatelů před podpisem objednávky.
Základní konfiguraci a možnosti naleznete v návodech Energycle. Referenční stránka pro jednošnekový peletizér PET vloček.
Pokud stále hledáte vybavení, tyto stránky Energycle vám pomohou porovnat koncepty a terminologii linek: – stroje na peletování plastů – metody peletizace v plastových peletizátorech – přehled strojů na recyklaci plastů
Rychlé shrnutí (pro kupující)
- PET vločky musí být před tavením vysušeny na velmi nízkou vlhkost; vlhkost v tavenině může vést k hydrolýze a ztrátě intensivního obsahu (IV).
- Vakuové odplynění a stabilní filtrace taveniny jsou často rozdílem mezi “během” a “během konzistentně”.”
- Jednošnekové linky se často používají pro mnoho aplikací pelet rPET, zatímco dvoušnekové linky se stávají atraktivnějšími s rostoucími potřebami míchání/kombinování.
Proč je peletizace PET vloček citlivá: Vlhkost → Hydrolýza → Ztráta infuzí
PET snadno absorbuje vlhkost. Když se PET taví za přítomnosti vlhkosti, může dojít k hydrolýze a snížení molekulové hmotnosti, což se projeví ztrátou viskozity a sníženým mechanickým výkonem. Pokyny pro recyklační průmysl týkající se manipulace s PET a jeho sušení uvádějí, že i malé hladiny vlhkosti mohou hydrolyzovat PET během zpracování taveniny a že PET musí být bezprostředně před zpracováním taveniny důkladně vysušen, aby se minimalizovaly ztráty viskozity. Uvádí také běžně uváděné cíle, jako je sušení na ~50 ppm vlhkosti a udržení ztráty viskozity v úzkém pásmu pro typické aplikace recyklovaného PET. (Zdroj: Pokyny pro sušení PET dle CWC (BP-PET3-05-01))
To je hlavní důvod, proč se peletizační linky na PET jeví jako “přeplněné” ve srovnání s PP/PE: PET postihuje slabá regulace sušení, dlouhá doba zdržení a nestabilní odvětrávání.
Co vlastně znamená “jednošnekový peletizér na PET vločky”
Většina kupujících říká “peletizér”, ale systém je řada složená z několika modulů: – Příprava krmiva (pufrování, detekce kovů, volitelné zhušťování) – Sušení / předsušení (často nejdůležitější modul pro PET) – Extruze (jeden šroub, obvykle s odvětráváním a podtlakem) – Filtrace taveniny (měnič síta nebo kontinuální filtrace, někdy s tavným čerpadlem) – Peletování + manipulace s peletami (na prameni nebo pod vodou; poté sušení a odstranění jemných částic)
Při porovnávání dodavatelů se méně zaměřujte na samotný šnek a více na to, jak moduly spolupracují při řízení injekce, kontaminace a konzistence pelet.
Typický procesní postup (vločky z lahví → pelety rPET)
Většina linek sleduje tok podobný tomuto:
1) Prané PET vločky (s kontrolovanými limity PVC/kovu/papíru)
2) Předsušovací / sušicí pufr (cílová stabilita vlhkosti)
3) Systém krmení (násypka, přemosťovací regulace, volitelný zhutňovač/zhutňovač)
4) Jednošnekový extruder (řízení teplotního profilu + doby zdržení)
5) Vakuové odplynění/odvětrání (odstranění vodní páry a dalších těkavých látek)
6) Filtrace taveniny (odstranění pevných nečistot; kontrola stability tlaku)
7) Peletizace (v řetězci nebo pod vodou)
8) Sušení pelet + odstraňování jemných částic + doprava do skladu
Některé procesy “z lahve do lahve” přidávají další kroky dekontaminace a řízení intensity (například VACUREMA společnosti EREMA popisuje definované vakuové ošetření a kroky polykondenzace/zvýšení intensity v pevné fázi jako součást svého konceptu a uvádí, že tavení ve vakuu pomáhá předcházet hydrolytickému/oxidačnímu rozkladu; viz Podrobnosti o EREMA VACUREMA).
Základní moduly (co kontrolovat a co se tím mění)
1) Sušení / Předsušení (často nejvyšší vylepšení s návratností investic)
Pokud vaše sušička nedokáže udržet stabilní vlhkost na vstupu do extruderu, budete řešit problémy dále v proudu (pěnění, bubliny, zákal, nekonzistence pelet, časté změny nastavení).
Kontroly kupujícího: – Jak se měří vlhkost (místo a metoda odběru vzorků)? – Jaký rozsah vlhkosti může dodavatel zaručit při vstupu do extruderu tvůj vločky? – Co se děje během spouštění/zastavování a doplňování násypky (běžné jsou skoky vlhkosti)?
Pokud potřebujete s dodavateli prodiskutovat cíl, pokyny CWC pro sušení PET uvádějí sušení na velmi nízké úrovně vlhkosti (běžně uváděné kolem desítek ppm), aby se minimalizovala hydrolýza během zpracování taveniny. (Viz Pokyny k sušení PET podle CWC.)
2) Podávání a manipulace s vločkami (stabilita překonává špičkový výkon)
PET vločky mohou překlenovat, přetékat nebo unášet jemné částice do extruderu. Stabilní přísun zlepšuje stabilitu tlaku taveniny a usnadňuje filtraci.
Kontroly kupujícího: – Konstrukce násypky a funkce proti můstkům – Jak dodavatel nakládá s lehkými etiketami/jemnými částicemi – Zda se používá zhutňování/hutnění (a proč)
3) Vakuové odplynění / odvětrání (regulace vlhkosti a těkavých látek)
Odplyňování je proces, který mnoho linek stabilizuje. Pomáhá odstraňovat vodní páru a další těkavé látky z taveniny – což je obzvláště důležité pro rPET s proměnlivou vstupní kvalitou.
Dvě praktické věci k ověření: – Kontrola přenosu (jak odvzdušňovací ventil zabraňuje vtažení taveniny do vakuového potrubí) – Trvanlivost vakuového systému (protože odplyňování PET může do systému vtahovat páry, jako je voda, rozpouštědla, monomery/oligomery a také unášené částice)
Leyboldův přehled odplyňování extruderu popisuje odplyňování PET jako extrakci významného množství par (včetně vody, rozpouštědel, monomerů, oligomerů) z extruderu do vakuového systému a uvádí konstrukční výzvu pro zvládání kondenzace a polymerace v čerpadlech. (Viz Přehled odplyňování extruderu Leybold.)
4) Filtrace taveniny + stabilita tlaku (výhoda “tiché linky”)
Kontaminace vločkami je reálná: papír, hliník, elastomery, občasné PVC a jemné částice. Váš filtr taveniny musí odstraňovat pevné látky bez rušivých tlakových skoků nebo častých prostojů.
Jak vypadá dobrý výsledek: – Tlak je dostatečně stabilní, aby se udržela konzistentní velikost pelet – Údržba filtru odpovídá délce vaší kampaně (ne vaší nejhorší hodině)
Gneuss zdůrazňuje běžný provozní problém – změny sít způsobující přerušení a tlakové skoky – a popisuje koncept rotační filtrace, jehož cílem je udržet konstantní podmínky toku taveniny (včetně poklesu tlaku) regulací kontaminace síta. (Viz Přehled filtrace taveniny Gneuss.)
Popis řady recoSTAR PET od společnosti Starlinger také zdůrazňuje filtraci taveniny a stabilní tlak taveniny, přičemž upozorňuje na roli čerpadla taveniny při stabilizaci tlaku a podpoře konzistentní kvality taveniny. (Viz Přehled Starlinger recoSTAR PET.)
5) Metoda peletizace (vláknitá vs. podvodní) a manipulace s peletami
Peletizace není jen “řezání”. Je to také manipulace s vodou/vzduchem, sušení pelet, kontrola jemných částic a tolerance linky k malým výkyvům taveniny.
Podvodní peletizační systémy jsou často specifikovány jako kompletní balíčky, protože se musí shodovat více subsystémů. Společnost Plastics Technology uvádí, že podvodní peletizační systém “může být úspěšný pouze se správnou specifikací extruderů, čerpadel, filtrů, vodních systémů a sušiček, které jsou koordinovány tak, aby bylo dosaženo konzistentní kvality pelet.” (Viz Technologie plastů pro specifikaci podvodního peletovacího systému.)
Pokud se rozhodujete mezi různými metodami peletizace, požádejte dodavatele, aby prokázali kvalitu pelet (jemné částice %, zbytky, distribuci velikosti pelet) při cílové propustnosti a intensivnosti – nejen za podmínek “šťastné cesty”. Praktický rozpis běžných možností naleznete v průvodci Energycle. metody peletizace v plastových peletizátorech.
Jednošnekový vs. dvoušnekový pro PET vločky (tabulka rozhodování kupujícího)
| Rozhodovací faktor | Jeden šroub je často vhodný, když… | Dvojitý šroub je často vhodný, když… |
|---|---|---|
| Konzistence vloček | Příchozí vločky jsou důsledně promývány a tříděny | Kvalita příchozích dat kolísá a potřebujete větší “prostor pro práci” |
| Míchání/kombinování | Potřebujete hlavně tavení, odplyňování, filtraci a peletizaci | Potřebujete silnější míchání pro přísady, plniva, barviva nebo kontrolované míchání |
| Potřeby devolatilizace | Jedna nebo dvě dobře navržené odvětrávací/vakuové zóny mohou splnit cíle | Potřebujete agresivnější odplyňovací schopnost a míchání |
| Model údržby | Chcete méně rotujících prvků a jednodušší postupy pro přestavbu | Pro flexibilitu procesu akceptujete složitější údržbu |
| Tolerance rizika | Můžete vynutit přísné vstupní specifikace (vlhkost/kontaminace) | Potřebujete, aby proces toleroval širší variabilitu vstupů |
Nejrychlejším způsobem, jak se rozhodnout, je definovat cílovou hmotnost pelet, okno kontaminace a požadavky koncového trhu a poté to potvrdit zkušebním materiálem s použitím vloček.
Specifikace, které byste měli definovat před vyžádáním cenové nabídky
Mnoho nákupů “nesprávných strojů” se stává proto, že cenová nabídka je založena pouze na propustnosti. Použijte specifikační list, který zahrnuje požadavky na kvalitu, variabilitu a shodu s předpisy.
| Specifikace položky | Proč na tom záleží | Jak to definovat |
|---|---|---|
| Vlhkost vstupních vloček | Přímý faktor rizika hydrolýzy a ztráty intravenózní infuzí | Uveďte typickou/nejhorší možnou vlhkost; definujte cílovou vlhkost vstupního materiálu naměřenou na vstupu do extruderu (uveďte zkušební metodu) |
| Profil vstupní kontaminace | Určuje zatížení filtrací a vady pelet | Definujte limit pro PVC, kovy, papír/etikety, jemné částice % a netavitelné kontaminanty |
| Limit ztráty cílové pelety IV a IV | Definuje mechanický výkon a konečné použití | Cílový rozsah IV a přípustná ztráta IV; ověření metody měření (běžně se uvádí ASTM D4603) |
| Očekávané hodnoty zápachu/VOC | Ovlivňuje přijetí na koncovém trhu | Definujte cílový obsah zápachu/VOC a způsob jeho hodnocení (zákaznický panel, přístroj atd.) |
| Geometrie pelet + limity jemných částic | Ovlivňuje dopravu, dávkování a kvalitu následných procesů | Definujte rozsah velikosti pelet a přijatelné jemné částice; včetně očekávání sušárny a odstraňování jemných částic |
| Záměr styku s potravinami (pokud je to relevantní) | Může vyžadovat další ověření a dokumentaci | Definovat koncový trh a cestu k dodržování předpisů; přezkoumat pokyny FDA týkající se recyklovaných plastů z hlediska chemie obalů potravin |
Referenční informace FDA pro týmy zaměřené na aplikace v kontaktu s potravinami: Použití recyklovaných plastů v balení potravin (chemické aspekty): Pokyny pro průmysl.
Otázky dodavatelů, které zachraňují projekty
Zeptejte se na tyto otázky včas, než dodavatel uzamkne konfiguraci:
1) Záruka sušeníJakou vlhkost vloček při vstupu do extruderu garantujete a jak ji měříte?
2) Odplyňovací konstrukceCo zabraňuje přenosu taveniny do vakuového potrubí a jaký je plán údržby vakuového systému?
3) Filtrační plánJaké předpoklady ohledně kontaminace používáte, jakou jemnost můžete udržet a jak vypadá “špatný den” pro změny sít nebo zpětné proplachování?
4) Stabilita tlaku taveninyPoužíváte tavné čerpadlo a jaký rozsah kolísání tlaku očekáváte v ustáleném stavu?
5) Důkaz kvality peletZobrazit distribuci velikosti pelet a jemných částic při mém cílovém výkonu a vysvětlit, jak se dimenzují sušička pelet a odstraňování jemných částic.
6) Zkušební protokolCo budeme během zkoušky měřit (intravenózní roztok, gely, černé spektrum, VOC/zápach) a co představuje úspěšné/neúspěšné hodnocení?
Pro plánování prostojů a náhradních dílů, Energycle Kontrolní seznam údržby plastových peletizérů vám může pomoci proměnit “údržbu” ve skutečný plán údržby.
Často kladené otázky (skutečné otázky týkající se zadávání veřejných zakázek)
Může jednošneková linka vyrábět z vloček z lahví pelety rPET určené pro kontakt s potravinami?
Může, ale “kontakt s potravinami” je otázkou shody s předpisy a řízení procesů, nejen výběrem šroubu. Potřebujete přísnou kontrolu vstupů (třídění, mytí a nízký obsah PVC/kovu) a koncept dekontaminace, který váš koncový trh akceptuje. Někteří dodavatelé uvádějí na trh kompletní systémy „od lahve k lahvi“ s definovanou dobou a teplotou vakuového ošetření; například EREMA popisuje minimální dobu vakuového ošetření a ošetření PET vloček při vyšší teplotě ve svém konceptu VACUREMA. U projektů v USA si také prostudujte Pokyny FDA k recyklovaným plastům pro balení potravin a slaďte svůj ověřovací plán s požadavky zákazníka.
Jakou úroveň vlhkosti by měl dodavatel garantovat v hrdle extruderu?
Požadujte garantovaný rozsah na vstupu do extruderu, nejen “výkon sušičky”. PET je citlivý na vlhkost v tavenině, protože hydrolýza může snížit molekulovou hmotnost a viskozitu (IV). Pokyny pro sušení recyklací PET pojednávají o sušení PET na velmi nízkou vlhkost (běžně uváděnou kolem desítek ppm), aby se minimalizovala hydrolýza a omezily ztráty viskozity během zpracování taveniny. Použijte to jako výchozí referenci a poté nastavte číslo na základě cílové viskozity a konečného použití. Nejdůležitější je specifikovat místo odběru vzorků, zkušební metodu a to, jak dodavatel zvládne skoky vlhkosti během doplňování násypek a spouštění. (Viz Pokyny k sušení PET podle CWC.)
Který přístup k filtraci taveniny je bezpečnější pro vločky po spotřebě: filtrační zařízení s měničem síta nebo kontinuální filtrace?
Správná volba závisí na zatížení kontaminací a očekávané době provozuschopnosti. Měniče sít mohou fungovat dobře, pokud je kontaminace kontrolována, ale časté výměny sít mohou způsobit kolísání tlaku a přerušení procesu, pokud pro ně linka není navržena. Koncepty kontinuální filtrace se zaměřují na udržení stabilnějších podmínek toku taveniny; například Gneuss popisuje filtrační přístupy, které udržují konstantní podmínky kontrolou kontaminace sít, což pomáhá předcházet tlakovým špičkám spojeným s výměnami sít. Při porovnávání nabídek se každého dodavatele zeptejte na předpokládané zatížení kontaminací, očekávaný interval údržby při vaší propustnosti a data, která používají k predikci stability tlaku. (Viz Přehled filtrace taveniny Gneuss.)
Potřebuji na lince na peletizaci PET tavné čerpadlo?
Čerpadlo taveniny není povinné, ale může vám pomoci, když potřebujete stabilní tlak taveniny v matrici pro konzistentní velikost pelet a stabilnější provoz – zejména pokud filtrace způsobuje proměnlivý pokles tlaku. Popis Starlinger recoSTAR PET zdůrazňuje roli čerpadla taveniny při stabilizaci tlaku taveniny a podpoře konzistentní kvality taveniny. Pro kupující se rozhodnutí omezuje na: jak přesné jsou limity velikosti/jemných částic pelet, jak proměnlivé jsou vstupní vločky a jak stabilní potřebujete tlak v matrici pro vaši metodu peletizace. Požádejte dodavatele, aby vám ukázal údaje o trendu tlaku s čerpadlem a bez něj při cílové jemnosti filtru. (Viz Přehled Starlinger recoSTAR PET.)
Co bych měl specifikovat pro vakuové odplyňování, abych se vyhnul usazeninám a problémům s čerpadlem?
Začněte s tím, co vychází z tavenin rPET: vodní pára plus další páry a někdy i unášené částice. Leybold poznamenává, že odplyňování PET může extrahovat páry, jako je voda, rozpouštědla, monomery/oligomery, a že tyto mohou kondenzovat a polymerovat uvnitř vakuových čerpadel, což představuje problém s návrhem a údržbou. Při zadávání veřejných zakázek se zeptejte, jaké lapače/kondenzátory jsou součástí dodávky, jak se řídí usazeniny, jaký je interval čištění a zda je údržba v souladu s vašimi výrobními kampaněmi. Zeptejte se také, jak odvzdušňovací ventil zabraňuje přenosu taveniny do vakuového systému během přetížení. (Viz Přehled odplyňování extruderu Leybold.)
Peletizace pramenů nebo podvodní peletizace – co snižuje vady pelet a jemné částice pro PET?
Oba mohou fungovat; rozhodujícím faktorem je shoda systému a provozní okno. Podvodní systémy mohou produkovat konzistentní pelety, ale vyžadují koordinovanou specifikaci předřazeného a následného zařízení. Společnost Plastics Technology poznamenává, že úspěch podvodního peletizátoru závisí na správné specifikaci extruderů, čerpadel, filtrů, vodních systémů a sušiček, aby bylo dosaženo konzistentní kvality pelet. Kupující PET si vyžádejte seznam kritérií pro přijetí kvality pelet (jemné částice %, zbytky, rozptyl velikosti pelet) a požádejte dodavatele o provedení (nebo předložení) srovnatelných dat při vašem cílovém objemovém průtoku a propustnosti. Do nabídky také zahrněte odstranění sušičky a jemných částic; vady se často projeví až po vysušení. (Viz Technologie plastů pro specifikaci podvodního peletovacího systému.)
Reference
- Energycle — Referenční číslo produktu: Jednošnekový peletizér PET vloček
- CWC — Manipulace a zpracování recyklovaného PET: metody sušení a požadavky (BP-PET3-05-01)
- EREMA — detaily technologie VACUREMA (vakuové zpracování, tavení ve vakuu, koncepty filtrace)
- Leybold — Přehled odplyňování extruderu (PET páry a vakuové systémy)
- Gneuss — Přehled filtrace taveniny (koncepty stability tlaku a kontinuální filtrace)
- Starlinger — přehled recoSTAR PET (filtrace taveniny, čerpadlo taveniny, procesní vlastnosti)
- FDA — Použití recyklovaných plastů v balení potravin (chemické aspekty): Pokyny pro průmysl
- ASTM — Vnitřní viskozita PET (přehled ASTM D4603)
- ISO — Směrnice pro recyklaci plastů (přehled normy ISO 15270)
