Pokud stavíte peletovací linku pro recyklaci, nakonec budete čelit klíčovému rozhodnutí: jednošneková nebo dvoušneková extruze. Obě technologie jsou osvědčené, ale řeší různé problémy.
V mnoha recyklačních projektech se volí systémy s jedním šnekem, protože s jednodušším mechanickým uspořádáním dokáží vytvořit stabilní tlak taveniny pro filtraci a peletizaci. Systémy se dvěma šneky se často volí tehdy, když míchání a disperze definují kvalitu pelet nebo když se proces blíží spíše míchání než recyklaci.
Tato příručka vysvětluje kompromisy v praxi, abyste si mohli vybrat na základě vstupních surovin a akceptačních testů vašeho zákazníka.
Rychlé jídlo s sebou
- Jednošnekové extrudéry se často volí pro stabilní tlak taveniny, filtraci a peletizaci.
- Dvoušnekové extrudéry se často volí, když míchání a disperze ovlivňují výkon produktu.
- Začněte od výstupní specifikace (okno kontaminace, přísady, cíl MFR/IV) a poté vyberte typ extruderu.
Jak funguje jednošnekový recyklační peletizér (vyšší úroveň)
V typickém recyklačním peletizéru má šnek funkční zóny: – a zóna podávání/dopravy přijmout drcenou nebo zhuštěnou vstupní surovinu – a tavicí/kompresní zóna kde pevné látky přecházejí do taveniny (teplo + smyk) – a měřicí zóna který stabilizuje výstup a vytváří tlak pro filtraci a tok v matrici
Většina recyklačních projektů zahrnuje tyto funkce: – stabilní podávání (zejména u fólie) – filtraci taveniny (měnič síta) – odplyňování dle potřeby – peletizační systém přizpůsobený polymeru a koncovému trhu
Typické konfigurace a možnosti linky viz Energycle. stroje na peletování plastů.
Jednošroubový vs. dvoušroubový: Srovnávací tabulka pro kupující
| Rozhodovací faktor | Jednošroubový typ obvykle pasuje, když… | Dvoušroubový spoj obvykle pasuje, když… |
|---|---|---|
| Hlavní zaměstnání | Tavení + vytváření tlaku + filtrace + peletizace | Směs/ředidlo + disperzní přísady + řízené odplyňování |
| Stabilita tlaku taveniny | Pro filtraci potřebujete stálý tlak a konzistentní velikost pelet. | Můžete zdůvodnit složitější šroubové prvky a ovládací prvky pro dosažení cíle míchání |
| Požadavek na míchání | Potřebujete hlavně homogenizaci (regenerovaný + panenský materiál, malé množství aditiv) | Pro produkty citlivé na disperzi potřebujete silnější disperzní/distribuční míchání |
| Variabilita vstupních surovin | Můžete udržet vlhkost a nečistoty pevněji | Potřebujete větší prostor pro zpracování pro variabilitu a požadavky na mixování |
| Model údržby | Chcete jednodušší mechanické servisní postupy | Akceptujete vyšší mechanickou složitost kvůli možnosti zpracování |
Proč je v recyklačních linkách běžný jeden šnekový systém
1) Vytváří stabilní tlak pro filtraci a peletizaci
Recyklovaná tavenina často obsahuje jemné nečistoty (papírová vlákna, jemné částice, hliníkové částice, degradovaný polymer). Filtrace a peletizace vyžadují stabilní tlak taveniny a předvídatelný tok. Pokud tlak kolísá, obvykle dochází k delším prostojům z důvodu výměny síta, většímu množství zmetků z restartu a větším rozdílům ve velikosti pelet.
2) Zjednodušuje mechanické uspořádání
Jednošnekové systémy jsou mechanicky jednodušší než většina dvoušnekových míchácích linek. To může být důležité, pokud chcete předvídatelnou správu opotřebitelných dílů a rychlejší servisní postupy – zejména v závodech s štíhlým týmem údržby.
3) Funguje to dobře, když linka stabilizuje vstupní surovinu proti proudu
Mnoho recyklačních linek stabilizuje vstupní surovinu před extrudérem (zhutňování fólie, praní/sušení, odstraňování kovu), takže šnek zajišťují stabilnější přísun. Díky tomu může linka s jedním šnekem fungovat dobře, aniž by se musela platit za schopnost míchání na úrovni kompaundace.
Kde má dvojitý šroub smysl
Dvoušneková extruze se běžně zvažuje, když míchání a disperze definují úspěch, například: – míchání s plnivy, výztuhami nebo většími balíčky aditiv – míchání polymerů, kde kvalita disperze ovlivňuje mechanické vlastnosti – procesy, které vyžadují složitější uspořádání šnekových prvků pro kontrolované chování při míchání
Společnost Plastics Technology vysvětluje, proč se dvoušnekové míchání chová odlišně: vzájemně zabírající šneky mohou mezi šneky přenášet polymer několikrát, čímž se dosáhne míchání v celém kanálu, což umožňuje dokonalejší míchání bez stejných ztrát výstupu a poklesu teploty taveniny, které mohou způsobit vysokosmykové směšovací sekce u jednošnekových konstrukcí. (Zdroj: Technologie plastů – Rozdíly v míchání dvěma šneky)
Jak výběr extruderu ovlivňuje filtraci a peletizaci
Peletizace je následná, ale výběr extruderu mění provozní okno. Například podvodní peletizační systémy závisí na koordinované specifikaci extruderů, čerpadel, filtrů, vodních systémů a sušiček. Společnost Plastics Technology poznamenává, že podvodní peletizační systém funguje dobře pouze tehdy, když jsou tyto systémy specifikovány společně, aby se dosáhlo konzistentní kvality pelet. (Zdroj: Technologie plastů – cesta k dokonalosti pelet)
Praktický přehled metod peletizace a jejich požadavků na taveninu naleznete v dokumentech Energycle. průvodce metodami peletizace.
Na co se ptát dodavatelů (abyste nekupovali na základě předpokladů)
Použijte tyto otázky k vynucení citací typu “jablko k jablku”:
1) Jaký je cílový polymer a koncový trh (fólie, vstřikované materiály, desky, pásky, vlákna)?
2) Jak proměnlivá je vstupní kvalita (vlhkost, papír/etikety, jemné částice, další polymery)?
3) Potřebujete míchat/kombinovat, nebo hlavně tavit + filtrovat + peletizovat?
4) Která vlastnost kontroly kvality definuje úspěch (MFR, počet kontaminantů, barva, zápach, IV pro PET)?
5) Jaký rozsah a kolísání tlaku taveniny očekáváte při cílové propustnosti?
6) Jaký interval výměny síta a zmetkovitost po restartu bychom měli očekávat při naší úrovni kontaminace?
7) Jaký servisní model předpokládáte (interní údržba vs. servis od dodavatele) a jaké jsou intervaly generální opravy?
Pokud chcete, aby Energycle doporučil koncept linky a podpůrné moduly, použijte kontaktní formulář.
Často kladené otázky (skutečné otázky týkající se zadávání veřejných zakázek)
Pokud se věnuji hlavně filtraci a peletizaci, je dvoušnekový systém zbytečný?
Někdy. Pokud je vaší metrikou úspěchu stabilní tlak taveniny díky filtraci a konzistentní velikost pelet, může být dobře specifikovaná jednošneková linka praktičtější volbou. Dvoušnekové systémy přidávají hodnotu, když potřebujete intenzitu míchání nebo kvalitu disperze, která mění vlastnosti pelet, ale tato schopnost je spojena s náklady a mechanickou složitostí. Lepším způsobem, jak se rozhodnout, je definovat, jak “špatné pelety” vypadají pro vašeho zákazníka – gely, skvrny, zápach, drift MFR, ztráta IV pro PET – a poté namapovat každý režim selhání na potřebu procesu (míchání, sušení, odplyňování, filtrace). Pokud míchání není vaším limitujícím faktorem, upřednostněte místo toho stabilitu podávání a strategii filtrace.
Jaký je nejjasnější signál, že skutečně potřebuji dvoušnekové míchání?
Potřebujete přidat nebo dispergovat smysluplné množství přísad nebo plniv a kvalita pelet závisí na disperzi. Společnost Plastics Technology uvádí, že pro úplnou disperzi přísad nebo jiných polymerů je nutné intenzivní míchání s vysokým střihem, a vysvětluje, že dvoušnekové konstrukce mohou přenášet polymer mezi šneky několikrát pro míchání v celém kanálu. Pokud testy vašich zákazníků ukážou, že špatná disperze způsobuje selhání (ztráta pevnosti, nekonzistentní MFR, viditelné vady), je snazší zdůvodnit dvoušnekový proces. Pokud se vaše problémy týkají hlavně kontaminace a nestability tlaku, zaměřte se nejprve na podávání, sušení a filtraci. (Zdroj: Technologie plastů – Rozdíly v míchání dvěma šneky)
Zvládne jednošnekový systém i nadále odstraňovat zápach a těkavé látky při recyklaci?
Ano, ale je nutné správně specifikovat koncept odplyňování. Pokud vaše vstupní surovina obsahuje vlhkost nebo těkavé látky (inkousty, zbytkové organické látky), je důležitý výběr odvzdušňovacího a vakuového systému. Potvrďte, jak konstrukce zabraňuje přenosu taveniny do vakuového potrubí a jak je řešena údržba při tvorbě usazenin. U PET popisuje přehled odplyňování extruderů od dodavatele vakuových systémů, že odplyňování PET může extrahovat páry, jako je voda, rozpouštědla, monomery/oligomery, a také unášené částice do vakuového systému, což vysvětluje, proč jsou v reálných závodech důležité lapače a plánování údržby. (Zdroj: Přehled odplyňování extruderu Leybold)
Jak mám porovnat nabídky pro jednošroubové a dvoušroubové převodovky, aniž bych se ztratil ve specifikacích?
Donuťte oba dodavatele, aby uvedli stejný výsledek: prodejné pelety za hodinu za definovaných podmínek vstupní suroviny. Uveďte rozsahy vlhkosti a kontaminace, cílové specifikace pelet a přejímací zkoušky, které vaši odběratelé používají. Poté požádejte každého dodavatele, aby uvedl moduly, které umožňují dosažení tohoto výsledku: podávání/úprava, odplyňování, typ filtrace a plocha síta a metoda peletizace. Nabídka, která nezahrnuje plán filtrace (očekávaný interval výměny síta, očekávaný trend tlaku, zmetkovitost při opětovném uvedení do provozu), není srovnatelná. Poměry L/D šneku a výkon motoru v kW považujte za sekundární. Definice výsledku je to, co zabraňuje překvapením po uvedení do provozu.
Pokud plánuji použít podvodní peletizaci, co bych měl v návrhu požadovat?
Požadujte koordinovaný návrh systému, nikoli “cenu podvodního peletizátoru”. Společnost Plastics Technology uvádí, že úspěch podvodního peletizování závisí na správně specifikovaných extruderech, čerpadlech, filtrech, vodních systémech a sušičkách, které spolupracují. Zeptejte se na specifikace vodního systému a sušičky, očekávanou úroveň jemných částic pelet a jak je velikost pelet řízena opotřebením řezacích nástrojů a matric. Požadujte také cílové hodnoty trendu tlaku taveniny a teploty při vaší propustnosti. Pokud dodavatel nemůže prokázat, jak filtrace a stabilita tlaku taveniny podporují peletizátor, pravděpodobně se po spuštění budete potýkat s problémy s kvalitou pelet a jemnými částicemi. (Zdroj: Technologie plastů – cesta k dokonalosti pelet)
Reference
- ISO — Směrnice pro recyklaci plastů (přehled normy ISO 15270)
- ASTM — Metoda zkoušení rychlosti toku taveniny (přehled ASTM D1238)
- Technologie plastů – Proč se míchání liší u dvoušnekových a jednošnekových zařízení
- Technologie plastů – Specifikace podvodního peletovacího systému – Úvahy o specifikaci
- Leybold — Přehled odplyňování extruderu
- Energycle — Stroje na peletování plastů
- Energycle — Průvodce metodami peletizace
- Energycle — Kontakt
