Was ist ein Einschneckengranulator für PET-Kunststoffflocken? – Kunststoffrecyclingmaschinen

Einschneckenextruder sind in der Kunststoffverarbeitung weit verbreitet und können auch PET-Flaschenflocken zu rPET-Granulat verarbeiten.Wenn Die Anlage kontrolliert Feuchtigkeit, flüchtige Bestandteile, Filtration und Pelletierung so gut, dass die intrinsische Viskosität (IV) und die Pelletqualität geschützt werden.

Dieser Leitfaden erklärt, was ein Einschnecken-PET-Flake-Granulierer ist, wie die gesamte Anlage typischerweise konfiguriert ist, wo Projekte scheitern und welche Fragen Sie an Lieferanten stellen sollten, bevor Sie eine Bestellung unterzeichnen.

Eine Basiskonfiguration und Optionen finden Sie unter Energycle. Referenzseite für PET-Flake-Einschnecken-Granulierer.

Falls Sie noch auf der Suche nach der passenden Ausrüstung sind, helfen Ihnen diese Energycle-Seiten beim Vergleich von Leitungskonzepten und Fachbegriffen: – Kunststoff-Pelletiermaschinen – Pelletierverfahren in Kunststoffgranulatoren – Übersicht über Kunststoffrecyclingmaschinen

Kurzgefasste Informationen (für Käufer)

PET-Flakes müssen vor dem Schmelzen auf einen sehr niedrigen Feuchtigkeitsgehalt getrocknet werden; Feuchtigkeit in der Schmelze kann zu Hydrolyse und intravitalen Verlusten führen.
Vakuum-Entgasung und stabile Schmelzfiltration sind oft der entscheidende Unterschied zwischen “Läufen” und “konstant erfolgreichen Läufen”.”
Für viele Anwendungen mit rPET-Pellets werden häufig Einschneckenanlagen eingesetzt, während Doppelschneckenanlagen mit steigenden Misch- und Compoundierungsanforderungen immer attraktiver werden.

Warum die Pelletierung von PET-Flakes so empfindlich ist: Feuchtigkeit → Hydrolyse → IV-Verlust

PET absorbiert leicht Feuchtigkeit. Beim Schmelzen von PET in Gegenwart von Feuchtigkeit kann es zu Hydrolyse und damit zu einer Verringerung des Molekulargewichts kommen, was sich in einem Verlust der isothermen Viskosität (IV) und einer verminderten mechanischen Festigkeit äußert. Ein Leitfaden der Recyclingindustrie zur Handhabung und Trocknung von PET weist darauf hin, dass bereits geringe Feuchtigkeitsgehalte PET während der Schmelzverarbeitung hydrolysieren können und dass PET unmittelbar vor der Schmelzverarbeitung gründlich getrocknet werden muss, um den IV-Verlust zu minimieren. Darin werden auch häufig genannte Zielwerte genannt, wie z. B. eine Trocknung auf ca. 50 ppm Restfeuchte und die Einhaltung eines engen Bereichs für den IV-Verlust bei typischen Anwendungen von recyceltem PET. (Quelle: CWC PET-Trocknungsleitfaden (BP-PET3-05-01))

Das ist der Hauptgrund, warum PET-Granulieranlagen im Vergleich zu PP/PE-Anlagen “überausgestattet” wirken: PET reagiert empfindlich auf schwache Trocknungskontrolle, lange Verweilzeiten und instabile Entlüftung.

Was “Einschnecken-Granulierer für PET-Flakes” tatsächlich bedeutet

Die meisten Käufer sagen “Pelletieranlage”, aber das System ist eine aus mehreren Modulen bestehende Anlage: – Futterzubereitung (Pufferung, Metalldetektion, optionale Verdichtung) – Trocknen / Vortrocknen (oft das wichtigste Modul für PET) – Extrusion (Einzelschraube, üblicherweise mit Entlüftung und Vakuum) – Schmelzfiltration (Siebwechsler oder kontinuierliche Filtration, manchmal mit einer Schmelzpumpe) – Pelletierung + Pellethandhabung (Strand oder unter Wasser; anschließend Trocknung und Entfernung von Feinanteilen)

Beim Vergleich der Lieferanten sollten Sie weniger auf die Schnecke allein achten, sondern vielmehr darauf, wie die Module zusammenwirken, um die Infusionsgeschwindigkeit, die Kontamination und die Pelletkonsistenz zu kontrollieren.

Typischer Prozessablauf (Flaschenflocken → rPET-Pellets)

Die meisten Linien verlaufen ähnlich wie folgt:

1) Gewaschene PET-Flakes (mit kontrollierten Grenzwerten für PVC/Metall/Papier)
2) Vortrocknung / Trocknerpuffer (Zielfeuchtigkeitsstabilität)
3) Zuführsystem (Trichterkonstruktion, Brückensteuerung, optionaler Verdichter/Kompaktor)
4) Einschneckenextruder (Temperaturprofil + Verweilzeitsteuerung)
5) Vakuum-Entgasung/Entlüftung (Entfernung von Wasserdampf und anderen flüchtigen Bestandteilen)
6) Schmelzfiltration (Entfernung fester Verunreinigungen; Kontrolle der Druckstabilität)
7) Pelletierung (Strang- oder Unterwasserpelletierung)
8) Pellettrocknung + Feinanteilsentfernung + Transport zum Lager

Einige “Flasche-zu-Flasche”-Verfahren beinhalten zusätzliche Dekontaminations- und IV-Management-Schritte (beispielsweise beschreibt EREMAs VACUREMA definierte Vakuumbehandlungs- und Festphasenpolykondensations-/IV-Erhöhungsschritte als Teil seines Konzepts und merkt an, dass das Schmelzen unter Vakuum dazu beiträgt, hydrolytische/oxidative Zersetzung zu verhindern; siehe EREMA VACUREMA Details).

Kernmodule (Was zu prüfen ist und was sich dadurch ändert)

1) Trocknen / Vortrocknen (Oft die Investition mit dem höchsten ROI)

Wenn Ihr Trockner die Feuchtigkeit am Extrudereinlauf nicht konstant halten kann, werden Sie Probleme im weiteren Verlauf des Prozesses haben (Schäumung, Blasenbildung, Trübung, Ungleichmäßigkeit des Pellets, häufiges Umkehren der Einstellungen).

Käuferprüfung: – Wie wird die Feuchtigkeit gemessen (Probenahmestelle und -methode)? – Welchen Feuchtigkeitsbereich kann der Lieferant am Extruder-Einlauf garantieren? dein Flocken? – Was passiert bei Start-/Stopp-Vorgängen und beim Nachfüllen des Trichters (Feuchtigkeitsspitzen sind häufig)?

Falls Sie ein Ziel für die Besprechung mit Lieferanten benötigen, empfiehlt die CWC-Richtlinie zur PET-Trocknung die Trocknung auf sehr niedrige Feuchtigkeitsgehalte (üblicherweise im Bereich von einigen zehn ppm), um die Hydrolyse während der Schmelzverarbeitung zu minimieren. (Siehe CWC PET-Trocknungsanleitung.)

2) Zuführung und Flockenhandhabung (Stabilität ist wichtiger als Spitzenleistung)

PET-Flakes können Brücken bilden, sich ruckartig verteilen oder Feinanteile in den Extruder mitreißen. Eine stabile Zuführung verbessert die Schmelzdruckstabilität und erleichtert die Filtration.

Käuferprüfung: – Trichterkonstruktion und Merkmale zur Verhinderung von Papierbrücken – Umgang des Lieferanten mit leichten Etiketten/Feinanteilen – Ob und warum eine Verdichtung/Kompaktierung eingesetzt wird

3) Vakuum-Entgasung / Entlüftung (Feuchtigkeits- und Flüchtigkeitskontrolle)

Die Entgasung ist der Punkt, an dem viele Produktionslinien an Stabilität gewinnen. Sie hilft, Wasserdampf und andere flüchtige Bestandteile aus der Schmelze zu entfernen – besonders wichtig für rPET mit schwankender Ausgangsqualität.

Zwei praktische Dinge, die Sie überprüfen sollten: – Übertragungskontrolle (wie die Entlüftung verhindert, dass Schmelze in die Vakuumleitung gesaugt wird) – Haltbarkeit des Vakuumsystems (weil beim Entgasen von PET Dämpfe wie Wasser, Lösungsmittel, Monomere/Oligomere sowie mitgerissene Partikel in das System gelangen können)

Leybolds Übersicht zur Extruder-Entgasung beschreibt die PET-Entgasung als Absaugen signifikanter Mengen an Dämpfen (einschließlich Wasser, Lösungsmittel, Monomere, Oligomere) aus dem Extruder in das Vakuumsystem und weist auf die konstruktive Herausforderung hin, Kondensation und Polymerisation in Pumpen zu handhaben. (Siehe Übersicht zur Entgasung von Leybold-Extrudern.)

4) Schmelzfiltration + Druckstabilität (Der Vorteil der “leise Leitung”)

Verunreinigungen durch Schmelzepartikel sind ein reales Problem: Papier, Aluminium, Elastomere, gelegentlich PVC und Feinanteile. Ihr Schmelzefilter muss Feststoffe entfernen, ohne störende Druckspitzen oder häufige Ausfallzeiten zu verursachen.

So sieht ein gutes Ergebnis aus: – Der Druck ist stabil genug, um eine gleichbleibende Pelletgröße zu gewährleisten. – Die Filterwartung ist auf die Dauer Ihrer Kampagne abgestimmt (nicht auf Ihre schwächste Stunde).

Gneuss hebt ein häufiges Betriebsproblem hervor – Siebwechsel, die zu Unterbrechungen und Druckspitzen führen – und beschreibt ein Rotationsfiltrationskonzept, das darauf abzielt, die Schmelzeflussbedingungen (einschließlich des Druckabfalls) durch Kontrolle der Siebverschmutzung konstant zu halten. (Siehe Gneuss Schmelzfiltration – Übersicht.)

Die Produktbeschreibung der recoSTAR PET-Linie von Starlinger hebt ebenfalls die Schmelzefiltration und den stabilen Schmelzedruck hervor und verweist auf die Rolle einer Schmelzepumpe bei der Druckstabilisierung und der Sicherstellung einer gleichbleibenden Schmelzequalität. (Siehe Starlinger recoSTAR PET Übersicht.)

5) Pelletierverfahren (Strand vs. Unterwasser) und Pellethandhabung

Pelletieren ist nicht nur “Schneiden”. Es geht auch um Wasser-/Luftbehandlung, Pellettrocknung, Feinkornkontrolle und die Toleranz der Anlage gegenüber kleinen Schmelzschwankungen.

Unterwasser-Granulieranlagen werden häufig als Komplettpakete spezifiziert, da die verschiedenen Subsysteme aufeinander abgestimmt sein müssen. Plastics Technology merkt an, dass ein Unterwasser-Granulierer “nur dann erfolgreich sein kann, wenn Extruder, Pumpen, Filter, Wassersysteme und Trockner korrekt spezifiziert und so aufeinander abgestimmt sind, dass eine gleichbleibende Granulatqualität erreicht wird.” (Siehe Plastics Technology zur Spezifikation eines Unterwasser-Granuliersystems.)

Wenn Sie sich zwischen verschiedenen Pelletierverfahren entscheiden, bitten Sie die Lieferanten, die Pelletqualität (Feinanteile %, Restanteile, Pelletgrößenverteilung) bei Ihrem angestrebten Durchsatz und Ihrer angestrebten IV-Zahl – und nicht nur unter optimalen Bedingungen – nachzuweisen. Eine praktische Übersicht gängiger Optionen finden Sie im Leitfaden von Energycle. Pelletierverfahren in Kunststoffgranulatoren.

Einzelschnecke vs. Doppelschnecke für PET-Flakes (Käuferentscheidungstabelle)

Entscheidungsfaktor	Eine einzelne Schraube ist oft ausreichend, wenn…	Doppelschrauben sind oft die richtige Wahl, wenn…
Flockenartige Konsistenz	Die eingehenden Flocken werden regelmäßig gewaschen und sortiert.	Die eingehenden Qualitäten schwanken, und Sie benötigen mehr Verarbeitungskapazität.“
Mischen/Zusammensetzen	Sie benötigen hauptsächlich Schmelzen, Entgasen, Filtration und Granulieren.	Für Additive, Füllstoffe, Farbstoffe oder kontrollierte Compoundierung ist eine stärkere Durchmischung erforderlich.
Entgasungsbedarf	Eine oder zwei gut konzipierte Belüftungs-/Vakuumzonen können die Ziele erreichen.	Sie benötigen eine aggressivere Entgasungs- und Mischleistung.
Wartungsmodell	Sie wünschen sich weniger rotierende Elemente und einfachere Wiederherstellungsroutinen.	Sie akzeptieren einen komplexeren Wartungsaufwand für die Prozessflexibilität.
Risikotoleranz	Sie können strenge Eingangsvorgaben (Feuchtigkeit/Verunreinigung) erzwingen.	Der Prozess muss in der Lage sein, eine größere Eingangsvariabilität zu tolerieren.

Am schnellsten lässt sich eine Entscheidung treffen, indem man zunächst den Ziel-Pellet-IV-Wert, das Kontaminationsfenster und die Anforderungen des Endmarktes definiert und diese anschließend mit einem Materialversuch unter Verwendung der Flocken bestätigt.

Spezifikationen, die Sie vor der Angebotsanfrage festlegen sollten

Viele Fehlkäufe von Maschinen entstehen, weil das Angebot ausschließlich auf dem Durchsatz basiert. Verwenden Sie ein Datenblatt, das auch Qualitäts-, Variabilitäts- und Konformitätsanforderungen berücksichtigt.

Spezifikationsartikel	Warum es wichtig ist	Wie man es definiert
Einströmende Flockenfeuchtigkeit	Direkter Treiber des Hydrolyserisikos und des intravenösen Verlusts	Geben Sie die typische/ungünstigste Feuchtigkeit an; definieren Sie den Zielwert für die gemessene Zufuhrfeuchtigkeit am Extrudereinlass (geben Sie Ihre Testmethode an).
Eingangskontaminationsprofil	Bestimmt die Filtrationslast und Pelletfehler	PVC-Grenzwerte, Metalle, Papier/Etiketten, Feinstoffe % und nicht schmelzende Verunreinigungen definieren
Zielpellet IV und IV-Verlustgrenze	Definiert die mechanische Leistungsfähigkeit und den Endverwendungszweck	Zielbereich für Zustand IV und zulässiger IV-Verlust; Messmethode überprüfen (häufig wird auf ASTM D4603 verwiesen)
Erwartungen an Geruch/VOC	Beeinträchtigt die Akzeptanz auf dem Endmarkt	Geruchs-/VOC-Zielwert definieren und festlegen, wie dieser bewertet wird (Kundenpanel, Messgerät usw.).
Pelletgeometrie + Feinanteilsgrenzen	Beeinträchtigt Förder-, Dosier- und nachgelagerte Qualität	Pelletgrößenbereich und zulässige Feinanteile definieren; Erwartungen an Trockner und Feinanteilsentfernung einbeziehen
Absicht zum Lebensmittelkontakt (falls zutreffend)	Möglicherweise sind zusätzliche Validierung und Dokumentation erforderlich.	Endmarkt und Konformitätsweg definieren; FDA-Leitlinien zu recycelten Kunststoffen im Hinblick auf chemische Aspekte von Lebensmittelverpackungen prüfen.

FDA-Referenz für Teams, die Anwendungen mit Lebensmittelkontakt entwickeln: Verwendung von recycelten Kunststoffen in Lebensmittelverpackungen (Chemische Aspekte): Leitfaden für die Industrie.

Lieferantenfragen, die Projekte retten

Stellen Sie diese Fragen frühzeitig, bevor der Lieferant eine Konfiguration festlegt:

1) TrocknungsgarantieWelchen Feuchtigkeitsgehalt garantieren Sie für meine Flocken beim Extrudereinzug, und wie messen Sie diesen?
2) Entgasungsdesign: Was verhindert das Eindringen von Schmelze in die Vakuumleitung, und wie sieht der Wartungsplan für das Vakuumsystem aus?
3) FiltrationsplanWelche Annahmen zur Kontaminationsbelastung verwenden Sie, welche Feinheit können Sie aufrechterhalten und wie sieht ein “schlechter Tag” für Siebwechsel oder Rückspülungen aus?
4) SchmelzdruckstabilitätVerwenden Sie eine Schmelzpumpe, und welchen Druckschwankungsbereich erwarten Sie im stationären Zustand?
5) Qualitätsnachweis für PelletsZeigen Sie die Pelletgrößenverteilung und den Feinanteil bei meinem Zieldurchsatz und erläutern Sie, wie der Pellettrockner und die Feinanteilsabscheidung dimensioniert sind.
6) StudienprotokollWas werden wir während der Studie messen (IV, Gele, schwarze Partikel, VOC/Geruch), und was gilt als bestanden/nicht bestanden?

Für die Planung von Ausfallzeiten und Ersatzteilen bietet Energycle die Lösung. Checkliste zur Wartung von Kunststoffgranulatoren kann Ihnen dabei helfen, “Wartung” in einen echten Wartungsplan umzuwandeln.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) (Echte Fragen zum Beschaffungsprozess)

Kann eine einzelne Schneckenlinie aus Flaschenflocken rPET-Pellets für den Lebensmittelkontakt herstellen?

Das ist möglich, aber “Lebensmittelkontakt” ist eine Frage der Konformität und Prozesskontrolle, nicht nur der Schraubenwahl. Sie benötigen eine strenge Eingangskontrolle (Sortierung, Waschen und geringe PVC-/Metallanteile) sowie ein Dekontaminationskonzept, das von Ihrem Endmarkt akzeptiert wird. Einige Anbieter positionieren komplette Flaschen-zu-Flasche-Systeme mit definierter Vakuumbehandlungszeit und -temperatur; beispielsweise beschreibt EREMA in seinem VACUREMA-Konzept eine minimale Vakuumbehandlungszeit und eine Behandlung bei höheren Temperaturen für PET-Flakes. Für US-Projekte sollten Sie auch die folgenden Punkte prüfen: FDA-Leitfaden zu recycelten Kunststoffen für Lebensmittelverpackungen und richten Sie Ihren Validierungsplan an den Anforderungen Ihrer Kunden aus.

Welchen Feuchtigkeitsgehalt sollte der Lieferant am Extrudereinzug garantieren?

Verlangen Sie einen garantierten Feuchtigkeitsbereich am Extrudereinlass, nicht nur die “Trocknerleistung”. PET reagiert empfindlich auf Feuchtigkeit in der Schmelze, da Hydrolyse das Molekulargewicht und die Jodzahl verringern kann. Ein Leitfaden zur Trocknung von PET-Recycling-PET beschreibt die Trocknung von PET auf sehr niedrige Restfeuchte (üblicherweise im Bereich von einigen zehn ppm), um die Hydrolyse zu minimieren und den Jodzahlverlust während der Schmelzverarbeitung zu begrenzen. Nutzen Sie dies als Ausgangspunkt und legen Sie dann einen Wert basierend auf Ihrer Zieljodzahl und dem Verwendungszweck fest. Am wichtigsten ist die Angabe des Probenahmepunkts, der Testmethode und wie der Lieferant mit Feuchtigkeitsspitzen beim Nachfüllen des Trichters und beim Anfahren der Anlage umgeht. (Siehe CWC PET-Trocknungsanleitung.)

Welches Schmelzfiltrationsverfahren ist sicherer für Post-Consumer-Flakes: Siebwechsel oder kontinuierliche Filtration?

Die richtige Wahl hängt von der Kontaminationsbelastung und den erwarteten Anlagenverfügbarkeiten ab. Siebwechsler funktionieren gut, solange die Kontamination kontrolliert wird. Häufige Siebwechsel können jedoch Druckschwankungen und Prozessunterbrechungen verursachen, wenn die Anlage nicht dafür ausgelegt ist. Kontinuierliche Filtrationskonzepte zielen darauf ab, die Schmelzeflussbedingungen konstanter zu halten. Gneuss beschreibt beispielsweise Filtrationsansätze, die durch die Kontrolle der Siebkontamination konstante Bedingungen gewährleisten und so Druckspitzen beim Siebwechsel vermeiden. Vergleichen Sie die Angebote und fragen Sie jeden Anbieter nach der angenommenen Kontaminationsbelastung, dem erwarteten Wartungsintervall bei Ihrem Durchsatz und den Daten, die er zur Vorhersage der Druckstabilität verwendet. (Siehe Gneuss Schmelzfiltration – Übersicht.)

Benötige ich eine Schmelzpumpe an einer PET-Granulieranlage?

Eine Schmelzepumpe ist nicht zwingend erforderlich, kann aber hilfreich sein, wenn ein stabiler Schmelzedruck an der Düse für eine gleichmäßige Pelletgröße und einen ruhigeren Betrieb benötigt wird – insbesondere wenn die Filtration zu einem variablen Druckabfall führt. Die Produktbeschreibung von Starlinger recoSTAR PET hebt die Rolle der Schmelzepumpe bei der Stabilisierung des Schmelzedrucks und der Sicherstellung einer gleichbleibenden Schmelzequalität hervor. Für Käufer hängt die Entscheidung letztendlich von folgenden Faktoren ab: Wie eng sind die Toleranzen für Pelletgröße und Feinanteile? Wie variabel sind die eingehenden Flocken? Und wie stabil muss der Düsendruck für das jeweilige Granulierverfahren sein? Bitten Sie den Lieferanten, Druckverlaufsdaten mit und ohne Pumpe bei der angestrebten Filterfeinheit vorzulegen. (Siehe Starlinger recoSTAR PET Übersicht.)

Was sollte ich bei der Vakuum-Entgasung angeben, um Ablagerungen und Pumpenprobleme zu vermeiden?

Betrachten wir zunächst die Bestandteile von rPET-Schmelzen: Wasserdampf, weitere Dämpfe und mitunter eingeschlossene Partikel. Leybold weist darauf hin, dass beim Entgasen von PET Dämpfe wie Wasser, Lösungsmittel und Monomere/Oligomere extrahiert werden können, die in Vakuumpumpen kondensieren und polymerisieren können. Dies stellt eine Herausforderung für Konstruktion und Wartung dar. Fragen Sie bei der Beschaffung nach, welche Kondensatabscheider/Kondensatoren enthalten sind, wie Ablagerungen behandelt werden, wie hoch das Reinigungsintervall ist und ob die Wartung mit Ihren Produktionskampagnen abgestimmt werden kann. Erkundigen Sie sich außerdem, wie die Entlüftung das Eindringen von Schmelze in das Vakuumsystem bei Druckstößen verhindert. (Siehe Übersicht zur Entgasung von Leybold-Extrudern.)

Stranggranulierung oder Unterwassergranulierung – was reduziert Granulatfehler und Feinanteile bei PET?

Beide Systeme funktionieren; entscheidend sind die Systemkompatibilität und der Betriebsbereich. Unterwassersysteme können gleichmäßige Pellets produzieren, erfordern jedoch eine abgestimmte Spezifikation der vor- und nachgelagerten Anlagen. Plastics Technology weist darauf hin, dass der Erfolg des Unterwassergranulators von der korrekten Spezifikation von Extrudern, Pumpen, Filtern, Wassersystemen und Trocknern abhängt, um eine gleichbleibende Pelletqualität zu erzielen. PET-Käufer sollten eine Liste der Akzeptanzkriterien für die Pelletqualität (Feinanteile %, Restmaterial, Pelletgrößenstreuung) anfordern und den Lieferanten bitten, vergleichbare Daten bei der angestrebten IV und dem angestrebten Durchsatz zu berechnen (oder vorzulegen). Berücksichtigen Sie außerdem die Trockner- und Feinanteilsentfernung im Angebot; Defekte treten häufig nach dem Trocknen auf. (Siehe Plastics Technology zur Spezifikation eines Unterwasser-Granuliersystems.)

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