Les extrudeuses monovis sont courantes dans la transformation des matières plastiques et peuvent également transformer les flocons de bouteilles PET en granulés de rPET.si la ligne contrôle suffisamment bien l'humidité, les composés volatils, la filtration et la granulation pour protéger la viscosité intrinsèque (IV) et la qualité des granulés.
Ce guide explique ce qu'est une granuleuse de flocons PET à vis unique, comment la ligne complète est généralement configurée, où les projets échouent et quelles questions poser aux fournisseurs avant de signer un bon de commande.
Pour une configuration de base et les options, consultez la documentation de Energycle. page de référence du granulateur à vis unique pour flocons de PET.
Si vous êtes encore en train d'évaluer votre équipement, ces pages Energycle vous aident à comparer les concepts et la terminologie des lignes :
– machines de granulation de plastique
– méthodes de granulation dans les granulateurs de plastique
– Aperçu des machines de recyclage du plastique
Points clés (pour les acheteurs)
- Les flocons de PET doivent être séchés jusqu'à un taux d'humidité très faible avant d'être fondus ; l'humidité dans le produit fondu peut entraîner une hydrolyse et une perte d'IV.
- Le dégazage sous vide et la filtration stable du bain fondu font souvent la différence entre des “ productions ” et des “ productions constantes ”.”
- Les lignes à vis unique sont fréquemment utilisées pour de nombreuses applications de granulés rPET, tandis que les lignes à double vis deviennent plus intéressantes à mesure que les besoins en mélange/composition augmentent.
Pourquoi la granulation de flocons de PET est délicate : Humidité → Hydrolyse → Perte d’IV
Le PET absorbe facilement l'humidité. Lorsqu'il est fondu en présence d'humidité, une hydrolyse peut se produire, entraînant une réduction de sa masse moléculaire et, par conséquent, une perte d'indice de viscosité (IV) et une diminution de ses performances mécaniques. Un guide du secteur du recyclage relatif à la manipulation et au séchage du PET indique que même de faibles taux d'humidité peuvent provoquer l'hydrolyse du PET lors de la fusion et qu'il est impératif de le sécher soigneusement juste avant ce processus afin de minimiser la perte d'IV. Ce guide mentionne également des objectifs couramment cités, tels qu'un taux d'humidité d'environ 50 ppm et le maintien de la perte d'IV dans une plage étroite pour les applications typiques du PET recyclé. (Source : Guide de séchage du PET CWC (BP-PET3-05-01))
C’est la principale raison pour laquelle les lignes de granulation PET semblent “ surdimensionnées ” par rapport aux lignes PP/PE : le PET ne tolère aucun contrôle de séchage insuffisant, un temps de séjour prolongé et une ventilation instable.
Que signifie réellement “ granulateur à vis unique pour flocons de PET ” ?
La plupart des acheteurs parlent de “ granulateur ”, mais le système est une ligne composée de plusieurs modules :
– Préparation des aliments (tamponnage, détection de métaux, densification optionnelle)
– Séchage / pré-séchage (souvent le module le plus important pour le PET)
– Extrusion (vis unique, généralement avec ventilation et vide)
– Filtration par fusion (changeur de tamis ou filtration continue, parfois avec une pompe à fusion)
– Granulation + manutention des granulés (brin ou sous l'eau ; puis séchage et élimination des fines)
Lorsque vous comparez les fournisseurs, concentrez-vous moins sur la vis seule et davantage sur la façon dont les modules fonctionnent ensemble pour contrôler la perfusion intraveineuse, la contamination et l'homogénéité des granulés.
Flux de processus typique (Flocons de bouteilles → Granulés de rPET)
La plupart des lignes suivent un flux similaire à celui-ci :
1) Flocons de PET lavés (avec des limites contrôlées de PVC/métal/papier)
2) Pré-séchage / tampon de séchage (stabilité d'humidité cible)
3) Système d'alimentation (conception de la trémie, contrôle du pontage, densificateur/compacteur en option)
4) Extrudeuse monovis (profil de température + contrôle du temps de séjour)
5) Dégazage/ventilation sous vide (élimination de la vapeur d'eau et autres composés volatils)
6) Filtration par fusion (élimination des contaminants solides ; contrôle de la stabilité de la pression)
7) Granulation (à la volée ou sous l'eau)
8) Séchage des granulés + élimination des fines + transport vers le stockage
Certains procédés “ de flacon à flacon ” ajoutent des étapes supplémentaires de décontamination et de gestion des perfusions intraveineuses (par exemple, le procédé VACUREMA d’EREMA décrit des étapes de traitement sous vide et de polycondensation en phase solide/augmentation de la concentration intraveineuse dans le cadre de son concept, et note que la fusion sous vide contribue à prévenir la décomposition hydrolytique/oxydative ; voir Détails d'EREMA VACUREMA).
Modules principaux (Ce qu'il faut examiner et ce que cela change)
1) Séchage / Pré-séchage (Souvent l'option offrant le meilleur retour sur investissement)
Si votre séchoir ne peut pas maintenir une humidité stable à l'alimentation de l'extrudeuse, vous rencontrerez des problèmes en aval (mousse, bulles, voile, irrégularité des granulés, inversions fréquentes des réglages).
Vérifications de l'acheteur :
– Comment l’humidité est-elle mesurée (point d’échantillonnage et méthode) ?
– Quelle plage d'humidité le fournisseur peut-il garantir à l'alimentation de l'extrudeuse ? ton flocons ?
– Que se passe-t-il lors des opérations de démarrage/arrêt et des remplissages de trémie (les pics d'humidité sont fréquents) ?
Si vous avez besoin d'un objectif à discuter avec les fournisseurs, les recommandations de CWC concernant le séchage du PET préconisent un séchage à des niveaux d'humidité très faibles (généralement de l'ordre de quelques dizaines de ppm) afin de minimiser l'hydrolyse lors de la transformation à l'état fondu. (Voir Guide de séchage du PET CWC.)
2) Alimentation et manipulation des flocons (la stabilité prime sur la production maximale)
Les flocons de PET peuvent former des ponts, provoquer des surtensions ou entraîner des particules fines dans l'extrudeuse. Une alimentation stable améliore la stabilité de la pression de fusion et facilite la gestion de la filtration.
Vérifications de l'acheteur :
– Conception de la trémie et dispositifs anti-pontage
– Comment le fournisseur gère les étiquettes légères/les amendes
– Si la densification/le compactage est utilisé (et pourquoi)
3) Dégazage sous vide / purge (Contrôle de l'humidité et des composés volatils)
Le dégazage est une étape cruciale pour la stabilité de nombreuses lignes de production. Il permet d'éliminer la vapeur d'eau et autres composés volatils de la matière fondue, ce qui est particulièrement important pour le rPET dont la qualité à l'entrée est variable.
Deux points pratiques à vérifier :
– Contrôle de report (comment l'évent empêche la fonte d'être aspirée dans la conduite d'aspiration)
– durabilité du système d'aspiration (car le dégazage du PET peut entraîner dans le système des vapeurs telles que l'eau, des solvants, des monomères/oligomères, ainsi que des particules entraînées)
Le document de Leybold sur le dégazage des extrudeuses décrit le dégazage du PET comme l'extraction de quantités importantes de vapeurs (notamment d'eau, de solvants, de monomères et d'oligomères) de l'extrudeuse vers le système de vide, et souligne la difficulté de conception liée à la gestion de la condensation et de la polymérisation dans les pompes. (Voir Présentation du dégazage des extrudeuses Leybold.)
4) Filtration du polymère fondu + stabilité de la pression (L'avantage de la “ ligne silencieuse ”)
La contamination par des particules en suspension est un problème réel : papier, aluminium, élastomères, parfois du PVC et fines particules. Votre filtre à fusion doit éliminer les solides sans provoquer de pics de pression perturbateurs ni d’arrêts de production fréquents.
À quoi ressemble le bien :
– La pression est suffisamment stable pour garantir une taille de granulés constante.
– L’entretien des filtres s’adapte à la durée de votre campagne (et non à votre heure la plus critique).
Gneuss met en lumière un problème opérationnel courant — les changements de tamis provoquant des interruptions et des pics de pression — et décrit un concept de filtration rotative visant à maintenir constantes les conditions d'écoulement du polymère fondu (y compris la chute de pression) en contrôlant la contamination du tamis. (Voir Aperçu de la filtration par fusion Gneuss.)
La description de la gamme recoSTAR PET de Starlinger met également l'accent sur la filtration à l'état fondu et la stabilité de la pression de fusion, en soulignant le rôle d'une pompe à fusion dans la stabilisation de la pression et le maintien d'une qualité de fusion constante. (Voir Aperçu du Starlinger recoSTAR PET.)
5) Méthode de granulation (à la volée ou sous l'eau) et manipulation des granulés
La granulation ne se limite pas à la “ découpe ”. Elle englobe également la gestion de l'eau et de l'air, le séchage des granulés, le contrôle des fines et la tolérance de la ligne aux petites variations de fusion.
Les systèmes de granulation sous-marine sont souvent proposés comme des solutions complètes, car de nombreux sous-systèmes doivent être compatibles. Plastics Technology souligne qu'une granuleuse sous-marine “ ne peut fonctionner correctement qu'avec des extrudeuses, des pompes, des filtres, des systèmes d'eau et des séchoirs correctement dimensionnés et coordonnés pour garantir une qualité de granulés constante ”. (Voir Spécifications du système de granulation sous-marine de Plastics Technology.)
Si vous hésitez entre plusieurs méthodes de granulation, demandez aux fournisseurs de démontrer la qualité des granulés (fines, résidus, distribution granulométrique) au débit et à l'IV cibles, et non pas seulement dans des conditions optimales. Pour une analyse pratique des options courantes, consultez le guide Energycle. méthodes de granulation dans les granulateurs de plastique.
Vis simple ou double pour les flocons de PET (Tableau de décision de l'acheteur)
| facteur de décision | Une seule vis convient souvent lorsque… | Le montage à double vis est souvent adapté lorsque… |
|---|---|---|
| Consistance des flocons | Les flocons entrants sont systématiquement lavés et triés. | La qualité des données entrantes fluctue et vous avez besoin de plus de “ marge de manœuvre ” en matière de traitement.” |
| Mélange/composition | Vous aurez principalement besoin de fusion, de dégazage, de filtration et de granulation. | Vous avez besoin d'un mélange plus puissant pour les additifs, les charges, les colorants ou les composés contrôlés. |
| besoins de dévolatilisation | Une ou deux zones de ventilation/aspiration bien conçues peuvent atteindre les objectifs. | Vous avez besoin d'une capacité de dévolatilisation et de mélange plus performante. |
| Modèle de maintenance | Vous souhaitez moins d'éléments rotatifs et des routines de reconstruction plus simples. | Vous acceptez une maintenance plus complexe en échange de la flexibilité du processus |
| Tolérance au risque | Vous pouvez imposer des spécifications d'entrée strictes (humidité/contamination) | Il faut que le processus tolère une plus grande variabilité des entrées. |
La méthode la plus rapide pour décider est de définir votre cible de pastilles IV, votre fenêtre de contamination et les exigences du marché final, puis de confirmer par un essai de matériau utilisant vos flocons.
Caractéristiques à définir avant de demander un devis
De nombreux achats de machines inadaptées sont dus à un devis basé uniquement sur le débit. Utilisez une fiche technique qui inclut la qualité, la variabilité et les exigences de conformité.
| Article de spécification | Pourquoi c'est important | Comment le définir ? |
|---|---|---|
| Humidité des flocons entrants | Facteurs directs du risque d'hydrolyse et de la perte d'IV | Indiquez le taux d'humidité typique/dans le pire des cas ; définissez l'objectif d'humidité mesurée à l'entrée de l'extrudeuse (citez votre méthode d'essai). |
| Profil de contamination entrant | Détermine la charge de filtration et les défauts des granules | Définir les limites du PVC, des métaux, du papier/des étiquettes, des fines % et des contaminants non fondants |
| Limite de perte de la cible IV et IV | Définit les performances mécaniques et l'utilisation finale | Plage cible IV et perte IV admissible ; vérifier la méthode de mesure (la norme ASTM D4603 est couramment utilisée comme référence). |
| attentes en matière d'odeurs/COV | Influence l'acceptation sur le marché final | Définir la cible en matière d'odeurs/COV et la méthode d'évaluation (panel de consommateurs, instrument, etc.). |
| Géométrie des granulés + limites de fines | Affecte le transport, le dosage et la qualité en aval | Définir la plage de granulométrie des granulés et la finesse acceptable ; inclure les attentes en matière de séchage et d’élimination des fines |
| destination de contact alimentaire (le cas échéant) | Peut nécessiter une validation et une documentation supplémentaires. | Définir le marché final et la voie de conformité ; examiner les recommandations de la FDA sur les plastiques recyclés pour les considérations chimiques relatives aux emballages alimentaires. |
Référence de la FDA pour les équipes ciblant les applications en contact avec les aliments : Utilisation des plastiques recyclés dans les emballages alimentaires (Considérations chimiques) : Guide à l'intention de l'industrie.
Questions des fournisseurs qui sauvent des projets
Posez ces questions au plus tôt, avant que le fournisseur ne verrouille une configuration :
1) Garantie de séchageQuel taux d'humidité garantissez-vous pour mes flocons à l'alimentation de l'extrudeuse, et comment le mesurez-vous ?
2) Conception du dégazageQu’est-ce qui empêche le transfert de matière fondue dans la conduite de vide, et quel est le plan de maintenance du système de vide ?
3) Plan de filtrationQuelles hypothèses de charge de contamination utilisez-vous, quelle finesse pouvez-vous maintenir et à quoi ressemble une “ mauvaise journée ” en termes de changements de tamis ou de rétrolavage ?
4) stabilité à la pression de fusionUtilisez-vous une pompe à fusion, et quelle plage de fluctuation de pression prévoyez-vous en régime permanent ?
5) Preuve de qualité des granulés: Montrer la distribution granulométrique et la teneur en fines au débit cible, et expliquer comment le séchoir à granulés et l'élimination des fines sont dimensionnés.
6) Protocole d'essaiQue mesurerons-nous pendant l'essai (IV, gels, particules noires, COV/odeur), et qu'est-ce qui constitue un succès/un échec ?
Pour la planification des temps d'arrêt et des pièces détachées, Energycle Liste de contrôle d'entretien du granulateur de plastique peut vous aider à transformer la “ maintenance ” en un véritable programme de maintenance préventive.
FAQ (Questions réelles sur les achats)
Une ligne de production à vis unique peut-elle produire des granulés de rPET destinés au contact alimentaire à partir de flocons de bouteilles ?
C'est possible, mais le “ contact alimentaire ” est une question de conformité et de maîtrise des procédés, et pas seulement un choix de vis. Vous avez besoin d'un contrôle rigoureux des intrants (tri, lavage et faible teneur en PVC/métal) ainsi que d'une méthode de décontamination acceptée par votre marché final. Certains fournisseurs proposent des systèmes complets de remplissage de bouteilles avec une durée et une température de traitement sous vide définies ; par exemple, EREMA décrit une durée minimale de traitement sous vide et un traitement à température plus élevée pour les paillettes de PET dans son concept VACUREMA. Pour les projets aux États-Unis, consultez également… Recommandations de la FDA concernant les plastiques recyclés pour les emballages alimentaires et alignez votre plan de validation sur les exigences de votre client.
Quel niveau d'humidité le fournisseur doit-il garantir à la sortie de l'extrudeuse ?
Demandez une plage de valeurs garantie à l'entrée de l'extrudeuse, et pas seulement les “ performances du séchoir ”. Le PET est sensible à l'humidité à l'état fondu, car l'hydrolyse peut réduire la masse moléculaire et l'indice d'iode (IV). Un guide sur le séchage pour le recyclage du PET explique comment sécher le PET à un taux d'humidité très faible (généralement de l'ordre de quelques dizaines de ppm) afin de minimiser l'hydrolyse et de limiter la perte d'IV lors de la transformation à l'état fondu. Utilisez cette valeur comme point de départ, puis définissez une valeur en fonction de l'IV cible et de l'utilisation finale. Surtout, précisez le point de prélèvement, la méthode de test et la manière dont le fournisseur gérera les pics d'humidité lors du remplissage de la trémie et des démarrages. (Voir Guide de séchage du PET CWC.)
Quelle méthode de filtration à l'état fondu est la plus sûre pour les flocons post-consommation : le changement de tamis ou la filtration continue ?
Le choix optimal dépend du niveau de contamination et des exigences de disponibilité. Les changeurs de tamis sont performants lorsque la contamination est maîtrisée, mais des changements de tamis fréquents peuvent entraîner des variations de pression et des interruptions de production si la ligne n'est pas conçue pour cela. Les concepts de filtration continue visent à maintenir des conditions d'écoulement du polymère fondu plus stables ; par exemple, Gneuss décrit des approches de filtration qui maintiennent des conditions constantes en contrôlant la contamination des tamis, contribuant ainsi à éviter les pics de pression liés aux changements de tamis. Lors de la comparaison des offres, demandez à chaque fournisseur le niveau de contamination prévu, l'intervalle de maintenance estimé pour votre débit et les données utilisées pour prédire la stabilité de la pression. (Voir Aperçu de la filtration par fusion Gneuss.)
Ai-je besoin d'une pompe à fusion sur une ligne de granulation de PET ?
Une pompe de fusion n'est pas obligatoire, mais elle peut s'avérer utile pour maintenir une pression de fusion stable à la filière, garantissant ainsi une taille de granulés constante et un fonctionnement plus régulier, notamment si la filtration entraîne des variations de pression. La description du PET recoSTAR de Starlinger souligne le rôle de la pompe de fusion dans la stabilisation de la pression et le maintien d'une qualité de fusion constante. Pour les acheteurs, le choix dépendra de plusieurs facteurs : la précision requise pour la taille des granulés et la teneur en fines, la variabilité des flocons entrants et la stabilité de la pression nécessaire à la filière pour la méthode de granulation. Demandez au fournisseur de vous fournir des données sur l'évolution de la pression avec et sans pompe, pour la finesse de filtration cible. (Voir Aperçu du Starlinger recoSTAR PET.)
Quelles sont les spécifications à prendre en compte pour le dégazage sous vide afin d'éviter les dépôts et les problèmes de pompe ?
Commencez par examiner les effluents de la fusion du rPET : vapeur d’eau, autres vapeurs et parfois particules entraînées. Leybold souligne que le dégazage du PET peut extraire des vapeurs telles que l’eau, des solvants, des monomères/oligomères, et que celles-ci peuvent se condenser et polymériser à l’intérieur des pompes à vide, ce qui complexifie la conception et la maintenance. Lors de l’achat, renseignez-vous sur les pièges/condenseurs inclus, la gestion des dépôts, la fréquence de nettoyage et la possibilité d’intégrer la maintenance à vos campagnes de production. Demandez également comment l’évent empêche l’entraînement de matière fondue dans le système de vide lors des surtensions. (Voir Présentation du dégazage des extrudeuses Leybold.)
Granulation par fil ou granulation sous-marine : quelle méthode permet de réduire les défauts et les fines des granulés de PET ?
Les deux options sont viables ; le facteur déterminant est la compatibilité du système et sa plage de fonctionnement. Les systèmes sous-marins peuvent produire des granulés homogènes, mais ils nécessitent une spécification coordonnée des équipements en amont et en aval. Plastics Technology souligne que le succès du granulateur sous-marin repose sur la spécification adéquate des extrudeuses, pompes, filtres, systèmes d'eau et séchoirs afin d'obtenir une qualité de granulés constante. Pour les acheteurs de PET, demandez une liste de critères d'acceptation de la qualité des granulés (fines %, résidus, dispersion granulométrique) et exigez du fournisseur qu'il fournisse des données comparables à votre IV et débit cibles. Incluez également le séchage et l'élimination des fines dans le devis ; les défauts apparaissent souvent après séchage. (Voir Spécifications du système de granulation sous-marine de Plastics Technology.)
Références
- Energycle — Granulateur monovis pour paillettes PET (référence produit) : https://www.energycle.com/pet-plastic-flake-single-screw-pelletizer/
- CWC — Recyclage, manutention et traitement du PET : méthodes et exigences de séchage (BP-PET3-05-01) : https://p2infohouse.org/ref/14/13537.pdf
- EREMA — Détails de la technologie VACUREMA (traitement sous vide, fusion sous vide, concepts de filtration) : https://www.erema.com/en/vacurema_details/
- Leybold — Présentation du dégazage des extrudeuses (vapeurs de PET et considérations relatives au système de vide) : https://www.leybold.com/en/products/systems-and-solutions/customized-vacuum-systems/extruder-degassing
- Gneuss — Présentation de la filtration par fusion (concepts de stabilité de la pression et de filtration continue) : https://www.gneuss.com/en/trouble-free-melt-filtration/
- Starlinger — Présentation de recoSTAR PET (filtration à l'état fondu, pompe à eau, caractéristiques du procédé) : https://www.starlinger.com/en/recycling-technology/recostar-pet
- FDA — Utilisation de plastiques recyclés dans les emballages alimentaires (Considérations chimiques) : Guide à l’intention de l’industrie : https://www.fda.gov/media/150792/download
- ASTM — Viscosité intrinsèque du PET (aperçu de la norme ASTM D4603) : https://store.astm.org/d4603-18.html
- Norme ISO — Guide de recyclage des plastiques (présentation de la norme ISO 15270) : https://www.iso.org/standard/15270.html
