Guide complet des lignes de lavage de films plastiques : du déchiquetage au séchage

Les lignes de lavage de films plastiques sont un élément essentiel du processus de recyclage du plastique. Elles se composent d'une série d'équipements conçus pour nettoyer les films sales (tels que les films LDPE et les sacs tissés) par friction et action à grande vitesse, les transformant en matières premières propres adaptées à la granulation. Ces granulés de films nettoyés peuvent ensuite être utilisés comme matières premières pour la fabrication de nouveaux produits.

Une ligne de lavage de film plastique typique comprend principalement les équipements de base suivants :

1. Broyeur ou broyeur
2. Laveuse à friction à grande vitesse
3. Réservoir flottant
4. Machine de déshydratation/système de séchage

Les matériaux sont transférés entre les équipements par des convoyeurs à vis ou des systèmes de transport pneumatique. Bien qu'il existe différents types d'équipements de lavage, leurs principes de base sont similaires. Pour améliorer la qualité des produits, des équipements auxiliaires tels que des cribles à tambour, des tamiseurs à air et des séparateurs à rebond peuvent être ajoutés pour éliminer les contaminants.

Prétraitement : déchiquetage et concassage

La première étape de la chaîne de lavage consiste à casser le film en petits morceaux, en abordant plusieurs problèmes :

• Empêcher que des sacs en plastique entiers ne s'enroulent autour de l'équipement, affectant ainsi le rendement et la sécurité
• Dispersion de films adhésifs (tels que le film alimentaire et le film LLDPE)
• Faciliter le flux de matériaux entre les équipements

Des broyeurs humides ou des broyeurs industriels sont généralement utilisés pour ce processus de concassage.

Déchiqueteuses

Les broyeurs sont des équipements robustes, à faible vitesse et à couple élevé. Les lames de coupe sont montées sur des arbres à rotation lente, capables de déchiqueter les matériaux volumineux en morceaux irréguliers de 2,5 à 12,7 cm. Leur faible vitesse garantit une production de poussière minimale, voire nulle.

Les broyeurs peuvent être classés selon le nombre d'arbres : à un arbre, à deux arbres et à quatre arbres. Outre l'industrie du plastique, les broyeurs sont largement utilisés dans :

• Recyclage du caoutchouc
• Recyclage des métaux
• Traitement des déchets électroniques
• Transformation du bois
• Destruction d'articles sensibles (par exemple, aliments périmés, médicaments)
• Stations de traitement des eaux usées et autres applications gouvernementales
• Prétraitement des déchets solides (par exemple, aliments, palettes, fûts en plastique, meubles)

Sur les lignes de lavage de plastique entièrement automatisées, les broyeurs sont particulièrement utiles. Ils peuvent traiter des balles entières de film, un atout majeur pour les centres de recyclage qui cherchent à gagner de la place et à réduire leurs coûts logistiques. La taille des balles de film plastique varie selon la presse et l'opérateur : généralement de 90 à 1,50 mètre de côté et pesant entre 227 et 680 kg.

Concasseurs

Contrairement aux broyeurs, les concasseurs fonctionnent à des vitesses plus élevées, généralement de 200 à 800 tr/min. Des lames inclinées robustes sont montées sur l'arbre. Lorsque les couteaux rotatifs entrent en contact avec les lames fixes de la chambre de broyage, le matériau est coupé en fragments plus petits. Un tamis à ouvertures personnalisables, situé en bas ou autour de l'arbre, garantit que le matériau ne passe à travers que lorsqu'il atteint la taille souhaitée.

Bien que les concasseurs puissent produire un rendement plus faible, leur fonctionnement à grande vitesse génère davantage de bruit et de poussière. Les fabricants de concasseurs haut de gamme proposent généralement des enceintes insonorisées et des mesures de réduction de la poussière, telles que des tamis supplémentaires, une réduction de la vitesse, un transport pneumatique et un concassage humide.

Pour le lavage des films plastiques, les broyeurs humides sont généralement recommandés. Ils pulvérisent de l'eau en continu dans la chambre de broyage pendant le processus, ce qui permet non seulement de terminer le broyage, mais aussi de prélaver les films sales. L'eau agit également comme lubrifiant, réduisant la chaleur et l'usure, prolongeant ainsi la durée de vie des lames.

Comparaison des broyeurs et des concasseurs

Choisir l'équipement de broyage approprié nécessite de peser le pour et le contre. Certaines lignes de lavage utilisent même les deux types d'équipements : un broyeur pour prétraiter les gros morceaux de film jusqu'à la taille d'une paume, suivi d'un broyeur humide pour un broyage plus poussé et un prélavage.

Avantages et inconvénients du broyeur :

Avantages :

• Peut traiter des balles de film entières, réduisant ainsi le travail manuel
• Fonctionnement à basse vitesse, moins de bruit, moins de poussière
• Convient au traitement de films de faible qualité à forte teneur en contaminants
• Certains modèles offrent une fonctionnalité de déchiquetage humide

Inconvénients :

• Les fragments de sortie sont de taille et de forme inégales, relativement grands
• Entretien difficile, remplacement de lame long

Avantages et inconvénients du concasseur :

Avantages :

• Produit des fragments plus petits et plus uniformes
• Entretien facile, remplacement pratique des lames

Inconvénients :

• Nécessite une séparation manuelle des balles de film avant l'alimentation
• Fonctionnement à grande vitesse, bruyant, poussiéreux
• Facilement endommagé par des objets durs, ne convient pas aux matériaux fortement contaminés

Laveuse à friction à grande vitesse

Bien que non indispensables, les laveuses à friction à grande vitesse sont très utiles sur les lignes de lavage. Leur cœur est un long arbre muni de pales rotatives à grande vitesse. Autour de cet arbre se trouve un canal de tamisage pour l'égouttage. L'ensemble est enfermé dans un boîtier rectangulaire avec des tuyaux d'arrosage pulvérisant l'eau sur le tamis. L'équipement est incliné : l'alimentation en matière se fait par l'extrémité inférieure et la sortie en matière nettoyée par l'extrémité supérieure.

Les laveurs à friction à grande vitesse sont généralement placés après le broyeur humide. Le mélange d'eau sale et de contaminants pénètre dans le laveur, qui tourne à plus de 1 000 tr/min. Les lames rotatives frappent les fragments de film à grande vitesse, créant une friction intense. La force centrifuge projette les contaminants à travers le tamis. La pulvérisation d'eau continue empêche le colmatage du tamis et réapprovisionne le laveur en eau.

Pour les matériaux contenant de petites quantités de contaminants de papier, les laveuses à friction à grande vitesse sont particulièrement efficaces, car la friction intense peut décomposer le papier en pâte et l'expulser à travers le tamis.

L'inclinaison des lames déplace le matériau vers le haut, qui sort finalement par le haut dans un réservoir flottant ou un séparateur liquide-solide plus sophistiqué. Certaines usines de traitement choisissent d'utiliser de longs réservoirs d'eau ou des réservoirs flottants plutôt que des laveuses à friction à grande vitesse afin de prolonger le temps de trempage et d'améliorer la séparation des contaminants.

Réservoir flottant

Les réservoirs flottants (également appelés réservoirs à flotteur-évier) ont deux fonctions principales :

1. Nettoyage : Trempage des films pour faciliter la séparation des contaminants
2. Séparation : Utilisation des différences de densité pour faire flotter des films légers et absorber les impuretés lourdes

Un bassin flottant typique est un grand réservoir rectangulaire d'environ 2 à 3 mètres de large, 4 à 6 mètres de long et 2 à 3 mètres de haut. À mesure que le film plastique pénètre dans le bassin, il est déplacé vers l'avant par des palettes en rotation lente ou par le courant d'eau. En raison des différences de densité, le film plastique (densité < 1 g/cm³) flotte à la surface et avance, tandis que les impuretés plus denses que l'eau (comme les pierres et le sable) coulent au fond.

Le fond du réservoir de séparation est conique et les déchets collectés sont évacués par un convoyeur à bande commandé par des vannes pneumatiques. Ces déchets, principalement composés d'eau, peuvent être incinérés ou envoyés vers des décharges spécialisées.

Séparateur à cyclone

Séparateurs à cyclone, couramment utilisés dans Recyclage des bouteilles en PET, conviennent également au lavage des films plastiques. Leur fonctionnement est similaire à celui des cuves flottantes, mais leur efficacité de séparation est supérieure, générant une force centrifuge environ 20 fois supérieure à la gravité terrestre. Dans le processus de séparation par cyclone, la pression de l'air est bien plus élevée que dans les mélangeurs en cuve. La force centrifuge générée par le cyclone provoque la rotation des films légers vers l'extérieur et le haut, tandis que les matériaux lourds coulent.

Système de séchage

Le séchage est la dernière étape de la ligne de lavage du film et un processus crucial avant la granulation par extrusion. Un séchage complet évite les poches d'air pendant l'extrusion ; la teneur en humidité du film doit être maintenue inférieure à 15%. Deux méthodes de séchage courantes sont :

1. Machine de déshydratation (centrifugeuse) + séchage à air chaud :
   La machine de déshydratation utilise la force centrifuge pour éliminer la majeure partie de l'humidité, réduisant ainsi la teneur en humidité du film à 20-30%. L'air chaud le sèche ensuite jusqu'à environ 15%.
2. Presse à vis :
   Méthode économique qui élimine l'eau en pressant et en tordant le film.

Machine de déshydratation/sécheur à air chaud

Les machines d'assèchement ont une structure similaire à celle des laveuses à friction à grande vitesse, avec un arbre central à lames tournant à grande vitesse (environ 1 000 tr/min) entouré d'un tamis. À l'entrée du film humide, la force centrifuge expulse l'eau à travers le tamis.

Le séchage à l'air chaud consiste à mélanger le film essoré avec de l'air chaud, à le faire tourner dans un canal de transport, puis à le faire passer dans un séparateur à cyclone pour évaporer l'humidité restante. Généralement, le séchage à l'air chaud comprend de 1 à 3 étapes, selon les besoins.

Presse à vis

Les presses à vis sont largement utilisées dans la production alimentaire, la fabrication du papier, le traitement des eaux usées et d'autres industries. Elles déshydratent efficacement sans nécessiter d'équipement coûteux de séchage à air chaud.

Le cœur d'une presse à vis est constitué d'un arbre spiralé de diamètre progressivement croissant, entouré d'un canal de drainage perforé. À mesure que le film humide pénètre dans la presse, il est comprimé par l'augmentation du diamètre de l'arbre spiralé, forçant l'eau à sortir par de petits trous. L'étroit espace à l'extrémité de l'équipement permet de réduire la teneur en humidité à environ 15%.

Personnaliser un Corde à linge pour films

La configuration spécifique d'une ligne de lavage dépend du type de film à traiter et de son niveau de contamination. Par exemple, les déchiqueteuses sont plus adaptées que les concasseurs pour traiter des matériaux fortement contaminés ou pour des volumes de production importants.

Une ligne de lavage classique pour films PEBD (98/2 ou Grade A) peut comprendre : un broyeur humide, une laveuse à friction haute vitesse, un réservoir flottant, une machine de déshydratation centrifuge et un sécheur à air chaud. Le réservoir d'eau peut également être agrandi, éliminant ainsi le besoin d'une laveuse à friction haute vitesse. Certaines usines utilisent deux laveuses à friction haute vitesse, une avant et une après la cuve de lavage. Pour réduire l'usure du broyeur, un broyeur peut être ajouté pour le prétraitement.

Un plus grand nombre d'équipements permet d'obtenir des produits plus propres, mais augmente également les coûts d'investissement et d'exploitation. Dans les régions où les coûts de main-d'œuvre sont plus faibles, le travail manuel peut remplacer certains équipements, par exemple en utilisant des transferts manuels entre les équipements plutôt que des convoyeurs.

Conclusion

Cet article présente les équipements couramment utilisés sur les lignes de lavage de films plastiques. Il n'existe pas de norme fixe pour les méthodes de recyclage ; l'essentiel est de choisir avec soin en fonction du type de film et du niveau de contamination. Compte tenu des différences de performances importantes entre les équipements, il est conseillé de visiter les usines des fabricants avant de prendre une décision.