Si vous construisez une ligne de granulation pour le recyclage, vous serez tôt ou tard confronté à un choix crucial : extrusion monovis ou bivis. Ces deux technologies ont fait leurs preuves, mais elles répondent à des problématiques différentes.
Dans de nombreux projets de recyclage, les systèmes à vis unique sont privilégiés car ils permettent d'obtenir une pression de fusion stable pour la filtration et la granulation, grâce à une conception mécanique plus simple. Les systèmes à double vis sont souvent choisis lorsque le mélange et la dispersion sont déterminants pour la qualité des granulés, ou lorsque le procédé s'apparente davantage à la fabrication de composés qu'au recyclage.
Ce guide explique les compromis en termes pratiques afin que vous puissiez choisir en fonction de votre matière première et des tests d'acceptation de votre client.
Points clés à retenir
- Les extrudeuses monovis sont souvent choisies pour leur pression de fusion stable, leur filtration et leur granulation.
- Les extrudeuses à double vis sont souvent choisies lorsque le mélange et la dispersion déterminent les performances du produit.
- Commencez par les spécifications de sortie (fenêtre de contamination, additifs, cible MFR/IV), puis sélectionnez le type d'extrudeuse.
Fonctionnement d'une presse à granulés de recyclage à vis unique (vue d'ensemble)
Dans une presse à granulés de recyclage typique, la vis comporte des zones fonctionnelles : – une zone d'alimentation/de convoyage accepter des matières premières broyées ou densifiées – un zone de fusion/compression où les solides passent à l'état fondu (chaleur + cisaillement) – un zone de comptage qui stabilise le débit et crée une pression pour la filtration et le flux de matière
La plupart des projets de recyclage intègrent ces fonctions avec : – une alimentation stable (notamment pour les films) – une filtration à l’état fondu (changeur de tamis) – un dégazage selon les besoins – un système de granulation adapté au polymère et au marché final
Pour connaître les configurations et options de ligne typiques, consultez la documentation de Energycle. machines de granulation de plastique.
Vis simple vs vis double : Tableau comparatif pour les acheteurs
| facteur de décision | Une seule vis convient généralement lorsque… | La vis double convient généralement lorsque… |
|---|---|---|
| Emploi principal | Fusion + montée en pression + filtration + granulation | Mélange/composition + dispersion des additifs + dévolatilisation contrôlée |
| stabilité à la pression de fusion | Vous avez besoin d'une pression constante pour la filtration et d'une taille de granulés uniforme. | Vous pouvez justifier des vis et des commandes plus complexes pour atteindre l'objectif de mélange. |
| Exigence de mélange | Vous avez principalement besoin d'une homogénéisation (broyage + vierge, petit ensemble d'additifs) | Vous avez besoin d'un mélange dispersif/distributif plus puissant pour les produits sensibles à la dispersion. |
| variabilité des matières premières | Vous pouvez mieux contrôler l'humidité et la contamination. | Vous avez besoin de plus de marge de manœuvre en matière de traitement pour répondre aux exigences de variabilité et de mélange. |
| Modèle de maintenance | Vous souhaitez des routines d'entretien mécanique plus simples | Vous acceptez une complexité mécanique plus élevée en contrepartie de la capacité de traitement. |
Pourquoi la vis unique est-elle courante dans les lignes de recyclage ?
1) Il génère une pression stable pour la filtration et la granulation
Le recyclage de la matière fondue contient souvent des impuretés fines (fibres de papier, particules fines, particules d'aluminium, polymères dégradés). La filtration et la granulation nécessitent une pression de matière fondue stable et un débit prévisible. En cas de fluctuations de pression, on observe généralement une augmentation des temps d'arrêt pour changement de tamis, une hausse des rebuts lors des redémarrages et une plus grande variabilité de la taille des granulés.
2) Cela simplifie la configuration mécanique
Les systèmes à vis unique sont mécaniquement plus simples que la plupart des lignes de compoundage à double vis. Cela peut s'avérer important pour une gestion prévisible des pièces d'usure et des interventions de maintenance plus rapides, notamment dans les usines disposant d'une équipe de maintenance réduite.
3) Cela fonctionne bien lorsque la ligne stabilise l'alimentation en amont.
De nombreuses lignes de recyclage stabilisent la matière première avant l'extrudeuse (densification pour la production de films, lavage/séchage, élimination des métaux) afin d'assurer une alimentation plus régulière de la vis. Cela permet à une ligne monovis d'être performante sans nécessiter une capacité de mélange équivalente à celle d'une ligne de compoundage.
Quand le système à double vis a du sens
L'extrusion bivis est généralement privilégiée lorsque le mélange et la dispersion sont essentiels à la réussite, notamment pour : – le compoundage avec des charges, des renforts ou des additifs en grande quantité ; – le mélange de polymères où la qualité de la dispersion influence les propriétés mécaniques ; – les procédés nécessitant des configurations d'éléments de vis plus complexes pour un mélange contrôlé.
Plastics Technology explique pourquoi le mélange à double vis se comporte différemment : l’engrènement des vis permet le transfert de polymère entre elles à plusieurs reprises pour un mélange complet du canal, ce qui favorise un mélange plus homogène sans les pertes de rendement et la baisse de température de fusion que peuvent engendrer les sections de mélange à cisaillement élevé des systèmes à vis unique. (Source : Technologie des plastiques — Différences de mélange à double vis)
Comment le choix de l'extrudeuse influence la filtration et la granulation
La granulation se situe en aval, mais le choix de l'extrudeuse influe sur la plage de fonctionnement. Les systèmes de granulation sous-marine, par exemple, nécessitent une spécification coordonnée des extrudeuses, des pompes, des filtres, des systèmes d'eau et des séchoirs. Plastics Technology souligne que le granulateur sous-marin ne fonctionne correctement que si ces systèmes sont spécifiés conjointement pour garantir une qualité de granulés constante. (Source : Technologie des plastiques — La voie vers la perfection des granulés)
Pour un aperçu pratique des méthodes de granulation et de leurs exigences vis-à-vis du matériau fondu, voir Energycle. guide des méthodes de granulation.
Questions à poser aux fournisseurs (pour éviter d'acheter sur la base de suppositions)
Utilisez ces questions pour obtenir des citations comparables :
1) Quel est le polymère cible et le marché final (film, injection, feuille, feuillard, fibre) ?
2) Dans quelle mesure la qualité des intrants est-elle variable (humidité, papier/étiquettes, fines, autres polymères) ?
3) Avez-vous besoin de mélanger/composer, ou principalement de fondre + filtrer + granuler ?
4) Quelle propriété de contrôle qualité définit le succès (MFR, nombre de contaminations, couleur, odeur, IV pour PET) ?
5) Quelle plage de pression de fusion et quelle fluctuation prévoyez-vous au débit cible ?
6) À quel intervalle de changement d'écran et à quel taux de redémarrage faut-il s'attendre compte tenu de notre niveau de contamination ?
7) Quel modèle de service envisagez-vous (maintenance en interne ou service du fournisseur), et quels sont les intervalles de reconstruction ?
Si vous souhaitez que Energycle vous recommande un concept de ligne et des modules de support, utilisez le formulaire de contact.
FAQ (Questions réelles sur les achats)
Si mon activité principale est la filtration et la granulation, une presse à double vis est-elle surdimensionnée ?
Parfois. Si votre critère de réussite est une pression de fusion stable grâce à la filtration et une granulométrie constante, une ligne monovis bien spécifiée peut s'avérer le choix le plus judicieux. Les systèmes bivis apportent une valeur ajoutée lorsque l'intensité du mélange ou la qualité de la dispersion sont nécessaires pour modifier les propriétés des granulés, mais cette capacité a un coût et une complexité mécanique plus élevés. Une meilleure approche consiste à définir les caractéristiques des “ granulés défectueux ” pour votre client (gels, inclusions, odeur, dérive de l'indice de fluidité, perte d'indice d'iode pour le PET), puis à associer chaque mode de défaillance à un besoin du procédé (mélange, séchage, dégazage, filtration). Si le mélange n'est pas votre facteur limitant, privilégiez plutôt la stabilité de l'alimentation et une stratégie de filtration adaptée.
Quel est le signe le plus clair que j'ai réellement besoin d'un mélangeur à double vis ?
Il est nécessaire d'ajouter ou de disperser une quantité significative d'additifs ou de charges, et la qualité des granulés dépend de cette dispersion. Plastics Technology souligne qu'un mélange intensif à fort cisaillement est indispensable pour disperser complètement les additifs ou autres polymères, et explique que les systèmes à double vis permettent de transférer le polymère entre les vis à plusieurs reprises pour un mélange homogène. Si les tests effectués par vos clients révèlent qu'une mauvaise dispersion entraîne des défaillances (perte de résistance, indice de fluidité variable, défauts visibles), le recours à un procédé à double vis devient plus justifié. Si vos problèmes sont principalement liés à la contamination et à l'instabilité de la pression, concentrez-vous d'abord sur l'alimentation, le séchage et la filtration. (Source : Technologie des plastiques — Différences de mélange à double vis)
Une vis unique peut-elle encore assurer l'élimination des odeurs et des composés volatils lors du recyclage ?
Oui, mais il est essentiel de bien définir le concept de dégazage. Si votre matière première contient de l'humidité ou des composés volatils (encres, résidus organiques), le choix du système de ventilation et de vide est crucial. Il faut vérifier comment la conception empêche l'entraînement de matière fondue dans la ligne de vide et comment la maintenance est gérée en cas de dépôts. Pour le PET, un fournisseur de systèmes de vide décrit le dégazage des extrudeuses : ce procédé permet d'extraire des vapeurs telles que l'eau, les solvants, les monomères/oligomères, ainsi que les particules entraînées, dans le système de vide. C'est pourquoi les pièges et la planification de la maintenance sont importants dans les installations industrielles. (Source : Présentation du dégazage des extrudeuses Leybold)
Comment comparer les devis pour une vis unique et une vis double sans se perdre dans les spécifications techniques ?
Exigez que les deux fournisseurs indiquent le même résultat : production de granulés commercialisables par heure, dans des conditions de matière première définies. Précisez les plages d’humidité et de contamination, les spécifications cibles des granulés et les tests de réception utilisés par vos acheteurs. Demandez ensuite à chaque fournisseur de lister les modules nécessaires à ce résultat : alimentation/conditionnement, dégazage, type et surface de filtration, et méthode de granulation. Un devis sans plan de filtration (intervalle de changement de tamis prévu, prévisions de pression, taux de rebuts après redémarrage) n’est pas comparable. Considérez le rapport L/D de la vis et la puissance du moteur comme des paramètres secondaires. La définition précise du résultat attendu permet d’éviter les mauvaises surprises après la mise en service.
Si je prévois d'utiliser la granulation sous-marine, que dois-je exiger dans la proposition ?
Exigez une proposition de système coordonné, et non un simple “ prix pour une granuleuse sous-marine ”. Plastics Technology souligne que la réussite de la granulation sous-marine repose sur le bon fonctionnement des extrudeuses, pompes, filtres, systèmes d'eau et séchoirs. Demandez les spécifications du système d'eau et du séchoir, le taux de fines attendu et la méthode de contrôle de la taille des granulés en fonction de l'usure des outils de coupe et des matrices. Exigez également des objectifs de pression et de température de fusion pour votre débit. Si le fournisseur ne peut démontrer comment la filtration et la stabilité de la pression de fusion contribuent au bon fonctionnement de la granuleuse, vous risquez de rencontrer des problèmes de qualité et de fines après la mise en service. (Source : Technologie des plastiques — La voie vers la perfection des granulés)
Références
- ISO — Lignes directrices sur le recyclage des plastiques (Présentation de la norme ISO 15270)
- ASTM — Méthode d'essai de l'indice de fluidité à chaud (Aperçu de la norme ASTM D1238)
- Technologie des plastiques — Pourquoi le mélange diffère entre une centrifugeuse à double vis et une centrifugeuse à simple vis
- Technologie des plastiques — Considérations relatives aux spécifications des systèmes de granulation sous-marine
- Leybold — Aperçu du dégazage des extrudeuses
- Energycle — Machines à granulés de plastique
- Energycle — Guide des méthodes de granulation
- Energycle — Contact
