Jednopužni ekstruderi su uobičajeni u preradi plastike, a također mogu peletirati pahuljice PET boca u rPET pelete—ako Linija dovoljno dobro kontrolira vlagu, hlapljive tvari, filtraciju i peletiranje kako bi zaštitila intrinzičnu viskoznost (IV) i kvalitetu peleta.
Ovaj vodič objašnjava što je peletizator PET pahuljica s jednim pužem, kako se obično konfigurira cijela linija, gdje projekti ne uspijevaju i što pitati dobavljače prije potpisivanja narudžbenice.
Za osnovnu konfiguraciju i opcije pogledajte Energycle Stranica s referencama za peletizator PET pahuljica s jednim pužem.
Ako još uvijek procjenjujete opremu, ove Energycle stranice pomoći će vam da usporedite koncepte i terminologiju linija:
– strojevi za peletiranje plastike
– Metode peletiranja u plastičnim peletizatorima
– Pregled strojeva za recikliranje plastike
Brzi zalogaji (za kupce)
- PET pahuljice se moraju osušiti do vrlo niske vlažnosti prije topljenja; vlaga u talini može uzrokovati hidrolizu i gubitak IV.
- Vakuumsko otplinjavanje i stabilna filtracija taline često su razlika između “radi” i “radi dosljedno”.”
- Jednopužne linije se često koriste za mnoge primjene rPET peleta, dok dvopužne linije postaju atraktivnije kako rastu potrebe za miješanjem/kompaundiranjem.
Zašto je peletiranje PET pahuljica osjetljivo: Vlaga → Hidroliza → Gubitak IV
PET lako upija vlagu. Kada se PET tali s prisutnom vlagom, može doći do hidrolize i smanjenja molekularne težine, što se očituje kao gubitak viskoznosti (IV) i smanjene mehaničke performanse. U smjernicama industrije recikliranja o rukovanju i sušenju PET-a napominje se da čak i male razine vlage mogu hidrolizirati PET tijekom obrade taline te da se PET mora temeljito osušiti neposredno prije obrade taline kako bi se smanjio gubitak viskoznosti. Također se navode često navedeni ciljevi poput sušenja na ~50 ppm vlage i održavanja gubitka viskoznosti unutar uskog raspona za tipične primjene recikliranog PET-a. (Izvor: Smjernice za sušenje CWC PET-a (BP-PET3-05-01))
To je glavni razlog zašto linije za peletiranje PET-a izgledaju “previše opremljene” u usporedbi s PP/PE: PET kažnjava slabu kontrolu sušenja, dugo vrijeme zadržavanja i nestabilno odzračivanje.
Što zapravo znači "jednopužni peletizator za PET pahuljice"
Većina kupaca kaže "peletizator", ali sustav je linija sastavljena od više modula:
– Priprema hrane (puferiranje, detekcija metala, opcionalno zgušnjavanje)
– Sušenje / predsušenje (često najvažniji modul za PET)
– Istiskivanje (jedan vijak, obično s odzračivanjem i vakuumom)
– Filtracija taline (izmjenjivač sita ili kontinuirana filtracija, ponekad s pumpom za taljenje)
– Peletiranje + rukovanje peletima (na niti ili pod vodom; zatim sušenje i uklanjanje finih čestica)
Kada uspoređujete dobavljače, manje se usredotočite na sam vijak, a više na to kako moduli rade zajedno kako bi kontrolirali IV, kontaminaciju i konzistenciju peleta.
Tipičan tijek procesa (pahuljice iz boce → rPET pelete)
Većina linija slijedi tok sličan ovome:
1) Oprane PET pahuljice (s kontroliranim ograničenjima PVC/metala/papira)
2) Pufer za prethodno sušenje / sušenje (ciljana stabilnost vlage)
3) Sustav hranjenja (dizajn lijevka, kontrola premošćivanja, opcionalni zgušnjivač/kompaktor)
4) Ekstruder s jednim pužem (temperaturni profil + kontrola vremena zadržavanja)
5) Vakuumsko otplinjavanje/odzračivanje (uklanjanje vodene pare i drugih hlapljivih tvari)
6) Filtracija taline (uklanjanje krutih onečišćujućih tvari; kontrola stabilnosti tlaka)
7) Peletiranje (u nitima ili pod vodom)
8) Sušenje peleta + uklanjanje finih čestica + transport u skladište
Neki procesi “od boce do boce” dodaju dodatne korake dekontaminacije i upravljanja IV (na primjer, EREMA-in VACUREMA opisuje definiranu vakuumsku obradu i korake polikondenzacije/povećanja IV u čvrstoj fazi kao dio svog koncepta te napominje da taljenje pod vakuumom pomaže u sprječavanju hidrolitičke/oksidativne razgradnje; vidi Detalji o EREMA VACUREMA).
Osnovni moduli (što pregledati i što se time mijenja)
1) Sušenje / Predsušenje (često najveća nadogradnja s povratom ulaganja)
Ako vaša sušilica ne može održavati stabilnu vlagu na ulazu ekstrudera, probleme ćete rješavati nizvodno (pjenjenje, mjehurići, zamagljenost, nekonzistentnost peleta, često mijenjanje postavki).
Čekovi kupaca:
– Kako se mjeri vlaga (mjesto i metoda uzorkovanja)?
– Koji raspon vlažnosti dobavljač može jamčiti pri punjenju ekstrudera tvoj pahuljice?
– Što se događa tijekom pokretanja/zaustavljanja i ponovnog punjenja spremnika (uobičajeni su skokovi vlage)?
Ako vam je potreban cilj o kojem ćete razgovarati s dobavljačima, smjernice za sušenje PET-a CWC-a navode sušenje do vrlo niskih razina vlage (obično se navode oko desetaka ppm) kako bi se smanjila hidroliza tijekom obrade taline. (Vidi Smjernice za sušenje PET-a CWC-a.)
2) Dovod i rukovanje pahuljicama (stabilnost je bolja od vršne proizvodnje)
PET pahuljice mogu premostiti, naglo se nakupiti ili unijeti fine čestice u ekstruder. Stabilan dovod poboljšava stabilnost tlaka taline i olakšava upravljanje filtracijom.
Čekovi kupaca:
– Dizajn lijevka i značajke protiv premošćivanja
– Kako dobavljač postupa s lakim naljepnicama/kaznama
– Koristi li se zgušnjavanje/zbijanje (i zašto)
3) Vakuumsko otplinjavanje / odzračivanje (kontrola vlage + hlapljivih tvari)
Otplinjavanje je proces u kojem mnoge linije postižu stabilnost. Pomaže u uklanjanju vodene pare i drugih hlapljivih tvari iz taline, što je posebno važno za rPET s promjenjivom ulaznom kvalitetom.
Dvije praktične stvari koje treba provjeriti:
– Kontrola prijenosa (kako ventil sprječava uvlačenje taline u vakuumski vod)
– Trajnost vakuumskog sustava (jer PET degaziranje može povući pare poput vode, otapala, monomera/oligomera, plus unesenih čestica u sustav)
Leyboldov pregled otplinjavanja ekstruderom opisuje otplinjavanje PET-a kao ekstrakciju značajnih količina para (uključujući vodu, otapala, monomere, oligomere) iz ekstrudera u vakuumski sustav i napominje izazov dizajna za rukovanje kondenzacijom i polimerizacijom u pumpama. (Vidi Pregled otplinjavanja Leybold ekstruderom.)
4) Filtracija taline + stabilnost tlaka (prednost “tihe linije”)
Kontaminacija pahuljicama je stvarna: papir, aluminij, elastomeri, povremeni PVC i fine čestice. Vaš filter za taljenje mora ukloniti krute tvari bez stvaranja ometajućih skokova tlaka ili čestih zastoja.
Kako izgleda dobro:
– Tlak je dovoljno stabilan da bi veličina peleta bila konstantna
– Održavanje filtera prilagođeno je duljini vaše kampanje (ne vašem najgorem satu)
Gneuss ističe uobičajeni operativni problem - promjene na situ koje uzrokuju prekide i skokove tlaka - te opisuje koncept rotacijske filtracije usmjeren na održavanje konstantnih uvjeta toka taline (uključujući pad tlaka) kontroliranjem onečišćenja sita. (Vidi Pregled filtracije taline Gneuss.)
Opis Starlingerove recoSTAR PET linije također naglašava filtraciju taline i stabilan tlak taline, ističući ulogu pumpe za talinu u stabilizaciji tlaka i podržavanju konzistentne kvalitete taline. (Vidi Pregled Starlinger recoSTAR PET-a.)
5) Metoda peletiranja (niz nasuprot podvodnom) i rukovanje peletom
Peletiranje nije samo "rezanje". To je i rukovanje vodom/zrakom, sušenje peleta, kontrola finih čestica i tolerancija linije na male varijacije taline.
Podvodni sustavi za peletiranje često se specificiraju kao kompletni paketi jer se više podsustava mora podudarati. Plastics Technology napominje da podvodni peletizator “može biti uspješan samo uz pravilnu specifikaciju ekstrudera, pumpi, filtera, sustava za vodu i sušilica koordiniranih kako bi se postigla konzistentna kvaliteta peleta.” (Vidi Specifikacija sustava za podvodno peletiranje u području tehnologije plastike.)
Ako se odlučujete između metoda peletiranja, zamolite dobavljače da prikažu kvalitetu peleta (fine čestice %, repovi, raspodjela veličine peleta) pri vašem ciljanom protoku i IV - ne samo pri uvjetima "sretnog puta". Za praktičnu analizu uobičajenih opcija pogledajte Energycle vodič za Metode peletiranja u plastičnim peletizatorima.
Jednostruki vijčani vijak u odnosu na dvostruki vijčani vijak za PET pahuljice (Tablica odluke kupca)
| Faktor odluke | Jedan vijak često odgovara kada… | Dvostruki vijak često odgovara kada… |
|---|---|---|
| Konzistencija pahuljica | Dolazne pahuljice se dosljedno peru i sortiraju | Kvaliteta dolaznog signala varira i potreban vam je veći "prostor za obradu"“ |
| Miješanje/kompajiranje | Uglavnom vam je potrebno topljenje, otplinjavanje, filtracija i peletiranje | Potrebno vam je jače miješanje za aditive, punila, boju ili kontrolirano miješanje. |
| Potrebe za devolatilizacijom | Jedna ili dvije dobro osmišljene zone ventilacije/vakuuma mogu postići ciljeve | Potrebna vam je agresivnija sposobnost uklanjanja hlapljivih tvari i miješanja. |
| Model održavanja | Želite manje rotirajućih elemenata i jednostavnije rutine obnove | Prihvaćate složenije održavanje zbog fleksibilnosti procesa |
| Tolerancija rizika | Možete primijeniti stroge ulazne specifikacije (vlaga/kontaminacija) | Trebate proces koji tolerira širu varijabilnost ulaznih podataka |
Najbrži način za donošenje odluke je definirati ciljanu vlažnost peleta, prozor kontaminacije i zahtjeve krajnjeg tržišta, a zatim potvrditi probnim materijalom koristeći vaše pahuljice.
Specifikacije koje biste trebali definirati prije nego što zatražite ponudu
Mnoge kupnje “pogrešnih strojeva” događaju se jer se ponuda temelji samo na protoku. Koristite specifikacijski list koji uključuje zahtjeve za kvalitetom, varijabilnosti i usklađenošću.
| Specifikacija artikla | Zašto je to važno | Kako to definirati |
|---|---|---|
| Dolazna vlaga pahuljica | Izravni uzrok rizika od hidrolize i gubitka intravenoznom infuzijom | Navedite tipičnu/najgoru moguću vlažnost; definirajte izmjerenu ciljanu vlažnost ulaza na ulazu ekstrudera (navedite svoju metodu ispitivanja) |
| Profil ulazne kontaminacije | Određuje opterećenje filtracije i nedostatke peleta | Definirajte granicu PVC-a, metala, papira/etiketa, finih čestica % i netopivih onečišćujućih tvari |
| Ciljana peleta IV i granica gubitka IV | Definira mehaničke performanse i krajnju upotrebu | Ciljani raspon stanja IV i dopušteni gubitak IV; provjeriti metodu mjerenja (uobičajeno se koristi ASTM D4603) |
| Očekivanja mirisa/hlapljivih organskih spojeva | Utječe na prihvaćanje na krajnjem tržištu | Definirajte cilj mirisa/VOC-a i kako će se on vrednovati (panel kupaca, instrument itd.) |
| Geometrija peleta + ograničenja finih čestica | Utječe na transport, doziranje i kvalitetu nakon proizvodnje | Definirajte raspon veličine peleta i prihvatljive fine čestice; uključite očekivanja za sušenje i uklanjanje finih čestica |
| Namjera kontakta s hranom (ako je primjenjivo) | Može zahtijevati dodatnu validaciju i dokumentaciju | Definirati krajnje tržište i put usklađenosti; pregledati smjernice FDA-e o recikliranoj plastici za razmatranja kemije pakiranja hrane |
FDA referenca za timove koji ciljaju na primjenu u kontaktu s hranom: Upotreba reciklirane plastike u pakiranju hrane (kemijska razmatranja): Smjernice za industriju.
Pitanja dobavljača koja spašavaju projekte
Pitajte ovo rano, prije nego što dobavljač zaključa konfiguraciju:
1) Jamstvo sušenjaKoliku vlažnost pri ulasku u ekstruder jamčite za moje pahuljice i kako je mjerite?
2) Dizajn za otplinjavanjeŠto sprječava prijenos taline u vakuumski vod i kakav je plan održavanja vakuumskog sustava?
3) Plan filtracijeKoje pretpostavke o opterećenju kontaminacijom koristite, koju finoću možete održavati i kako izgleda “loš dan” za promjene sita ili povratno ispiranje?
4) Stabilnost tlaka talineKoristite li pumpu za talinu i koji raspon fluktuacije tlaka očekujete u stacionarnom stanju?
5) Dokaz kvalitete peletaPrikažite raspodjelu veličine peleta i finih čestica pri mom ciljanom protoku te objasnite kako se dimenzioniraju sušilica peleta i uklanjanje finih čestica.
6) Protokol ispitivanjaŠto ćemo mjeriti tijekom ispitivanja (IV, gelovi, crne čestice, VOC/miris) i što predstavlja prolaz/neprolazak?
Za planiranje zastoja i dijelova, Energycle Kontrolna lista za održavanje plastičnog peletizatora može vam pomoći da "održavanje" pretvorite u pravi raspored preventivnog održavanja.
Često postavljana pitanja (Pitanja o stvarnoj nabavi)
Može li linija s jednim pužem proizvoditi rPET pelete za kontakt s hranom iz pahuljica od boca?
Može, ali “kontakt s hranom” je pitanje usklađenosti i kontrole procesa, a ne samo izbor vijka. Potrebna vam je stroga kontrola ulaza (sortiranje, pranje i niski udio PVC-a/metala) plus koncept dekontaminacije koji vaše krajnje tržište prihvaća. Neki dobavljači pozicioniraju kompletne sustave od boce do boce s definiranim vremenom i temperaturom vakuumske obrade; na primjer, EREMA opisuje minimalno vrijeme vakuumske obrade i obradu na višoj temperaturi za PET pahuljice u svom konceptu VACUREMA. Za američke projekte, također pregledajte Smjernice FDA-e o recikliranoj plastici za pakiranje hrane i uskladite svoj plan validacije sa zahtjevima svojih kupaca.
Koju razinu vlage dobavljač treba jamčiti na grlu ekstrudera?
Zatražite zajamčeni raspon na ulazu ekstrudera, ne samo “performanse sušilice”. PET je osjetljiv na vlagu u talini jer hidroliza može smanjiti molekularnu težinu i viskoznost (IV). Upute za sušenje recikliranjem PET-a raspravljaju o sušenju PET-a do vrlo niske vlažnosti (obično se navodi oko desetaka ppm) kako bi se smanjila hidroliza i ograničio gubitak viskoznosti tijekom obrade taline. Koristite to kao početnu referencu, a zatim postavite broj na temelju ciljane viskoznosti i krajnje upotrebe. Najvažnije je navesti točku uzorkovanja, metodu ispitivanja i kako će dobavljač postupati s porastom vlage tijekom ponovnog punjenja lijevka i pokretanja. (Vidi Smjernice za sušenje PET-a CWC-a.)
Koji je pristup filtraciji taline sigurniji za pahuljice nakon potrošnje: filtracija s izmjenom sita ili kontinuirana filtracija?
Pravi izbor ovisi o opterećenju kontaminacijom i očekivanom vremenu rada. Mjenjači sita mogu dobro raditi kada je kontaminacija kontrolirana, ali česte promjene sita mogu uzrokovati promjene tlaka i prekide procesa ako linija nije za njih dizajnirana. Koncepti kontinuirane filtracije imaju za cilj održavanje stabilnijih uvjeta protoka taline; na primjer, Gneuss opisuje pristupe filtraciji koji održavaju konstantne uvjete kontroliranjem kontaminacije sita, pomažući u izbjegavanju skokova tlaka povezanih s promjenama sita. Kada uspoređujete ponude, pitajte svakog dobavljača za pretpostavljeno opterećenje kontaminacijom, očekivani interval održavanja pri vašem protoku i podatke koje koriste za predviđanje stabilnosti tlaka. (Vidi Pregled filtracije taline Gneuss.)
Trebam li pumpu za taljenje na liniji za peletiranje PET-a?
Pumpa za taljenje nije obavezna, ali može pomoći kada vam je potreban stabilan tlak taline na kalupu za konzistentnu veličinu peleta i stabilniji rad - posebno ako filtracija uzrokuje promjenjivi pad tlaka. Starlingerov opis recoSTAR PET-a ističe ulogu pumpe za taljenje u stabilizaciji tlaka taline i podržavanju konzistentne kvalitete taline. Za kupce se odluka svodi na: koliko su uska ograničenja veličine/finoće peleta, koliko su promjenjive vaše ulazne pahuljice i koliko stabilan treba biti tlak u kalupu za vašu metodu peletiranja. Zamolite dobavljača da pokaže podatke o trendu tlaka sa i bez pumpe pri vašoj ciljanoj finoći filtera. (Vidi Pregled Starlinger recoSTAR PET-a.)
Što trebam specificirati za vakuumsko otplinjavanje kako bih izbjegao naslage i probleme s pumpom?
Započnite s onim što izlazi iz talina rPET-a: vodena para plus druge pare, a ponekad i unesene čestice. Leybold napominje da otplinjavanje PET-a može izdvojiti pare poput vode, otapala, monomera/oligomera, te da se one mogu kondenzirati i polimerizirati unutar vakuumskih pumpi, što stvara izazov za dizajn i održavanje. Za nabavu pitajte koje su zamke/kondenzatori uključeni, kako se upravlja naslagama, koji je interval čišćenja i može li se održavanje uskladiti s vašim proizvodnim kampanjama. Također pitajte kako ventil sprječava prijenos taline u vakuumski sustav tijekom udara. (Vidi Pregled otplinjavanja Leybold ekstruderom.)
Peletiranje nitima ili podvodno peletiranje - što smanjuje nedostatke peleta i fine čestice za PET?
Oba mogu funkcionirati; odlučujući faktor je usklađivanje sustava i radni okvir. Podvodni sustavi mogu proizvoditi konzistentne pelete, ali zahtijevaju koordiniranu specifikaciju uzvodne i nizvodne opreme. Plastics Technology napominje da uspjeh podvodnog peletizatora ovisi o pravilnoj specifikaciji ekstrudera, pumpi, filtera, sustava za vodu i sušilica kako bi se postigla konzistentna kvaliteta peleta. Za kupce PET-a, zatražite popis kriterija prihvatljivosti kvalitete peleta (fine čestice %, repovi, raspon veličine peleta) i zamolite dobavljača da izvrši (ili pokaže) usporedive podatke pri vašem ciljanom IV i protoku. Također uključite uklanjanje sušilice i finih čestica u ponudu; nedostaci se često pojavljuju nakon sušenja. (Vidi Specifikacija sustava za podvodno peletiranje u području tehnologije plastike.)
Reference
- Energycle — Referenca proizvoda za peletizator PET pahuljica s jednim pužem: https://www.energycle.com/pet-plastic-flake-single-screw-pelletizer/
- CWC — Rukovanje i obrada recikliranog PET-a: metode i zahtjevi sušenja (BP-PET3-05-01): https://p2infohouse.org/ref/14/13537.pdf
- EREMA — Detalji o VACUREMA tehnologiji (vakuumska obrada, taljenje pod vakuumom, koncepti filtracije): https://www.erema.com/en/vacurema_details/
- Leybold — Pregled otplinjavanja ekstruderom (razmatranja PET pare i vakuumskog sustava): https://www.leybold.com/en/products/systems-and-solutions/customized-vacuum-systems/extruder-degassing
- Gneuss — Pregled filtracije taline (stabilnost tlaka i koncepti kontinuirane filtracije): https://www.gneuss.com/en/trouble-free-melt-filtration/
- Starlinger — pregled recoSTAR PET-a (filtracija taline, pumpa za talinu, značajke procesa): https://www.starlinger.com/en/recycling-technology/recostar-pet
- FDA — Korištenje reciklirane plastike u pakiranju hrane (kemijska razmatranja): Smjernice za industriju: https://www.fda.gov/media/150792/download
- ASTM — Intrinzična viskoznost PET-a (pregled ASTM D4603): https://store.astm.org/d4603-18.html
- ISO — Smjernice za recikliranje plastike (pregled norme ISO 15270): https://www.iso.org/standard/15270.html
