Se state costruendo una linea di pellettizzazione per il riciclo, prima o poi dovrete prendere una decisione fondamentale: estrusione monovite o bivite. Entrambe sono tecnologie collaudate, ma risolvono problemi diversi.
In molti progetti di riciclaggio, i sistemi a vite singola vengono scelti perché possono generare una pressione di fusione costante per la filtrazione e la pellettizzazione con una configurazione meccanica più semplice. I sistemi a vite doppia vengono spesso scelti quando la miscelazione e la dispersione definiscono la qualità del pellet, o quando il processo è più vicino alla miscelazione che al riciclo.
Questa guida spiega i compromessi in termini pratici, in modo che tu possa scegliere in base alla tua materia prima e ai test di accettazione del tuo cliente.
Conclusioni rapide
- Gli estrusori monovite vengono spesso scelti per la pressione di fusione stabile, la filtrazione e la pellettizzazione.
- Gli estrusori a doppia vite vengono spesso scelti quando la miscelazione e la dispersione determinano le prestazioni del prodotto.
- Iniziare dalle specifiche di output (finestra di contaminazione, additivi, target MFR/IV), quindi selezionare il tipo di estrusore.
Come funziona un pelletizzatore di riciclaggio a coclea singola (livello alto)
In un tipico pelletizzatore di riciclaggio, la coclea ha zone funzionali: – a zona di alimentazione/trasporto per accettare materie prime macinate o densificate – a zona di fusione/compressione dove i solidi passano allo stato fuso (calore + taglio) – a zona di misurazione che stabilizza l'output e crea pressione per la filtrazione e il flusso della matrice
La maggior parte dei progetti di riciclaggio confezionano queste funzioni con: – alimentazione stabile (soprattutto per film) – filtrazione della massa fusa (cambiafiltro) – degasaggio secondo necessità – sistema di pellettizzazione abbinato al polimero e al mercato finale
Per le configurazioni e le opzioni tipiche della linea, vedere Energycle macchine per la pellettizzazione della plastica.
Vite singola vs vite doppia: la tabella di confronto per gli acquirenti
| Fattore decisionale | La vite singola tende ad adattarsi quando... | La doppia vite tende ad adattarsi quando... |
|---|---|---|
| Lavoro principale | Fusione + pressione di costruzione + filtro + pelletizzazione | Miscela/composto + additivi dispersi + devolatilizzazione controllata |
| Stabilità della pressione di fusione | Per la filtrazione è necessaria una pressione costante e una dimensione costante dei pellet | È possibile giustificare elementi e controlli a vite più complessi per raggiungere l'obiettivo di miscelazione |
| Requisito di miscelazione | Hai bisogno principalmente di omogeneizzazione (rimacinato + vergine, piccolo pacchetto di additivi) | Per i prodotti sensibili alla dispersione è necessaria una miscelazione dispersiva/distributiva più forte |
| Variabilità delle materie prime | Puoi mantenere l'umidità e la contaminazione più strette | Hai bisogno di più margine di elaborazione per le esigenze di variabilità e miscelazione |
| Modello di manutenzione | Desideri routine di assistenza meccanica più semplici | Si accetta una maggiore complessità meccanica per la capacità di elaborazione |
Perché la vite singola è comune nelle linee di riciclaggio
1) Crea una pressione stabile per la filtrazione e la pellettizzazione
La massa fusa riciclata spesso contiene contaminanti fini (fibre di carta, particelle fini, granuli di alluminio, polimeri degradati). La filtrazione e la pellettizzazione richiedono una pressione di fusione stabile e un flusso prevedibile. Se la pressione oscilla, si verificano in genere maggiori tempi di fermo per il cambio filtro, maggiori scarti di riavvio e una maggiore variazione delle dimensioni dei pellet.
2) Mantiene più semplice il layout meccanico
I sistemi monovite sono meccanicamente più semplici della maggior parte delle linee di compoundazione bivite. Questo può essere importante se si desidera una gestione prevedibile delle parti soggette a usura e routine di manutenzione più rapide, soprattutto negli impianti con un team di manutenzione snello.
3) Funziona bene quando la linea stabilizza la materia prima a monte
Molte linee di riciclo stabilizzano la materia prima prima dell'estrusore (densificazione per film, lavaggio/asciugatura, rimozione dei metalli), in modo che la vite riceva un'alimentazione più costante. Questo può garantire prestazioni elevate a una linea monovite senza dover pagare per la capacità di miscelazione a livello di compounding.
Dove la tecnologia Twin-Screw ha senso
L'estrusione a doppia vite è comunemente presa in considerazione quando la miscelazione e la dispersione definiscono il successo, come: – miscelazione con riempitivi, rinforzi o pacchetti di additivi più grandi – miscelazione di polimeri in cui la qualità della dispersione determina le proprietà meccaniche – processi che necessitano di layout di elementi a vite più complessi per un comportamento di miscelazione controllato
Plastics Technology spiega perché la miscelazione a doppia vite si comporta in modo diverso: le viti interconnesse possono trasferire il polimero tra le viti più volte per una miscelazione a canale completo, che può supportare una miscelazione più completa senza la stessa perdita di output e la stessa penalizzazione della temperatura di fusione che le sezioni di miscelazione ad alto taglio possono creare nei progetti a vite singola. (Fonte: Tecnologia delle materie plastiche — Differenze nella miscelazione a doppia vite)
Come la scelta dell'estrusore influisce sulla filtrazione e sulla pellettizzazione
La pellettizzazione avviene a valle, ma la scelta dell'estrusore modifica la finestra operativa. I sistemi di pellettizzazione subacquea, ad esempio, dipendono dalle specifiche coordinate di estrusori, pompe, filtri, sistemi idrici ed essiccatori. Plastics Technology sottolinea che il pelletizzatore subacqueo funziona bene solo quando questi sistemi sono specificati insieme per ottenere una qualità costante del pellet. (Fonte: Tecnologia della plastica: la strada verso la perfezione dei pellet)
Per una panoramica pratica dei metodi di pellettizzazione e di ciò che richiedono dalla massa fusa, vedere Energycle guida ai metodi di pellettizzazione.
Cosa chiedere ai fornitori (per non acquistare solo supposizioni)
Utilizza queste domande per forzare le virgolette "apple-to-apple":
1) Qual è il polimero di destinazione e il mercato finale (film, iniezione, foglio, reggette, fibre)?
2) Quanto è variabile la qualità dell'input (umidità, carta/etichette, particelle fini, altri polimeri)?
3) Hai bisogno di miscelare/comporre, oppure devi principalmente fondere + filtrare + pellettizzare?
4) Quale proprietà del controllo qualità definisce il successo (MFR, conteggio delle contaminazioni, colore, odore, IV per PET)?
5) Quale intervallo di pressione di fusione e quale fluttuazione ti aspetti per la portata target?
6) Quale intervallo di cambio filtro e scarto di riavvio dovremmo aspettarci in base al nostro livello di contaminazione?
7) Quale modello di servizio prevedi (manutenzione interna o assistenza del fornitore) e quali sono gli intervalli di ricostruzione?
Se si desidera che Energycle consigli un concetto di linea e moduli di supporto, utilizzare modulo di contatto.
FAQ (Domande reali sugli appalti)
Se utilizzo principalmente la filtrazione e la pellettizzazione, la doppia vite è eccessiva?
A volte. Se il vostro parametro di successo è una pressione di fusione stabile tramite filtrazione e una dimensione costante dei pellet, una linea monovite ben specificata può essere la scelta più pratica. I sistemi a doppia vite aggiungono valore quando è necessaria un'intensità di miscelazione o una qualità di dispersione che modifichi le proprietà dei pellet, ma tale capacità comporta costi e complessità meccanica. Un modo migliore per decidere è definire l'aspetto dei "pellet scadenti" per il vostro cliente: gel, macchie, odore, deriva del MFR, perdita di IV per il PET, quindi mappare ogni modalità di guasto in base a un'esigenza di processo (miscelazione, essiccazione, degasaggio, filtrazione). Se la miscelazione non è il vostro fattore limitante, date priorità alla stabilità di alimentazione e alla strategia di filtrazione.
Qual è il segnale più chiaro che ho effettivamente bisogno di una miscelazione a doppia vite?
È necessario aggiungere o disperdere una quantità significativa di additivi o riempitivi e la qualità del pellet dipende dalla dispersione. Plastics Technology sottolinea che è necessaria una miscelazione intensiva con elevato taglio per disperdere completamente additivi o altri polimeri e spiega che i sistemi a doppia vite possono trasferire il polimero tra le viti più volte per una miscelazione a canale completo. Se i test dei clienti dimostrano che una scarsa dispersione causa guasti (perdita di resistenza, MFR incoerente, difetti visibili), un processo a doppia vite diventa più facile da giustificare. Se i problemi sono principalmente la contaminazione e l'instabilità della pressione, è necessario concentrarsi innanzitutto sull'alimentazione, l'essiccazione e la filtrazione. (Fonte: Tecnologia delle materie plastiche — Differenze nella miscelazione a doppia vite)
La vite singola è ancora in grado di gestire la rimozione di odori e sostanze volatili durante il riciclaggio?
Sì, ma è necessario specificare correttamente il concetto di degasaggio. Se la materia prima contiene umidità o sostanze volatili (inchiostri, residui organici), la scelta del sistema di ventilazione e del vuoto è importante. Verificare come il progetto previene il trascinamento del fuso nella linea del vuoto e come viene gestita la manutenzione in caso di formazione di depositi. Per il PET, la panoramica sul degasaggio dell'estrusore di un fornitore di vuoto descrive che il degasaggio del PET può estrarre vapori come acqua, solventi, monomeri/oligomeri, oltre a particelle intrappolate nel sistema del vuoto, il che spiega perché le trappole e la pianificazione della manutenzione sono importanti negli impianti reali. (Fonte: Panoramica sulla degassificazione dell'estrusore Leybold)
Come posso confrontare i preventivi per viti singole e doppie senza perdermi nelle specifiche?
Costringete entrambi i fornitori a quotare lo stesso risultato: pellet vendibili all'ora a una determinata condizione di materia prima. Fornite intervalli di umidità e contaminazione, specifiche target per i pellet e i test di accettazione utilizzati dai vostri acquirenti. Chiedete quindi a ciascun fornitore di elencare i moduli che rendono possibile tale risultato: alimentazione/condizionamento, degasaggio, tipo di filtrazione e area di setaccio, e metodo di pellettizzazione. Un preventivo che non includa un piano di filtrazione (intervallo previsto per la sostituzione del setaccio, aspettative sull'andamento della pressione, scarti di riavvio) non è confrontabile. Considerate i rapporti L/D della coclea e i kW del motore come secondari. La definizione del risultato è ciò che evita sorprese dopo la messa in servizio.
Se ho intenzione di utilizzare la pellettizzazione subacquea, cosa dovrei richiedere nella proposta?
Richiedete una proposta di sistema coordinata, non un "prezzo per la pellettizzazione subacquea". Plastics Technology sottolinea che il successo della pellettizzazione subacquea dipende dalla corretta combinazione di estrusori, pompe, filtri, sistemi idrici ed essiccatori. Richiedete le specifiche del sistema idrico e dell'essiccatore, il livello previsto di particelle fini nei pellet e il modo in cui le dimensioni dei pellet vengono controllate in base all'usura di taglierine e matrici. Richiedete inoltre obiettivi di tendenza della pressione di fusione e della temperatura in base alla vostra capacità produttiva. Se il fornitore non è in grado di dimostrare in che modo la filtrazione e la stabilità della pressione di fusione supportano la pellettizzazione, probabilmente dovrete affrontare problemi di qualità dei pellet e di formazione di particelle fini dopo l'avvio. (Fonte: Tecnologia della plastica: la strada verso la perfezione dei pellet)
Riferimenti
- ISO — Linee guida sul riciclaggio della plastica (panoramica ISO 15270)
- ASTM — Metodo di prova del tasso di fluidità (panoramica ASTM D1238)
- Tecnologia delle materie plastiche: perché la miscelazione differisce tra vite doppia e vite singola
- Tecnologia delle materie plastiche — Considerazioni sulle specifiche del sistema di pellettizzazione subacquea
- Leybold — Panoramica sulla degassificazione dell'estrusore
- Energycle — Macchine per la pellettizzazione della plastica
- Energycle — Guida ai metodi di pellettizzazione
- Energycle — Contatto
