Extruders met één schroef worden veel gebruikt in de kunststofverwerking en kunnen ook PET-flessenvlokken tot rPET-korrels verwerken.als De productielijn regelt vocht, vluchtige stoffen, filtratie en pelletering voldoende om de intrinsieke viscositeit (IV) en de pelletkwaliteit te beschermen.
Deze handleiding legt uit wat een PET-vlokkenpelletiseermachine met één schroef is, hoe de volledige lijn doorgaans is geconfigureerd, waar projecten mislukken en welke vragen u aan leveranciers moet stellen voordat u een bestelling plaatst.
Voor een basisconfiguratie en opties, zie Energycle's. Referentiepagina voor PET-vlokkenpelletiseermachine met enkele schroef.
Als je nog steeds apparatuur aan het bekijken bent, helpen deze Energycle-pagina's je bij het vergelijken van lijnconcepten en terminologie: – machines voor het pelletiseren van kunststof – pelletiseermethoden in kunststofpelletiseermachines – Overzicht van machines voor het recyclen van plastic
Belangrijkste punten (voor kopers)
- PET-vlokken moeten tot een zeer laag vochtgehalte worden gedroogd voordat ze worden gesmolten; vocht in de smelt kan hydrolyse en verlies van intrinsieke waarde veroorzaken.
- Vacuümontgassing en stabiele smeltfiltratie maken vaak het verschil tussen "mislukte" en "consistent succesvolle" productie.“
- Enkelschroeflijnen worden vaak gebruikt voor veel toepassingen met rPET-korrels, terwijl dubbelschroeflijnen aantrekkelijker worden naarmate de behoefte aan mengen/compounderen toeneemt.
Waarom het pelletiseren van PET-vlokken zo gevoelig is: Vocht → Hydrolyse → IV-verlies
PET absorbeert gemakkelijk vocht. Wanneer PET wordt gesmolten terwijl er vocht aanwezig is, kan hydrolyse optreden, waardoor het molecuulgewicht afneemt. Dit uit zich in een verlies aan intrinsieke waarde (IV) en verminderde mechanische eigenschappen. Een richtlijn voor de recyclingindustrie over de behandeling en het drogen van PET stelt dat zelfs kleine hoeveelheden vocht PET kunnen hydrolyseren tijdens het smeltproces en dat PET onmiddellijk vóór het smeltproces grondig moet worden gedroogd om verlies aan intrinsieke waarde te minimaliseren. De richtlijn geeft ook veelvoorkomende streefwaarden, zoals drogen tot ongeveer 50 ppm vocht en het beperken van het verlies aan intrinsieke waarde tot een smal bereik voor typische toepassingen van gerecycled PET. (Bron: Richtlijnen voor het drogen van CWC PET (BP-PET3-05-01))
Dat is de belangrijkste reden waarom PET-granuleerlijnen er "overgeoptimaliseerd" uitzien in vergelijking met PP/PE-lijnen: PET is ongeschikt voor een zwakke droogregeling, een lange verblijftijd en een instabiele ontluchting.
Wat "Enkelschroefpelletiseermachine voor PET-vlokken" nu eigenlijk betekent
De meeste kopers zeggen "pelletiseermachine", maar het systeem bestaat uit een productielijn met meerdere modules: – Voerbereiding (buffering, metaaldetectie, optionele verdichting) – Drogen / voordrogen (vaak de belangrijkste module voor PET) – Extrusie (enkele schroef, meestal met ontluchting en vacuüm) – Smeltfiltratie (zeefwisselaar of continue filtratie, soms met een smeltpomp) – Pelletiseren + pelletverwerking (strand of onder water; vervolgens drogen en fijne deeltjes verwijderen)
Bij het vergelijken van leveranciers moet u zich minder richten op de schroef zelf en meer op hoe de modules samenwerken om IV, contaminatie en pelletconsistentie te beheersen.
Typisch procesverloop (Flessenvlokken → rPET-korrels)
De meeste lijnen volgen een vergelijkbaar patroon:
1) Gewassen PET-vlokken (met gecontroleerde PVC/metaal/papierlimieten)
2) Voordrogen / droogbuffer (doelvochtstabiliteit)
3) Toevoersysteem (trechterontwerp, brugvormingscontrole, optionele verdichter/compactor)
4) Enkelschroefsextruder (temperatuurprofiel + verblijftijdregeling)
5) Vacuümontgassing/ontluchting (verwijderen van waterdamp en andere vluchtige stoffen)
6) Smeltfiltratie (verwijderen van vaste verontreinigingen; controle van de drukstabiliteit)
7) Pelletiseren (op het strand of onder water)
8) Pelletdroging + verwijdering van fijne deeltjes + transport naar opslag
Sommige “fles-naar-fles”-processen voegen extra ontsmettings- en IV-beheerstappen toe (bijvoorbeeld, EREMA’s VACUREMA beschrijft gedefinieerde vacuümbehandeling en vaste-fase polycondensatie/IV-verhogingsstappen als onderdeel van het concept, en merkt op dat smelten onder vacuüm helpt hydrolytische/oxidatieve ontbinding te voorkomen; zie EREMA VACUREMA details).
Kernmodules (Wat te inspecteren en wat het verandert)
1) Drogen / Voordrogen (vaak de upgrade met het hoogste rendement)
Als uw droger geen stabiel vochtgehalte bij de extruderinvoer kan handhaven, zult u verderop in het proces problemen ondervinden (schuimvorming, bubbels, waas, inconsistentie van de pellets, frequente omkering van instellingen).
Controle door de koper: – Hoe wordt het vochtgehalte gemeten (meetpunt en methode)? – Welk vochtgehalte kan de leverancier garanderen bij de toevoer naar de extruder? jouw Vlokken? – Wat gebeurt er tijdens start-/stopcycli en het bijvullen van de trechter (vochtigheidspieken komen vaak voor)?
Als u een streefwaarde nodig heeft om met leveranciers te bespreken, dan adviseert de CWC PET-droogrichtlijn om te drogen tot zeer lage vochtigheidsniveaus (vaak aangeduid als tientallen ppm) om hydrolyse tijdens de smeltverwerking te minimaliseren. (Zie CWC PET-droogrichtlijnen.)
2) Toevoer en verwerking van vlokken (stabiliteit is belangrijker dan piekproductie)
PET-vlokken kunnen klonteren, opzwellen of fijne deeltjes meevoeren naar de extruder. Een stabiele toevoer verbetert de stabiliteit van de smeltdruk en maakt filtratie eenvoudiger.
Controlepunten voor de koper: – Ontwerp van de trechter en anti-verstoppingsfuncties – Hoe de leverancier omgaat met lichte etiketten/fijne materialen – Of verdichting/compactie wordt toegepast (en waarom)
3) Vacuümontgassing / -ontluchting (Beheersing van vocht en vluchtige stoffen)
Ontgassen is waar veel productielijnen stabiliteit verkrijgen. Het helpt waterdamp en andere vluchtige stoffen uit het smeltmateriaal te verwijderen – vooral belangrijk voor rPET met een variabele aanvoerkwaliteit.
Twee praktische zaken om te controleren: – Overdrachtscontrole (hoe de ontluchting voorkomt dat gesmolten materiaal in de vacuümleiding terechtkomt) – Duurzaamheid van het vacuümsysteem (omdat bij het ontgassen van PET dampen zoals water, oplosmiddelen, monomeren/oligomeren en ingesloten deeltjes in het systeem terecht kunnen komen)
In het overzicht van Leybold over het ontgassen van extruders wordt PET-ontgassing beschreven als het afzuigen van aanzienlijke hoeveelheden dampen (waaronder water, oplosmiddelen, monomeren en oligomeren) uit de extruder naar het vacuümsysteem, en wordt gewezen op de ontwerpuitdaging om condensatie en polymerisatie in pompen te beheersen. (Zie Overzicht van het ontgassen van Leybold-extruders.)
4) Smeltfiltratie + drukstabiliteit (het "Quiet Line"-voordeel)
Vlokvormige verontreiniging is een reëel probleem: papier, aluminium, elastomeren, af en toe pvc en fijne deeltjes. Uw smeltfilter moet vaste stoffen verwijderen zonder storende drukpieken of frequente stilstand te veroorzaken.
Wat een goede werking inhoudt: – De druk is stabiel genoeg om de korrelgrootte constant te houden – Het filteronderhoud is afgestemd op de duur van uw campagne (niet op het drukste uur)
Gneuss wijst op een veelvoorkomend operationeel probleem – schermwisselingen die onderbrekingen en drukpieken veroorzaken – en beschrijft een concept voor roterende filtratie dat erop gericht is de smeltstroomomstandigheden (inclusief drukval) constant te houden door schermverontreiniging te beheersen. (Zie Overzicht van gnoessmeltfiltratie.)
In de productbeschrijving van Starlinger's recoSTAR PET-lijn wordt ook de nadruk gelegd op smeltfiltratie en stabiele smeltdruk, waarbij de rol van een smeltpomp bij het stabiliseren van de druk en het waarborgen van een consistente smeltkwaliteit wordt vermeld. (Zie Overzicht van Starlinger recoSTAR PET.)
5) Pelletiseermethode (op het strand versus onder water) en pelletverwerking
Pelletiseren is meer dan alleen "snijden". Het omvat ook de behandeling van water en lucht, het drogen van de pellets, de beheersing van fijne deeltjes en de tolerantie van de lijn voor kleine variaties in het smeltproces.
Onderwaterpelletiseersystemen worden vaak als complete pakketten gespecificeerd, omdat meerdere subsystemen op elkaar afgestemd moeten zijn. Plastics Technology merkt op dat een onderwaterpelletiseersysteem "alleen succesvol kan zijn met de juiste specificatie van extruders, pompen, filters, watersystemen en drogers, gecoördineerd om een consistente pelletkwaliteit te bereiken." (Zie Specificaties van het onderwaterpelletiseersysteem voor kunststoftechnologie.)
Als u moet kiezen tussen verschillende pelletiseermethoden, vraag leveranciers dan om de pelletkwaliteit (fijnstof %, staartdeeltjes, pelletgrootteverdeling) te tonen bij uw beoogde doorvoer en IV – niet alleen bij een “ideale” situatie. Voor een praktisch overzicht van gangbare opties, zie de handleiding van Energycle. pelletiseermethoden in kunststofpelletiseermachines.
Enkele schroef versus dubbele schroef voor PET-vlokken (beslissingstabel voor de koper)
| Beslissingsfactor | Een enkele schroef is vaak voldoende wanneer… | Een tweeschroefsschroef is vaak een geschikte oplossing wanneer… |
|---|---|---|
| Vlokkenconsistentie | De binnenkomende vlokken worden consequent gewassen en gesorteerd. | De kwaliteit van de binnenkomende gegevens fluctueert, waardoor je meer verwerkingscapaciteit nodig hebt.“ |
| Mengen/samenstellen | Je hebt voornamelijk smelten, ontgassen, filtreren en pelletiseren nodig. | Voor additieven, vulstoffen, kleurstoffen of gecontroleerde menging is een krachtigere menging nodig. |
| Devolatilisatiebehoeften | Een of twee goed ontworpen ventilatie-/vacuümzones kunnen aan de doelstellingen voldoen. | Je hebt een agressievere ontgassingscapaciteit en menging nodig. |
| Onderhoudsmodel | Je wilt minder roterende elementen en eenvoudigere herbouwprocedures. | U accepteert complexer onderhoud in ruil voor de flexibiliteit van het proces. |
| Risicotolerantie | Je kunt strenge invoerspecificaties opleggen (vochtgehalte/verontreiniging). | Het proces moet een grotere variabiliteit in de invoer kunnen verdragen. |
De snelste manier om een beslissing te nemen is door uw gewenste pellet-IV, het contaminatiebereik en de eisen van de eindmarkt te bepalen, en dit vervolgens te bevestigen met een materiaalproef met uw vlokken.
Specificaties die u moet definiëren voordat u een offerte aanvraagt
Veel aankopen van machines die niet aan de eisen voldoen, komen voort uit het feit dat de offerte alleen gebaseerd is op de doorvoercapaciteit. Gebruik een specificatieblad waarin kwaliteits-, variabiliteits- en conformiteitsvereisten zijn opgenomen.
| Specificatie-item | Waarom het belangrijk is | Hoe definieer je het? |
|---|---|---|
| Inkomend vlokvocht | Directe oorzaak van hydrolyserisico en IV-verlies | Geef het typische/worst-case vochtgehalte op; definieer het gemeten streefvochtgehalte van de invoer bij de extruderinlaat (vermeld uw testmethode). |
| Inkomend verontreinigingsprofiel | Bepaalt de filtratiebelasting en pelletdefecten. | Definieer de PVC-limiet, metalen, papier/etiketten, fijne deeltjes % en niet-smeltende verontreinigingen. |
| Doelpellet IV en IV-verlieslimiet | Definieert mechanische prestaties en eindgebruik. | Geef het streefbereik voor IV en het toelaatbare IV-verlies aan; controleer de meetmethode (ASTM D4603 wordt vaak als referentie gebruikt). |
| Verwachtingen ten aanzien van geur/VOS | Beïnvloedt de acceptatie door de eindmarkt | Definieer de geur-/VOC-doelstelling en hoe deze zal worden geëvalueerd (klantenpanel, instrument, enz.). |
| Pelletgeometrie + limieten voor fijne deeltjes | Heeft gevolgen voor het transport, de dosering en de kwaliteit van het eindproduct. | Definieer het gewenste korrelgroottebereik en de acceptabele hoeveelheid fijne deeltjes; vermeld ook de verwachtingen ten aanzien van de droger en de verwijdering van fijne deeltjes. |
| Bedoeld voor contact met voedsel (indien van toepassing) | Mogelijk is aanvullende validatie en documentatie vereist. | Definieer de eindmarkt en het nalevingsproces; bestudeer de FDA-richtlijnen voor gerecyclede kunststoffen met het oog op chemische overwegingen bij voedselverpakkingen. |
FDA-referentie voor teams die zich richten op toepassingen die in contact komen met levensmiddelen: Gebruik van gerecycled plastic in voedselverpakkingen (chemische overwegingen): Richtlijnen voor de industrie.
Vragen van leveranciers die projecten redden
Stel deze vragen tijdig, voordat de leverancier een configuratie vastlegt:
1) DrooggarantieWelk vochtgehalte garandeert u bij de toevoer naar de extruder voor mijn vlokken, en hoe meet u dat?
2) Ontwerp voor ontgassingWat voorkomt dat smeltmateriaal in de vacuümleiding terechtkomt, en wat is het onderhoudsplan voor het vacuümsysteem?
3) FiltratieplanWelke aannames over de verontreinigingsbelasting hanteert u, welke fijnheid kunt u handhaven en hoe ziet een "slechte dag" eruit voor het vervangen van zeven of het terugspoelen?
4) Stabiliteit van de smeltdrukGebruikt u een smeltpomp, en welk drukschommelingsbereik verwacht u in stationaire toestand?
5) Kwaliteitsbewijs van pellets: Toon de korrelgrootteverdeling en de hoeveelheid fijne deeltjes bij mijn beoogde doorvoercapaciteit, en leg uit hoe de korreldroger en de verwijdering van fijne deeltjes zijn gedimensioneerd.
6) ProefprotocolWat zullen we tijdens de proef meten (IV, gels, zwarte deeltjes, VOC/geur), en wat bepaalt of de proef geslaagd of niet geslaagd is?
Voor het plannen van stilstand en onderdelen, Energycle's Checklist voor onderhoud van de kunststofgranulator Kan je helpen om van "onderhoud" een echt preventief onderhoudsschema te maken.
FAQ (Echte vragen over inkoop)
Kan een enkele schroeflijn rPET-korrels voor contact met levensmiddelen produceren uit flessenafval?
Dat kan, maar "contact met voedsel" is een kwestie van naleving en procesbeheersing, niet alleen van schroefkeuze. Je hebt strikte controle van de input nodig (sorteren, wassen en een laag PVC/metaalgehalte) plus een ontsmettingsconcept dat je eindmarkt accepteert. Sommige leveranciers bieden complete fles-naar-fles-systemen met een gedefinieerde vacuümbehandelingstijd en -temperatuur; EREMA beschrijft bijvoorbeeld een minimale vacuümbehandelingstijd en een hogere temperatuurbehandeling voor PET-flakes in hun VACUREMA-concept. Voor projecten in de VS is het ook raadzaam om de volgende punten te bekijken: FDA-richtlijnen voor gerecycled plastic voor voedselverpakkingen en stem uw validatieplan af op de eisen van uw klant.
Welk vochtigheidsniveau moet de leverancier garanderen bij de invoeropening van de extruder?
Vraag naar een gegarandeerd bereik bij de extruderinlaat, niet alleen naar "droogprestaties". PET is gevoelig voor vocht in de smelt, omdat hydrolyse het molecuulgewicht en de jodiumwaarde (IV) kan verlagen. Een richtlijn voor het drogen van PET-recycling beschrijft het drogen van PET tot een zeer laag vochtgehalte (vaak aangeduid met enkele tientallen ppm) om hydrolyse te minimaliseren en IV-verlies tijdens de smeltverwerking te beperken. Gebruik dit als uitgangspunt en bepaal vervolgens een waarde op basis van uw gewenste IV-waarde en eindgebruik. Het allerbelangrijkste is om het bemonsteringspunt, de testmethode en de wijze waarop de leverancier omgaat met vochtpieken tijdens het bijvullen van de trechter en het opstarten van de machine te specificeren. (Zie CWC PET-droogrichtlijnen.)
Welke smeltfiltratiemethode is veiliger voor gebruikte vlokken: zeefwisselaar of continue filtratie?
De juiste keuze hangt af van de mate van vervuiling en de verwachte bedrijfszekerheid. Zeefwisselaars kunnen goed werken wanneer de vervuiling onder controle is, maar frequente zeefwisselingen kunnen drukschommelingen en procesonderbrekingen veroorzaken als de lijn daar niet op is ontworpen. Continue filtratieconcepten zijn erop gericht de smeltstroomomstandigheden stabieler te houden; Gneuss beschrijft bijvoorbeeld filtratiemethoden die constante omstandigheden handhaven door de vervuiling van de zeef te beheersen, waardoor drukpieken als gevolg van zeefwisselingen worden voorkomen. Wanneer u offertes vergelijkt, vraag dan elke leverancier naar de verwachte mate van vervuiling, het verwachte onderhoudsinterval bij uw doorvoer en de gegevens die zij gebruiken om de drukstabiliteit te voorspellen. (Zie Overzicht van gnoessmeltfiltratie.)
Heb ik een smeltpomp nodig op een PET-granuleerlijn?
Een smeltpomp is niet verplicht, maar kan wel helpen wanneer een stabiele smeltdruk bij de matrijs nodig is voor een consistente korrelgrootte en een stabielere werking – vooral als filtratie een variabele drukval veroorzaakt. De beschrijving van Starlinger's recoSTAR PET benadrukt de rol van de smeltpomp bij het stabiliseren van de smeltdruk en het waarborgen van een consistente smeltkwaliteit. Voor kopers komt de beslissing neer op: hoe strikt de limieten voor korrelgrootte/fijnstofgehalte zijn, hoe variabel de aangeleverde vlokken zijn en hoe stabiel de matrijsdruk moet zijn voor de gekozen pelletiseermethode. Vraag de leverancier om gegevens over de drukontwikkeling met en zonder pomp bij de gewenste filterfijnheid. (Zie Overzicht van Starlinger recoSTAR PET.)
Wat moet ik specificeren voor vacuümontgassing om afzettingen en pompproblemen te voorkomen?
Begin met wat er vrijkomt bij het smelten van rPET: waterdamp plus andere dampen en soms meegesleepte deeltjes. Leybold merkt op dat bij het ontgassen van PET dampen zoals water, oplosmiddelen, monomeren/oligomeren kunnen vrijkomen, en dat deze kunnen condenseren en polymeriseren in vacuümpompen, wat een uitdaging vormt voor het ontwerp en het onderhoud. Vraag bij de aanschaf welke condensors/afscheiders zijn inbegrepen, hoe afzettingen worden beheerd, wat het reinigingsinterval is en of het onderhoud kan worden afgestemd op uw productiecampagnes. Vraag ook hoe de ontluchting voorkomt dat smeltmateriaal tijdens piekbelastingen in het vacuümsysteem terechtkomt. (Zie Overzicht van het ontgassen van Leybold-extruders.)
Strenge pelletisering of onderwaterpelletisering: wat vermindert pelletdefecten en fijne deeltjes bij PET?
Beide systemen kunnen werken; de doorslaggevende factor is de afstemming van het systeem en het werkingsbereik. Onderwatersystemen kunnen consistente pellets produceren, maar vereisen een gecoördineerde specificatie van de apparatuur stroomopwaarts en stroomafwaarts. Plastics Technology merkt op dat het succes van de onderwaterpelletiseermachine afhangt van de juiste specificatie van extruders, pompen, filters, watersystemen en drogers om een consistente pelletkwaliteit te bereiken. PET-kopers wordt aangeraden een lijst met acceptatiecriteria voor de pelletkwaliteit (fijnstof %, staartdeeltjes, spreiding van de pelletgrootte) op te vragen en de leverancier te vragen vergelijkbare gegevens te genereren (of te tonen) bij de door u gewenste IV-waarde en doorvoer. Neem ook de kosten voor drogers en het verwijderen van fijnstof op in de offerte; defecten komen vaak pas na het drogen aan het licht. (Zie Specificaties van het onderwaterpelletiseersysteem voor kunststoftechnologie.)
Referenties
- Energycle — Productreferentie voor een enkelschroefs pelletiseermachine voor PET-vlokken
- CWC — Recyclen en verwerken van PET: droogmethoden en -vereisten (BP-PET3-05-01)
- EREMA — Details over de VACUREMA-technologie (vacuümbehandeling, smelten onder vacuüm, filtratieconcepten)
- Leybold — Overzicht van het ontgassen van extruders (PET-dampen en aandachtspunten voor het vacuümsysteem)
- Gneuss — Overzicht van smeltfiltratie (drukstabiliteit en concepten van continue filtratie)
- Starlinger — recoSTAR PET-overzicht (smeltfiltratie, smeltpomp, proceskenmerken)
- FDA — Gebruik van gerecycled plastic in voedselverpakkingen (chemische overwegingen): Richtlijnen voor de industrie
- ASTM — Intrinsieke viscositeit van PET (overzicht ASTM D4603)
- ISO — Richtlijn voor de recycling van kunststoffen (overzicht ISO 15270)
