Se você estiver construindo uma linha de granulação para reciclagem, eventualmente enfrentará uma decisão crucial: extrusão de rosca simples ou de rosca dupla. Ambas são tecnologias comprovadas, mas resolvem problemas diferentes.
Em muitos projetos de reciclagem, os sistemas de rosca simples são escolhidos por conseguirem gerar uma pressão de fusão estável para filtração e granulação com um layout mecânico mais simples. Os sistemas de rosca dupla são frequentemente escolhidos quando a mistura e a dispersão definem a qualidade dos grânulos, ou quando o processo se assemelha mais à mistura do que à reciclagem.
Este guia explica as vantagens e desvantagens em termos práticos para que você possa escolher com base na sua matéria-prima e nos testes de aceitação do seu cliente.
Principais conclusões
- As extrusoras de rosca simples são frequentemente escolhidas devido à sua pressão de fusão estável, filtração e granulação.
- As extrusoras de rosca dupla são frequentemente escolhidas quando a mistura e a dispersão influenciam o desempenho do produto.
- Comece pelas especificações de saída (janela de contaminação, aditivos, alvo MFR/IV) e, em seguida, selecione o tipo de extrusora.
Como funciona um granulador de reciclagem de parafuso único (nível geral)
Numa peletizadora de reciclagem típica, a rosca possui zonas funcionais: – a zona de alimentação/transporte aceitar matéria-prima moída ou densificada – um zona de fusão/compressão onde os sólidos se transformam em líquido (calor + cisalhamento) – um zona de medição que estabiliza a saída e cria pressão para filtração e fluxo na matriz
A maioria dos projetos de reciclagem inclui essas funções em um pacote com: – alimentação estável (especialmente para filmes) – filtragem do material fundido (trocador de tela) – desgaseificação conforme necessário – sistema de granulação adequado ao polímero e ao mercado final.
Para configurações e opções de linha típicas, consulte o manual do Energycle. máquinas de peletização de plástico.
Parafuso simples vs. parafuso duplo: tabela comparativa para o comprador
| Fator de decisão | Parafuso único geralmente se encaixa quando… | A rosca dupla tende a ser a melhor opção quando… |
|---|---|---|
| Função principal | Derreter + pressurizar + filtrar + granular | Mistura/composição + aditivos dispersos + desvolatilização controlada |
| Estabilidade da pressão de fusão | É necessária pressão constante para a filtração e tamanho uniforme dos grânulos. | É possível justificar elementos de parafuso e controles mais complexos para atingir o objetivo de mistura. |
| Requisito de mistura | Você precisa principalmente de homogeneização (material moído + material virgem, pequeno pacote de aditivos). | Para produtos sensíveis à dispersão, é necessária uma mistura dispersiva/distributiva mais intensa. |
| Variabilidade da matéria-prima | Você pode manter a umidade e a contaminação mais controladas. | Você precisa de mais capacidade de processamento para lidar com a variabilidade e as demandas de mixagem. |
| Modelo de manutenção | Você deseja rotinas de manutenção mecânica mais simples. | Você aceita uma maior complexidade mecânica em troca da capacidade de processamento. |
Por que a rosca simples é comum em linhas de reciclagem?
1) Cria pressão estável para filtração e granulação.
O material fundido para reciclagem frequentemente apresenta contaminação fina (fibras de papel, partículas finas, partículas de alumínio, polímero degradado). A filtração e a granulação exigem pressão estável do material fundido e fluxo previsível. Se a pressão oscilar, normalmente haverá mais tempo de inatividade para troca de telas, mais refugo na reinicialização e maior variação no tamanho dos grânulos.
2) Isso simplifica o layout mecânico.
Os sistemas de rosca simples são mecanicamente mais simples do que a maioria das linhas de extrusão de rosca dupla. Isso pode ser importante se você busca um gerenciamento previsível de peças de desgaste e rotinas de manutenção mais rápidas — especialmente em fábricas com equipes de manutenção enxutas.
3) Funciona bem quando a linha estabiliza a matéria-prima a montante.
Muitas linhas de reciclagem estabilizam a matéria-prima antes da extrusora (densificação para filme, lavagem/secagem, remoção de metais), garantindo uma alimentação mais constante para a rosca. Isso permite que uma linha de extrusão com rosca simples tenha um bom desempenho sem a necessidade de investir em capacidade de mistura em escala industrial.
Onde a tecnologia Twin-Screen faz sentido
A extrusão de dupla rosca é geralmente considerada quando a mistura e a dispersão definem o sucesso, como em: – mistura com cargas, reforços ou pacotes de aditivos maiores; – mistura de polímeros onde a qualidade da dispersão influencia as propriedades mecânicas; – processos que exigem configurações de elementos de rosca mais complexas para um comportamento de mistura controlado.
A revista Plastics Technology explica por que a mistura com rosca dupla se comporta de maneira diferente: as roscas interpenetrantes podem transferir o polímero entre si várias vezes, promovendo uma mistura completa em todo o canal. Isso permite uma mistura mais eficiente sem a mesma perda de rendimento e o aumento da temperatura de fusão que as seções de mistura de alta cisalhamento podem causar em projetos com rosca simples. (Fonte: Tecnologia de Plásticos — Diferenças na mistura em extrusoras de dupla rosca)
Como a escolha da extrusora afeta a filtração e a granulação
A granulação ocorre a jusante, mas a escolha da extrusora altera a faixa de operação. Os sistemas de granulação subaquática, por exemplo, dependem da especificação coordenada de extrusoras, bombas, filtros, sistemas de água e secadores. A revista Plastics Technology observa que o granulador subaquático só apresenta bom desempenho quando esses sistemas são especificados em conjunto para alcançar uma qualidade consistente dos grânulos. (Fonte: Tecnologia de Plásticos — O Caminho para a Perfeição dos Pellets)
Para uma visão geral prática dos métodos de granulação e do que eles exigem da massa fundida, consulte o documento Energycle. guia de métodos de peletização.
O que perguntar aos fornecedores (para não comprar com base em suposições)
Use estas perguntas para obter citações comparativas diretas:
1) Qual é o polímero alvo e o mercado final (filme, injeção, folha, fita, fibra)?
2) Qual é o grau de variabilidade na qualidade da entrada (umidade, papel/rótulos, partículas finas, outros polímeros)?
3) Você precisa de mistura/composição, ou principalmente de fusão + filtragem + granulação?
4) Qual propriedade de CQ define o sucesso (MFR, contagem de contaminantes, cor, odor, IV para PET)?
5) Qual a faixa de pressão de fusão e a flutuação esperadas na taxa de produção desejada?
6) Qual o intervalo de troca de tela e o tempo de reinicialização do processo que devemos esperar com o nosso nível de contaminação?
7) Qual modelo de serviço você considera (manutenção interna ou serviço do fornecedor) e quais são os intervalos de reconstrução?
Se você deseja que o Energycle recomende um conceito de linha e módulos de suporte, use o formulário de contato.
Perguntas frequentes (Perguntas reais sobre compras)
Se eu for usar principalmente para filtrar e peletizar, um filtro de rosca dupla seria exagero?
Às vezes. Se o seu indicador de sucesso for a estabilidade da pressão de fusão durante a filtração e o tamanho consistente dos grânulos, uma linha de extrusão de rosca simples bem especificada pode ser a escolha mais prática. Os sistemas de rosca dupla agregam valor quando você precisa de intensidade de mistura ou qualidade de dispersão que altere as propriedades dos grânulos, mas essa capacidade tem um custo e uma complexidade mecânica maiores. Uma maneira melhor de decidir é definir o que significa "grânulos ruins" para o seu cliente — géis, manchas, odor, deriva de MFR, perda de IV para PET — e então mapear cada modo de falha para uma necessidade do processo (mistura, secagem, desgaseificação, filtração). Se a mistura não for o seu fator limitante, priorize a estabilidade da alimentação e a estratégia de filtração.
Qual é o sinal mais claro de que eu realmente preciso de uma bomba de mistura de parafuso duplo?
É necessário adicionar ou dispersar uma quantidade significativa de aditivos ou cargas, e a qualidade dos grânulos depende dessa dispersão. A revista Plastics Technology observa que é necessária uma mistura intensiva com alta taxa de cisalhamento para dispersar completamente os aditivos ou outros polímeros, e explica que os sistemas de extrusão com rosca dupla permitem a transferência de polímero entre as roscas múltiplas vezes, para uma mistura completa em todo o canal. Se os testes do seu cliente demonstrarem que a má dispersão causa falhas (perda de resistência, inconsistência na taxa de filtração, defeitos visíveis), um processo com rosca dupla torna-se mais fácil de justificar. Se os seus problemas forem principalmente contaminação e instabilidade de pressão, concentre-se primeiro na alimentação, secagem e filtração. (Fonte: Tecnologia de Plásticos — Diferenças na mistura em extrusoras de dupla rosca)
Será que o sistema de parafuso único ainda consegue remover odores e compostos voláteis na reciclagem?
Sim, mas você precisa especificar o conceito de desgaseificação corretamente. Se a sua matéria-prima contém umidade ou voláteis (tintas, resíduos orgânicos), a seleção do sistema de ventilação e vácuo é crucial. Confirme como o projeto impede a transferência de material fundido para a linha de vácuo e como a manutenção é realizada quando depósitos se formam. Para PET, uma visão geral sobre desgaseificação de extrusoras de um fornecedor de vácuo descreve que a desgaseificação de PET pode extrair vapores como água, solventes, monômeros/oligômeros, além de partículas em suspensão, para o sistema de vácuo, o que explica por que os filtros e o planejamento de manutenção são importantes em fábricas reais. (Fonte: Visão geral da desgaseificação da extrusora Leybold)
Como posso comparar orçamentos para parafusos de rosca simples e de rosca dupla sem me perder nas especificações?
Exija que ambos os fornecedores apresentem cotações com o mesmo resultado: pellets comercializáveis por hora, em uma condição de matéria-prima definida. Forneça as faixas de umidade e contaminação, as especificações desejadas para os pellets e os testes de aceitação utilizados pelos seus compradores. Em seguida, peça a cada fornecedor que liste os módulos que tornam esse resultado possível: alimentação/condicionamento, desgaseificação, tipo de filtração e área da tela, e método de pelotização. Uma cotação que não inclua um plano de filtração (intervalo esperado para troca da tela, expectativas de tendência de pressão, desperdício na reinicialização) não é comparável. Considere as relações L/D da rosca e a potência do motor (em kW) como secundárias. A definição do resultado é o que evita surpresas após o comissionamento.
Se eu planejo usar a granulação subaquática, o que devo exigir na proposta?
Exija uma proposta de sistema coordenado, não apenas um "preço de granulador subaquático". A revista Plastics Technology observa que o sucesso da granulação subaquática depende da especificação correta de extrusoras, bombas, filtros, sistemas de água e secadores, que devem funcionar em conjunto. Solicite as especificações do sistema de água e do secador, o nível esperado de partículas finas nos grânulos e como o tamanho dos grânulos é controlado à medida que os cortadores e matrizes se desgastam. Exija também metas de tendência de pressão e temperatura de fusão para sua capacidade de produção. Se o fornecedor não puder demonstrar como a filtragem e a estabilidade da pressão de fusão suportam o granulador, você provavelmente enfrentará problemas de qualidade dos grânulos e partículas finas após o início da operação. (Fonte: Tecnologia de Plásticos — O Caminho para a Perfeição dos Pellets)
Referências
- ISO — Diretrizes para reciclagem de plásticos (visão geral da ISO 15270)
- ASTM — Método de ensaio de índice de fluidez (visão geral da norma ASTM D1238)
- Tecnologia de Plásticos — Por que a mistura difere em extrusoras de rosca dupla e de rosca simples
- Tecnologia de Plásticos — Considerações sobre as especificações do sistema de granulação subaquática
- Visão geral do processo de desgaseificação da extrusora Leybold
- Energycle — Máquinas de granulação de plástico
- Energycle — Guia de métodos de peletização
- Energycle — Contato
