Extruderele cu un singur șnec sunt comune în prelucrarea materialelor plastice și pot, de asemenea, peletiza fulgi de sticle PET în pelete de rPET -dacă Linia controlează umiditatea, substanțele volatile, filtrarea și peletizarea suficient de bine pentru a proteja vâscozitatea intrinsecă (IV) și calitatea peletilor.
Acest ghid explică ce este un peletizator de fulgi PET cu un singur șnec, cum este configurată de obicei întreaga linie, unde proiectele eșuează și ce întrebări trebuie să le adresați furnizorilor înainte de a semna o comandă de achiziție.
Pentru o configurație și opțiuni de bază, consultați Energycle-urile Pagină de referință pentru peletizatorul cu șnec unic cu fulgi PET.
Dacă încă mai folosiți echipamente de măsurare a spectrometriei, aceste pagini Energycle vă ajută să comparați conceptele și terminologia referitoare la linii:
– mașini de peletizat plastic
– metode de peletizare în peletizatoarele de plastic
– prezentare generală a mașinilor de reciclare a plasticului
Concluzii rapide (pentru cumpărători)
- Fulgii de PET trebuie uscați la o umiditate foarte scăzută înainte de topire; umiditatea din topitură poate duce la hidroliză și pierderi intravenoase.
- Degazarea în vid și filtrarea stabilă a topiturii reprezintă adesea diferența dintre “funcționare” și “funcționare constantă”.”
- Liniile cu un singur șnec sunt frecvent utilizate pentru multe aplicații cu peleți de rPET, în timp ce șnecul dublu devine mai atractiv pe măsură ce nevoile de amestecare/compoundare cresc.
De ce este sensibilă peletizarea fulgilor de PET: Umiditate → Hidroliză → Pierdere intravenoasă
PET-ul absoarbe ușor umezeala. Când PET-ul este topit în prezența umidității, poate avea loc hidroliza și poate reduce greutatea moleculară, ceea ce se manifestă prin pierderi de IV și performanțe mecanice reduse. Un document de orientare al industriei de reciclare privind manipularea și uscarea PET-ului menționează că până și niveluri mici de umiditate pot hidroliza PET-ul în timpul procesării topiturii și că PET-ul trebuie uscat complet imediat înainte de procesarea topiturii pentru a minimiza pierderile de IV. De asemenea, acesta oferă obiective frecvent citate, cum ar fi uscarea la ~50 ppm de umiditate și menținerea pierderilor de IV într-un interval îngust pentru aplicațiile tipice de PET reciclat. (Sursa: Ghid CWC pentru uscarea PET (BP-PET3-05-01))
Acesta este principalul motiv pentru care liniile de peletizare PET par “supraechipate” în comparație cu PP/PE: PET-ul penalizează controlul slab al uscării, timpul lung de staționare și ventilația instabilă.
Ce înseamnă de fapt “Pelletizator cu un singur șnec pentru fulgi de PET”
Majoritatea cumpărătorilor spun “pelletizator”, dar sistemul este o linie formată din mai multe module:
– Pregătirea furajelor (buffering, detectare metale, densificare opțională)
– Uscare / pre-uscare (adesea cel mai important modul pentru PET)
– Extrudare (șurub unic, de obicei cu ventilație și vid)
– Filtrarea topiturii (schimbător de site sau filtrare continuă, uneori cu o pompă de topire)
– Peletizare + manipulare peleți (pe fir lung sau sub apă; apoi uscare și îndepărtare a particulelor fine)
Când comparați furnizorii, concentrați-vă mai puțin pe șurub și mai mult pe modul în care modulele funcționează împreună pentru a controla perfuzia intravenoasă, contaminarea și consistența peletelor.
Flux tipic de proces (fulgi de sticlă → pelete de rPET)
Majoritatea liniilor urmează un flux similar cu acesta:
1) Fulgi de PET spălați (cu limite controlate pentru PVC/metal/hârtie)
2) Pre-uscare / tampon de uscare (stabilitate țintă la umiditate)
3) Sistem de alimentare (proiectare a buncărului, control al punții, densificator/compactor opțional)
4) Extruder cu un singur șnec (profil de temperatură + control al timpului de rezidență)
5) Degazare/ventilare în vid (îndepărtarea vaporilor de apă și a altor substanțe volatile)
6) Filtrare prin topire (îndepărtarea contaminanților solizi; controlul stabilității presiunii)
7) Peletizare (în filamente sau sub apă)
8) Uscarea peleților + îndepărtarea particulelor fine + transportul în depozit
Unele procese “de la sticlă la sticlă” adaugă etape suplimentare de decontaminare și gestionare a administrării intravenoase (de exemplu, VACUREMA de la EREMA descrie tratamentul definit în vid și etapele de policondensare/creștere a administrării intravenoase în fază solidă ca parte a conceptului său și menționează că topirea sub vid ajută la prevenirea descompunerii hidrolitice/oxidative; vezi Detalii EREMA VACUREMA).
Module de bază (Ce trebuie inspectat și ce modifică acest lucru)
1) Uscarea / Pre-uscarea (adesea cea mai mare îmbunătățire a rentabilității investiției)
Dacă uscătorul dumneavoastră nu poate menține umiditatea stabilă la alimentarea extruderului, veți avea de-a face cu probleme în aval (spumare, bule, ceață, inconsistență a peletelor, inversări frecvente ale setărilor).
Cecuri ale cumpărătorului:
– Cum se măsoară umiditatea (punctul și metoda de prelevare)?
– Ce interval de umiditate poate garanta furnizorul la alimentarea extruderului al tău fulgi?
– Ce se întâmplă în timpul evenimentelor de pornire/oprire și al reumplerilor buncărelor (vârfurile de umiditate sunt frecvente)?
Dacă aveți nevoie de un obiectiv de discutat cu furnizorii, ghidul CWC pentru uscarea PET recomandă uscarea la niveluri de umiditate foarte scăzute (de obicei, în jur de zeci de ppm) pentru a minimiza hidroliza în timpul procesării topiturii. (Consultați Ghid CWC pentru uscarea PET.)
2) Alimentare și manipulare a fulgilor (stabilitatea depășește producția maximă)
Fulgii de PET pot forma punți, pot forma supratensiuni sau pot transporta particule fine în extruder. O alimentare stabilă îmbunătățește stabilitatea presiunii topiturii și face filtrarea mai ușoară de gestionat.
Cecuri ale cumpărătorului:
– Designul pâlniei și caracteristicile anti-punct
– Cum gestionează furnizorul etichetele/amenzile ușoare
– Dacă se utilizează densificarea/compactarea (și de ce)
3) Degazare / Ventilare în vid (controlul umidității + substanțelor volatile)
Degazarea este procesul prin care multe linii dobândesc stabilitate. Aceasta ajută la eliminarea vaporilor de apă și a altor substanțe volatile din topitură – aspect important în special pentru rPET cu calitate variabilă la intrare.
Două lucruri practice de verificat:
– Controlul reportării (cum previne orificiul de ventilație să fie tras în conducta de vid)
– Durabilitatea sistemului de vid (deoarece degazarea PET poate atrage în sistem vapori precum apă, solvenți, monomeri/oligomeri, plus particule antrenate)
Prezentarea generală a degazării extruderului de la Leybold descrie degazarea PET ca extragerea unor cantități semnificative de vapori (inclusiv apă, solvenți, monomeri, oligomeri) din extruder în sistemul de vid și menționează provocarea de proiectare a gestionării condensării și polimerizării în pompe. (Vezi Prezentare generală a degazării extruderului Leybold.)
4) Filtrarea topiturii + Stabilitatea presiunii (Avantajul “liniei silențioase”)
Contaminarea cu fulgi este reală: hârtie, aluminiu, elastomeri, ocazional PVC și particule fine. Filtrul dumneavoastră de topitură trebuie să îndepărteze solidele fără a crea vârfuri de presiune perturbatoare sau perioade de nefuncționare frecvente.
Cum arată bine:
– Presiunea este suficient de stabilă pentru a menține dimensiunea peletelor constantă
– Întreținerea filtrului se potrivește duratei campaniei (nu celei mai proaste ore)
Gneuss evidențiază o problemă operațională comună - schimbările sitei care cauzează întreruperi și vârfuri de presiune - și descrie un concept de filtrare rotativă care vizează menținerea constantă a condițiilor de curgere a topiturii (inclusiv scăderea de presiune) prin controlul contaminării sitei. (A se vedea Prezentare generală a filtrării topiturii Gneuss.)
Descrierea liniei recoSTAR PET de la Starlinger pune accentul și pe filtrarea topiturii și presiunea stabilă a topiturii, menționând rolul unei pompe de topitură în stabilizarea presiunii și menținerea unei calități constante a topiturii. (Vezi Prezentare generală a recomSTAR PET de la Starlinger.)
5) Metoda de peletizare (în fire vs. sub apă) și manipularea peleților
Peletizarea nu înseamnă doar “tăiere”. Ci și manipularea apei/aerului, uscarea peleților, controlul particulelor fine și toleranța liniei la mici variații ale topirii.
Sistemele de peletizare subacvatică sunt adesea specificate ca pachete complete, deoarece trebuie să corespundă mai multe subsisteme. Plastics Technology notează că un peletizator subacvatic “poate avea succes doar cu specificațiile corecte ale extruderelor, pompelor, filtrelor, sistemelor de apă și uscătoarelor, coordonate pentru a obține o calitate constantă a peleților”. (A se vedea Tehnologia materialelor plastice privind specificațiile sistemului de peletizare subacvatică.)
Dacă vă decideți între metodele de peletizare, rugați furnizorii să vă arate calitatea peleților (particule fine %, cozi, distribuția dimensiunii peleților) la debitul țintă și IV - nu doar la o condiție de “cale fericită”. Pentru o defalcare practică a opțiunilor comune, consultați ghidul Energycle pentru metode de peletizare în peletizatoarele de plastic.
Șnec simplu vs. șnec dublu pentru fulgi de PET (Tabel de decizie al cumpărătorului)
| Factorul de decizie | Un singur șurub este adesea potrivit atunci când… | Șurubul dublu este adesea potrivit atunci când… |
|---|---|---|
| Consistența fulgilor | Fulgii primiți sunt spălați și sortați constant | Schimbări de calitate la intrare și nevoie de mai mult “marjă de manevră” pentru procesare” |
| Amestecare/compunere | Aveți nevoie în principal de topire, degazare, filtrare și peletizare | Aveți nevoie de un amestec mai puternic pentru aditivi, materiale de umplutură, coloranți sau compounding controlat. |
| Nevoi de devolatilizare | Una sau două zone de ventilație/vid bine proiectate pot îndeplini obiectivele | Aveți nevoie de o capacitate de devolatilizare și amestecare mai agresivă |
| Model de întreținere | Doriți mai puține elemente rotative și rutine de reconstrucție mai simple | Acceptați o mentenanță mai complexă pentru flexibilitatea procesului |
| Toleranță la risc | Puteți impune specificații de intrare stricte (umiditate/contaminare) | Aveți nevoie ca procesul să tolereze o variabilitate mai mare a intrărilor |
Cea mai rapidă modalitate de a decide este să definiți substanța IV țintă pentru pelete, fereastra de contaminare și cerințele pieței finale, apoi să confirmați cu un test de material folosind fulgii.
Specificații pe care ar trebui să le definiți înainte de a solicita o ofertă
Multe achiziții de “utilaje greșite” se întâmplă deoarece cotația este construită doar în jurul randamentului. Folosiți o fișă tehnică care include cerințele de calitate, variabilitate și conformitate.
| Articol specific | De ce contează | Cum să o definești |
|---|---|---|
| Umiditatea fulgilor de intrare | Factorul direct al riscului de hidroliză și al pierderilor intravenoase | Furnizați umiditatea tipică/cel mai defavorabilă; definiți umiditatea țintă măsurată a alimentării la intrarea în extruder (menționați metoda de testare) |
| Profilul de contaminare de intrare | Determină sarcina de filtrare și defectele peleților | Definiți limita pentru PVC, metale, hârtie/etichete, particule fine % și contaminanți care nu se topesc |
| Limita de pierdere IV și IV a peletelor țintă | Definește performanța mecanică și utilizarea finală | Indicați intervalul țintă IV și pierderea IV admisibilă; verificați metoda de măsurare (ASTM D4603 este de obicei menționat) |
| Așteptări privind mirosul/COV-ul | Afectează acceptarea pe piața finală | Definiți ținta pentru miros/COV și modul în care aceasta va fi evaluată (panel de clienți, instrument etc.) |
| Geometria peleților + limitele finelor | Afectează transportul, dozarea și calitatea în aval | Definiți intervalul de dimensiuni ale peleților și particulele fine acceptabile; includeți așteptările privind uscătorul și îndepărtarea particulelor fine |
| Intenția de contact cu alimentele (dacă este cazul) | Poate necesita validare și documentație suplimentară | Definirea pieței finale și a traseului de conformitate; revizuirea îndrumărilor FDA privind materialele plastice reciclate pentru considerațiile privind chimia ambalajelor alimentare |
Referință FDA pentru echipele care vizează aplicațiile de contact cu alimentele: Utilizarea materialelor plastice reciclate în ambalajele alimentare (considerații chimice): Îndrumări pentru industrie.
Întrebări de la furnizori care salvează proiecte
Întrebați aceste întrebări din timp, înainte ca furnizorul să blocheze o configurație:
1) Garanție de uscareCe umiditate garantați la alimentarea extruderului pentru fulgii mei și cum o măsurați?
2) Design de degazareCe previne transportul topiturii în linia de vid și care este planul de întreținere pentru sistemul de vid?
3) Plan de filtrareCe ipoteze privind sarcina de contaminare utilizați, ce finețe puteți menține și cum arată o “zi proastă” pentru schimbările de site sau spălarea inversă?
4) Stabilitatea presiunii de topireFolosiți o pompă de topire și ce interval de fluctuație a presiunii așteptați în stare staționară?
5) Dovadă a calității pelețilorArătați distribuția dimensiunii peleților și particulele fine la debitul țintă și explicați cum sunt dimensionate uscătorul de peleți și sistemul de eliminare a particulelor fine.
6) Protocolul studiului clinicCe vom măsura în timpul studiului (IV, geluri, lentile negre, COV/miros) și ce constituie un rezultat acceptat/respins?
Pentru planificarea timpilor de nefuncționare și a pieselor, Energycle-urile Listă de verificare pentru întreținerea peletizatorului de plastic te poate ajuta să transformi “întreținerea” într-un program real de PM.
Întrebări frecvente (Întrebări despre achiziții reale)
Poate o singură linie de fabricație cu șnec să producă pelete de rPET pentru contactul cu alimentele din fulgi de sticle?
Se poate, dar “contactul cu alimentele” este o chestiune de conformitate și control al procesului, nu doar o alegere a șurubului. Aveți nevoie de un control strict al intrărilor (sortare, spălare și conținut redus de PVC/metal), plus un concept de decontaminare pe care piața finală îl acceptă. Unii furnizori poziționează sisteme complete sticlă-sticlă cu timp și temperatură de tratament în vid definite; de exemplu, EREMA descrie timpul minim de tratament în vid și tratamentul la temperatură mai ridicată pentru fulgii de PET în conceptul său VACUREMA. Pentru proiectele din SUA, consultați și Îndrumări FDA privind materialele plastice reciclate pentru ambalajele alimentare și aliniați planul de validare cu cerințele clientului dumneavoastră.
Ce nivel de umiditate ar trebui să garanteze furnizorul la gâtul de alimentare al extruderului?
Solicitați un interval garantat la intrarea extruderului, nu doar “performanța uscătorului”. PET-ul este sensibil la umiditatea din topitură, deoarece hidroliza poate reduce greutatea moleculară și IV-ul. Un document de orientare privind uscarea prin reciclare a PET-ului discută despre uscarea PET-ului la o umiditate foarte scăzută (de obicei, în jur de zeci de ppm) pentru a minimiza hidroliza și a limita pierderea IV în timpul procesării topiturii. Folosiți acest lucru ca referință de pornire, apoi setați un număr bazat pe IV-ul țintă și utilizarea finală. Cel mai important, specificați punctul de prelevare, metoda de testare și modul în care furnizorul va gestiona vârfurile de umiditate în timpul reumplerilor și pornirilor buncărelor. (Consultați Ghid CWC pentru uscarea PET.)
Ce abordare de filtrare prin topire este mai sigură pentru fulgii post-consum: schimbătorul de site sau filtrarea continuă?
Alegerea corectă depinde de sarcina de contaminare și de așteptările privind timpul de funcționare. Schimbătoarele de site pot funcționa bine atunci când contaminarea este controlată, dar schimbările frecvente ale sitei pot provoca fluctuații de presiune și întreruperi ale procesului dacă linia nu este proiectată pentru acestea. Conceptele de filtrare continuă urmăresc menținerea unor condiții de curgere a topiturii mai stabile; de exemplu, Gneuss descrie abordări de filtrare care mențin condiții constante prin controlul contaminării sitei, ajutând la evitarea vârfurilor de presiune asociate cu schimbările sitei. Când comparați ofertele, întrebați fiecare furnizor despre sarcina de contaminare presupusă, intervalul de întreținere așteptat la debitul dvs. și datele pe care le utilizează pentru a prezice stabilitatea presiunii. (Consultați Prezentare generală a filtrării topiturii Gneuss.)
Am nevoie de o pompă de topire pe o linie de peletizare PET?
O pompă de topire nu este obligatorie, dar poate fi de ajutor atunci când aveți nevoie de o presiune stabilă a topiturii la matriță pentru o dimensiune constantă a peletelor și o funcționare mai constantă - în special dacă filtrarea provoacă o scădere variabilă a presiunii. Descrierea recoSTAR PET a Starlinger evidențiază rolul pompei de topire în stabilizarea presiunii topiturii și susținerea unei calități constante a topiturii. Pentru cumpărători, decizia se reduce la: cât de stricte sunt limitele dimensiunii/finelor peletelor, cât de variabile sunt fulgii de intrare și cât de stabilă trebuie să fie presiunea matriței pentru metoda de peletizare. Solicitați furnizorului să arate date despre tendința presiunii cu și fără pompă la finețea țintă a filtrului. (Consultați Prezentare generală a recomSTAR PET de la Starlinger.)
Ce ar trebui să specific pentru degazarea în vid pentru a evita depunerile și problemele pompei?
Începeți cu ceea ce iese din topiturile de rPET: vapori de apă plus alți vapori și uneori particule antrenate. Leybold observă că degazarea PET poate extrage vapori precum apa, solvenții, monomerii/oligomerii și că aceștia se pot condensa și polimeriza în interiorul pompelor de vid, creând o provocare de proiectare și întreținere. Pentru achiziții, întrebați ce capcane/condensatoare sunt incluse, cum sunt gestionate depozitele, care este intervalul de curățare și dacă întreținerea se poate alinia cu campaniile dvs. de producție. De asemenea, întrebați cum previne orificiul de ventilație transportul topiturii în sistemul de vid în timpul supratensiunilor. (Consultați Prezentare generală a degazării extruderului Leybold.)
Peletizarea în fire sau peletizarea sub apă - ce reduce defectele și particulele fine din pelete pentru PET?
Ambele pot funcționa; factorul decisiv este potrivirea sistemului și fereastra de operare. Sistemele subacvatice pot produce pelete consistente, dar necesită specificații coordonate ale echipamentelor din amonte și din aval. Plastics Technology notează că succesul peletizatorului subacvatic depinde de specificațiile corecte ale extruderelor, pompelor, filtrelor, sistemelor de apă și uscătoarelor pentru a obține o calitate constantă a peletelor. Pentru cumpărătorii de PET, solicitați o listă de criterii de acceptare a calității peletelor (particule fine %, cozi, dispersia dimensiunii peletelor) și rugați furnizorul să ruleze (sau să arate) date comparabile la IV-ul și debitul țintă. De asemenea, includeți uscătorul și îndepărtarea particulelor fine în cotație; defectele apar adesea după uscare. (Vezi Tehnologia materialelor plastice privind specificațiile sistemului de peletizare subacvatică.)
Referințe
- Energycle — Referință produs peletizator cu șnec unic în fulgi de PET: https://www.energycle.com/pet-plastic-flake-single-screw-pelletizer/
- CWC — Manipularea și prelucrarea reciclării PET-ului: metode și cerințe de uscare (BP-PET3-05-01): https://p2infohouse.org/ref/14/13537.pdf
- EREMA — Detalii despre tehnologia VACUREMA (tratare în vid, topire în vid, concepte de filtrare): https://www.erema.com/en/vacurema_details/
- Leybold — Prezentare generală a degazării extruderului (considerații privind vaporii PET și sistemul de vid): https://www.leybold.com/en/products/systems-and-solutions/customized-vacuum-systems/extruder-degassing
- Gneuss — Prezentare generală a filtrării topiturii (concepte de stabilitate a presiunii și filtrare continuă): https://www.gneuss.com/en/trouble-free-melt-filtration/
- Starlinger — prezentare generală recoSTAR PET (filtrare topitură, pompă de topire, caracteristici ale procesului): https://www.starlinger.com/en/recycling-technology/recostar-pet
- FDA — Utilizarea materialelor plastice reciclate în ambalajele alimentare (considerații chimice): Ghid pentru industrie: https://www.fda.gov/media/150792/download
- ASTM — Vâscozitatea intrinsecă a PET-ului (prezentare generală ASTM D4603): https://store.astm.org/d4603-18.html
- ISO — Ghid de reciclare a materialelor plastice (prezentare generală ISO 15270): https://www.iso.org/standard/15270.html
