Table des matières
- 1. Comprendre les déchets de film LDPE et LLDPE comme matière première de recyclage
- 2. Pourquoi la déchets plastiques est difficile à pelletsiser ?
- 3. La voie technologique autrichienne pour le pelletage de films
- 4. Explication du processus de pelétisation en cinq étapes
- 5. Ligne de pelletisation de nouvelle génération
- 6. Ligne de broyage, de lavage et de granulation en un seul étape des plastiques mous
- 7. Spécifications de la qualité des pellets recyclés
- 8. Pelletisation à un seul stade par rapport à celle à deux stades
- 9. Consommation d'énergie et rendement
- 10. Industries d'application pour les granulés LDPE/LLDPE recyclés.
- 11. Guide de sélection : Recommandation pour le choix du substrat et du modèle
- 12. Problèmes courants, causes et solutions
- 13. L'intégration en amont avec le lavage et le séchage
- 14. Service et assistance
- 15. Questions fréquemment posées
- 16. Conclusion et étape suivante
Comprendre les films en LDPE et LLDPE, comme matière première pour le recyclage
Polyretec, une usine de Wanplas, est un fabricant bien connu d'équipements de recyclage du plastique dont l'histoire remonte à 2010, avec la marque installée en 2017. En combinant une technologie autrichienne de pointe avec une force de fabrication chinoise, Polyretec propose des solutions de recyclage économiques et à haut rendement, aussi bien pour les déchets plastiques post-consommation que post-industriels. Avec plus de 100 projets à son actif, un service dans plus de 50 pays, 24 ingénieurs disponibles pour vous aider et un engagement crédible de plus de 10 ans, Polyretec opère sous le slogan « Transformer les déchets en trésor ». Parmi ses gammes de recyclage de base, la ligne de pelletisation pour les déchets de films en LDPE et en LLDPE représente l'une des voies de valorisation les plus exigeantes en termes techniques, mais les plus rentables de l'industrie du plastique.
Le polyéthylène à faible densité (LDPE) et le polyéthylène linéaire à faible densité (LLDPE) sont les deux résines principales des films souples qui entourent notre vie moderne. Le LDPE est un polyéthylène à branches faibles et à faible cristallinité dont la densité varie généralement entre 0,910 et 0,940 grammes par centimètre cube, tandis que le LLDPE est un polymère linéaire constitué de branches de chaine courte qui lui confère une plus forte résistance à la traction et une meilleure résistance à la perforation à une densité similaire. Les deux partagent un taux de fluide en fusion (MFR) qui varie considérablement selon le gradé, généralement de moins de 0,5 à plus de 50 grammes par 10 minutes selon que le film est un sac d'expédition robuste ou une couche de laminage mince. Ensemble, ils constituent la majeure partie des films à usage unique et souples : sacs de courses, film étirable, film rétractable, paillis agricoles, bulles d'air, rouleaux imprimés et liners industriels.
La raison pour laquelle cette famille attire autant d'attention en matière de recyclage est simple. Le film est léger, bon marché à produire et généré dans des quantités énormes, pourtant, il est quasi-introuvable dans les flux de collecte de contenants rigides. Lorsque il est récupéré, le film LDPE/LLDPE, propre ou modérément contaminé, peut être repris sous forme de granulés qui rivalisent vivement avec la résine vierge pour de nombreuses applications non critiques, récupérant la majeure partie de la valeur du polymère initial. Le problème, c'est que le film est l'une des formes de déchets plastiques les plus difficiles à convertir en granulés uniformes et réutilisables, et c'est bien cette difficulté que l'une des lignes de granulés mises au point en Autriche est conçue pour surmonter.
Cet article se concentre sur la ligne de granulométrie elle-même, la transformation en granulés recyclés des déchets de pellicule en aval, ainsi que les choix d'ingénierie qui déterminent la qualité finale des granulés. Il ne traite pas de l'optimisation de la vitesse de la ligne de lavage en tant que sujet distinct ; il explique plutôt comment le granulométreur reçoit, conditionne, fonde, désacétylise, filtre et coupe la matière première de pellicule en granulations uniformes, et comment Polyretec configure cette ligne pour différents types de pellicules et pour les utilisations finales ciblées.
Pourquoi les déchets des films sont difficiles à granulés ?
Les déchets en film se comportent différemment de tout autre aliment de recyclage plastique. Une paille rigide de bouteille s'abat de façon prévisible dans un bac ; un sac en LDPE flottant, se plie et se gîte. La première étape vers le choix de la configuration de granulage appropriée consiste à comprendre les raisons physiques et chimiques qui expliquent la difficulté de transformation du film.
Densité volumique basse et mauvaise fluidité
La feuille déliée présente une densité volumique extrêmement faible, souvent inférieure à 100 kilos par mètre cube pour les sacs postconsumation broyés. Cela signifie qu'un tamis capable de contenir plusieurs centaines de kilogrammes de copeaux ne peut contenir que quelques kilogrammes de feuille. Le matériau emprisonne l'air, se plie sur lui-même et résiste au graissage par gravité. Les tamiseurs à gravité conventionnels et les alimentateurs à vis simples bloquent, se remettent en marche par brusque poussée ou forment des arches stables sur le passage, un phénomène appelé pontage. L'approche autrichienne aborde ce problème dès le départ grâce à un broyeur-alimentateur intégré ou à un alimentateur avec assistance et forcage qui mesure la quantité de matière indépendamment de son comportement de coulée naturelle.
Emmêlement et enveloppement
Le film est flexible et tend à se torsader autour des arbres, vis et agitateurs rotatifs. Une fois que la bandelette de film s'est coincée sur un arbre, elle peut se transformer en une masse solide qui bouche la section d'alimentation. Le pré-coupage du film en fluffs ou son agglomération en une forme plus dense et plus maniable réduit la torsion et stabilise la vitesse d'alimentation dans le barillet de l'extrudeuse.
Une surface élevée signifie une charge de contamination élevée.
Le film expose une plus grande surface par kilogramme que toute autre forme de plastique. Cette grande surface porte de l’encre d’impression, des adhésifs, des étiquettes papier, du laminage en aluminium, de la poussière et des résidus alimentaires. Le solvant d’impression et les solvants résiduels sont retenus dans le polymère ou à sa surface. L’eau provenant du lavage ou simplement l’humidité ambiante est retainede dans les plis. Tous ces composants doivent être éliminés ou gérés avant que la matière fondante puisse être coupée en granulés propres, ou le résultat sera porosé, odorant, granuleux ; ce qui ne convient pas à la reprise de la film en film.
Orientation et contractions
De nombreux films sont orientés biaxialement au cours de la production pour gagner en résistance. Lorsqu'ils sont chauffés dans le tambour de l'extrudeuse, cette orientation se détend et le matériau essaie de se rétracter, ce qui peut entraîner un melting inégal, une décomposition thermique localisée et un temps de séjour incohérent. Le design du screw et du tambour doit pouvoir accueillir en douceur ce relâchement, plutôt que de le combattre.
Variabilité de la charge à traiter.
Le film après consommation n'est jamais constitué d'un seul matériau. Une rafale peut contenir des mélanges de LDPE et de LLDPE, de petites quantités de polypropylène, de polystyrène ou de polyester, ainsi que des contaminants non plastiques. Les sacs de courses fortement imprimés diffèrent de l'étirage industriel propre, et le film agricole contient de la sable, des pierres et des paquets de stabilisateur aux ultraviolets. Chaque variation modifie la température idéale de fusion, la nécessité de dégazage et le niveau de filtration. Une ligne de granulés robuste doit supporter cette variabilité sans intervention constante de l'opérateur.
La technologie autrichienne incarnée dans une ligne Polyretec
La phrase «technologie autrichienne» ici décrit une philosophie d'ingénierie hautement respectée pour le recyclage des plastiques, plutôt que n'importe quel fournisseur en particulier. Elle est caractérisée par une intégration étroite du gestion des matériaux à l'avant, avec le cœur de la extrusion et de la granulométrie, un contrôle intelligent des processus et une forte priorité accordée à l'élimination des composés volatiles et des contaminants avant la découpe de la matière fondue. Polyretec adopte cette philosophie et la met en œuvre à l'aide d'une fabrication à l'échelle chinoise, c'est pourquoi ses lignes sont nommées systèmes de granulométrie en technologie autrichienne pour les recycleurs de film à travers le monde.
Concept intégré de shredder-feeder-extrudeur
La caractéristique la plus distinctive est un chemin de matière intégré : un broyeur ou un agglomérateur alimente directement une gorge de mélange au-dessus de l'extrudeur, éliminant le bac à déchets où les ponts de matériaux peuvent se former. Le film est coupé ou compacté près de la vis, puis poussé dans la tambour par un couvercle ou un alimentateur latéral, à un rythme contrôlé par la pression de la matière fondante et la charge du moteur de l'extrudeur. Ce circuit fermé, piloté par une boucle de retour, permet de faire fonctionner une ligne de façon continue sur un film qui ne présente pas une haute densité volumique, au lieu de l'arrêter toutes les quelques minutes.
régulation intelligente de l'alimentation
Plutôt que de maintenir une vitesse fixe de la vis, le système de contrôle module le chargeur selon le niveau de remplissage du récipient, la pression de la matière fondante au niveau du changement de grille et le courant du moteur. Si la pression de la matière fondante augmente en raison du remplissage d'un filtre, le chargeur ralentit ; si le récipient est vide, il accélère. Le résultat est un rendement stable et d'autocorrection qui protège la vis et le récipient, tout en assurant une qualité uniforme des granulés d'heure en heure.
Plasticisation longue à une seule vis avec mélange homogène de la matrice.
La route autrichienne privilégie un extrudeur à simple vis généreux et à un ratio longueur/diamètre (L/D) élevé pour un mélange et un ramollissement complets de la pellicule, épaulés par des éléments de barrière et de brassage lorsque cela est nécessaire. Le long baril permet un profil thermique graduel, un cisaillement doux et un ramollissement uniforme avant les étapes de dégazage et de filtration. Pour les applications nécessitant un mélange ou un rendement très élevé, Wanplas fournit des systèmes de pelletage à double vis qui s'intègrent à ses lignes Polyretec, permettant d'étendre la configuration sans modifier la prise en charge de la pellicule en début de ligne.
Déphosphuration forte et filtration fine
Deux zones de dégazage sous vide sont courantes dans les lignes de film, car le matériau d'alimentation contient à la fois de l'humidité et des volatils d'impression. La filtration du film utilise des changeurs de grille continues ou à deux stations, et pour un film très contaminé, un concept de filtre assisté par laser peut allonger la durée de vie de la grille. Cette combinaison empêche la porosité, les odeurs et les tâches noires dans le pellet final.
Pélérisation stable, reproductible
La coupe est synchronisée avec la pression de fusion et le débouché afin de garder la taille des granules uniforme. La découpe à chaud par tamis en anneau immergé dans l'eau est courante pour les films, car elle permet de traiter purement la fonte de LDPE/LLDPE à faible viscosité. La granulation sous-marine est sélectionnée lorsque l'on cherche une uniformité maximale des granulés et la plus faible quantité de poussière possible.
Le processus de pelletage en cinq étapes expliqué
Chaque ligne de pelletage de film en LDPE/LLDPE, quelle que soit sa capacité, fait circuler la matière pendant cinq étapes fonctionnelles : alimentation et broyage, plastification et extrusion, dégazage, filtration de la masse fondue et pelletage. Le tableau ci-dessous résume la fonction et le but de chaque étape, puis propose un examen détaillé.
| Étapes | Fonction | Paramètres clés | Cible du processus |
|---|---|---|---|
| 1 Alimentation et broyage | Introduisez la pellicule, pour les plaques de bobine ou les feuilles de film, de manière à mesure. | Vitesse de malfonctionnement, retour de signaux de charge véhicule, taille de coupe | Alimentation stable, variation de charge inférieure à 4 % |
| 2. Plasticisation | Fusion et homogénéisation du polymère | Zones du fût de 160 à 230 °C, L/D 28 à | Stock homogène, entièrement fondu. |
| 3. Dégazage | Retirer l'eau et les substances volatiles | Vacuum -0,06 à -0,09 MPa, une ou deux zones | Volatils résiduels inférieurs à 0,1 pour cent |
| 4. Filtration par fusion. | Élimination des solides et des gélules | Mailles de 60 à 250 micromètres, contrôle de la pression. | Faible nombre de gels et de taches noires |
| 5. Pelletisation | Tailler le liquide fondu, refroidir immédiatement | Anneau d'eau à 40 à 60 °C, mise en phase avec le cutter. | Pellets d'une dimension uniforme de 3 à 5 mm, faible pollution dues à la poussière |
Étape 1 : Alimentation et déchiquetage
La balle ou le film libre entre dans un shredder ou un aggrégateur qui le réduit en une forme compactée ou en une poussière maniable. Ensuite, un chargeur contraignant, souvent un crammer ou un pignon mural, pousse la matière dans la gorge de l'extrudeur. La vitesse du chargeur est régulée par la charge du moteur principal : à mesure que la cylindrée approche de son niveau de remplissage cible, le chargeur ralentit ; au fur et à mesure de son vidage, le chargeur force plus durement. Le film libre et le film aggloméré sont traités différemment. Le film libre repose entièrement sur le chargeur contraignant et bénéficie d'un agrégation préalable, tandis que la recharge déjà agglomérée ou densifiée se comporte davantage comme un solide et nécessite moins d'assistance, mais exige tout de même un dosage contrôlé pour éviter les pics de pression.
Étape 2 : Plasticisation et extrusion
À l’intérieur du baril, un extrudeur à simple vis et un ratio L/D élevé fait fondre le film grâce à un mélange de chaleur conductrice générée par les éléments chauffants du baril et de chaleur de cisaillement produites par la vis rotative. Le profil de la vis utilise une section d'alimentation profonde pour accueillir le matériau à faible densité de volume, une section de compression pour le compacter et le faire fondre, et une section de dosage pour livrer une masse fondue constamment pressurisée. Les ailes de protection et les éléments de mélange optionnels améliorent l'homogénéité, ce qui est important pour le film, car un chauffage inégal produit des gels et des défauts dans le granule final. La température est profilée zone par zone, commençant généralement plus froide au niveau de l'alimentation pour créer la pression avant de monter vers la zone de fusion, la partie à l'extrémité du baril étant maintenue à la température cible de fusion pour le grade LDPE ou LLDPE spécifique.
Étap 3 : Dégazage
Une fois fondu, le polymère conserve encore de l'eau de lavage et des composés organiques volatiles provenant des encres d'impression et des adhésifs. Ceux-ci sont éliminés dans une ou deux zones de dégazage sous vide, où la fusion est répartie en un film mince sur une section ventilée du barrel sous vide. Un seul dégazage est suffisant pour un film postindustriel propre et sec ; un dégazage double est fortement recommandé pour les sacs imprimés et les films agricoles à forte teneur en eau. Un dégazage efficace est la composante la plus importante pour éliminer les bombes et la porosité dans le pellet et pour réduire les odeurs dans le produit recyclé final.
Étapes 4 : filtrage du fond
Avant la découpe, la matière fondue passe par un filtre qui enlève les substances solidifiées contaminantes : papier, alumini, sable, gels croisés et polymères décomposés. La solution la plus simple consiste en un tamis manuel, mais pour un fonctionnement continu de la pellicule, un réglafeur à deux stations est plus pratique, car il permet de changer le tamis sans interrompre la passe. Un concept de filtre assisté par laser, utilisant un disque coupé au laser et un nettoyage continu, prolonge la durée d'exploitation sur des aliments très contaminés. La finesse de filtration est exprimée en micromètre ou en maille : les tamis plus grossiers (environ 200 à 250 micromètres) protègent le débit sur des aliments contaminés, tandis que les tamis plus fins (60 à 100 micromètres) fournissent des granulés plus propres pour la réutilisation pellicule par pellicule, au prix d'un certain sacrifice pour la pression et la durée de vie du tamis. Le choix se fait en fonction d'un compromis délibéré entre la pureté des granulés et le débit durable.
Étape 5 : Pelletisation.
La masse filtrée arrive à la perceuse et est coupée en pellets par l'une des trois méthodes suivantes. La découpe à chaud par perceuse à anneau d'eau fait tourner une lame contre la surface de la perceuse tandis qu'un anneau d'eau refroidit et transporte les pellets. C'est le procédé standard utilisé pour la film LDPE/LLDPE, car il permet de traiter la masse fondante à faible viscosité de manière fiable et de produire des granulés ronds et uniformes. La pelletisation sous-marine découpe la ficelle au-dessous de la surface de la masse fondante dans une chambre d'eau, ce qui permet d'obtenir une unicité maximale et les plus faibles émissions de poussière, et est ainsi préférée lorsque les granulés doivent être utilisés dans des procédés ultérieurs qui doivent être réalisés dans des conditions d'hygiène strictes. La pelletisation de la ficelle tire les ficelles refroidies à travers un cutter, ce qui est plus simple mais moins adapté à la masse fondante souple et à faibles forces de traction du LDPE/LLDPE à forte production. Une fois coupées, les granulés sont séparés de l'eau, déhumidifiés par centrifugation et séchés avant d'être stockés ou emballés.
Ligne de broyage de nouvelle génération
La ligne de pelletage de nouvelle génération est le principal système de Polyretec pour le recyclage des films. Elle est conçue pour les films LDPE thin-wall ainsi que pour le regrind PE et PP épais, et est construite autour d'une structure robuste et d'un système d'entraînement puissant pour offrir des performances optimales dans le recyclage des déchets post-consommation. La ligne intègre le concept autrichien de broyeur, alimentateur et extrudeur avec double désenveloppement et filtration continue, et convient à une gamme de procédés de recyclage allant de petites opérations spécialisées à de grands centres de traitement centralisés.
Les spécifications ci-dessous sont des plages d’ingénierie typiques de la gamme et sont fournies pour faciliter les discussions sur la configuration plutôt que comme des paramètres fixes garantis ; les valeurs finales sont confirmées selon la charge réelle du client et la production cible.
| Modèle | Capacité (kg/h) | Diamètre des vis (mm) : | Rapport R/T | Configuration | Dégazage | Filtration du mélange fondu : | Le procédé de granulage | Puissance (kW). | Forme de lalimentation |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NGPL-300 | 300 à 500 | 130 | 30:1 | Unique étage. | Monocycle | Changeur d'écran, version standard | découpe par jet d'eau à haute température | 110 à 140 | Film, couette |
| NGPL-600 | 500 à 800 | 150 | 32:1 | Unique étage. | Double | Changeur de tamis continu. | découpe par jet d'eau à haute température | 180 à 230 °C | Film, agglomérats |
| NGPL-1000 | 800 à 1200 | 180 | 33:1 | Option à deux étages | Changeur de tamis hydraulique à double station. | Ring d'eau ou sous l'eau | 280 à 360 | Film, recyclage | |
| NGPL-1500 | 1200 à 1500 + | 200 | 34:1 | Double étape | Double | Option de filtre laser | Granulation sous-marine | 380 à 480 | Film LDPE fin, recyclage. |
Chaque modèle repose sur la même philosophie de contrôle : la régulation du dosage basée sur la charge, le profilage de la température des zones, la surveillance automatique de la pression du changeur d'écran et le découpage synchrone. Les modèles NGPL-600 et suivants sont dotés d'un double dégazage par défaut, car la plupart des déchets filmés contiennent des charges d'impression et d'humidité que le dégazage simple ne peut pas totalement éliminer. Les modèles NGPL-1000 et NGPL-1500 peuvent être spécifiés en tant que systèmes à deux étages lorsque la contamination ou le dégazage sont importants, comme décrit dans la section relative aux systèmes à un ou à deux étages ci-dessous.
Chaîne de broyage et de lavage de matières plastiques souples en PP/PE avec pelletisation en une étape
Pour les opérations qui souhaitent recevoir des films sales et expédier des granulés d'un seul train intégré, Polyretec propose la ligne de trituration et de lavage de plastiques souples PP/PE avec une option de granulage en une seule étape. Régulée de 500 à 1500 kg/h, cette ligne traite les films, sacs tissés et films agricoles par trituration, lavage par friction, séparation par flottation, séchage et puis directement par granulage sans étape de recongranulation intermédiaire. Cela permet de raccourcir considérablement le parcours du processus pour de nombreux recycleurs de films et de réduire les pertes liées au manutention.
| Modèle | Capacité (kg/h) | Puissance du Concasseur (kW) | Système de lavage | Le procédé de granulage | Filtration | Alimentation typique |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PW-500 | 500 | 55 | Roue de friction et cuve à float | Fil ou anneau d'eau | Changer d'écran | Film, sac tissé, film agricole. |
| PW-800 | 800 | 75 | Lavage par friction, flottation, délassement | Extinction par anneau d'eau à la face de la cale | Changeur de tamis continu. | Film, sac tissé, film agricole. |
| PW-1000 | 1000 | 90 | Nettoyage complet et séchage | Ring d'eau ou sous l'eau | Tamis à deux pistons. | Film, sac tissé, film agricole. |
| PW-1500 | 1500 | 132 | Nettoyage complet et séchage | Granulation sous-marine | Option de filtre laser | Film, sac tissé, film agricole. |
L'option en une seule étape est la plus intéressante lorsque la matière première est relativement souillée, mais peu imprimée, car le tamis frontal enlève la majeure partie de la contamination épars avant la phase de fusion, ce qui réduit la charge sur le changeur à tamis et améliore l'apparence des granules. Lorsque la pellicule est fortement imprimée ou possède une odeur forte, la ligne de granulation de nouvelle génération, avec double déshydratation, est le meilleur choix, et les deux peuvent être combinées : la ligne de lavage transformera des flocons ou des agglomérats en granulats que la granulateuse transforme en granules. Pour les applications de recyclage ultérieure ou les besoins en double vis, au-delà de la granulation de pellicule à une seule vis, Wanplas fournit des systèmes de granulation à double vis qui s'intègrent directement dans les lignes Polyretec.
Spécifications de qualité des granulés recyclés
La valeur du pellet recyclé est jugée par la mesure dans laquelle il peut réentrer dans un processus exigeant. Les utilisations finales imposent différents plafonds pour la contamination, l'humidité et la rétention des propriétés. Le tableau ci-dessous récapitule les bandes cibles pour les trois voies de réutilisation les plus courantes de pellets LDPE et LLDPE recyclés.
| Un personnel d'entretien correctement formé offre un retour measurable en réduisant le temps d'arrêt des équipements. Des études ont montré que les équipements de recyclage de plastique bien entretenus fonctionnent avec une disponibilité de 95 pour cent ou plus, contre 80 à 85 pour cent pour les opérations où le personnel d'entretien n'est pas bien formé. À un taux de production typique pour les équipements de recyclage de plastique, cette amélioration de la disponibilité peut représenter des dizaines de milliers de dollars de production récupérés chaque année. | Réutilisation de film soufflé. | Moldage par injection | Tube et profil. |
|---|---|---|---|
| Uniformité des tailles de granules. | Plus ou moins 0,5 mm. | Plus ou moins 0,8 mm. | Plus ou moins 1,0 mm. |
| Teneur en humidité | Moins de 0,1 pour cent | Moins de 0,2 pour cent | Moins de 0,3 pour cent |
| Stabilité MFR | Plus ou moins 10%. | Plus ou moins 15%. | Plus ou moins 20%. |
| Taches noires et contamination | Inférieur à 5 par kg | Inférieures à 15 par kg. | 6. Inférieur à 30 par kilogramme. |
| Odeur | Faible | Modéré. | Modéré. |
| Retenue à la traction par rapport au matériau vierge. | Au-dessus de 80 pour cent | Au-dessus de 75 pour cent | Au-dessus de 70 pour cent |
La forme et l'uniformité des particules influencent la nutrition et la stabilité de la fusion en aval ; les granula- tures rondes et régulières s'avèrent meilleures que les matériaux irréguliers ou poussiéreux. L'humidité retenue dans la paille provoque une dilatation et une porosité dans le processus suivant, de sorte que le drainage et le séchage doivent être vérifiés, et non présumés. Les taches noires proviennent de polymères dégradés et d'une filtration inadéquate ; des écrans plus exigeants ainsi qu'un dégazage plus effectif en réduisent le caractère. La stabilité du taux d'écoulement de la fusion reflète la régularité avec laquelle la ligne a été mise en marche ainsi que le fait que les grades mélangés aient été bien mêlés. Les odeurs proviennent volontiers de volatils restants et d'encre ; seul un dégazage et un lavage en amont rigoureux les éliminent. La conservation des propriétés mécaniques dépend de l'évitement de la dégradation thermique grâce à un profil de température approprié et à un contrôle du temps de séjour.
Granulation en une seule étape vs en deux étapes.
Une décision centrale dans la configuration d'une ligne de granulation de films en LDPE/LLDPE consiste à décider si employer une configuration en une ou deux étapes. Une ligne en une étape utilise une seul extrudeuse pour le chauffage, le dégazage, la filtration et le pompage vers la matrice. Une ligne en deux étapes ajoute une seconde extrudeuse, généralement alimentée par la première via un transfert de fusion, assurant un stade de mélange et de dégazage supplémentaire et une surface de filtration plus importante.
| Aspect | Étapes simples. | Double étape |
|---|---|---|
| Meilleure matière première | Pellicule de faible contamination. | Imprimés, sales, avec un taux d'humidité élevé |
| Capacité de dégazage | Aspiration unique ou double | Double plus breathing supplémentaire |
| Zone de filtration. | Limité par un seul écran ; | Grands écrans doubles |
| Temps de séjour de la fonte de fusion. | Plus bas | Plus élevé |
| Stabilité de la performance sous charge | Bon | Excellente |
| Niveau d'investissement. | Moyen (environ 1,0 fois la base 100) | Élevé (environ 1,6 fois la valeur de base de 160) |
| Demande en matière d'entretien | Plus bas | Plus élevé |
| Energie spécifique par kg | Plus bas | Un peu plus cher |
La règle de base est de choisir les systèmes à deux étages lorsque la contamination est élevée, que le besoin de dépoussiérage est important ou que les granules cibles doivent retourner dans une production de films sensible. Les systèmes à deux étages coûtent plus cher et consomment marginalement plus d'énergie, mais ils soutiennent le débit où une ligne à un seul étage s'arrêterait ou nécessiterait des changements constants de l'écran. Pour les débris postindustriels propres, l'utilisation d'une ligne à un seul étage est l'option économique et suffisante.
Consommation d'énergie et capacité
La pelletisation du film est sensible en énergie car une grande partie des coûts repose sur l'électricité nécessaire pour déchirer, extruder et sécher. L'énergie spécifique se mesure en kilowatt-heures par kilogramme de granulés et augmente avec la contamination, l'humidité et la finesse de filtration nécessaire. Le tableau qui suit indique des intervalles typiques et un indice de coût relatif avec une base de 100 points d'indice.
| Scénario d’alimentation | Énergie spécifique (kWh/kg) | Indice de coût relatif (base = 100 points d'indice) |
|---|---|---|
| Film LDPE propre et sec. | 0,30 à 0,45 | 100 |
| Film LDPE/LLDPE imprimé | 0,40 à 0,55 | 115 |
| Film agricole à fort taux d'humidité. | 0,50 à 0,70 | 135 |
| Sacs fortement imprimés et contaminés | 0,60 à 0,85 | 150 |
| Recyclage, faible densité volumique | 0,35 à 0,50 | 105 |
Le rendement dépend autant de la qualité de la matière première que de la taille de la machine. Une chaîne capable de traiter 1000 kg/h sur film nettoyé ne délivre que 600 à 700 kg/h sur film agricole humide et fortement imprimé parce que les étapes de dégazage et de filtration doivent travailler plus intensément et le tamis doit changer plus souvent. Planifier la capacité en fonction des conditions les plus défavorables de la matière brute et non des meilleures évite de décevoir au démarrage. Les catégories d'investissement relatives à la chaîne globale sont les suivantes : Bas, Moyen, Haut, Très Haut et Premium. Un processeur à une étape, le NGPL-600, se situe dans la gamme Moyenne, alors qu'un processeur à deux étapes, le NGPL-1500, doté d'une filtration au laser, approche la gamme Haut à Très Haut.
Industries pouvant utiliser des granulés de LDPE/LLDPE recyclés.
La film d'origine pour une ligne de pelletage de LDPE/LLDPE est large. La pellicule agricole comprend le paillage, le revêtement de serre et l'emballage de la balle. La pellicule d'emballage couvre le film rétractable et étirable, le film de recouvrement de palettes et les doublures industrielles. La pellicule imprimée provient du ruban, des étiquettes et des sacs de magasin. Les sacs de magasin et de vente au détail, le film cellulaire et le film rétractable industriel sont tous des productions courantes. Les granulés recyclés reintèrnent dans un large éventail de productions.
Pour les applications de film étirable, les granulés de LDPE/LLDPE recyclés sont utilisés dans les sacs à déchets, les sacs à provisions, les films de construction et les films agricoles pour lesquels une parfaite clarté n'est pas nécessaire. Dans le moulage par injection, ils constituent des fûts, des couvercles, des caisses et des objets de la vie de tous les jours. Dans l'extrusion de tubes et de profilés, ils sont utilisés pour les conduites et profilés d'évacuation sans pression. Dans l'extrusion de plaques et de bandes, ils contribuent aux couches de fond et aux films non critiques. Plus le granulé est pur et régulier, plus le proportion de matière recyclée que le transformateur peut utiliser sans pour autant compromettre les performances du produit est élevé. C'est pourquoi la qualité du dégazage et de la filtration influence directement la valeur du marché du granulé.
Guide de sélection : matériau de départ à la recommandation de modèle
Le choix de la configuration appropriée dépend de l'état de la matière première, de la production cible et de l'utilisation prévue des granulés. Le tableau ci-dessous présente les situations courantes et les configurations et paramètres de filtrage conseillés.
| Etat de la charge d'alimentation. | Rendu visé | Utilisation des granulés. | Configuration recommandée. | Filtration |
|---|---|---|---|---|
| Film post-industriel propre | 300 à 600 kg/h | Film soufflé. | Unique étage NGPL-300 ou NGPL-600, anneau à eau. | Changement d'écran, 100 micromètres |
| Films imprimés, sacs de courses | 500 à 1000 kg/h | Filmmage ou extrusion | Unique étage de double dégageage NGPL-600 ou NGPL-1000. | Continu : 80 microns |
| Film agricole à fort taux d'humidité. | 500 à 800 kg/h | Tube moulé par injection | NGPL-1000 à deux étages avec séchage préalable | Installation à double poste, 120 micromètres. |
| Recyclage ou copeaux | De 800 à 1500 kg/h | Tous les usages | NGPL-1500 à deux étages | Option de filtre laser |
| Lavage et pelletage intégrés | 500 à 1500 kg/h | Divers | PW-500 à PW-1500 en une étape | Changeur de tamis continu. |
Ce guide est un point de départ. La recommandation finale devra être confirmée en fonction d'un échantillon réel du film du client, y compris son profil de contamination et d'humidité, car le matériau de départ dans le monde réel varie plus que ce que n'importe quelle table peut refléter. Polyretec examine des échantillons au cours de tests avant de finaliser une configuration.
Problèmes courants, causes et solutions
Même une ligne bien conçue rencontre des problèmes d'exploitation, la plupart des which remontent à la variabilité de la charge, à la charge de filtrage ou à l'adéquation du dégazage. Le tableau de dépannage ci-dessous est un guide pratique pour les opérateurs et les dirigeants d'usine travaillant sur des lignes de granulation de film en LDPE/LLDPE.
| Problème | Probable cause | Action recommandée. |
|---|---|---|
| Instabilité ou égrenage de la charge. | Très faible point de fusion, la PCU doit fonctionner à basse température ; fenêtre thermique limitée et dégradation hydrolytique rapide. | Augmenter la vitesse du cramer, pré-agglomérer, contrôler la teneur en humidité, réduire la taille de coupe |
| Fluctuation de la pression de fonte | Alimentation inconsistante, chargement irrégulier de l'écran. | Stabiliser le chargeur avec feedback de charge, utiliser l'automatiseur pour changer l'écran, confirmer la dégazage. |
| Porosité ou bulles dans les pellets. | Moisissure ou volatilité bloquées | Améliorer le dégazage, pré-séchage de la charge, ajouter une deuxième zone sous vide. |
| Tâches noires dans les granulés | Matériau dégradé, écran sale, surchauffage. | Régler la filtration, abaisser la température du baril, extraire le fléau, nettoyer le fil |
| Fil ou bris à la morceau | Fusion insuffisante, pression inadéquate du tamis, froid du tamis | Augmenter la température de fusion, nettoyer le moule, vérifier la filtration, vérifier la synchronisation du coupeur. |
| Agrégation ou agglomération des granulés. | Un découpage insuffisant, de l'eau chaude ou un surchargement | Réglez la vitesse de coupe, abaissez la température de l'eau, réduisez le débit. |
| Teneur élevée en humidité des granulés finaux | Poncture de drainage ou de séchage insuffisante. | Amélioration du centrifugeur, ajout de séchage, vérification de la séparation de l'eau |
| Capacité horaire faible par rapport à la classification | Limite de l'alimentation, blocage du tamis, vitesse de la vis trop basse. | Optimiser le distributeur, le filtre précoarse, augmenter la vitesse de vis dans la limite permise. |
| Trop souvent, changement d'écran. | Charge élevée de contamination | Utilisez un préfiltre plus gros, un changement sur deux stations, envisagez un filtre laser |
| L'odeur dans les granulés finis | Volatils résiduels, encres, dégageage inadéquat | Renforcer la dégazage, améliorer le lavage en amont et ajouter des systèmes de ventilation |
| Taille inégale des granulés | Erreur de synchronisation entre le coupeur et l'anneau d'eau | Réglage de la vitesse du coupe-ruban en fonction du rendement et vérifier l'usure des couteaux, le fonctionnement de la presse. |
| Consommation de grande quantité d'énergie | Sur-rafinage, température excessive. | Optimiser le profil de température, réduire le frottement inutile, respecter la proportion L/D. |
| Déversement de salive ou fusion | Imbalance de pression à la presse | Réglez la contre-pression, inspectez la géométrie du matriau, équilibrez le débit de la masse fondue. |
| Décoloration des pellets | Oxidation, surchauffe, perte de stabilisants | Réduire la température, ajouter un stabilisant, utiliser une atmosphère inerte si nécessaire. |
Intégration en amont avec lavage et séchage.
Une chaîne de pelletisation ne fonctionne pas isolément. La qualité de sa production dépend de l'état de la matière en entrée, et le facteur le plus important s'exerce en amont : la teneur en humidité. Avant la pelletisation, le film issu d'une ligne de lavage doit être dégelé et, pour les films agricoles riches en humidité, séché, car chaque pourcents d'eau résiduelle devra être éliminé dans la zone de déshydrogénation, ce qui coûte en productivité et en contrôles des odeurs. La ligne de tris et de lavage des plastiques mous en polyéthylène/ polypropylène de Polyretec fournit une matière nettoyée, dégelée, qui peut être acheminée directement dans la ligne de pelletisation en configuration unie, tandis que la nouvelle ligne de pelletisation accepte du grumeau pur ou de l'agglomérat issu d'un préalable lavage.
Lorsque la demande nécessite un compoundage ou un alliage à double hélice du polyéthylène recyclé avec d'autres matériaux, Wanplas fournit des systèmes de pelletisation à double hélice adaptés qui s'intègrent dans les lignes Polyretec, de sorte que le client puisse réaliser un assemblage complet de la fabrication du film à la fabrication du compound sous une seule responsabilité d'ingénierie. Le principe clé d'intégration est que les étapes de lavage et de séchage doivent produire des matières à une teneur en humidité et en contamination connue et constante, afin que le pelletiseur puisse maintenir une productivité et une qualité de granulés stables.
Service et support
Polyretec garantit à chaque installation de granulats une assistance après-vente complète, fondée sur les engagements communs du groupe Wanplas. Avant l’expédition, chaque installation est assemblée et mise en test avec un matériau représentatif afin de vérifier les performances et permettre au client de vérifier l’acceptation à l’usine. Les ingénieurs se rendent ensuite sur le site du client pour la pose et la mise en service, afin de lier l’installation à la matière première locale, et non à une configuration générique.
Le pack support comprend 24 heures ou plus d'assistance technique pour les questions techniques, un programme de pièces de rechange basé sur la politique de groupe de 500 USD de pièces gratuites par an, des formations sur la formule et les procédés afin que les operators comprennent les interrelations entre la température, le dégazage et la filtration, un support à distance pour l'exploitation et la maintenance par l'intermédiaire de contrôleur connectés, ainsi qu'une politique d'usine ouverte qui permet aux clients de venir visiter, d'effectuer des audits et de prendre part à des essais. Pour les clients mondiaux, le réseau de service de plus de 50 pays et l'engagement de 10 ans ou plus garantissent la disponibilité à long terme de pièces et de savoir-faire, bien au-delà de la période de garantie.
Questions fréquemment posées
Quelle est la différence entre la granulation à une seule vis et la granulation à deux vis pour les déchets de film ?
La pélétisation à un seul screw utilise une extrudeuse pour le chauffage, le dégazage, la filtration et la pompation vers la matrice. C'est le choix standard et économique pour la fabrication de films en LDPE/LLDPE. La pélétisation à deux screws ajoute une seconde extrudeuse intermeshing, qui permet un mélange plus puissant, une surface de filtration plus grande et un meilleur dégazage, ce qui est particulièrement apprécié lorsque le film est fortement contaminé, imprimé ou doit être mélangé à des additifs. Pour un recyclage simple du film en granulés, la pélétisation à un seul screw s'avère préférable. Wanplas fournit des systèmes de pélétisation à deux screws assortis pour les applications qui en ont besoin.
Comment le dégazage enlève-t-il l’humidité et l’odeur du film LDPE/LLDPE ?
Une fois le polymère fondu, il passe par une section ventilée du barrel tenue sous vide, typiquement de -0,06 à -0,09 MPa. Le vide aspire la vapeur d'eau et les composés organiques volatiles des encres d'impression et des adhésifs hors de la fine pellicule fondu. Le dégazage simple purifie et sépare la pellicule, tandis que le dégazage double est utilisé pour les sacs imprimés et les pellicules agricoles humides. Le dégazage intense est le principal moyen de prévenir la formation de bulles dans le pellet et de réduire les odeurs du produit recyclé.
Quelle filtration à la fusion est la meilleure pour le film imprimé contenant un fort niveau de contamination ?
Pour le film imprimé et salissant, un changeur de tamis continu ou multipli permet de changer le filtre sans interrompre la ligne, avec une finesse comprise entre 80 et 120 micromètres pour équilibrer la propreté et le débit. Pour une très forte contamination, un concept filtre assisté par laser prolonge la durée de fonctionnement en nettoyant continuellement le tamis. Le choix adapté doit être confirmé à l'aide d'un véritable échantillon du film.
La ligne de granulation peut-elle être connectée directement à une ligne de lavage ?
Oui. La ligne de broyage et de lavage en plastique doux PP/PE de Polyretec offre une option de pelletisation en une seule étape qui reçoit la pellicule sale et délivre des pellets à partir d'une seule chaîne, avec une capacité de 500 à 1500 kg/h. Alternativement, une ligne de lavage séparée peut alimenter des lamelles ou des agglomérats propres dans la ligne de pelletisation de nouvelle génération. La condition essentielle est que le stade de lavage et de séchage fournisse un matériau à un niveau de contenance et de contamination connu et constant.
Quelle qualité de granule peut-on attendre en cas de réutilisation du film soufflé ?
Pour la réutilisation de film soufflé, les granulés doivent présenter une uniformité de taille de l'ordre de plus ou moins 0,5 mm, une humidité inférieure à 0,1 %, une stabilité de taux de coulée de fondu d'environ plus ou moins 10 %, moins de 5 taches noires par kilogramme, un faible odeur et une rétention à la traction supérieure à 80 % de la résine vierge. Pour cela, il est nécessaire de procéder à un double dégonflement, de filtrer finement et de contrôler le processus de manière stable, ce que la configuration utilisant la technologie autrichienne est parfaitement capable de réaliser.
Combien d'espace au sol et de puissance nécessite une ligne typique ?
Une installation d'un seul étage, NGPL-600, occupe une surface modérée adaptée à la plupart des ateliers de recyclage et consomme environ 180 à 230 kW d'énergie installée, alors que une installation à deux étages, NGPL-1500, atteint de 380 à 480 kW et nécessite plus d'espace pour le deuxième extrudeur et un système de filtrage plus important. La configuration permet de confirmer la disposition exacte et les exigences en matière de services, car l'équipement de chargement, les silos et le séchage ajoutent à la surface nécessaire en dehors de l'extrudeur lui-même.
Quelle prise en charge après-vente garantit Polyretec ?
Le support comprend des tests avant-exportation et l'installation et la mise en service sur site par des ingénieurs, un programme de pièces de rechange dans le cadre de la politique du groupe, qui prévoit 500 USD de pièces gratuites par an, ainsi que des formations sur les compositions et les procédés, une assistance à l'exploitation à distance et une politique de fabrications ouvertes pour les visites et les essais. La team de 24 ingénieurs et le réseau de 50 pays fournissent une couverture à long terme.
Comment choisir entre le pelletage circulaire et sous-marin ?
La découpe à chaud en rondelles sur ring d'eau est la méthode standard pour les films en LDPE/LLDPE, car elle permet de traiter efficacement la masse fondante à faible viscosité et de produire des granulés de forme ronde uniformes avec moins de complications. La granulation sous l'eau, en coupe sous la surface de la masse fondante, offre une uniformité maximale et élimine la poussière, et est donc préférée lorsque le pellet entre dans des processus de fabrication de films sensibles ou lors de la recirculation. La découpe de fil est plus simple, mais moins adaptée aux films surdosés.
Conclusion et étape suivante
Les déchets de film en LDPE et LLDPE représentent une matière première à recycler de haute valeur mais difficile, en raison de sa faible densité globale, de l'entanglement, de la forte contamination à la surface et de la présence d'humidité et de composés volatils. La technologie d'allemandique développée en Autriche répond à ce défi grâce à un système intégré shredder/préfeuvallement/extrudeur, au réglage de la charge, à une plasticisation à un seul écrou, à un fort double désenveloppement, à un filtrage continu fin des polymères fondus et à un allemandage synchronisé à l'aide de bague d'eau ou sous l'eau. Polyretec, une usine Wanplas, intègre cette technologie dans la Ligne d'allemandage de nouvelle génération pour les films post-consommation exigeants, ainsi que dans la Ligne de broyage et de lavage de plastique souple en PP/PE avec allemandage en un seul temps pour des opérations intégrées, appuyées sur une expérience de 100+ projets, 50+ pays desservis, 24+ services d'assistance technique, et l'engagement de « transformer les déchets en trésors ».
Pour obtenir une configuration adaptée à votre réalité, envoyez un échantillon de votre film, ainsi que son profil de contamination et d'humidité, sa capacité cible et l'utilisation des granulés envisagée. Polyretec examinera le matériau par essais, recommandera la configuration appropriée, à un ou deux étages, avec les bonnes techniques de dégazage et de filtration, et vous invitera à assister aux essais et à visiter l'usine avant de prendre une décision définitive. Cette invitation de type plainte reflète l’approche d’ingénierie transparente fondée sur l’échantillonnage, qui caractérise cette ligne autrichienne de granulation de film.
