Une ligne de lavage de bouteilles PET à 500 kg/h est la configuration la plus petite qui peut encore fournir des flocons PET véritablement commercialisables et contrôlés en matière de contaminants, et non une matière première brute. À ce débit, la chimie du processus, les temps de séjour et la physique de la séparation sont identiques à ceux d'une installation de 2000 kg/h ; seules les volumes des cuves, les rendements des moteurs et le degré d'automatisation changent. C'est précisément pourquoi la catégorie de 500 kg/h attire tant de recycleurs, de prestataires contractuels et de propriétaires de marques qui construisent leurs propres flux de matières premières : le risque technique est gérable, l'installation peut être intégrée dans un bâtiment modeste, et la qualité des flocons peut être poussée jusqu'à la spécification d'une matière première de qualité alimentaire si la ligne est spécifiée correctement dès le premier dessin.

Il s'agit également de la classe de débit où les erreurs les plus coûteuses sont commises. Du fait du faible volume, les acheteurs sont tentés de raccourcir le laveur à haute température, d'ignorer le deuxième laveur de friction, de supprimer le classificateur à air en zigzag ou de choissir une taille inférieure pour le circuit de traitement de l'eau. Chacune de ces décisions se répercute plus tard sous forme d'une expédition rejetée : fibres en floc dans les sables, fines de polyoléfine de plus de 100 ppm, nuage de colle, qui gercale la feuille, ou perte de viscosité intrinsèque, qui rend le matériau inutilisable à tous fins autres que la production de fibres à faible valeur. Le présent guide parcourt toute la station de 500 kg/h, étape par étape, avec les performances des équipements, les portées de tamis, les températures, les temps de séjour, les consommations par tonne et une table d'acceptation que vous pouvez envoyer à un fournisseur dans le cadre d'une spécification d'achat.

Polyretec, une usine Wanplas, a construit des lignes de lavage de bouteilles en PET de 500 kg/h à 6000 kg/h depuis 2010, en combinant le savoir-faire autrichien en matière de processus avec les capacités de fabrication chinoises. La configuration 500 kg/h pour les produits alimentaires est l'une des configurations les plus souvent demandées pour plus de 100 projets réalisés dans plus de 50 pays. Les paramètres ci-dessous reflètent l'expérience acquise sur le terrain et non pas les theories des catalogues. Wanplas, la marque mère, applique la même discipline d'acceptation dans toutes ses usines, ce qui permet à une petite ligne de respecter les rigueurs des grandes.

Pourquoi 500 kg/h est le point d'entrée réaliste pour le recyclage des bouteilles PET

En dessous d'un débit de 400 kg/h, une ligne de lavage de bouteilles PET cesse de montrer les traits d'un processus continu et passe à un fonctionnement en lots. Le laveur chaud ne parvient plus à maintenir un profil de température stable, le chargement de la surface du réservoir de flottation et d'immersion est trop faible pour réaliser une stratification fiable, et la consommation d'énergie spécifique à la tonne augmente rapidement car les pertes de chauffage, la puissance de l'agitateur et le travail de la pompe sont largement indépendants du débit. À 500 kg/h, le processus passe dans un régime vraiment continu : le laveur chaud maintien une température stable de 80 à 90 °C, les laveurs par friction fonctionnent avec une épaisseur de charge uniforme, et le sécheur travaille avec un rideau de flocons stable.

La deuxième raison pour laquelle la ligne de 500 kg/h fonctionne est la logistique du produit de départ. Une tonne de bouteilles de PET post-consommation, balayées, produit en moyenne 720 à 820 kg de flocons secs. Une ligne de 500 kg/h en guillotine journalière pendant huit heures de fonctionnement consomme environ de 5 à 5,5 tonnes de bales par jour, ce qui est confortablement dans la zone de collecte d'une ville de taille moyenne ou d'un flux de retours d'un seul distributeur de boissons. Les lignes plus grandes obligent les opérateurs à procéder à l'approvisionnement de balais sur la région ou à l'importation, ce qui génère des variations de qualité, des surcoûts liés à l'humidité et des exigences en matière de stockage que les petites installations ne sont pas équipées pour absorber.

La troisième raison est la discipline du capital. En termes relatifs, une ligne de 500 kg/h se situe dans la catégorie d'investissement basse à moyenne, comparée à la catégorie très haute pour une installation de 2000 kg/h à destination de l'alimentation et comprenant un tri à infrarouge ainsi qu'une décontamination intégrée. La taille réduite, la plateforme de tri unique, l'unique laveuse à haute température et le faible nombre de composants nécessaires au traitement de l'eau préservent l'exposition au capital et les charges d'exploitation fixes, tout en permettant aux opérateurs de bien maîtriser les produits à traiter.

Ce que 500 kg/h ne signifie pas, c'est une qualité moindre. Les spécifications de sortie d'une petite ligne bien conçue sont les mêmes que celles d'une grande ligne, car les limites d'acceptation sont fixées par le convertisseur en aval et non pas par la taille de la ligne de lavage. Un dispositif de séparation de fibres ne relâche pas sa limite de polyvinylchlorure uniquement parce que votre installation est petite. La tâche d'ingénierie consiste donc à conserver chacune des opérations critiques en préservant la qualité, tout en réduisant le volume de l'équipement.

Tests de validité de la matière première avant toute spécification

La balle que vous achetez détermine la ligne de recyclage souhaitée. Les bouteilles vides jetées par les consommateurs dans un système de dépôt de retour dans les points de collecte contiennent de 92 à 97 % de PET, les capsules, les anneaux, les étiquettes et l'humidité contribuant au reste. Les balles de déchets mixtes collectés dans les trousses contiennent de 78 à 90 % de PET, plus de bouteilles en polyvinylchlorure, plus de contenants en polyoléfine et nettement plus de résidus organiques. Les balles de déchets indus, produites à partir de bouteilles incomplètement remplies ou vides, peuvent atteindre 98 % de PET et requièrent un lavage le moins agressif.

La composition des couleurs est tout aussi importante. Un flux composé à 100 % de bouteilles transparentes permet d'obtenir de la feuille qui peut être utilisée pour la reconditionnement de bouteilles, la production de papier ou de fibres de haute qualité. Un flux contenant 20 % de bouteilles bleues et vertes doit être trié par couleur ou accepter une feuille à couleurs mixtes, uniquement adaptée au calage et à la production de fibres sombres. Sur une ligne de 500 kg/h, le tri par couleur se fait généralement par l'ajout d'une position de tri manuel dédiée au niveau de l'étape des bouteilles, plutôt qu'un sorteur optique de la feuille, ce qui permet de diminuer le coût relatif de l'équipement mais d'ajouter un personne par poste de travail.

Le flux complet du processus de 500 kg/h, station par station

Une ligne de lavage de bouteilles PET de 500 kg/h conforme comporte neuf stations fonctionnelles. Ignorer l'une d'entre elles fait migrer le poids vers une station ultérieure qui n'a jamais été conçue pour le supporter. La séquence ci-dessous est la configuration que Polyretec fournit de série pour la production de copeaux à usage alimentaire, avec un équipement capable d'un débit nominal de 500 kg/h à environ 90 % de disponibilité de la ligne.

Station 2 : délabeller et classeur à air en zigzag.

Les bouteilles en PET en bundle arrivant compressées à une densité comprise entre 300 et 450 kg par mètre cube, sont regroupées par maillage en acier ou en polyester. L'ouvreur de bundle est un arbre rotatif à vitesse lente équipé de crochets ou de pelles à chaîne durcis qui déchire le bundle et livre les bouteilles détachées à un rythme contrôlé. Pour une ligne à 500 kg/h, indiquer un ouvreur de bundle homologué pour une décharge de 900 à 1500 kg/h nominal, entraîné par un moteur à réductrice de 7,5 à 15 kW tournant à 20 à 60 tours par minute, avec une commande de vitesse à fréquence variable afin que l'opérateur puisse tamponner les surtensions. L'optimisation de cette station est une pratique appropriée : la fourniture de bundles est intermittente et l'ouvreur doit libérer le bundle plus rapidement que la ligne ne le consomme.

Un convoyeur à bande incliné à bande de 800 mm de largeur, entraîné par un moteur de 1,5 à 2,2 kW et fonctionnant à une vitesse de 8 à 15 m/min transporte les cartons disjoints vers la plate-forme de tri. La plate-forme est une bande horizontale de criblage de 4 à 6 m de long fonctionnant à une vitesse de 8 à 12 m/min, d'une épaisseur de cartons de 30 à 50 mm, ce qui permet à chaque opérateur de traiter 20 à 40 secondes d'un flux offert. Deux ou trois opérateurs criblent cette bande, retirant les cartons en polyvinyle chlorure, les contenants en polyéthylène et en polypropylène, les canettes métalliques, le verre, les pierres, le bois, les textiles et les cartons fortement contaminants. Un aimant sur bande permanent, au-dessus du point de décharge, attrape les fragments de fer, et une grille rotative apte à éliminer le sable, les graviers et les couvercles flottants, avant que le matériau atteigne le dispositif de délabellisation.

Le tri manuel sur une ligne de 500 kg/h est un choix délibéré de la conception, et non un compromis. À ce débit, une équipe de préparation de trois personnes formées atteint un taux d'efficacité de suppression du polyvinylchlorure comparable à la tri infra-rouge de niveau d'entrée, à un coût relatif de l'équipement bas plutôt qu'élévé. Le compromis est la dépendance de la main-d'œuvre et la constance de la ligne de tri de un service à l'autre, comme nous en parlerons plus en détail plus tard.

Station 3 : broyeurs humides.

Les étiquettes représentent la principale menace à la qualité dans le recyclage des bouteilles en matière plastique PET, car les films d'étiquetage en polypropylène orienté et en polyéthylène ont une densité proche de celle des bouchons en polyoléfine et, une fois broyés, ils deviennent très difficiles à séparer des copeaux. Le délabellisateur à sec utilise un rotor à grande vitesse équipé de pannes à l'intérieur d'un tambour perforé ; la friction entre les bouteilles décape les étiquettes sur bride et sur le contour sans couper le corps de la bouteille. Choisissez un délabellisateur doté d'un moteur de 22 à 37 kW, d'une vitesse du rotor comprise entre 500 et 900 tours par minute, d'une perforation du tambour de 20 à 30 mm et d'un temps de séjour de 30 à 60 secondes. Bien réglé, l'élimination des étiquettes atteint une efficacité de 95 % ou plus pour les étiquettes standards sur bride et sur le contour.

Le matériau d’étiquette décapé est enlevé par un classificateur à air en zigzag immédiatement en aval. Ce classificateur utilise un fan centrifuge de 5,5 à 11 kW générant une vitesse d'air interne de 8 à 14 m/s dans le canal de séparation. La pellicule d'étiquette fine, la poussière et les fragments de papier montent et sont captés dans un cyclone et une valve rotative ; les bouteilles lourdes tombent. Le but est de réduire la teneur en étiquettes à 1 % ou moins, en masse, avant que le matériau ne pénètre dans le concasseur humide, car toute étiquette survivante dans le concasseur devient des fragments de pellicule de 8 à 14 mm qui se comportent hydrodynamiquement comme des flocons de PET et transitent directement dans le bac de flottation.

Station 4 : toupies à friction en série.

Le concasseur humide réduit les flacons entiers en copeaux tout en injectant de l'eau dans la chambre de coupe. Le broyage humide est nécessaire pour une ligne de production de PET destiné aux aliments, car l'eau transporte la chaleur frictive qui, sans cette injection d'eau, détendrait la surface des copeaux et amplifierait la présence de contaminants. Elle supprime également la poussière et commence à nettoyer l'intérieur de la chambre. Pour une production de 500 kg/h, un rotor de 400 à 600 mm de diamètre, équipé d'un moteur de 45 à 75 kW, est approprié, 55 kW étant la configuration la plus commune. La vitesse du rotor se situe entre 400 et 600 tr/min et le rotor, de type clous ou en V, est équipé de trois à cinq lames rotatives contre deux lames fixes.

Le matériau des couteaux doit être un acier à outil à travail froid D2 ou SKD-11, thermo-traité à 58 à 62 HRC, avec un intervalle ajustable de coupe de 0,2 à 0,5 mm. Ces gammes offrent la résistance à l'usure nécessaire au PET tout en restant recyclables quatre à six fois au cours de leur durée de vie. La perforation de la grille de 12 à 16 mm produit un rayon de granulations centralisé sur 8 à 14 mm, ce qui est la teneur acceptable pour l'efficacité du lavage à chaud et pour l'extrusion en aval. L'injection d'eau dans la chambre fonctionne à un débit de 1,5 à 3,0 m³/h. Étant donné que cet article traite la ligne de lavage comme un système, considérez simplement que une réduction préalable par déchiqueteur n'est pas nécessaire à cette échelle pour les matières premières en bouteilles ; un broyeur humide à un étage traite directement les bouteilles intègres.

Station 5 : laveuse chaude avec blanchisseur et agent surfactant.

Les disques de friction effectuent le nettoyage mécanique que seule la chimie ne peut obtenir. Chaque unité est un boîtier cylindrique vertical ou horizontal avec un arbre à pales à haute vitesse tournant à 800 à 1200 tr/min dans un panier à grille perforée, entraîné par un moteur de 15 à 22 kW. Les flocons sont propulsés contre la grille et l'un contre l'autre ; la dissection élimine le sol de surface, le sable, les fibres de l'étiquette résiduelles et le biofilm, tandis que l'eau de lavage transportant la saleté s'évacue par les perforations de la grille de 1,5 à 3 mm.

Installez deux à trois laveurs à friction en série sur une ligne de 500 kg/h. Deux laveurs sont requis au minimum ; trois sont fortement recommandés lorsque la matière première est un matériau obtenu après la collecte urbaine (au lieu d'être tiré d'abris de sociétés de conditionnement). La durée de séjour par unité est relativement courte, généralement de 20 à 40 secondes, mais l'effet cumulé des passages est déterminant : il détermine s'il y a dans une boite 10 taches noires par kilogramme ou si elle en est exempte. Placez un laveur à friction avant le laveur à haute température pour retirer toute matière sale grossière, puis un ou deux laveurs après le laveur à haute température pour éliminer la glaise libérée et l'huile saponifiée avant le rinçage.

Station 6 : rincage et séparation par flottation et centrifugation.

La laveuse chaude est le cœur chimique de la ligne et est la station le plus souvent mal spécifiée dans les installations de petite taille. Il s'agit d'un réservoir chauffé et agité dans lequel les flocons sont maintenus en solution de soude pour sabonner les huiles, dissoudre l'adhésif d'étiquettes en polyvinyl alcool, libérer la colle à chaud des étiquettes en polypropylène orienté, éliminer les sucres résiduels des boissons et réduire substantiellement la charge bactérienne.

Spécifier de la soude caustique à une concentration de 1 à 3 % en masse, avec une quantité comprise entre 1,5 et 2,0 % pour la plupart des flux issus du recyclage, ainsi qu'un surfactant non ionique à une concentration comprise entre 0,2 et 0,5 %. La température d'exploitation doit varier entre 80 et 90 °C. Un niveau supérieur à 90 °C risque d'entraîner une hydrolysation de la surface et une baisse de la viscosité intrinsèque mesurable, tandis qu'une température inférieure à 80 °C réduit sensiblement l'élimination de la colle. Le temps de résidence doit être compris entre 10 et 20 minutes, ce qui suppose, pour une vitesse de traitement de 500 kg/h et une charge de solidetypique, un volume de traitement efficace de 3 à 5 m³. L'agitateur consomme de 7,5 à 15 kW, tandis que la charge de chauffage varie entre 300 et 500 kW et est alimentée soit par un serpentin à vapeur à 0,4 à 0,6 MPa, soit par une double enveloppe de fluide thermique lorsque la vapeur n'est pas disponible sur le site.

Deux détails de conception détermine la qualité d'un laveur chaud : premièrement, les flocons doivent être véritablement suspendus et retournés, et non simplement flotter à la surface d'une couche stagnante ; la géométrie des pâles et le taux d'aspect du réservoir définissent cela. Deuxièmement, la concentration en alcalin doit être surveillée et dosée en permanence, car la saponification consomme de l'alcalin et une concentration variable donne lieu à des passages de colle intermittents qui ne se manifestent que quelques heures plus tard.

Station 7 : centrifugeuse à dégeler.

La séparation par flotage et immersion exploite l'écart de densité entre le PET et les polyoléfines, et c'est l'étape de purification la plus fiable dans l'ensemble de la chaîne. Les particules de PET ont une densité comprise entre 1,34 et 1,39 grammes par centimètre cube et plongent dans l'eau. Les capsules de polypropylène, les anneaux de polyéthylène et le film de label résiduel ont une densité comprise entre 0,90 et 0,96 grammes par centimètre cube et flottent. Un réservoir correctement dimensionné permet d'obtenir une efficacité de séparation de 99 % ou plus en un seul passage.

Le réservoir à jonction, sur une installation de 500 kg/h, a typiquement une longueur de 4 à 6 m et une largeur de 1,2 à 1,6 m, équipé d'un convoyeur à buse d’aération entraîné par un moteur de 3 à 5,5 kW qui retire les PETs enfouis, et d’un paddle ou d’un convoyeur de surface qui pousse la fraction flottante vers une ouverture latérale. Le temps de séjour est de 60 à 120 secondes. Deux choses compromettent l’efficacité : une turbulence excessive, ce qui entraîne un déplacement des matériaux légers vers le bas, et un encombrement des flocons important, ce qui forme une nappe qui enlève les capsules. Le chargement ne doit pas dépasser le débit superficiel indiqué dans le réservoir, même lorsque l’opérateur essaie de rattraper un retard suite à une interruption.

Installez deux étapes de flottation et de sédimentation lorsque le produit final est des paillettes de qualité alimentaire : une immédiatement après la machine à lave chaude et une deuxième après la machine à friction finale, associée à un réservoir de rincage contre-courant qui élimine le résidu de caustique et renvoie le pH de la surface des paillettes à 7 ou

Station 8 : système de séchage par air chaud et silo tamponnage.

Le délassement mécanique est beaucoup moins onéreux en termes d'énergie que le séchage thermique, donc la centrifugeuse doit être poussée au maximum. Une centrifugeuse verticale pour le délassement, équipée d'un moteur de 15 à 22 kW, d'une vitesse du rotor comprise entre 1000 et 1500 tours par minute et d'un panier à grilles triangulaires ou perforées, réduit la teneur en eau de surface de la paille de 15 à 25 % à 1 à 3 % d'humidité résiduelle en un seul passage. La largeur des alésages du tamis, comprise entre 0,8 et 1,5 mm, retient la paille tout en éliminant les fines et l'eau.

Supprimer un point de pourcentage d'humidité mécaniquement coûte seulement une fraction de ce que cela coûte dans le séchoir à air chaud. La condition des écrans de centrifugeuse détermine donc directement la consommation spécifique de la ligne. Les écrans usés ou bloqués sont l'une des causes les plus courantes d'une ligne qui passe de 250 kWh par tonne à 320 kWh par tonne sans que personne ne le remarque.

Station 8 : Système de séchage à air chaud et silo tampon

Le système de séchage thermique réduit la teneur en flocons de 1 à 3 % jusqu'à atteindre la cible finale. Un sécheur à tuyaux ou un sécheur thermique horizontal circule de l'air à une température comprise entre 130 et 150 °C dans le flux de flocons ; le ventilateur consomme 11 à 18,5 kW et la charge du réchauffeur d'air est de 60 à 100 kW, alimentée par courant électrique ou par un échangeur de vapeur d'eau. Le temps de séjour dans le circuit de séchage varie entre 3 et 8 minutes en fonction de la configuration.

La teneur en humidité visée est de 0,5 % ou moins pour les grades industriels généraux. Pour la charge dʼingrédients pour les bouteilles au contact alimentaire, la limite est ramenée à 0,3 % ou moins, car lʼhumidité résiduelle accélère la scission moléculaire par hydrolyse pendant le traitement ultérieur de la masse fondante et entraîne une perte de viscosité intrinsèque. Maintenez la température de lʼair du séchoir à 150 °C ou moins : le PET a une température de transition vitreuse de 78 °C environ et les fumelles commencent à coller et à agglomérer si la combinaison de la température de lʼair et du temps de séjour dans le séchoir est trop élevée. Dépôt dans un silo tampon de 5 à 10 m³ équipé dʼun capteur de niveau, qui déconnecte la partie humide de la partie de remplissage et permet dʼarrêter la partie humide pour le nettoyage, sans interrompre la livraison.

Station 9 : Classification finale de l'air, séparation des métaux, remplissage de silos et de sacs géants

Le train de finition est court mais décisif pour la certification d'analyse. Un classificateur d'air en zigzag final doté d'un moteur à vent de 4 à 7,5 kW retire les fines, la poussière et tout fragment de film léger resté après les étapes précédentes. La séparation des métaux suit : un détecteur de métaux de grande sensibilité avec un tambour magnétique à terre rare et, lorsque la contamination non ferreuse est un problème, un séparateur par courant induit. Ensemble, ils maintiennent la teneur en métal à moins de 20 ppm.

Le déchet de granulés nettoyé, séché et classé est acheminé vers le silo de produit fini et emballé dans des sacs de 1000 à 1250 kg sur une station de pesage et d'emballage. Effectuez une analyse d'échantillon de chaque sac ou de chaque lot de production en fonction des paramètres d'acceptation décrits dans la section suivante, conservez un échantillon de référence de 1 kg par lot et étiquettez chaque sac avec le numéro de lot, la date de production, la teneur en humidité et la viscosité intrinsèque. La documentation de la traçabilité n'est pas une charge administrative ; c'est la condition préalable à la vente sur n'importe quelle chaîne d'approvisionnement certifiée à base de récupération.

Tableau récapitulatif de la station

Critères d'acceptation de la propreté des flocons.

Tout ce qui est en amont existe pour satisfaire une seule page de chiffres. La spécification d'acceptation ci-dessous constitue la norme de travail pour les flocons de polyéthylène terephthalate de qualité alimentaire provenant d'une ligne de 500 kg/h et elle doit être inscrite dans le contrat d'achat de l'équipement en tant que figure de performance garantie et testée lors de la mise en service avec la matière première du client. Un fournisseur qui ne sera pas disposé à accepter ces chiffres dans la spécification de balle définie vous dit quelque chose d'important sur la ligne.

Le polyvinyl chloride est le contaminant le plus nuisible de tous. Lorsqu'on fait fondre du PET contenant du polyvinyl chloride, on libère du chlorure d'hydrogène, qui catalyse la scission des chaînes et provoque une coloration jaunâtre, la formation de taches noires et une forte chute de la viscosité intrinsèque. Une teneur maximale de 50 ppm semble élevée avant qu'on ne se rende compte qu'elle correspond à environ une bouteille de 30 g de polyvinyl chloride pour chaque 600 kg de matière première. C'est pourquoi la plateforme de tri manuel et l'étape de flottabilité doivent toutes deux fonctionner : le polyvinyl chloride a une densité comprise entre 1,32 et 1,45 g/cm³ et se superpose à celui du PET, de sorte qu'il ne peut pas être éliminé par la procédure float-sink et doit être capté à l'étape des bouteilles.

Spécification de rendement garantie

Pourquoi la rétention de viscosité intrinsèque est le chiffre le plus difficile à atteindre ?

La résine PET de qualité bouteilles alimente le procédé de soufflage des bouteilles avec une viscosité intrinsèque comprise entre 0,80 et 0,84 dl/g, et après le moulage par soufflage et étirement à l'injection, une bouteille terminée mesure généralement entre 0,76 et 0,82 dl/g. Une ligne de lavage fonctionnant dans les limites de spécifications devrait restituer des grappes à une viscosité comprise entre 0,72 et 0,78 dl/g, ce qui représente une perte de ne plus de 0,04 dl/g pendant le lavage. Tout dépassement de 0,01 dl/g réduit les possibilités downstream.

Trois mécanismes entraînent une baisse de la viscosité intrinsèque dans une ligne de lavage. La hydrolyse est le principal : le PET réagit avec l'eau à une température élevée, et la vitesse de réaction quadruple environ pour chaque hausse de 10 °C. C'est pourquoi la limite de 90 °C dans le laveur chaud est une limite ferme et non une simple indication. L'attaque alcaline est le deuxième : la présence de caustique au-dessus de 3 % ou le rinçage insuffisant qui laisse de l'alcaline sur la surface des flocons dans le séchoir entraîne la dissolution des chaînes. La dégradation thermique est le troisième, et elle se manifeste lorsque l'air du séchoir dépasse 150 °C ou lorsque les flocons sont maintenus statiques dans un silo chauffé.

Une pratique utile de mise en service consiste à mesurer la viscosité intrinsèque à trois endroits sur la même lot : sur les bouteilles entières provenant de la balle, sur le floc humide sortant du réservoir de flottation, et sur le floc séché à la station de conditionnement. Si la perte entre la bouteille et le floc humide dépasse 0,02 dl/g, le sèche-bouteille fonctionne trop chaud ou trop longtemps. Si la perte se produit entre le floc humide et le floc sec, le sèche-bouteille ou le rinçage sont à blâmer. Diagnostiquer cela une fois, correctement, lors de la mise en service, permet d'épargner des mois de conjectures et de recherches.

Les fournitures et la consommation : alimentation, eau, chauffage, caustique et air

La conception des lignes est le point où les lignes de petite taille sont le plus souvent mal conçues. La puissance installée pour une ligne complète de lavage de bouteilles PET de 500 kg/h est de 180 à 260 kW, mais la charge réelle n'est que de 120 à 170 kW car l'ouverture de la balle, le brochage et le séchage ne culminent pas toujours simultanément et plusieurs groupes fonctionne de manière intermittente. Sizer le transformateur et le câble d'arrivée en fonction de la puissance installée plutôt que de la charge en fonctionnement est correct ; dimensionner l'attente des coûts d'exploitation sur la puissance installée n'est pas le cas, et cela conduit à des modèles de fonctionnement complètement erronés.

La consommation électrique spécifique varie généralement entre 230 et 330 kWh par tonne de flocon sec finie pour une ligne chauffée électriquement, et entre 150 et 220 kWh par tonne quand la vapeur en couvre le chauffage du laveuse et du sécheur. L'écart dans cette fourchette est presque entièrement déterminé par trois choses : l'état du tamis de la centrifugeuse de décolmatage, la qualité de l'isolation sur la laveuse ainsi que le fait que l'opérateur fonctionne la ligne à une capacité nominale ou en mode intermittent.

Tableau de consommation par tonne de copeaux finis

Choisir entre la vapeur et l'huile thermique

Le laveur à chaud et le sécheur représente de 60 à 75 % de la demande d'énergie totale de la ligne, de sorte que la décision portant sur le chauffage domine l'optimisation des coûts d'exploitation. La vapeur saturée à 0,4 à 0,6 MPa est le média préférentiel partout où une chaudière existe déjà ou où une chaudière est justifiée par d'autres charges de l'usine. La vapeur transmet la chaleur efficacement grâce à des échangeurs, réagit rapidement aux changements de charge et le retour du condensat récupère une part importante de l'énergie.

L'huile thermique constitue une solution pragmatique sur des sites où il n'existe ni chaudière, ni permis d'exploitation d'une chaudière, ni réglementations relatives aux appareils sous pression. Un appareil à chauffage à huile thermique d'une puissance de 360 à 600 kW de point de sortie couvre une voie de 500 kg/h. Les compromis sont une réponse thermique plus lente, un coût en capital relatif plus élevé pour le groupe de chauffage et la nécessité de surveiller régulièrement l'état de l'huile. Le chauffage par résistance électrique est le plus simple à installer et le plus facile à contrôler, mais il représente la charge de fonctionnement la plus élevée, d'où son utilisation en général pour le chauffage de l'air du sècheur plutôt que pour le moteur de laveuse chaude.

Quelle que soit la méthode choisie, il est nécessaire de bien isoler l’installation. Une machine de lavage de 4 m³ fonctionnant à 85 °C et mal isolée perd une charge de chaleur stationnaire importante sans cesse et, pendant une opération en une seule permanence, cette perte est subie à chaque cycle de réchauffage. L’isolation est une intervention de faible coût comparé aux autres travaux d’embellissement de l’installation et son rendement est rapide.

Traitement de l'eau, réutilisation en circuit fermé et conformité environnementale

Une ligne de lavage de bouteilles en PET est, du point de vue d'un régulateur, un procédé industriel humide produisant un effluent alcalin porteur de solides et chargé en matières organiques. Traiter l'eau en dernier lieu est le moyen le plus rapide de fermer une nouvelle usine. Sur une ligne de 500 kg/h, le dispositif de traitement est petit, mais il doit contenir les quatre mêmes étapes fonctionnelles qu'une importante installation.

Le système de traitement à quatre étapes

L'étape 1, l'élimination des solides grossiers, et trois étapes de sédimentation.L'eau de lavage sortant des disques de friction et des cuves à float-sink passe d'abord à travers un écran vibrant ou un filtre à tambour avec des ouvertures de 0,5 à 1 mm qui capture les fines, les fragments d'étiquette et les fibres. Elle passe ensuite dans trois compartiments de sédimentation en série, de taille pour une rétention combinée de 4 à 8 heures au taux de circulation de la ligne. Le sable, la gravière et les matières organiques latentes se déposent ; chaque compartiment est équipé d'un racleur de boue ou d'un fond conique avec une évacuation périodique.

L'étape 2, la flottation par air dissous.La flottaison à air dissous est l'élément principal utilisé pour éliminer les hydrocarbures et les matières grasses saponifiées, les résidus de tensioactifs et les matières sus-pendues fines qui ne se déposent pas. L'air est saturé dans un vase saturateur à une pression de 0,4 à 0,6 MPa et libéré dans la cuve de flottation, où les microbilles de 30 à 60 micromètres se fixent sur les particules flocculées et les soulèvent vers la surface pour être décantées. Un coagulant, généralement du chlorure de polyaluminium, ainsi qu'un floculant polymère sont dosés avant la cuve à un total de 0,5 à 1,5 kg par tonne de copeaux. Lorsqu'il est bien entretenu, un appareil de flottation à air dissous élimine de 80 à 95 % des matières suspendues et une large partie de la demande d'oxygène chimique.

L'étape 3, le filtrage et la correction du pH.L'eau clarifiée passe par un filtre à sable multimédia et, lorsque le critère de réutilisation est élevé, par un filtre de polissage au charbon actif qui élimine la couleur et les substances organiques résiduelles. Le pH est corrigé, à partir de l'état alcalin de la purge, vers le neutre avant que l'eau ne redevienne dans le réservoir de circulation. Ignorer la correction du pH entraîne la formation de tartre dans les échangeurs de chaleur et une accumulation progressive de chlore dans le circuit.

Étape 4, distribution de réutilisation avec stratification selon la qualité.L'eau traitée ne se compose pas tous des mêmes éléments, et les systèmes à petite ligne les classement. L'eau traitée la plus propre entre dans le réservoir de rincage et dans le réservoir à flotteurs ; l'eau d'une qualité intermédiaire nourrit les tambours de friction et l'eau chaude est utilisée pour reconstituer les tambours ; l'eau la plus sale et admise entre dans le système d'injection du concasseur à incidence, où la contamination n'est pas un facteur décisif parce que le matériau va tout de même être lavé. Ce classement permet d'aller de 70 à 85 ou 92 % de réutilisation globale.

Sortie, boues et odeurs

Même avec un taux de réutilisation allant de 85 à 92 % , un flux de vidange doit sortir du circuit pour empêcher l'accumulation de sels dissous et d'organiques. Ce vidage, généralement de 0,6 à 1,2 m³ par tonne, se fait soit dans un égout municipal, conformément à une autorisation d'évacuation des effluents commerciaux, soit dans une étape de traitement biologique sur site. L'eau de lavage non traitée provenant du recyclage des bouteilles PET présente une demande en oxygène chimique généralement comprise entre 1500 et 4000 mg/L ; après le train complet décrit ci-dessus, elle chute généralement entre 100 et 300 mg/L, ce qui satisfait la plupart des critères d 'acceptation municipale, mais il convient de vérifier en permanence la limite de la concession locale avant la conception de l'installation.

Le lisier est le résidu physique de tout ce que vous avez enlevé : sol, sable, fibres d'étiquette, colles, substances organiques et flocques chimiques. Une ligne de 500 kg/h génère 30 à 80 kg de gâteau déhumidifié par tonne de copeaux avec un taux d'humidité du gâteau de 60 à 75 %. Un essore à membrane ou un essore à vis réduit le volume et les coûts d'entreposage. Caractérisez le lisier avant le démarrage de l'usine, car la classification de vidange dépend de ce que le flux entrant contient.

L'odeur est la plainte qui atteint le plus souvent en premier l'autorité locale. Elle provient de la fermentation anaérobie des sucres des boissons dans les réservoirs de sédimentation et, les jours chauds, de l'atelier de stockage des balots. Pour la maîtriser, il convient d'adopter trois mesures : maintenir la rétention de la sédimentation en dessous de 8 heures afin d'empêcher que l'eau ne devienne anaérobie, couvrir les réservoirs et ventiler-les au moyen d'un biofiltre ou d'un bac à charbon actif, et veiller au respect de la règle de rotation du stock des balots, de sorte qu'aucun baton ne reste dans l'atelier plus qu'un temps défini. La mise en place de la discipline de première entrée, première sortie dans l'atelier est une mesure sans coût et d'un très grand retour sur investissement.

Construction, encombrement et main-d'oeuvre pour une ligne de 500 kg/h

Une ligne de lavage de bouteilles en PET de 500 kg/h nécessite une surface totale de 400 à 700 m², et la répartition entre les espaces de procédés et d’entreposage est plus importante que le nombre donné initialement. La salle de procédés elle-même occupe de 220 à 400 m², disposée en installation linéaire ou en L, à partir de l'ouverture de ballots jusqu'à la station d’emballage. L’entreposage des ballots a besoin de 150 à 250 m², entrepôts pensés pour un maximum de 7 à 10 jours de matières premières afin que les interruptions de collecte ne perturbent pas la production. La préparation des flocons finis nécessite 40 à 80 m² pour un entrepôt de grands sacs sous abri.

Exigences civiles et structurelles

La hauteur libre sous la poutrelle du toit doit être d'au moins 6 m. Ce point n'est pas négociable si la ligne utilise un laveur à haute température sur une plate-forme d'acier surélevée, ce qui est le cas. Le lever du laveur à haute température vers un niveau de plate-forme de 3,5 à 4,5 m permet un déchargement par gravité dans le laveur de friction en aval et dans le réservoir à float et coulée, ce qui élimine la nécessité d'une pompe de transfert, supprime un point d'usure et réduit les dommages mécaniques causés aux flocons. La plate-forme doit être conçue pour prendre en charge le poids du navire plein plus la charge de l'agitateur dynamique, avec une marge de charge utile d'au moins 400 kg/m² destinée à faciliter les interventions de maintenance.

La construction du sol est le élément civil le plus sous-estimé. La partie mouillée de l'installation est en permanence humide, alcaline et chaude. Spécifier une dalle en béton armé d'au moins 150 mm, revêtue d'une couche résistant aux agressions chimiques, incliné à 1 à 2 pour-cent vers des canaux de drainage continu, longeant la partie mouillée. Ces canaux doivent être encaissés, d'une largeur d'au moins 200 mm, et connectés directement à la cuve de collecte de l'eau traitée, et non au drainage de pluie. Appliquer une finition antidérapante dans toute la zone humide ; les bavures de PET mouillées sur un sol lisse sont réellement dangereuses.

La distribution électrique doit comporter un panneau principal unique comprenant des variateurs à fréquence variable pour l'ouvreur de balles, le broyeur, les joints en caoutchouc, le ventilateur du séchoir et les convoyeurs. Placez la salle de commande ou l'enceinte du panneau hors de la zone humide, avec une fenêtre d'observation sur la plate-forme de tri et sur le réservoir de flottation, les deux stations qui nécessitent le plus d'attention de la part de l'opérateur. La protection contre l'encrassement de niveau IP55 ou supérieur s'applique à tous les moteurs et boîtiers de jonctions de la zone humide.

Principes de mise en page qui vous font économiser de l'argent plus tard

Un agencement linéaire est le plus simple et fonctionne lorsque le bâtiment permet une longueur de 35 à 45 m. Lorsqu'il s'agit d'un bâtiment plus carré, un agencement en L, avec la partie humide sur une branche et la section de séchage et d'emballage sur l'autre, fonctionne tout aussi bien et présente l'avantage de séparer physiquement la zone humide et sale de la zone sèche et propre. Cette séparation est importante tant pour le ménage que pour la qualité du produit : la poussière et les projections provenant de l'extrémité humide ne doivent pas atteindre la zone de transport et d'emballage des granules séchés.

Laissez un couloir d'entretien clair d'une largeur d'au moins 1,2 m sur le côté service de chaque réservoir et machine. Sur les petites lignes, cela est habituellement sacrifié afin d'économiser de la place, et la conséquence est que le remplacement d'un écran de joints de frottement nécessite un quart de journée au lieu de deux heures. De même, laissez une voie de levage allant de la position du broyeur jusqu'à une porte suffisamment large pour permettre de retirer le rotor ; le service du rotor et des lames est un événement récurrent de routine, et non pas une exception.

Enfin, planifiez le corridor d'alimentation avant l'équipement. L'alimentation en vapeur ou en huile thermale, l'air comprimé, la réutilisation des eaux traitées, la fourniture d'eau brute, le dosage de la soude et le câblage électrique requièrent tous un itinéraire défini. Retirer un réseau de dosage de soude dans une installation terminée est un travail difficile.

Personnel et structure des services

L'exploitation en un seul service, à 500 kg/h, produit environ 4 tonnes de copeaux par jour, pendant 8 heures de production, ou 90 à 100 tonnes par mois et 22 à 25 jours de travail. Deux services doublent ce volume à environ 190 à 210 tonnes par mois, tandis que trois services atteignent 280 à 310 tonnes par mois, même si le troisième service doit inclure des périodes de nettoyage et d'entretien, de sorte que le multiplicateur réel est plus proche de 2,7 que de 3,0.

La flexibilité de sortie d'une petite ligne est un avantage commercial certain. Une ligne de 500 kg/h à un seul service peut absorber un doublement de l'alimentation en ligne simplement en ajoutant un deuxième service, sans dépense capitales en dehors des coûts supplémentaires liés à la main-d'oeuvre et à une légère augmentation de la gestion des boues de traitement des eaux. Une ligne de 2000 kg/h n'a pas d'espace de manoeuvre dans le cas d'une petite base d'alimentation : elle fonctionne soit à charge partielle, ce qui compromet la consommation d'énergie spécifique et la stabilité du laveur à haute température, soit elle reste inutilisée.

Qu'avaient préparé un installation de 500 kg/h de déchets contre un système de 1000 à 2000 kg/h ?

Choisir 500 kg/h constitue un ensemble de compromis délibérés, et comprendre précisément ces compromis est ce qui sépare un investissement judicieusement réalisé d'un investissement regrettable. La spécification de sortie ne change pas en fonction de la taille de la ligne, mais la manière de réaliser cette spécification, l'intensité du travail, la consommation spécifique et la résistance opérationnelle le sont.

Sépération manuelle versus séparation par optique proche infrarouge.

La différence la plus importante concerne la méthode de tri. Une ligne de 1000 à 2000 kg/h est presque toujours équipée d'un séparateur de bouteilles à infrarouge proche, qui identifie le type de polymère par sa signature spectrale et éjecte les contenants non en PET à l’aide de jets d’air comprimé à des taux bien supérieurs à la capacité humaine. Le tri à infrarouge proche atteint des performances constantes durant les différentes quarts de travail, ne fatigue pas et produit un journal de données permettant de valider la conformité aux audits.

À 500 kg/h, le tri par infrarouge se place dans la bande de coût élevé à très élevé par rapport à une ligne dont le coût total d'investissement est faible à modéré, et la dotation de la bande est souvent trop faible pour que le triur classique fonctionne efficacement. Le tri manuel par deux ou trois travailleurs qualifiés est la réponse classique. Correctement géré, il permet d'atteindre un taux de nettoyage comparable du polyvinyle chlorure. Les risques sont entièrement liés à l'humain : fatigue après quatre heures de travail, incohérence entre les shifts, turnover du personnel qualifié et dégradation des performances quand la bande est surchargeée afin de rattraper le débit. Pour réduire ces risques, il faut assurer un chargement discipliné de la bande, un rotation des travailleurs tous les 90 à 120 minutes, un éclairage approprié de 500 lux ou plus sur la bande et une plaque de référence visuelle documentée indiquant les contenants à rejeter.

Station de consolidation et ses conséquences

Les lignes à petite production consolident les stations que les lignes grandes maintiennent séparées. Une unité de grande capacité peut disposer d'un tambour de pré-lavage, de trois tambours de lavage par friction avant le tambour à haute température, de trois tambours de lavage par friction après, de deux étapes de tambour à haute température en série et de trois réservoirs à flot et à immersion. Une ligne de 500 kg/h comprend généralement deux à trois tambours de lavage par friction au total, un tambour à haute température et un à deux réservoirs à flot et à immersion.

La consolidation est acceptable à condition que le temps de résidence total et le travail mécanique global soient préservés. Le mode de panne est une consolidation et un raccourcissement en même temps : l'installation d'une seule rondelle de friction à la place de trois et aussi la réduction du temps de résidence du bain chaud (de 15 minutes à 6 minutes) supprime à la fois la marge mécanique et chimique, et la ligne ne répondra plus aux spécifications sur le meilleur stock de départ. Lorsque un fournisseur propose une configuration raccourcie, la question correcte est quel paramètre de qualité est abandonné, et sur quel stock de départ la garantie reste valable.

Tableau de comparaison : 500 kg/h par rapport aux classes plus grandes

Concevoir l'évolution progressive jusqu'à 1000 kg/h dès le premier jour.

La décision d'ingénierie la plus coûteuse qu'un acquéreur de 500 kg/h puisse prendre coûtant relativement peu et rapportant beaucoup : spécifier la ligne comme modulaire avec une route d'upgrade définie. Doubler la capacité d'alimentation par la suite devient alors un remplacement d'équipement ciblé plutôt que la reconstruction de l'installation.

Six éléments doivent être surdimensionnés au départ. Premièrement, l'ouvreur de ballots qui fonctionne à 900 à 1500 kg/h couvre déjà une production de 1000 kg/h sans changement. Deuxièmement, la tapis de tri doit être dimensionné à 1000 mm de large même si 800 mm suffit à une vitesse de 500 kg/h ; l'agrandissement d'une bande implique l'installation d'un nouveau cadre. Troisièmement, l'entrée électrique, le panneau principal et le transformateur doivent être dimensionnés pour une puissance installée de 400 à 500 kW plutôt que de 260 kW, puisque la mise à niveau du courant électrique est lente et perturbatrice. Quatrièmement, l'usine de traitement de l'eau doit être construite pour 1000 kg/h depuis le début, car les réservoirs civils sont les composants les plus difficiles à agrandir et les coûts moyens à la construction sont faibles. Cinquièmement, les canaux de drainage des sols et la cuve de collecte doivent être dimensionnés pour un double débit. Sixièmement, l'aménagement de lʼédifice doit prévoir une zone vide de 20 à 30 m² adjacente à la machine de lavage à haute température pour le futur deuxième banc de machines à essorer et le deuxième réservoir à bouées et à buses.

Une fois ces six modifications effectuées, la mise à niveau consiste à remplacer le concasseur à liquido avec un rotor et un moteur plus grands, à ajouter deux joints de friction, à agrandir ou dupliquer le tambour à haute température, à ajouter le deuxième réservoir float-sink, à rééquiper la centrifugeuse et le sécheur. Ces travaux peuvent être exécutés généralement en cours d'une fermeture planifiée de l'installation plutôt que d'une rénovation complète, et le coût relatif de la mise à niveau est considéré comme Modéré alors que le coût de la construction d'une deuxième ligne est très élevé.

Chemins de valorisation en aval : bouteille à bouteille, fibres et emballage strippable.

La spécification de la feuille dont vous avez besoin est entièrement déterminée par ce que cette feuille deviendra. Trois voies de descente dominent et imposent des exigences matériellement différentes. Décider le marché cible avant de spécifier la machine est la séquence correcte ; spécifier la machine en premier puis chercher un acheteur est ce qui conduit les usines à disposer de matériaux non commerciaux.

Recyclage bouteille à bouteille

Le cheminement bouteille à bouteille est le cheminement le plus efficace et le plus onéreux. Les flocons lavés de la ligne ne sont pas, à eux seuls, conformes aux exigences en matière de contact alimentaire. Ils doivent passer par un processus de désinfection particulièrement rigoureux, généralement une combinaison de traitement sous vide à haute température et de polycondensation en mode solide, qui retire à la fois les contaminants volatils résiduels selon les niveaux requis par les essais règlementaires et reconstitue la viscosité intrinsèque, qui descend du niveau des flocons de 0,72 à 0,78 dl/g jusqu'au niveau utilisé dans les bouteilles, soit 0,80 dl/g ou plus.

La polycondensation en phase solide se déroule sur des filaments ou des granulés cristallisés à 200–220 °C sous vide ou sous un gaz inerte pendant 8 à 16 heures, ce qui fait progresser l'équilibre de la polycondensation et élève la viscosité intrinsèque de 0,06 à 0,12 dl/g. Ce procédé n'est viable que si les filaments entrant sont propres, secs et constamment homogènes, c'est pourquoi les spécifications de la ligne de lavage sont si strictes pour cette voie. La résine recyclée doit également être titulaire d'une autorisation réglementaire appropriée, et c'est le processus lui-même, et non la charge de résine, qui est évalué et approuvé.

Pour un opérateur de 500 kg/h, le modèle réaliste consiste à produire de la poudre susceptible de servir à la fabrication de denrées alimentaires et à la fournir à un convertisseur qui exécute les étapes de désinfection et de polycondensation en phase solide, au lieu d'installer localement cette dernière. Le coût relatif en capitaux du procédé super-clean associé à la polycondensation en phase solide est élevé et devient rentable seulement à des débits beaucoup plus élevés.

Qualité des fibres.

La fibre est le canal de distribution le plus important pour le floculacreélyé recyclé au niveau mondial, pour le polyester sous forme de fibres de granulés destinées aux non-tissés, au remplissage et aux textiles ainsi qu'en filament pour l'élaboration de fil. Les exigences sont modérées, mais plus raisonnables que pour le circuit bouteille à bouteille à certains égards, et plus strictes dans d'autres. La viscosité intrinsèque de 0,62 à 0,75 dl/g est acceptable pour les fibres de granulés, alors qu'une légerediminution de la viscosité est tolérable. Une humidité inférieure à 1 % suffit.

Une des caractéristiques importantes des bobins de fibres que nous utilisons est la contention des impuretés. Les bobines à filets finissants de quelques dizaines de micromètres bloquent à la fois les cristallites métalliques et les non-mélangées de polyoléfines. Par conséquent, la limite de présence de métal et la limite des cristallites sont aussi strictes que dans le cas de la production des bouteilles, et la couleur est très importante, car les fibres sont souvent fondées sans colorisation, ou seulement légèrement colorées. L'utilisation de flocons multicolores est très limitée dans l'application de fibres foncées.

Attachage et feuille.

Le film PET est le point de vente le plus tolérant en termes de volume et un premier marché intéressant pour une nouvelle opération de 500 kg/h. De plus, le film PET accepte des couleurs mixtes, des viscosités intrinsèques variant entre 0,70 dl/g et plus et il est relativement insensible à la moindre contamination. L'extrusion de feuilles pour l'emballage thermoformé se situe entre la fibre et le film PET en terme de rigueur : elle nécessite une bonne couleur et un faible taux d'imperfections noires pour garantir une clarté visuelle, mais elle tolère une bande de viscosité plus large que la production de bouteilles.

Lorsque l'entreprise souhaite se développer en produisant des pellets en plus des plaquettes, une ligne de pelotage est construite suite à la ligne de lavage. La usine Kerke de Wanplas fournit des extrudeuses à une et deux queues qui s'intègrent directement aux systèmes de lavage Polyretec, permettant d'alimenter la plaquette lavée dans les installations de séparation des mélanges pour écoulement, de dégazage sous vide et de pelotage au niveau de l'eau ou en bande. En particulier pour le PET, une filtration des mélanges et un dégazage sous vide appropriés sont essentiels, car le polymère est sensible à l'hydrolyse et toute humidité résiduelle pénétrant dans le cylindre se traduit directement par une perte de viscosité.

Normes, certification et documentation

La certification permet de convertir une usine techniquement capable en un fournisseur crédible sur le plan commercial. Pour une ligne de lavage de bouteilles PET de 500 kg/h, cinq cadres jouent un rôle et fonctionnent à différents niveaux : certains évaluent le processus de recyclage, d'autres évaluent le système de gestion et d'autres encore évaluent la chaîne de traçabilité.

L'évaluation de l'EFSA concernant le plastique recyclé en contact avec les aliments est la voie européenne. L'Autorité européenne pour la sécurité alimentaire évalue les procédés de recyclage, pas les lots de résine individuels, grâce à un test de simulation qui démontre que le processus peut réduire les contaminants de substitution à un niveau résiduel défini. L'évaluation s'applique à un procédé spécifique fonctionnant dans une fenêtre de paramètres définie, c'est pourquoi les paramètres du procédé doivent être enregistrés et contrôlés : le fonctionnement en dehors de la fenêtre évaluée invalide l'évaluation. Rappelons encore que la ligne de lavage est l'étape d'entrée ; c'est le processus de décontamination super propre en aval qui est le sujet de l'évaluation.

La notification de contact alimentaire auprès de la FDA est la voie à suivre pour le marché américain. La Food and Drug Administration examine les candidatures concernant les processus de recyclage et délivre une lettre de non-objection lorsque le processus garantit une élimination adéquate des contaminants. Ses exigences pratiques sont similaires à l'approche européenne : paramètres du processus documentés, données d'essai de substitution et contrôles des matières premières définis.

EuCertPlast certifie les recycleurs de plastique post-consommation en matière de traçabilité, de caractérisation des inputs, de contrôle de la qualité des produits finis et de gestion de l'environnement. Il s'agit d'un dispositif audité qui examine si le recycleur sait vraiment ce qui entre et ce qui sort de l'usine, et s'il le déclare correctement. Pour une petite entreprise, c'est une certification précoce réaliste et avantageuse, car elle valide la discipline de fonctionnement plutôt que d'exiger un équipement de pointe.

Le Norme mondiale de recyclage (GRS), souvent abrégé en GRS, est une norme de chaîne de custodie qui vérifie les allégations de contenu recyclé tout au long de la chaîne d'approvisionnement et comporte également des critères sociaux et environnementaux. Elle est particulièrement pertinente lorsqu'on utilise de la pelote pour les marchés textiles et des fibres, où les propriétaires de marques exigent de plus en plus un contenu recyclé certifié.

L'ISO 15270 définit le cadre pour la récupération et le recyclage des déchets plastiques, présentant des définitions, des options et des exigences pour les processus de récupération. Il s'agit d'un cadre de référence plutôt qu'une norme de produit certifiable, mais il constitue une référence utile pour structurer la documentation des processus d'une installation.

Quel que soit le type de certification poursuivi, la condition nécessaire est la même : les registres. Registres des fournisseurs de matière première et de la caractérisation des bales, registres de production par lots avec les paramètres des process, résultats de tests de质量 par lot, échantillons conservés, suivi des rejets de traitement de l'eau et registres de « expédition », liant chaque grosse bille à un lot. Une usine qui conserve ces registres dès le premier jour de fonctionnement peut obtenir une certification à tout moment, lorsque le marché le exige. Une usine qui ne le fait pas doit reconstituer leur historique d'une puis à une autre, processus qui dure des mois.

Discipline de la commissioning, de l'exploitation et de la maintenance

L'écart entre les performances indiquées sur les étiquettes de la ligne et les performances réelles dépend presque entièrement de la qualité de la mise en service et de la discipline de maintenance. Sur les lignes de cette taille, où il n'existe généralement pas d'ingénieur processus dédié, les procédures écrites sont plus importantes que sur les grandes installations.

Une séquence de mise en service réaliste

La mise en service devrait se dérouler en cinq étapes, en commençant par un fonctionnement mécanique sous vide : chaque convoyeur tourne dans la bonne direction, les protections sont montées, les dispositifs d'arrêt d'urgence sont vérifiés, les vibrations et la température des paliers sont contrôlées dans le concasseur et la centrifugeuse. La seconde étape consiste à effectuer un fonctionnement uniquement à l'eau : tous les réservoirs sont remplis, les pompes et les dispositifs de contrôle du niveau sont vérifiés, les fuites sont localisées et réparées, le drainage est contrôlé, et le circuit de traitement de l'eau est rempli d'eau purifiée. La troisième étape consiste à faire tourner le procédé à froid à un débit réduit, typiquement de 250 à 300 kg/h, sans utilisation de caustique ni de chaleur, afin de vérifier le transfert du matériau et identifier les points critiques. La quatrième étape concerne le fonctionnement sous pleine charge sur la charge fournie par l'acheteur à un débit nominal, avec l'utilisation de la chaleur et de la chimie. La cinquième étape consiste en un essai de performance.

Le test de performance devrait durer au minimum 48 heures, de préférence 72 heures, avec une charge représentative, et des prélèvements devraient être effectués toutes les deux heures et analysés selon le tableau d'acceptation. Accepter une ligne sur la base d'une démonstration de deux heures avec des bouteilles sélectionnées à la main est l'erreur commerciale la plus courante dans ce secteur. Insistez sur le fait que la garantie soit mesurée à l'aide de la charge que vous allez traiter.

Plan de maintenance

Le service des lames de concassage domine le calendrier des consommables. Attendez la rotation ou le retravaillage des lames toutes les 150 à 400 heures de fonctionnement, selon la quantité de sable et de graviers contenue dans la composante d'alimentation, ainsi que le remplacement complet des lames après quatre à six retravaillages. Le fait de disposer d'une bâche de rechange complète en permanence permet de réaliser le changement en quatre heures en lieu et place d'une interruption de deux jours, et la disponibilité des pièces de rechange est un critère légitime pour choisir un fournisseur. La politique de la marque Wanplas, qui consiste à offrir gratuitement des pièces de rechange chaque année ainsi que le remplacement sous garantie des pièces endommagées, a été définie expressément pour gérer ce type d'interruption due aux consommables, et Polyretec l'applique à tous ses équipements de recyclage.

Dépannage des problèmes les plus fréquents dans le domaine de la production de granulés

Neuf problèmes représentent l'écrasante majorité des plaintes de qualité sur les lignes de laver des bouteilles en PET de petite taille. Chacun de ces problèmes présente une signature caractéristique et un ordre de diagnostic défini.

Problème 1 : Contenu de polyoléfines supérieur à 100 ppm

Vérifiez d'abord le réservoir de sedimentation. Les causes courantes sont une charge excessive de flocons formant un raft à la surface, ce qui peut bloquer les bouchons, une turbulence excessive due à une vis de fond qui tourne trop vite ou un système de retrait qui ne élimine pas assez rapidement la couche flottante. Deuxièmement, vérifiez la vitesse du ventilateur de l'air classificateur en zigzag, car le film d'étiquette qui survit à la classification se comporte comme le PET dans le réservoir. Troisièmement, vérifiez si l'écran du broyeur n'est pas usé et produit des flocons de plus de 14 mm dont le comportement hydrodynamique est moins prévisible.

Problème 2 : Poly(chlorure de vinyle) supérieur à 50 ppm

C'est presque toujours une erreur de tri, et non une défaillance du processus, car la densité du polyvinyl chlorure se superpose au PET et ne peut pas être éliminée en aval. Vérifiez d'abord le chargement de la bande de pliage : une bande de pliage trop chargée cache les containers. Vérifiez la rotation du plieur et l'éclairage. Vérifiez si les caractéristiques de la balle d'arrivée ont changé. Si la matière première a effectivement déterioré, les options sont de réduire la vitesse de la bande, d'accepter un rendement inférieur, d'ajouter un quatrième plieur ou d'installer un sépareur à infrarouge proche.

Problème 3 : Plaques noires supérieures à 10 par kg

Les taches noires proviennent de trois sources : les résidus organiques carbonisés non retirés dans le laveur en chaleur, le biofilm provenant des réservoirs non nettoyés à l'heure prévue, et les débris métalliques ou ceux issus de l'usure des roulements. Vérifiez d'abord la température du laveur en chaleur et la concentration de l'eau de javelle. Ensuite, examinez les essieux de friction, car un lavage mécanique insuffisant laisse des résidus attachés. Cherchez ensuite les sources d'usure : les bords de la bande transporteuse, les impellers des pompes usés et les revêtements dégradés des réservoirs, qui libèrent tous des particules foncées.

Problème 4 : Viscosité intrinsèque inférieure à 0,72 dl/g

Mesurez à trois points comme précédemment décrit pour localiser la perte. Une perte dans la section humide signifie que le nettoyeur chaud est trop chaud, trop long, ou que la concentration en caustique a augmenté au delà de 3%. Une perte dans la section sèche signifie que l'air à séchage est supérieur à 150 °C, les flocons stagnent dans une zone chaude, ou que le rinçage laisse de l'alcalin sur la surface. Vérifiez l'excès de rinçage dans la cuve ainsi que le pH de la surface avant d'accuser le sécheur.

Problème 5 : Teneur en humidité supérieure à la cible

Commencez par la centrifugeuse, et non par le sécheur. Un tamis de centrifugeuse aveuglé ou usé permet la libération de fines plus humides que spécifié, et le sécheur ne peut pas compenser cette différence à un temps de residence prévu. Vérifiez ensuite la température de l'air du sécheur, le débit du ventilateur et la position de tout tampon de recirculation. Enfin, vérifiez si la distribution des tailles de fines s'est déplacée vers des fines, qui retiennent plus d'eau à la surface par unité de masse.

Problème 6 : Fibre de l'étiquette visible dans les copeaux finis

Établir la diagnose en remontant le classificateur. Si le classificateur à zigzag final rejette la fibre, soit la vitesse du ventilo-balette est trop faible, soit le taux de charge du matériau est trop élevé pour la traversée. Si la teneur en fibres entrant dans le classificateur est déjà élevée, le déemballageur ne fonctionne pas correctement : vérifiez la vitesse du rotor, le blocage des perforations du tambour et le temps de séjour. Les étiquettes pour housses en polyvinylchlorure rétractable ou en polystyrène orienté sont particulièrement tenaces et peuvent nécessiter un temps de séjour dans le déemballageur plus long.

Problème 7 : Distribution granulométrique de copeaux en dérive vers le « gros »

Les lames du concasseur usées et un intervalle de coupe accru sont les causes standard. Mesurez l'intervalle, inspectez les bords des lames pour une raideur, et vérifiez l'écran pour des perforations élargies ou déchirées. Les gouttes grossières réduisent l'efficacité du laveur chaud puisque le rapport surface/champ baisse, ce qui propage le problème dans l'élimination de la colle et dans le recit de points noirs au cours d'une manche ou deux.

Problème 8 : Capacité de la ligne de production inférieure à 500 kg/h

Le déficit de rendement est presque toujours une limitation plutôt qu'un ralentissement général. Parcourez la ligne et recherchez les points où les matériaux s'accumulent. Les limitations communes sont un écran du concasseur recouvert, un écran de tamis à garnissage fibreux, une vis balancière en fond de tambour mal dégagée ou un séchoir incapable de suivre le débit en raison d'un passage de copeaux humides dans la centrifugeuse. Résolvez la limitation plutôt que d'augmenter la vitesse d'alimentation.

Problème 9 : Consommation excessive d'eau ou taux de réutilisation faible

Si l'utilisation d'eau douce dépasse 1,2 m³ par tonne sur une chaîne à boucles closes, le circuit de traitement est inefficace. Comprimez d'abord la flottation à l'air Dissolved (Dissolved Air Flotation, DALF): pression du saturateur, qualité des bulles et dosage du coagulant. Vérifiez ensuite la fréquence de rétabli-sage des filtres, car un retrait d'eau trop fréquent peut consommer une quantité surprenante d'eau. Vérifiez ensuite les pertes physiques : les réservoirs qui débordent, les joints qui fuient et l'eau excédentaire évacuée avec la chaux sont des indicateurs d'eau d'apport.

Questions fréquemment posées

Combien d'espace au sol nécessite une ligne de lavage de films PE PP de 500 kg/h ?

Prévoyez une surface totale de 400 à 700 m². La salle de processus elle-même occupe 220 à 400 m², l'entrepôt pour les pelures mesure de 150 à 250 m² et peut stocker les matières premières pendant 7 à 10 jours. L'accueil des sacs d'une capacité de 1 m³ nécessite de 40 à 80 m². La hauteur sous la cloison en toit doit être d'au moins 6 m pour permettre à la machine à lessiver à la température ambiante de se situer sur une plate-forme de 3,5 à 4,5 m, avec élimination gravitéelle dans les cuves en aval. Prévoyez également un dégagement d'entretien de 1,2 m sur le côté de service de chaque machine, espace souvent supprimé et souvent regretté.

Quelle teneur en humidité doivent atteindre les copeaux après le lavage à une vitesse de 500 kg/h ?

La centrifuge de déferrisage ramène les flocons à partir de 15 à 25 % d'eau de surface jusqu'à 1 à 3 %, en un seul passage. Le système de séchage avec air chaud les conduit ensuite à 0,5 % ou moins pour les grades industriels généraux, et à 0,3 % ou moins lorsqu'ils entrent dans un processus de transfert de bouteille à bouteille susceptible d'entrer en contact avec des denrées alimentaires. Ajoutez du plus possible de puissance à l'étape mécanique, car l'élimination de l'eau dans la centrifuge coûte une fraction de ce que l'élimination par séchage coûte.

Une ligne de lavage de PET de 500 kg/h peut-elle produire des flocons vraiment de qualité alimentaire ?

La ligne peut produire des flocons qui répondent à la spécification d'entrée de qualité alimentaire : le chlorure de vinyle à 50 ppm ou moins, les polyoléfines à 100 ppm ou moins, les métaux à 20 ppm ou moins, l'humidité à 0,3% ou moins et la viscosité intrinsèque conservée à 0,72 à 0,78 dl/g. Cependant, le statut de contact alimentaire de la résine finale dépend du processus de décontamination super-clean et de polycondensation en état solide qui suivent, que les organismes de réglementation évaluent réellement. Cette ligne de lavage est l'étape d'entrée qualificative et non le bénéficiaire de l'approbation.

Combien d'eau consomme une ligne de lavage de bouteille PET de 500 kg/h ?

Une opération en une seule étape consomme de 2,5 à 4,0 m³ dʼeau par tonne de copeaux finis. Avec un système de traitement complet comprenant la sédimentation en trois étapes, la flottation à lʼair dissous, la filtration à multiples médiaps et la correction du niveau de pH, le taux de réutilisation atteint 85 à 92 % et celui de lʼeau fraîche impasse se situe entre 0,6 et 1,2 m³ par tonne. La segmentation de lʼeau revalorisée en fonction de sa qualité, lʼenvoi de lʼeau la plus propre au purgeage et de celle la plus sale à lʼinjection dans le broyeur, est ce qui amène le taux de réutilisation à environ 70 % pour passer dans la gamme de 85 à 92 %.

Quelle puissance totale consomme une ligne de lavage de PET de 500 kg/h ?

La puissance installée est comprise entre 180 et 260 kW et la charge réelle est comprise entre 120 et 170 kW, ce qui donne un facteur de diversité d'environ 0,62 à 0,70. La consommation spécifique est comprise entre 230 et 330 kWh par tonne avec chauffage électrique, et descend à 150 à 220 kWh par tonne lorsque la vapeur assure le chauffage de laveuse et sècheuse. Réglez la puissance du transformateur et du câBle entrant sur la puissance installée, mais façonnez le modèle d'exploitation sur la charge réelle.

Combien d'opérateurs a t-il fallu pour la ligne de lavage PET de 500 kg/h par changement ?

Quatre à six personnes : deux à trois sépareuses manuelles sur la plate-forme de ramassage, un opérateur en ligne au panneau de contrôle prenant en charge la chimie et le prélèvement de qualité, un agent en charge des équipements techniques et du traitement de l'eau, ainsi qu'une personne chargée du chargement de ballots et du traitement de sacs. Un technicien de maintenance est généralement partagé ou affecté uniquement au service du jour. Rotaiez les sépareuses toutes les 90 à 120 minutes, car la précision de tri diminue notablement après cette période.

Une ligne de 500 kg/h peut-elle être upgradée ultérieurement à 1000 kg/h ?

Oui, à condition que la ligne soit spécifiée comme modulable dès le départ. Six éléments doivent être dimensionnés plus grands dès la phase de conception : l'ouvreur de ballots, la largeur du convoyeur de tri, la caisson d'entrée électrique et le panneau principal, l'installation de traitement des eaux, le drainage du sol et le bac de collecte, ainsi qu'une baie de 20 à 30 m² pour l'équipement. La mise à niveau consiste en un concasseur humide plus grand, des disque de friction supplémentaires, un laveuse à haute température plus vaste, un deuxième réservoir à float/sink et une centrifugeuse et un séchoir améliorés, ce qui nécessite une phase de fermeture planifiée à un coût relatif modéré.

Pourquoi le tri manuel est-il acceptable à 500 kg/h, mais pas à 2000 kg/h ?

À 500 kg/h, l'alimentation par bande donne à chaque sélectionneur de 20 à 40 secondes d'exposition à une couche de bouteilles de 30 à 50 mm. Cela est suffisant pour une identification fiable. À 2000 kg/h, la même bande tournerait quatre fois plus vite ou porterait une couche quatre fois plus épaisse, et la précision humaine s'effondre dans les deux cas. Le tri par infrarouge proche offre un coût relatif élevé à très élevé, proportionnel à un investissement global faible à moyen, alors qu'à 2000 kg/h, il représente une part proportionnelle d'un projet beaucoup plus important.

Qu'est-ce qui cause une perte de viscosité intrinsèque au cours du lavage, et comment peut-elle être contrôlée ?

Trois mécanismes. L'hydrolyse domine : le PET réagit avec l'eau à température, et le rythme d'hydrolyse augmente d'environ deux fois chaque fois que la température augmente de 10 °C, d'où le fait que 90 °C soit un seuil difficile à atteindre dans la machine de lavage à haute température. L'attaque alcaline est la deuxième source de dégradation, causée par un caustique supérieur à 3 % ou par un rinçage insuffisant lors duquel l'alcalin pénètre dans le réchauffeur. La dégradation thermique est la troisième cause, apparaissant lorsque l'air du réchauffeur atteint 150 °C ou que les flocons stagnent dans un silo chaud. Pour contrôler tous ces processus, il faut maintenir une température comprise entre 80 et 90 °C, doser continuellement le caustique en fonction de sa concentration mesurée, rincer de manière à obtenir un pH de surface de 7 à 8, et contrôler la température de l'air du réchauffeur en le plafonnant à 150 °C.

Que doit couvrir la garantie de performance dans le contrat d'achat ?

Faites insister sur un test de 48 à 72 heures continu sur votre propre fournitures de départ, et non sur des bouteilles choisies soigneusement, en préparant des échantillons à deux heures d'intervalles, afin de les tester conformément au tableau complet d'acceptation : polyvinylchlorure, polyoléfines, métaux, humidité, viscosité intrinsèque, taches noires, distribution de la taille des cristaux, fines et pH de la surface. Demandez également une garantie de débit à 500 kg/h de flake sec fini, la consommation d'eau par tonne et la puissance installée par rapport à la puissance en fonctionnement. Un vendeur qui n'est pas disposé à garantir votre fournitures de départ vous annonce que la ligne n'a pas de marge.

Conclusion : Définir une ligne de 500 kg/h qui ne vous décevra pas

Une ligne de lavage de flacons PET de 500 kg/h réussit ou ne réussit pas en fonction d'un petit nombre de décisions prises avant même de commencer la coupe des aciers. Préservez toutes les opérations unitaires cruciales : tri manuel avec une exposition suffisante à l'appareil de récupération, un appareil de délabellisation assurant un enlèvement de 95 % ou plus, doté de classification à l'air en zigzag, broyage humide à travers un tamis de 12 à 16 mm équipé de lames D2 ou SKD-11, deux à trois tambours cervicales en série, un tambour chauffant permettant un séjour réel de 10 à 20 minutes à 80 à 90 ° C dans 1 à 3 % de caustique, séparation au float-sink à une efficacité de 99 % ou plus, débourbage mécanique jusqu'à 1 à 3 %, chauffage séché à 0,5 % ou 0,3 % pour une alimentation de qualité, et une chaîne de finition conservant les métaux à une concentration de 20 ppm ou moins.

Construisez correctement la centrale de traitement de l'eau dès la première fois. Avec trois stades de sédimentation, la flotation de l'air dissous, la filtration et la correction du pH, le taux de réutilisation s'élève à 85 à 92 %, tandis que la quantité d'eau fraîche nécessaire diminue de 2,5 à 4,0 m³ par tonne à 0,6 à 1,2 m³ par tonne, tout en maintenant l'installation dans les limites de sa permission de rejet. Assurez un espace de 400 à 700 m² avec une hauteur libre de 6 m, un sol correctement drainé et revêtu, ainsi qu'une plate-forme pour laveuse à chaud. Équipez cet espace avec quatre à six personnels qualifiés de garde, qui devront se conformer à un programme d'entretien écrit.

Avant tout, déterminer le marché de destination. Les bouteilles, les fibres, les feuilles et les bandelettes imposent des limites très différentes en matière de viscosité intrinsèque, de contamination et de couleur, et la configuration de la ligne doit être guidée par cet objectif plutôt que par une spécification générique d'un catalogue. Ensuite, intégrer la promesse de passer à 1000 kg/h dans le design initial, car les six choix d'oversizing qui rendront la doublement de la capacité aisée à un moment donné dans le futur coûtent très peu lors de la construction et grandement lors d'une retrodécision.

Polyretec, usine Wanplas, conçoit depuis 2010 des lignes de lavage de bouteilles en PET de 500 kg/h à 6000 kg/h, en combinant une technologie de processus autrichienne et une fabrication chinoise, renforcées par plus de 100 projets livrés dans plus de 50 pays et par une équipe d'ingénieurs disponibles pour l'installation, la mise en service et le support technique à long terme. Wanplas, la marque mère, garantit à chaque usine les mêmes engagements : un crédit gratuit de pièces de rechange chaque année, le remplacement d'aucune pièce endommagée sous garantie, une clause de capacité de production garantie et une politique d'usine ouverte pour l'inspection avant l'achat. Si vous spécifiez une ligne de lavage de bouteilles en PET de 500 kg/h, apportez votre propre échantillon de balle et votre spécification de grains cible à la discussion, et demandez que la garantie de performance soit mesurée sur le matériau que vous allez utiliser réellement.