Choisir la meilleure ligne de recyclage de film PP PE avec un système de pelletisation en une étape est fondamentalement un problème d'humidité déguisé en problème de machinerie. Le film polyoléfine – mulch agricole, films de serres, sacs d'emballage, sacs tissés en PP et doublures de bidons fixes en plastique tourbillonne (FIBC) – est fin, léger et d'une surface énorme par kilogramme. Cette géométrie est précisément ce qui rend le film peu coûteux à produire et difficile à recycler. L'eau s'accroche à lui, la terre s'incruste dedans, et la faible densité volumique des copeaux lavés rend le chargement par gravité pratiquement useless. Une ligne qui traite admirablement la regrind de bouteilles en HDPE rigide peut se noyer sous le même volume de film agricole lavé.
La différence décisive entre une installation de recyclage de films moyenne et une installation réellement rentable réside dans les vingt secondes qui séparent le dernier stade de lavage de l'extrudeuse. Dans un système à deux étapes classique, les flocons lavés quittent un sécheur mécanique avec un taux d'humidité résiduelle de huit à douze pour cent, refroidissent dans un silo de stockage, absorbent l'humidité ambiante, puis sont re-crachés froids dans une extrudeuse de granulés séparée. Chacune de ces étapes consomme de l'énergie, du terrain, des efforts humains et compromet la qualité des granulés. Dans un système à une seule étape, un sécheur par compression - un compacteur à vis chauffé - élimine la sécheresse résiduelle au-dessous du niveau de un pour cent pour répandre des flocons chauffés, plastifiés à l'extrudeuse à quatre-vingts à cent et dix degrés Celsius. Rien ne refroidit. Rien ne ré-humidifie. Rien n'est manipulé deux fois.
Ce guide est conçu pour les ingénieurs des usines, les entrepreneurs du recyclage et les responsables des achats qui doivent spécifier une véritable machine, et non pas lire une brochure. Il passe en revue le tri des matières premières, le flux complet du processus, de l'ouvreur de balle au conditionnement, la physique du lavement par friction et la séparation des flottants, la configuration de l'extrudeuse et du filtrage de la matière fondue, le choix de la méthode de granulage, le traitement de l'eau, les benchmarks énergétiques en kilowattheures par kilogramme, le contrôle de la qualité des granulés et la réduction des odeurs. Il présente également des spécifications concrètes pour Polyretec, une usine Wanplas qui a construit des équipements de recyclage des plastiques depuis 2010, a établi la marque Polyretec en 2017 et soutient aujourd'hui plus de cent projets dans plus de cinquante pays, avec une équipe de vingt-quatre ou plus d'ingénieurs. Lorsqu'un granulage à haut rendement ou de qualité composite est requis au delà de la ligne de fabrication standard, Wanplas fournit des systèmes adaptés qui se montent sur la ligne de lavage Polyretec, sans qu'il soit nécessaire de modifier l'usine.
1. Pourquoi le recyclage des films est plus difficile que celui des matières plastiques rigides
Le recyclage des pellicules est plus difficile que le recyclage des plastiques rigides pour quatre raisons mesurables : la rétention d'eau due à la surface, la densité volumique très basse, la contamination minérale abrasive et les encres d'impression ou les couches d'adhésif qui survivent au lavage. Chacun d'entre eux attaquera une partie distincte de la ligne, et une ligne spécifiée uniquement pour le tonnage sans prendre en compte ces quatre facteurs aura un rendement inférieur dès la première semaine de production.
Surface et humidité résiduelle
Une pellicule de LDPE de vingt microns a une surface spécifique proche de cent fois supérieure à une paroi d'une bouteille en HDPE de trois millimètres, de même masse. L'eau est retenue de trois manières : en tant que pellicule de surface captée par la tension superficielle, en tant que l'eau capillaire emprisonnée entre les lamelles superposées, et en tant que molécules d'eau dans des cavités situées à l'intérieur de fragments pliés ou tubulaires. Les centrifugeuses mécaniques éliminent efficacement la première catégorie et en enlèvent partiellement la deuxième, mais elles ne peuvent pas enlever le troisième en tout. C'est pourquoi une centrifugeuse horizontale bien réglée sur des lamelles rigides atteint deux à trois pour cent d'humidité résiduelle, alors que la même machine sur des plaques en lamelles de film plafonne à huit à douze pour cent. Forcer la centrifugeuse ne sert à rien – au-delà d'une certaine vitesse du rotor, la pellicule s'agglutine en une feuille dense qui protège les couches internes de la force centrifuge.
Douze pour cent d'humidité entrant dans un extrudeur nécessitent que cent vingt grammes d'eau par kilogramme de polymère soient évaporés à l'intérieur du baril et expulsés par les trous de purge. A un débit de un millier de kilogrammes par heure, cela représente cent vingt litres d'eau par heure qui se transforme en vapeur à l'intérieur du processus. Même avec un double dégazage, la charge de vapeur déstabilise la pression de fusion, crée des bulles dans la chaîne et contraint l'opérateur à réduire la production. Le séchoir à presse à deux vis existe en effet précisément pour éliminer cette charge de vapeur mécaniquement et thermiquement, avant qu'elle ne parvienne à la zone de purge.
Bas en matière de densité en vrac et de comportement de convoyage.
La paille de film lavée présente une masse volumique d'environ 0,05 à 0,15 tonne par mètre cube, tandis que celle de la regrind rigide est comprise entre 0,30 et 0,45 et celle des pellets neufs oscille entre 0,55 et 0,62. Cela entraîne trois conséquences. Tout d'abord, les convoyeurs et les ventilateurs doivent être dimensionnés en fonction du volume, et non de la masse, car un convoyeur capable de stocker un millier de kilos d'heures de granulés ne pourra stocker qu'une centaine de kilos par heure de paille. En deuxième lieu, l'alimentation par gravité dans la gorge d'une extrudeur ne fonctionne pas : la paille encombre le convoyeur, les dents du convoyeur tournent en partie vides et la production chute à un niveau inférieur de très loin à celui indiqué. En troisième lieu, les silos de stockage doivent être énormes ou la ligne doit fonctionner en équilibre continu sans tampon. Les solutions techniques consistent à alimenter par force avec un convoyeur compacteur, à utiliser un tube de transfert de grande taille et, dans l'architecture à un seul stade, à éliminer totalement le silo intermédiaire.
Abrasion minérale issue du sol et des résidus agricoles.
Le film de paillage agricole peut être transporté avec 10 à 30 % de terre, de sable et de résidus végétaux par rapport à son poids. La silice à sable a une dureté Moh sur un spectre de 7, tandis que l'acier à outils durci se situe à 6 à 6,5. Chaque gramme de sable qui entre dans le concasseur humide, le laveur à friction ou l'extrudeur sert activement à usiner les équipements. Les charges de terre non traitées réduisent la durée de vie des lames du concasseur de plusieurs mois à quelques semaines, érodent les pâles du laveur à friction, rayent l'axe roulant du séchoir et aveuglissent les grilles filtrantes à un rythme insoutenable. C'est pourquoi une ligne de traitement sérieuse commence par un déchargement de pierre et un lavage préalable avant que le matériau n'atteigne une lame de coupe, et pourquoi les matériaux des lames et des vis doivent être sélectionnés pour un service d'abrasion plutôt que pour des polyoléfines à usage général.
Encres d'impression, couches adhésives et agents odorants.
Le film d'emballage des constituants post-consumation est généralement imprimé, parfois laminé, et porte souvent une colle adhésive à base de solvant. Les encres à base de solvants apportent des particules de pigments qui noircissent le granulé et augmentent le nombre de taches noires. Les résidus d'adhésifs, quant à eux, entraînent une incidence d'accrochage dans le séchoir et la formation de gél dans le flux de fusion. Ni l'un ni l'autre ne sont éliminés par de l'eau froide. Le lavage à chaud à l'aide de 1 à 3 % de soude et d'un agent tensioactif à une température de 75 à 85°C constitue la mesure de contrecoupe standard, et cela change l'ensemble de la conception du processus : contenants chauffés, dosage de produits chimiques, acier inoxydable résistant à la corrosion, traitement accru de l'eau, et un stade de rincage pour neutraliser les produits. Les résidus alimentaires absorbés et les produits de dégradation transportent également des odeurs, ce qui devient un problème commercial lorsque le granulé est destiné à des applications destinées au consommateur.
2. Nuances de matières premières et leur impact sur la configuration de la ligne
Aucun schéma de recyclage à une seule couche ne convient à toutes les matières premières. Le niveau de contamination de la balle d’entrée détermine l’intensité du lavage, la spécification des pièces d’usure, la finesse de la filtration et, en définitive, la qualité des granulés pouvant être vendus. L’erreur commerciale la plus fréquente est d’acheter une ligne spécifiée pour les films rebuts après fin d’industrie et de l’alimenter ensuite avec des films agricoles fortement souillés : la ligne fonctionnera, mais le rendement, la durée de vie du filtre et la qualité des granulés seront bien inférieurs aux spécifications.
Le tableau ci-dessous associe cinq grades communs de matériaux de film polyoléfinaux aux paramètres qui influent réellement la configuration de la ligne. Le niveau de contamination est exprimé en contenu non polymérique total en fonction du poids du balai fourni.
| Grade du matériau d’alimentation. | Niveau de contamination. | Humidité après séchage mécanique | Intensité de lavage requise | Taux d'usure relatif sur les équipements | Grade de pellets réalisable |
|---|---|---|---|---|---|
| Film LDPE d'origine industrielle (coupe de laine de serre, déchets de marguerites propres) | Inférieur à 1 pour cent | 6 à 8 % | Seul rinçage au froid ; lavage chaud facultatif : | Faible | Proche de la virginité, adapté à la reblondissage en produits similaires |
| Films de conditionnement LDPE d’utilisation postconsommation (housses thermoformées, film étirable, sacs) | de 2 à 5 pour cent | 8 à 10 %, | Prélavage au froid plus lavage par friction ; lavage chaud pour le matériel imprimé : | Moyen | Étiquette de bonne qualité générale ; sacs à ordures, couches internes de film d'emballage. |
| Sac tissé en PP et tissu de FIBC | 3 à 8 % | 9 à 12 pour cent | Nettoyage par frottement intensif ; séparation des flottants pour éliminer les fibres cousues et les doublures | Moyen à élevé | Grades industriels ; boîtes d'injection, palettes, moulages non critiques |
| Films d'abrasion agricole. | 10 à 30 % de terre, de sable et de résidus végétaux | 10 à 12 pour cent | Désagglomeration, lavage préventif en plusieurs étapes, lavage par friction à haute intensité, lavage à chaud | Très élevé. | Grades d'énergie ; sacs à déchets, tuyaux à irrigation, etrevêtement en géotêxtile |
| Film pour serres | 5 à 15 % | 9 à 11 pour cent | Désagglomeration, lavage préventif en plusieurs étapes, lavage par friction à haute intensité, lavage à chaud lorsque des résidus de ruban adhésif sont présents | Élevé | Grade moyen ; film agricole, composants d'irrigation, pièces moulées |
Lire le tableau comme un outil de spécification
L’utilisation pratique de ce tableau est inverse de la lecture habituelle. Commencez par la qualité de pellets que vous avez l’intention de vendre, puis tracez à gauche pour voir quelle intensité de lavage et quelle spécification de résistance la ligne doit supporter. Si le marché cible est le film au film – c’est-à-dire que le pellet recyclé entre dans la fabrication de film soufflé – le plafond de teneur en cendres est habituellement inférieur à 0,5 % et le nombre de points noirs doit être faible, ce qui nécessite un lavage à haute température, une filtration fine de la fusion et souvent une phase de double filtration. Si le marché cible est les canalisations d’irrigation ou les géotextiles, la tolérance aux cendres passe au-dessus de 1 %, la filtration peut être plus grossière et la ligne peut fonctionner plus rapidement, au coût d’exploitation moindre.
Les matières de recyclage constituent une catégorie spéciale. De nombreux recyclants achètent n'importe quel genre de ballots disponibles, ce qui signifie que le système peut voir du déchets postindustriels propres un lundi et de la laine de lin moulue très souillée un jeudi. Un système conçu pour une charge moyenne sera surdimensionné la moitié du temps et sous-dimensionné l'autre moitié. L'approche correcte consiste à spécifier la capacité de lavage et les pièces d'usure pour la catégorie la plus sale que l'usine sera susceptible de traiter, et à intégrer la flexibilité du débit dans l'extrudeur et le pelletier par l'intermédiaire de variateurs de vitesse afin que les catégories propres puissent fonctioner à des débits plus élevés. Polyretec configure ses lignes de films PP PE de cette façon comme standard, avec des variateurs de fréquence sur la presse à balais, les laveuses à friction, le sécheur à étirement et l'extrudeur, afin qu'un seul système puisse être rééquilibré pour les changements de matière première à partir du panneau de commande et non par modification mécanique.
Qualité des balais et discipline de tri préalable :
La contamination qui n'entre jamais dans la ligne ne coûte rien à éliminer. Un pré-classement manuel sur la bande d'entrée permettant de retirer la corde, le bois, les fragments métalliques, les conteneurs rigides et les matériaux lourdement dégradés se rémunère en général plusieurs fois dans la réduction de la usure et de la consommation de filtres. Un séparateur magnétique sur la bande d'entrée et un second après le broyage retiennent les fragments ferreux avant qu'ils n'atteignent l'extrudeuse. Pour les films agricoles souillés à l'herbe, un pré-torcouillage suivi d'un tambour de pré-nettoyage à sec peut éliminer une fraction importante de l'herbe flottante avant toute addition d'eau, ce qui réduit considérablement la charge sur l'usine de traitement de l'eau.
3. Flux de processus complet d'une ligne de recyclage de film PP PE
Une ligne complète de recyclage de film PP PE à une seule étape est une chaîne continue de seize phases de traitement, chacune éliminant une classe de contaminants spécifiques ou préparant le matériau pour la phase suivante. Comprendre à quoi chacune de ces phases est propre permet d'éviter l'erreur courante de tenter de compenser l'absence d'une phase en sollicitant plus fort la suivante.
Description étape par étape
Ouvreur de bales.Les ballots compressés arrivent à des densités de trois cents à cinq cents kilogrammes par mètre cube et doivent être démêlés sans déchirer le matériau en fragments incontrôlables. Un arbre rotatif équipé de dents espacées dégage le ballon et dépose le film décontracté en un débit constant sur la bande transporteuse. La stabilité du débit d'alimentation est déterminante loin de là ; un dérivateur de balle ne fonctionne pas de manière homogène produit un flux inconstant au pelletiseur, à huit machines plus loin.
Pré-lavage et décorticage.Pour les charges souillées, un réservoir de pré-lavage équipé d’un moteur à vis placé en fond permet d'éliminer les particules minérales lourdes par simple sédimentation. Les palettes maintiennent le film en suspension. La sable, le gravier et les fragments métalliques fondent et sont enlevés en continu. Enlever les abrasifs au commencement du processus, avant que les lames de coupe y aient été en contact, est la mesure la plus profitable qu'on puisse prendre dans une installation de processing de film agricole.
Broyeur à l'eau ayant une largeur de travailLe film est réduit en fines particules de 40 à 80 millimètres tandis que de l'eau est injectée dans la chambre de cisaillement. L'eau agit comme un refroidisseur, un suppresseur de poussière et un média de transport qui transporte le sol libéré loin des lames en temps réel. La fragmentation sous l'eau est discutée en détail à la section cinq.
Lavageur à friction (première étape)Un rotor à grande vitesse inséré dans un tambour perforé accélère les granulés les uns contre les autres et contre la paroi du tambour. L'action de frottement mécanique détache la boue qui se trouve à la surface, se dissout dans l'eau et passe par les perforations en même temps que les granulés avancent axialement.
Laveur à frottement à grande vitesse (second étage).Un deuxième et quatrième stade de friction élimine la contamination survivante au premier passage - le sol adhésif, le biofilm et l'encre claire. Deux stades de friction en série éliminent beaucoup plus de contamination que lors d'un stade ayant une durée deux fois plus longue, car chaque transfert entre les machines réoriente les poudres et expose de nouvelles surfaces.
Cuve de séparation flottante.La séparation basée sur la densité permet d'éliminer tout polymère plus dense que l'eau : les fragments de PET, les étiquettes en PVC, les caoutchoucs et les matières minérales résiduelles. Les polyoléfines flottent ; les contaminantsDescend et sont éliminés du fond du réservoir. Cette étape est présentée dans la section six.
Écouvreur à friction à haute vitesse horizontalUn étage final de friction horizontal avec de l'eau fraîche ou chaude effectue le lavage de polissage et, en plus, commence le processus de débourrage en jetant l'eau libre sur les paillettes avant qu'elles n'entrent dans le séchoir de pressurisation.
Presseur séchoir (presseuse à vis).Le cœur du système à une étape. L'humidité résiduelle passe de huit à douze pour cent en dessous d'un pour cent grâce à la compression mécanique combinée avec le chauffage du baril et la libération de la vapeur. Plus de détails sont donnés à la section quatre.
Alimentation directe dans l'extrudeur.Les départs de flocons chauds et compacts, menés directement dans la section de charge de l'extrudeur, sans silo, convoyeur ou phase de refroidissement intermédiaire. C'est cette caractéristique qui définit l'architecture à une seule étape.
Double dégazageUn valve atmosphérique élimine la majeure partie de la vapeur résiduelle et de l'air entraîné avec le fournisseur à faible densité volumique, tandis qu'une valve à vide située en aval, à environ -0,08 mégapascal, extrait de l'humidité résiduelle et des composés organiques volatiles de la fusion.
Filtration à la fusion.Un changeur de tamis enlève les contaminants solides qui ont survécu au nettoyage - fibres de papier, polymère non fusionné, particules minérales et matière carbonisée. Les options de filtraion sont comparées à la section huit.
Granulisage.La découpe par tranchement à chaud, la découpe par anneau d'eau, la découpe en eaux souterraines ou la découpe de barres transforme la fonte filtrée en pellets. Le choix de la méthode est détaillé à la section IX.
Débouchage et séchage des granulés.Un sècheur centrifugal retire l’eau de surface des granulés fraîchement coupés, atteignant une humidité résiduelle typiquement inférieure à 0,1 % pour les polyoléfines, qui ne nécessitent pas de séchage hygroscopique.
Crible vibré.Un simple stade de criblage sépare les fines, les déchets, les doubles et les agglomérats trop gros de la fraction de granulés acceptable. L'ouverture de la grille est adaptée à la taille de granule cible, et un montage à deux étages permet d'éliminer en un seul passage aussi bien les trop gros que les trop petits. La sélection détaillée de la gratte à copeaux en amont est un sujet à part entière ; à l'extrémité des granulés, une grille vibrante à deux étages avec un plateau supérieur d'environ cinq millimètres et un plateau inférieur d'environ deux millimètres couvre l'essentiel des geometries de granulés de polyoléfines.
Silo à homogénéisation.Le mélange de plusieurs heures de production dans un silo avec un mélange interne égalise les variations à court terme de la couleur, du taux de coulée et de l'humidité. Sans cette étape, les variations entre les lots, visibles pour le client, peuvent être importantes, même lorsque la ligne fonctionne bien.
Remplissage en sacs.Chargement automatique et emballage dans des sacs de vingt-cinq kilogrammes ou des sacs de vrac, avec un point d'échantillonnage pour les échantillons de rétention servant au contrôle qualité.
Quand la disposition en deux étapes diverge
Dans une installation à deux étapes, la chaîne se brise après le séchoir mécanique. Les flocons sont convoyés vers un silo de stockage ou des bacs volumineux, refroidis jusqu'à la température ambiante, redoublent la capacité d'absorption de l'humidité ambiante, puis sont ensuite envoyés dans une chaîne de granulométrie indépendante qui commence par un hopper, un chargeur et, souvent, un agglomérateur ou un compacteur séparés. L'énergie thermique investie dans l'eau de lavage et l'étape de séchage s'évapore complètement. La ligne unie sauve cette énergie dans le matériau lui-même et la conduit directement au plastifiage.
4. L'avantage principal : intégration d'un essor à un seul passage et d'un extrudeur
Le sécheur de compression est le composant qui rend possible le recyclage des films en une seule étape et c'est le composant le plus souvent sous-spécifié lorsque les acheteurs comparent les devis uniquement sur la base du prix. Sa fonction est de prendre la paille à huit à douze pour cent d'humidité, de la délivrer à l'extrudeuse à moins d'un pour cent d'humidité, à une température de quatre-vingt à cent dix degrés Celsius, à une densité volumique trois à cinq fois supérieure à celle de la paille dans son ensemble, et à un débit de masse correspondant exactement au taux d'alimentation de l'extrudeuse.
Comment fonctionne un séchoir à compression ?
Scrubber mécanique, un séchoir à bobine est constitué d'un seul vis tournant à l'intérieur d'une barque fendue ou perforée, avec un volume de canal décroissant le long de sa longueur et une décharge limitée. Trois effets se combinent :
L'expression mécanique.À mesure que le volume du canal diminue vers l'évacuation, la masse de copeaux est compressée. L'eau libre et capillaire est physiquement écoulée via les fentes du tambour et s'évapore. Cette étape seule permet de retirer l'humidité de 12 % à 3 ou 4 %, et ne consomme presque rien en énergie, car aucune phase de changement n'est impliquée.
Chauffage par friction et par conduction.Le matériau compressé est cisaillé contre la paroi du cylindre, ce qui génère une chaleur frictive, tandis que les zones du cylindre chauffées électriquement ajoutent une chaleur conductrice contrôlée. La température du matériau monte jusqu'à entre 80 et 110 degrés Celsius, ce qui est suffisant pour faire évaporer l'humidité résiduelle sous forme de vapeur et pour adoucir la surface des flocons, mais inférieur au point de fusion du polyéthylène, de sorte que le matériau reste transportable au lieu de se transformer en un mélange fondu.
Évacuation de vapeur.La vapeur générée est évacuée par les fentes du barillet et une capot d'aspiration plutôt que de se déplacer vers l'extrudeur. Cela est important : un séchoir de cisaillement qui chauffe la matière mais n'évacue pas correctement la vapeur transporte simplement l'humidité sous forme de vapeur dans la gorge d'amenée, où elle se condense et anéantit ainsi le but recherché.
Au bout du processus de décharge, on obtient une masse de losanges chauds, semi-compactés, partiellement fusées au niveau de la surface, dont la densité volumique varie typiquement entre 0,25 et 0,40 tonne par mètre cube, suffisamment dense pour pouvoir être acheminée à un extrudeur de façon fiable, avec moins d'un pour cent d'humidité résiduelle.
Pourquoi l'alimentation directe à chaud permet d'économiser de l'énergie ?
Considérez la notion de thermie de l polyethylene : la capacité calorifique spécifique du PE solide est d’environ 2,3 kilojoules par kilogram par Kelvin, et la chaleur de fusion est d’environ 200 kilojoules par kilogram. Il faut environ 650 kilojoules, y compris la fusion, pour porter un kilogram de PE de 25 degrés Celsius à une température de fusion de 220 degrés. Si le matériau entre dans l’extrudeur à 100 degrés Celsius au lieu de 25, environ 170 kilojoules par kilogram de cette exigence ont déjà été fournis gratuitement par la chaleur générée par le processus de lavage et de comprimages. Cela représente environ 25% de la demande de chaleur sensible et latente de plastification.
Dans la pratique, les économies au niveau de la ligne mesurées sont plus modestes que le calcul idéal, car l'efficacité du moteur, les pertes liées au rayonnement et le chauffage de frottement propre à l'extrudeur interagissent tous ensemble. Une expérience de terrain partagée par Anaqua et Unimat met les économies thermiques de la méthode à une seule étape par rapport à la méthode à deux étapes à quinze à vingt-cinq pour cent de la consommation d'énergie spécifique totale pour les étapes d'extrusion et de séchage combinées. Sur une ligne de mille kilogrammes par heure fonctionnant six mille heures par an, il s'agit d'un nombre très important de kilowatt-heures, et cette économie s'amplifie chaque heure de production, sans intervention de l'opérateur.
Pourquoi l'alimentation directe améliore la qualité des granulés ?
L’énergie n’est que la moitié de l’argument. L’argument sur la qualité est peut-être plus fort :
Pas de réabsorption d'humidité atmosphérique.Les flocons de polyoléfine lavés stockés dans un silo ou un grand sac réagissent à l'humidité ambiante. Dans un climat humide, les flocons qui ont quitté le séchoir à trois pourcent peuvent repasser à cinq ou six pourcent en l'espace de quelques heures. Cette humidité se retrouve directement dans l'extrudeuse et produit des bulles, de la fulguration et des ruptures de filaments.
Pas de contamination secondaire.Chaque transfert, chaque silo et chaque sac de grandes dimensions constituent une occasion de récupérer de la poussière, des fibres, des résidus de lots précédents ou des matériaux étrangers. L'élimination de l'étape de stockage intermédiaire élimine un chemin complet de contamination.
Un aliment stable pour l’extrudeuse.Étant donné que le sécheur à piston pneumatique est garni d’une densité compactée contrôlée qui fait déposer la matière directement dans la gorge d’amenée, l’extrudeuse voit un flux volumétrique constant au lieu de la挙-arriére, phénomène de lessionnement observé avec des copeaux non liés. La stabilité de la pression de fusion s’améliore, ce qui optimise la cohérence dimensionnelle desprojecteurs et réduit la tensions des filtres.
Historique thermique le plus court.Un seul événement de chauffage au lieu de deux signifie moins de temps total à une température élevée, ce qui signifie moins de dégradation lipidique, une meilleure conservation des propriétés mécaniques et une odeur moins forte.
| Paramètre | Processus en deux étapes (nettoyage et pelletage séparés) | Unité à une étape (secrétage et extrudeur intégrés) |
|---|---|---|
| Indice spécifique d'énergie (base de référence en deux étapes = 100) | 100 | 75 à 85 |
| L'entrée d'humidité dans l'extrudeur | 5 à 12 %, variable avec le temps de stockage et l'humidité ambiante | Moins de 1 %, sous contrôle constant. |
| Température de la matière au fourreau | Température ambiante, 15 à 35 degrés Celsius | 80 à 110 degrés Celsius |
| Espace occupé | Plus grand ; nécessite un silo intermédiaire, un stockage tampon et un second système d'alimentation | Compact ; en général, 20 à 30 % de la surface nécessaire est réduite pour un rendement équivalent |
| Étapes de manutention intermédiaires | Transport, stockage, réalimentation, parfois réagglomération | Aucune ; transfert continu |
| Risque de contamination secondaire | Moyen à élevé | Faible |
| Qualité des granulés : cohérence. | Variable ; dépend de la discipline de stockage et du climat. | Haute ; la qualité de la matière première est contrôlée dans le processus. |
| Les opérateurs requis par poste d'exploitation | Plus élevé ; des équipes distinctes sont souvent nécessaires pour le lavage et la pelletisation. | Moins ; un seul équipage intégré, généralement 1 à 2 personnes de moins. |
| Intensité des investissements | Moyen ; peut être fractionné, mais le nombre total d'équipements est plus élevé. | Moyen à élevé pour le bloc intégré, compensé par des coûts de construction et de manipulation plus faibles |
| Possibilité de vendre les aiguilles laites séparément | Haute ; la mie est un produit intermédiaire commercialisable. | Moins ; la ligne est optimisée pour produire des granulés. |
| Complexité du démarrage et de l'arrêt | Moins ; les deux moitiés sont indépendantes. | Plus élevé ; la ligne doit être équilibrée comme un seul système. |
La limitation honnête d'une étape
L'intégration en une étape n'est pas universellement supérieure. Si votre modèle d'affaires consiste à vendre des copeaux lavés à des fournisseurs de granulés tiers ainsi qu'à fabriquer vos propres granulés, une configuration à deux étapes vous offre un produit intermédiaire commercialisable et la liberté de faire fonctionner la ligne de lavage et la ligne de granulés à des horaires et à des capacités différents. L'intégration en une étape les lie entre elles : si l'extrudeuse s'arrête, la ligne de lavage s'arrête. Pour la plupart des recycleurs de film spécialisés produisant leurs propres granulés, ce couplage est un prix acceptable pour les avantages en matière d'énergie, de qualité et de main-d'œuvre. Pour les commerciaux et les sociétés de traitement, la flexibilité de la configuration à deux étapes peut se révéler préférable. Polyretec conçoit les deux architectures et configurera la ligne en fonction du modèle d'affaires plutôt que de proposer une seule solution.
5. Concassage humide et concassage à sec
La concrétion par voie humide est le choix adapté pour la plupart des films en polyolefine contaminés, et non pour le simple fait de l'eau, mais pour les effets que cette dernière a sur la charge abrasive à l'intérieur de la chambre de découpage. L'injection d'eau au niveau du concasseur élimine en temps réel les éventuelles particules de terre libérées, supprime la poussière, refroidit les lames et empêche le ramollissement thermique qui entraîne la formation de câbles autour du rotor. La concrétion seca reste appropriée seulement pour les restes étant complexes à la production et non contaminés par les minerais, où le matériau ne sera pas lavé par la suite.
À quoi sert l'eau dans la chambre de coupe ?
Lorsque la pellicule est découpée, la terre qui était adhérente à sa surface se libère sous forme de particules fines. Dans un concasseur à sec, ces particules restent dans la chambre, circulant avec le matériau, et chaque rotation les heurte contre les lames et le tamis. Dans un concasseur à eau, l'eau injectée dans un rapport typique de six à dix mètres cubes par tonne de débit élimine constamment ces particules à travers le tamis. La durée de vie des lames dans le cas du ravitaillement de film agricole fortement souillé peut s'allonger de deux à quatre fois par rapport au broyage à sec du même matériau.
L'eau résout également le problème de la chaleur. Le film présente une faible masse thermique et une grande surface, de sorte que la chaleur de frottement liée à la coupe augmente rapidement sa température. Au-delà d'environ soixante degrés Celsius, le LDPE devient collant et commence à se souder à lui-même et au rotor. La conséquence est le mode de défaillance classique du broyeur à film : une masse solide de polymère soudé enroulé autour de l'arbre, entraînant une dépense de plusieurs heures pour sa suppression. L'injection continue d'eau maintient la température de la chambre proche de la température ambiante et élimine complètement ce mode de défaillance.
Enfin, l'eau supprime la poussière suspendue dans l’air. Le broyage à sec de films agricoles souillés génère une charge importante de poussière respirable contenant des particules de sol, de résidus de pesticides et de fines de polymère. C’est un véritable problème de santé au travail, ainsi qu’un aspect à prendre en compte en matière de risque d’explosion dans les systèmes de collecte de poussière fermés. Le broyage par voie humide supprime le danger au niveau de la source.
Matériau et géométrie de la lame
Les spécifications de la lame déterminent à la fois la qualité de coupe et le coût d'entretien. Pour le service de pellicules, les options pratiques sont les suivantes :
SKD-11 (équivalent à l’acier en froid D2 de l’AISI).Le taux élevé de chromite et de carbone conferment une excellente résistance à l'usure et une bonne ténacité après traitement thermique jusqu'à environ 58 à 60 HRC. C'est le choix standard pour le service des films et des sacs tissés et offre le meilleur équilibre entre la durée de vie de la lame, la possibilité de l'affûtage et le coût.
D2, acier à outilsÉquivalent fonctionnellement au SKD-11 sous une autre désignation, très utilisé pour la même fonction. Les deux peuvent être affûtées à nouveau de nombreuses fois au cours de leur durée de service, ce qui est important car le rehaussement est beaucoup moins coûteux que le remplacement.
Plaque recouvrante dure en carbone de tungstène.Pour des applications extrêmement abrasives — des films de mulch agricole fortement souillés contenant plus de vingt pour cent de sable — un surfilmage en carbure appliqué à la lame de coupe prolonge considérablement sa durée de vie. Toutefois, les lames en carbure ne peuvent pas être re-travaillées de façon conventionnelle et sont plus fragiles sous l'effet de chocs provoqués par les métaux flottants. Par conséquent, la séparation magnétique devient indispensable plutôt que facultative avant le broyage.
La marge de lame est le paramètre que les opérateurs négligent le plus souvent. Pour le film, elle doit être maintenue entre 0,2 et 0,5 millimètres. En dessous de 0,2 millimètres, les lames risquent de se toucher et de subir des dommages catastrophiques ; au-dessus de 0,5 millimètres, le film est arraché plutôt que coupé, produisant ainsi de longs fragments segmentés qui se coincent ensuite sur les rotors en aval, bloquant les écrans. Cette marge doit être vérifiée et ajustée à chaque changement de lame et contrôlée chaque semaine au cours d'une utilisation intensive.
Sélection de l'ouverture du tamis.
L'aperçu du tamis détermine la taille des flocons, et la taille des flocons influence tout le processus ultérieur. Pour le film PP PE, les apports de quarantaine à quatre-vingt-millimètres sont standards. Les apports plus petits produisent des flocons plus uniformes et une meilleure efficacité de lavage car une plus grande surface est exposée, mais ils augmentent également la consommation d'énergie du broyeur, réduisent le débit et génèrent plus de fines. Les apports plus grands augmentent le débit, mais laissent des fragments importants qui se lavent moins efficacement et alimentent moins régulièrement le séchoir à rabattage.
Une règle pratique : utilisez soixante à quatre-vingts millimètres pour une pellicule d'emballage relativement propre, où la demande de lavage est modérée, et quarante à soixante millimètres pour une pellicule agricole où une exposition maximale de la surface de lavage est nécessaire. Le matériau de sac en tissu PP se comporte bien généralement à cinquante à soixante millimètres - suffisamment petit pour rompre la structure de tissage, suffisamment grand pour éviter une génération excessive de fibres.
Consommation d'eau et ratio de recirculation
Un broyeur humide installé dans une ligne traitant un millier de kilogrammes par heure consomme environ six à dix mètres cubes d'eau par heure dans le circuit. Presque toute cette eau est recirculée : les eaux qui quittent le broyeur passent par un système de sédimentation, de clarification et de retour. Seules les eaux fraîches sont nécessaires pour remplacer celles qui s'échappent avec les flocons, celles qui se vaporisent et celles évacuées avec les boues. Dans un système bien conçu comportant un circuit de traitement des eaux, la demande d'eau de rechange est généralement de huit à quinze pour cent du volume circulant. La section XIIe traite en détail le traitement des eaux.
6. Physique du lavage et de la séparation par friction
Le lavage à friction en aval façonne également la taille des flocons finales. Le laveur à friction élimine les impuretés à la surface du polymère, mais ne modifie pas les dimensions. Si le concasseur envoie des flocons de dimensions variées, le laveur élimine plus efficacement les flocons de petite taille que ceux de grande taille, ce qui laisse les impuretés sur les grands flocons. Un broyage uniforme permet donc d'obtenir un lavage uniforme et réduit la consommation d'eau de lavage.
Mécanique de lavage par friction
Une laveuse par friction consiste en un tambour perforé vertical ou horizontal dans lequel un rotor à grande vitesse est équipé de pâles ou de lames racleuses. Les copeaux entrent par une extrémité avec de l'eau et sont accélérés à des vitesses de rotation typiquement comprises entre 700 et 1 000 tours par minute. Trois mécanismes de nettoyage fonctionnent simultanément :
Abrasion flake contre flake.Les filaments adjacents se déplaçant à des vitesses différentes se frottent l'un contre l'autre. Étant tous deux du polymère, cette action est agressive sur les contaminants mais douce pour le matériau lui-même.
Impact contre mur.La force centrifuge repousse les granules contre la paroi perforée du tambour. L’impact chasse les particules collées, qui sont immédiatement emportées par l’eau qui passe par les perforations.
Ciseau hydraulique.L'eau se déplaçant à une vitesse relative élevée sur la surface des flocons déloge les particules et empêche leur redéposition.
La vitesse du rotor est le paramètre de contrôle principal. En dessous de quelque 700 tours par minute, l'énergie mécanique est insuffisante pour éliminer le sol ou la gomme encollée. Au-dessus de 1 000 tours, la consommation d'énergie augmente brusquement et le film de taille fractionnaire commence à se déchirer en fines particules, perdues sous forme de rendement et contaminant le système de traitement de l'eau. Le temps de résidence est le deuxième paramètre, généralement entre 15 et 40 secondes par étape. C'est pourquoi les lignes d'épuration utilisent deux ou trois étapes successives plutôt qu'une seule grande machine.
Chimie pour le lavage à chaud.
Le lavage au froid retire la saleté, la poussière et les débris non attachés. Il n'absorbe ni l'encre d'impression, ni l'adhésif, l'huile, la graisse ni les résidus biologiques. Dans ce cas, un lavage à chaud au caustique est nécessaire : de l'eau à une température comprise entre 75 et 85 degrés Celsius avec de la soude à une concentration de un à trois pour cent, ainsi qu'un surfactant non ionique.
La chimie agit sur trois fronts : l'hydroxyde de sodium convertit les résidus gras en sels de soude et attaque les systèmes liants présents dans de nombreuses encres d'impression, permettant ainsi d'éliminer mécaniquement la couche de pigments. La température élevée réduit de plusieurs ordres de grandeur la viscosité des colles et des huiles, ce qui permet leur enlèvement par une action mécanique. Le tensioactif réduit la tension interfaciale et permet ainsi à l'eau de pénétrer entre le contaminant et la surface du polymère, en dispersant le matériau enlevé afin qu'il ne se réépaisse pas.
La concentration en caustique doit être contrôlée. En-dessous d'un pour cent, l'enlèvement de l'encre est incomplet. Au-delà de trois pour cent, la consommation de produits chimiques augmente sans avantage proportionnel, la quantité de produit de rinçage augmente sensiblement et il existe un risque d'oxydation de la surface du polyoléfine, ce qui peut affecter la reproductibilité des impressions ultérieures si le granule est utilisé pour la fabrication de films. La température supérieure à quatre-vingt-cinq degrés Celsius est généralement contre-productive pour le LDPE, car le matériau commence à se ramollir et à agglomérer. Une étape de rinçage après le lavage à forte température est obligatoire pour éliminer le caustique résiduel, qui, dans le cas contraire, provoquerait de la corrosion ultérieurement et laisserait des dépôts dans le granule.
Dense du flottant et de la matière polymère
Le réservoir de séparation flottant exploite le fait que les polyoléfines sont parmi les très rares polymères de grande consommation dont la densité est inférieure à celle de l'eau. Dans un réservoir calme, les paillettes de polyoléfines flottent et sont prélevées à la surface par un convoyeur à palettes, tandis que les matières plus denses demeurent au fond et sont récupérées par un convoyeur au fond.
| Matériau | Densité (grammes par centimètre cube). | Comportement dans l'eau | Résultat de la séparation |
|---|---|---|---|
| Polypropylène (PP) | 0,90 à 0,91 | Les matières flottantes et se dispersant. | conservé comme produit ; |
| Polyéthylène à faible densité (LDPE) | 0,91 à 0,93 | Floats | conservé comme produit ; |
| Polyéthylène à haute densité (HDPE) | 0,94 à 0,96 | Les matières flottantes marginalement. | conservé comme produit ; nécessite des conditions de cuves calmes |
| Polystyrène (PS) | 1,04 à 1,06 | Matières flottantes. | Effacé |
| Polyéthylène téréphtalate (PET) | 1.38 à | Descends rapidement | Effacé |
| Polyvinylchlorure (PVC) | 1,35 à 1,45 | Descends rapidement | Retiré ; c'est essentiel car le PVC se dégrade et relâche des acides dans l'extrudeur |
| Papier et fibre de cellulose (humide) | 1.1 à 1,5 | Matières flottantes ou déposées à la surface de l'eau. | Partiellement retirées ; la partie restante est traitée par filtrage des mélanges fondu. |
| Sable et sol. | 2.4 à | Descends rapidement | Effacé |
| Fragments de feuilles d'aluminium | 2.7 | Matières flottantes. | Effacé |
Deux avertissements pratiques s'appliquent. Premièrement, le HDPE à 0,96 grammes par centimètre cube possède une marge de flottabilité très faible, et toute turbulence, perte d'air entraînée ou contamination attachée peut faire chuter un floculon sous la surface. La conception du réservoir doit prévoir une zone de quiescence avec un temps de séjour suffisant, généralement de soixante à cent-vingt secondes. Deuxièmement, les flocons contaminés ou stratifiés se comportent selon leur densité composite, et non pas selon la densité de leur polymère de base. Un floculon en film PE avec un étiquette en papier lourd attaché peut couler et être perdu selon la valeur du rendement. À l'inverse, un fragment PET plié dans une poche en film PE avec l'air emprisonné peut flotter et contaminer le produit. Une réduction de taille adéquate avant le réservoir à flottation est ce qui libère ces composites en fragments de matériau unique séparables.
Matrice de responsabilités en matière d'élimination des contaminants
| Type de contaminant | Étape de retrait primaire | Établissement d'un cadre de soutien | Efficacité de retrait typique |
|---|---|---|---|
| Sol, poussière et sable disséqués | Cuve de pré-lavage et de dépositage | Injection d'eau dans le broyeur à l'eau | 85 à 95 % |
| Sol collé et boue sèche | Étapes 1 et 2 du tamis de friction | Lavage à chaud où la teneur en matière d'argile est élevée | 90 à 97 pour cent |
| Pierres, bois, capsules, fils textiles. | Séparation par sédimentation | Séparateur magnétique ; réservoir flottant | Au-delà de 98 pour cent |
| PET, PVC et autres polymères lourds. | Cuve de séparation flottante | Précursur manuel | 95 à 99 pour cent |
| Couches d'encre d'impression et de pigments. | Lavage à chaud au caustique à 75-85 degrés Celsius. | Lavage à friction à vitesse élevée après le lavage à chaud | 60 à 90 %, selon le système d'encre. |
| Adhésif sensible à la pression et collage d'étiquettes | Lavage à chaud au caustique avec tensioactif | Laveuse à friction horizontale | 70 à 90 pour cent |
| Etiquettes en papier et fibre cellulosique ; | Règle de blanchissement par lavage à chaud + friction | La filtration en fusion pour les fibres résiduelles | 80 à 95 pour cent |
| Huiles, graisses et résidus alimentaires | Lavage à chaud au caustique | Étapes de rinçage. | 85 à 95 % |
| Composants volatils porteurs d'odeur. | Le dégazage sous vide dans l’extrudeur | Lavage à chaud ; contrôle de la température de fusion | Métérorisé par l'amélioration de la cote VDA 270 |
| Particules minérales fines de moins de 100 micromètres | Filtration de la fonte | Lavage à friction. | Dépense davantage d'énergie pour des poussières de petite taille. |
7. Configuration de l'extrudeuse pour le recyclage de films
L'extrudeur utilisé dans une installation de recyclage film en une étape n'est pas un extrudeur de granulés standard doté d'un bac à graisse différent. Il s'agit d'une machine configurée en particulier dont la section d'alimentation, la géométrie des vis et l'organisation d'évacuation sont conçues autour de deux faits : la matériau d'alimentation a une densité volumique très faible et il contient encore de l'eau et des composés volatils même après écrasement.
Pourquoi l'alimentation forcée est-elle obligatoire ?
L'alimentation par gravité dépend du matériau qui s'écoule dans le canal de vis sous son propre poids et qui remplit les marches. Avec les granulés vierges de 0,55 à 0,62 tonnes par mètre cube, cela fonctionne parfaitement. Avec les flocons en film de 0,05 à 0,15 tonnes par mètre cube, cela ne marche pas du tout. Les flocons s'étendent au-dessus de l'orifice d'alimentation, les marches sont remplies à un quart, et la production chute à 20 ou 30 % de ce que la géométrie de la vis devrait fournir. Pire encore, la vitesse d'alimentation devient irrégulière, la pression de fusion oscille et le granulomètre produit des granulés incohérents.
Un alimentateur de force - une vis de compactage ou une presse fixe montée à l'entrée de l'unité et actionnée indépendamment - permet de résoudre ce problème en poussant mécaniquement la matière vers la vis principale à un taux contrôlé. Dans une ligne à un seul stade, le sécheur compresseur fournit lui-même une partie de cette fonction, rejetant de la matière précomprimée à une vitesse de 0,25 à 0,40 tonnes par mètre cube directement à la section d'alimentation. Un alimentateur de force supplémentaire ou un compacteur d'alimentation latérale est encore utilisé dans les configurations à forte capacité pour assurer un remplissage complet et découpler le contrôle de la vitesse d'alimentation du sécheur.
Le bénéfice de la mise en œuvre complète du remplissage améliore la productivité, mais ne se limite pas à elle. Une section d'alimentation totalement remplie transporte les matériaux sous la forme d'une masse continue, ce qui génère une augmentation stable de la pression dans la zone de compression, une fusion uniforme et une consommation d'énergie spécifique prévisible. Une section d'alimentation partiellement remplie produit une transmission intermittente, l'entrainement d'air, une fusion inconstante et des taux de rebut plus élevés.
Géométrie des vis pour le film en polyoléfine
La configuration recommandée pour le recyclage du film PP PE dans une chaîne à un seul étape est un extrudeur à un seul hélice présentant les caractéristiques suivantes :
2. Ratio longueur-sur-diamètre de 33 : 1 à 36 :Cela est plus long qu'un extrudeur à granulés conventionnel à un rendement de 25 : 1 à 30 : 1, et la longueur supplémentaire est nécessaire pour deux raisons : accueillir deux zones de purge avec une étanchéité de fusion adéquate et une replongée de pression entre elles, et assurer un temps de séjour suffisant pour la fusion complète de la large distribution des tailles de copeaux, caractéristique des films recyclés.
Il est inférieur à celui utilisé pour les pellets vierges, qui s'établit entre 3,5 et 4 pourSupérieure à 2,5 : 1 à 3 : 1, ce qui est généralement le cas de la polyoléfine vierge, car la matière entrant présente une densité volumique plus faible et nécessite une réduction volumique plus importante pour atteindre la densité de fusion complète. Un rapport de compression trop élevé provoque cependant un chauffage par shearing excessif et une dégradation, c'est pourquoi 3,5 : 1 est la limite supérieure pratique pour les films recyclés.
Vis de barrière avec tête de mélange.Un évent unique sépare le lit solide de la fosse de fusion le long de la zone de transition, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la fusion et réduit la quantité de matériau non fondu transportée en avant. Un élément de mélange - une tête de mélange de type Maddock ou de type ananas - dans la zone de dosage homogénise la température de la fusion et disperse la couleur et tout gel résiduel. L'homogénéité de la fusion détermine directement la cohérence de la couleur des granulés, ce qui est un facteur qui caractérise clairement la qualité du produit.
Revêtement antifriction de baril en acier nitruré ou bimétallique.La pellicule recyclée contient des résidus abrasifs, même après un excellent lavage. Un liner bimétallique à haute résistance à l'usure est fortement recommandé pour la maintenance de pellicules agricoles ; le nitrure standard est suffisant pour les matériaux propres utilisés après l'industrie.
Configuration à double dégazage
Deux zones d'évacuation, et non une, sont la norme pour le recyclage des films :
Aérage atmosphérique, positionné après la première fusion.Cela élimine la majeure partie de l'air entraîné apporté avec la charge à faible densité volumique, ainsi que la vapeur issue de la vapeur d'eau résiduelle. Il fonctionne à la pression ambiante et est dimensionné généreusement car le débit volumique du gaz libéré est important. Un système de remplissage à appareil de ventilation ou un ressort de vidage est souvent installé pour empêcher la masse fondante de monter dans le port de ventilation.
Aération par vent aspirant, positionné dans la zone de dosage.Le diffuseur à vide fonctionne à environ - 0,08 mégapascal aneroid et évacue l'humidité résiduelle, les produits de dégradation à faible masse moléculaire et les composés organiques volatils odorants de la fusion. Le niveau de vide, la température de la fusion et le taux de renouvellement de la surface de la fusion au diffuseur déterminent l'efficacité de la dévolatilisation. Une zone de décompression avec une profondeur de canal délibérément augmentée au diffuseur crée une section remplie en partie avec une grande surface libre de fusion, ce qui rend l'extraction au vide efficace.
Entre les deux ventilations, un joint liquide doit être présent – une section où le canal de la vis est complètement rempli – sinon le vide tirerait simplement de l’air en arrière à travers la ventilation atmosphérique. L’affinement de ce joint est une question de conception de la vis et non d’ajustement de l’opérateur, raison pour laquelle il ne faut pas remplacer les vis de recyclage de film par des vis d’utilisation générale.
Contrôle de la température de fusion.
La température de fusion idéale pour le recyclage de film LDPE est généralement comprise entre cent quatre-vingts et deux cent vingt degrés Celsius ; pour le matériau tissé en PP, entre cent vingt et deux cent quarante. Le fait de chauffer plus augmente la filtrabilité et l'homogénéité de la fusion, mais accélère la dégradation oxydative, nuit à l'odeur et rend le granule jaune. Au contraire, le fait de chauffer moins préserve les propriétés, mais expose les particules non fondées au risque de passer au travers du filtre et accroît la charge du moteur. Comme une grande part de l'énergie de fusion dans un extrudeur à une seule vis provient du frottement plutôt que des résistances chauffantes du baril, la vitesse de la vis est souvent un contrôle de température de fusion plus efficace que les points de réglage des résistances - ce point étant souvent ignoré par de nombreux opérateurs.
10. Options de filtration à la fonte
La filtration par fusion est la dernière ligne de défense entre la contamination et le pellet fini, et c'est là où l'économie liée à la matière première souillée devient brutalement visible. Un filtre trop gros laisse passer des taches noires et des particules minérales dans le pellet, tandis qu'un filtre trop fin, sur une matière fortement contaminée, s'obstrue en quelques minutes, obligeant à changer de grille fréquemment, entraînant des pertes de fusion importantes et une disponibilité moindre. Il est donc primordial de coupler la technologie de filtration au niveau de contamination, et non de choisir une solution accessoire.
Comprendre la finesse de la filtration
La finesse de l'écran est généralement exprimée en mailles ou en micromètres, et la relation entre les deux dépend de la taille du fil. Les deux ne sont donc pas interchangeables. Pour un écran en fil tricoté standard, 40 mailles correspondent approximativement à 400 micromètres, 60 mailles à environ 250 micromètres, 80 mailles à environ 180 micromètres, 100 mailles à environ 150 micromètres, 120 mailles à environ 125 micromètres et 150 mailles à environ 100 micromètres. Il est rarement pratique de filmer au-dessous de 80 micromètres avec des écrans tricotés, et cela nécessite des supports filtrants usinés par fusion ou percés au laser dans un système de nettoyage continu.
Les packs de tamis sont généralement construits en couches : un tamis de soutien granulaire pour une résistance mécanique, un tamis fin pour la filtration proprement dite, et parfois un tamis d'intermédiaire. La plaque de décharge porte le pack sous la pression de la fusion, qui peut atteindre quinze à vingt mégapascal sur un filtre hautement chargé.
Comparaison entre les pistes technologiques
| Route de filtration | Point d'esthérautique typique | Arrêt lors du changement d’écran | Taux de perte / de rebut de la fusion. | Niveau de contamination adapté | Intensité des investissements |
|---|---|---|---|---|---|
| Changer d'écrans de plaques manuel | 40 à 100 mailles (400 à 150 micromètres) | Arrêt complet de la ligne, plusieurs minutes par changement | Bas par changement mais élevés en cumul | Très propres, uniquement des déchets postindustriels. | Faible |
| Changeur hydraulique à palettes à un seul piston | 60 à 120 mailles (250 à 125 micromètres) | Brève interruption de la pression et du débit, secondes | Faible, généralement inférieur à 0,5 % | Nettoyer le film légèrement contaminé | Bas à moyen |
| Changeur de tamis hydraulique à deux pistons / deux boulons. | 60 à 150 mailles (250 à 100 micromètres) | Continu, un tamis filtre pendant que l'autre est remplacé | Mauvaise coloration basse – 0,3 à 0,8 % | Contamination moyenne ; le canon standard pour le film d'emballage | Moyen |
| Filtre à backflush continu | De 80 à 150 mailles (de 180 à 100 micromètres) | Aucune ; le back-flushing est automatique pendant la production | Moyen, 1 à 3 % selon la fréquence du rincage | Contamination de niveau moyen à élevé ; film post-consommation et agricole | Élevé |
| Filtre laser percé entièrement automatique d'auto-nettoyage | 70 à 150 micromètres avec une zone de sécurité élevée | Aucune ; le grattoir évacue en permanence les contaminations | Bas à moyen, 0,5 à 2 %, dépend de la contamination | Char lourd, nettoyage en profondeur | Premium |
Le choix de la filtration pour votre matière première
Pour le trim LDPE propre issu de l'industrie, un échangeur hydraulique à poussoirs simples ou à deux poussoirs à 80 à 100 mailles est tout à fait suffisant et constitue la meilleure valeur. Pour le film d'emballage post-consommation comprenant de 2 à 5 % de contamination, un échangeur continu à deux poussoirs à 100 à 120 mailles est la norme, et il peut fonctionner pendant plusieurs heures sans nécessiter de nettoyage. Pour le film de mulche agricole, où les fines minérales survivent même après un excellent lavage, un filtre à nettoyage automatique ou à nettoyage de type débrayage devient presque indispensable. Un échangeur à poussoirs nécessiterait régulièrement des changements de tamis, de sorte que le délai d'utilisation et les pertes de matière fondante seraient tout aussi inacceptables.
Un diagnostic utile : si l'intervalle de changement de votre écran est inférieur à quarante-cinq minutes lorsqu'il s'agit d'un changement à piston, vous avez soit un problème de lavage à l'origine, soit une technologie de filtration erronée. Corrigez d'abord le problème de lavage, car la filtration est le point le plus coûteux de la ligne si l'on veut éliminer les impuretés. Chaque gramme de terre qui atteint le filtre a déjà été chauffé à la température de fusion, entraînant des frais d'énergie élevés, et il sort du processus sous forme de matières premières inutilisables qui incluent du polymère précieux.
Double filtration pour un produit de qualité élevée
Lorsque l'application cible exige un très faible nombre de taches noires, par exemple des granulés recyclés destinés à la couche intérieure du film d'emballage, on utilise un système de filtration à deux étapes : un premier filtre grossier de 40 à 60 mailles élimine la contamination volumineuse et protège le deuxième étage, suivi d'un second filtre fin de 120 à 150 mailles pour le polissage. Ce dispositif prolonge de manière spectaculaire la durée de vie des écrans fins coûteux et procure une pression de fusion plus stable que lorsqu'il s'agit de tout faire dans un seul filtre. Le coût est une équipement supplémentaire, une perte de pression supplémentaire et donc une température de fusion légèrement plus élevée, laquelle doit être gérée par la vitesse de la vis et le profilage de la cuve.
9. Comparaison des méthodes de pelletage
Quatre méthodes de pelletisation sont utilisées dans le recyclage des films en polyoléfine, et chacune d'elles représente une balance différente entre l'aspect des granulats, la consommation d'énergie, le taux d'humidité résiduel et les besoins en capitaux. Le choix doit être effectué après que la configuration de l'extrudeur ait été définie, et non avant.
Coquage par anneau d'eau
Dans les systèmes de découpe à lèvre d'eau, la matière fondante est extrudée à travers une plaque à plusieurs trous et coupée immédiatement sur la face de la matrice par des couteaux rotatifs. Les granulés sont projetés vers l'extérieur dans un anneau d'eau circulant qui entoure l'intérieur de la chambre de découpe, où ils sont trempés pour être ensuite évacués vers une unité de déshydratation. Ce processus est mécaniquement simple, robuste et tolérant, d'où sa prédominance sur le marché des traitements semi-industriels. Les granulés sont de forme ellipsoïdale ou légèrement irrégulière, au lieu d'être parfaitement cylindriques, ce qui est inférieure sur le plan esthétique mais ne joue aucun rôle sur le plan fonctionnel pour la plupart des applications. Les systèmes à lèvre d'eau assurent bien la variation de viscosité de la matière fondante des pellicules recyclées et tolèrent mieux les erreurs d'exploitation que les systèmes sous eau.
Découpage à chaud de la face de matrice
La découpe par tranchement à chaud, appelée parfois « découpe par tranchement refroidi par air », effectue la découpe sur la plaque de tranchement et refroidit les pellets dans un flux d'air plutôt que dans de l'eau. Comme il n'y a pas de contact avec l'eau, l'humidité résiduelle est pratiquement nulle et on n'a pas besoin de sécheur de pellets. La contrepartie est que les pellets chauds peuvent se coller ensemble si le refroidissement par air est insuffisant, et cette méthode est surtout adaptée aux matériaux présentant une transition de fusion importante et une adhérence modérée. Elle est intéressante dans les cas où l'utilisation d'eau doit être minimisée ou lorsque les pellets sont directement introduits dans un processus subséquent qui ne peut tolérer aucune humidité.
Pelliculage sous-marine
Dans la pelletisation sous-marine, la plaque de moulinet et la chambre de coupe sont entièrement immergées dans de l'eau de procédé à température contrôlée. Les pellets sont coupés et frottés simultanément et transportés sous forme d'une boue vers un sécheur centrifugal. Cela produit les pellets les plus uniformes, les plus sphériques et les plus attrayants sur le plan cosmétique, et atteint le plus haut rendement par zone de Moulinet, d'où sa prééminence à haute capacité. Cependant, ce procédé est coûteux en termes de complexité : la plaque de Moulinet doit être chauffée avec précision pour éviter le gel, la température de l'eau doit être contrôlée dans une bande étroite, et le démarrage nécessite de la compétence. Pour le recyclage de films à une capacité supérieure à environ un mille kilogramme par heure, où l'apparence des pellets est importante aux fins commerciales, la coupe sous-marine est le choix préféré.
Péletage en bande
La pelletisation par fil ressemble fournit la fusion en bande continue à travers une matrice à fil, la fait passer dans un bain d'eau pour le refroidir, la séchoie avec un couteau à air et la dresse dans un couteau qui la coupe en boules cylindriques. Elle donne la géométrie de boules cylindriques la plus uniforme et le coût initial le plus bas, et elle est très facile à inspecter visuellement ; une déchirure du fil est immédiatement perceptible. Son principal inconvénient dans le recyclage de films réside précisément dans cette sensibilité : la fusion de film recyclée, dont la viscosité est variable, contient une certaine quantité d'eau ou de gélules, et chaque rupture du fil nécessite l'intervention de l'opérateur. La pelletisation par fil fonctionne donc efficacement avec des ressources de départ relativement propres et de la même qualité.
| Méthode. | Gamme de capacités adaptée | Aspect des granulés. | Consommation relative d'énergie | Moisissure résiduelle après séchage | Matériel mieux adapté |
|---|---|---|---|---|---|
| Coquage par anneau d'eau | De 200 à 1500 kilogrammes par heure | Lentille en forme de lentille, légèrement irrégulière, acceptable. | Moyen | 0,1 à 0,3 pour cent | Films PP et PE. Films d'emballage imprimés, sacs tissés |
| Découpage à chaud de la face de matrice (réfrigéré par l'air) | 150 à 800 kilos par heure | Irrégulière de forme de lentille avec certaines queues | Bas à moyen | Indispensable, presque nul – structure perméable. | Nettoyage de film postindustriel où l'utilisation de l'eau doit être limitée au minimum. |
| Pelliculage sous-marine | 500 à 3000 kilos par heure et plus | Uniforme et presque sphérique : le meilleur résultat cosmétique | De taille moyenne à haute | Moins de 0,1 pour cent après séchage par centrifugation | Film d'après-consommation, grades de granulés de haute qualité. |
| Péletage en bande | 150 à 1000 kilogrammes par heure | Cylindrique uniforme : inspection visuelle facile | Faible | 0,1 à 0,3 pour cent | Charge d'alimentation propre et stable en terme de résistance de la fusion. |
Pour la plupart des installations de recyclage de film PP PE, de 300 à 1500 kg/h, le pelletage à anneau d'eau est la recommandation par défaut, car il tolère la variation de viscosité inhérente aux films post-consommation. Polyretec fournit les quatre méthodes et spécifie le pelletisateur comme partie du réglage de l'installation, plutôt qu'en tant qu'élément interchangeable, car la surface de matriciage, la vitesse de portesuses et la dimensionnage de la pompe de fusion doivent tous s'adapter à la courbe de sortie de l'extrudeur.
10. Spécifications de la ligne de recyclage du film polyéthylène de Polyretec
Polyretec, une usine Wanplas experte dans la fabrication d'équipements de recyclage depuis 2010 et dont la marque Polyretec a été créée en 2017, construit des lignes de broyage et de lavage de plastique souple PP PE comprenant un système de pelletage à une étape, dans une gamme de capacité comprise entre cinq cents et mille cinq cents kilos par heure, avec des configurations de trois cents kilos par heure pour des opérations pilotes et spécialisées. La série PTW est la plate-forme dédiée au film : une chaîne complète, clé en main, qui va de l'ouvreur de balle à la lessivage, le séchage sous pression, l'extrusion et le pelletage, en passant par le conditionnement en sac, et qui est livrée comme un système équilibré avec une architecture de contrôle unique.
Les spécifications de la ligne ci-dessous sont configurées pour le film PE et PP post-consumation à un niveau de contamination typique. Les figures de puissance représentent la puissance installée totale sur toute la ligne, y compris toutes les bandes transportatrices, les pompes et les entrainements auxiliaires. La consommation réelle en fonctionnement est généralement de soixante à soixante-dix-cinq pour cent de la puissance installée, en fonction de la matière première et du facteur de charge.
| Modèle de la ligne | Capacité (kilogrammes par heure) | Matières premières applicables | Puissance installée totale (kW) | Consommation d'eau, volume circulant (mètres cubes par heure) | Taux de recyclage de l'eau. | Espace occupé (mètres carrés) | Les opérateurs requis |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PTW-300 | 300 | Film LDPE, film d'emballage, sac en PP tissé léger | 210 à 250 °C | 4 à 6 | 80 à 85 pour cent | 250 à | 2 à 3 |
| PTW-500 | 500 | Film LDPE et HDPE, film d'emballage, sac tissé PP, FIBC. | 320 à 380 | 6 à 9 | 82 à 88 pour cent | 350 à 450 | 3 |
| PTW-800 | 800 | Film d'emballage issu du recyclage, film agricole, sac en PP tissé | 470 à | 9 à 13 | 84 à 89 pour cent | 8. 480 à | 3 à 4 |
| PTW-1000 | 1000 | Le film après consommation, le film de serre, le film de paillis, le matériau tissé en PP | 580 à 690 kg/h (580 à 850 kW) | 11 à 16 | 85 à 90 % | 600 à 760 | 4 |
| PTW-1500 | 1500 | Film mélangé de grande capacité issu du recyclage des déchets, film agricole robuste, filet en polypropylène et FIBC | 820 à 980 | 16 à 23 | 85 à 90 % | 820 à 1050 | 4 à 5 |
Comment lire le tableau de spécifications de la ligne
Trois points méritent d'être expliqués car ils sont souvent mal interprétés dans les devis comparatifs.
La capacité est définie à l'insertion des pellets, et non pas à l'entrée des bottes.Une ligne de 1000 kg/h produit 1000 kg de pellets finis coupés par heure. Pour des feuilles d'agriculture très souillées avec 20 % de contamination, la vitesse d'amenée des bales est d'environ 1250 kg/h. Citer la capacité d'amenée fait paraître la ligne plus puissante qu'elle ne l'est en réalité et est une cause courante de déception après la mise en service.
La consommation d'eau est le volume circulant, et non la consommation.Les chiffres ci-dessus correspondent au volume d'eau circulant dans le circuit de lavage par heure. Lorsque le circuit de traitement de l'eau est en fonctionnement, la demande en remplissage fresh représente environ 8 à 15 % de ce volume. La section douze détaille l'équilibre hydrique.
Le plan d'installation implique un arrangement de type linéaire, avec accès aux installations d'entretien.Les ranges données recouvrent les allées, la salle de contrôle et la zone de traitement de l'eau, mais ne comprennent pas le stockage des bales de matière brute ou les dépôts de pellets finis, qui sont généralement les grands consommateurs d'espace dans une usine de recyclage. Une disposition en forme de U ou de L peut réduire de dix à quinze pour cent la surface occupée par la machine lorsque la géométrie du bâtiment l'exige.
Domaines standard et options personnalisées
Toutes les lignes PTW incluent comme équipements de base : un débitsueur de balles, un convoyeur de tri d'alimentation avec séparation magnétique, un réservoir de lavage et de retraitement, un broyeur humide avec injection d'eau, deux étages de lavage par friction, un réservoir de séparation par flottation, une centrifugeuse à haute vitesse horizontale, un séchoir à extrusion, un extrusor à une vis avec double dégazage, un changeur de tamis hydraulique, un pelletier avec drainage, un tamis vibrant, un silo d'homogénéisation, une station de conditionnement en sacs, un système de circulation d'eau intégré et un tableau de commande centralisé avec interface homme-machine à écran tactile.
Les options configurables incluent : des cuves de lavage à chaud avec dosage de caustique et de surfactant, des phases de lavage par friction supplémentaires pour des sols massifs, une filtration des mélanges améliorée offrant des types de remontée continue ou d'auto-nettoyage, une granulation perfectionnée avec coupe sous l'eau, une pompe de fusion pour la stabilization de la pression, un compacteur à alimentation latérale pour des granulés à densité volumique très faible, un pack de traitement des eaux étendu comprenant la flottation par air dissout, un baril bimétallique et un écrou résistant à l'abrasion pour les applications à chargement abrasif, une surveillance à distance avec acquisition des données et la détection des éléments métalliques des granulés avant le conditionnement dans les sacs.
11. Spécifications des équipements clés de Polyretec
Les chiffres relatifs au niveau de production sont utiles pour le budget, mais les machines qui déterminent si la bande fonctionne sont le concasseur humide, les tamis par friction, le séchoir à essorage, l'extrudeur et le pelletiseur. Le tableau ci-dessous donne les spécifications des machines que Polyretec applique à toute sa gamme de PTW, afin que les acheteurs puissent vérifier que chaque étape est véritablement dimensionnée pour la capacité indiquée et non pas que le système accueille une machine de plus petite capacité.
| Équipement | Dimension clé | PTW-300 | PTW-500 | PTW-800 | PTW-1000 | PTW-1500 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Broyeur humide | Diamètre du rotor (mm) | 500 | 600 | 800 | 800 | 1000 |
| Longueur du rotor (mm) | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | |
| Arrangement des lames (rotatives / fixes) : | 9 / 2 | 12 / 2 | 15 / 3 | 18 / 3 | 24 / 4 | |
| Puissance de l'entraînement (kW) | 37 | 55 | 90 | 110 | 160 | |
| Lavageur à friction (par étape) | Diamètre du tambour (mm) | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 |
| Vitesse du rotor (tours par minute) | 700 à 900 | 700 à 950 | 750 à 1000 | 750 à 1000 | 750 à 1000 | |
| Puissance d'entraînement par étape (kW) | 11 | 15 | 22 | 30 | 37 | |
| Presseur séchoir. | Diamètre de la vis (mm) | 200 | 240 | 280 | 320 | 380 |
| Capacité théorique de traitement (kg/h) | 350 | 560 | 880 | 1100 | 1650 | |
| Humidité de l'issues | Moins de 1 %, sur toute la gamme ; température du matériau de sortie comprise entre 80 et 110 degrés Celsius. | |||||
| Puissance de l'entraînement (kW) | 37 | 55 | 75 | 90 | 132 | |
| Extrudeur à un seul vis | Diamètre de la vis (mm) | 110 | 130 | 150 | 160 | 180 |
| Ratio R/T | 33:1 | 33:1 | 36:1 | 36:1 | 36:1 | |
| Production (kg/h) | 300 à 350 | 500 à 580 | De 800 à 900 | 1000 à 1150 | 1500 à 1700 | |
| La puissance du moteur principal (kW) | 90 | 132 | 200 | 250 | 355 | |
| Granulateur | Type (configuration standard) | Anneau d'eau. | Anneau d'eau. | Anneau d'eau. | Anneau d'eau ou sous l'eau | Sous l’eau |
| Vitesse de coupe (tours par minute) | 600 à 1400 | 600 à 1600 | 700 à 1800 | 700 à 2000 | De 800 à 2400 | |
| Puissance de l'entraînement (kW) | 7.5 | 11 | 15 | 18.5 | 30 | |
Lire le tableau d'équipement comme une liste de vérification
Notez que la capacité de production du sécheur à pression et le débit de l'extrudeur sont spécifiés au-dessus de la capacité nominale de la ligne - une ligne PTW-1000 utilise un sécheur à pression de mille et un cents kilogrammes par heure et un extrudeur capable de produire mille à mille cent cinquante kilogrammes par heure. Cet espace de quiétude de dix à quinze pour cent permet à la ligne de produire sa capacité nominale lorsque la qualité de la matière première baisse, et c'est le détail de spécification qui permet le plus souvent de distinguer une ligne qui atteint ses chiffres d'une ligne qui ne le fait pas. Lorsque vous comparez les quotations, vérifiez les taux de chacun des éléments de la ligne par rapport à la capacité de la ligne ; si tous les composants sont qualifiés exactement à la capacité de la ligne, cette dernière fonctionnera à une capacité inférieure dans des conditions réelles.
La vis de barrière avec tête de mélange, la double installation de dégazage et le rapport de compression de 3 : 1 à 3,5 : 1 décrits à la section sept sont des caractéristiques standard dans toute la gamme d'extrudeuses PTW. Le revêtement de barillet en un alliage biminéral est standard sur les lignes PTW-800 ou plus grandes et disponible en option sur les lignes de plus petite taille ; pour le film de paillage agricole, il convient d'en spécifier la présence, quelle que soit la taille de la ligne, car la charge en minéraux est le principal facteur de débrisage.
12. Traitement de l'eau et recyclage de l'eau
Une ligne de lavage de pellicules est une installation de traitement des eaux dotée d'une machine de recyclage. Les établissements qui traitent les eaux de façon secondaire découvrent que cela est coûteux. L'eau de lavage qui quitte la ligne contient des particules de sol en suspension, des matières organiques dissoutes, des fines polymériques, des agents tensioactifs et, dans le cas du lavage à chaud à l'aide de caustique, un pH élevé. L'égoutter sans traitement est illégal dans la quasi-totalité des juridictions, et l'achat d'eau fraîche à un taux de circulation serait économiquement dévastateur. Un circuit de recyclage bien conçu permet de récupérer entre 80 % et 90 % de l'eau circulant de manière continue.
Le circuit de traitement à quatre étapes
Sédimentation.L'eau de lavage s'écoule dans des bassins de Claude, où le temps de séjour permet au sable, aux particules de terre et à d'autres matières solides denses de tomber sous l'action de la gravité. Les clarificateurs à lamelles inclinées augmentent considérablement la superficie de décantation effective dans un volume donné de bassins et constituent le choix standard lorsqu'il y a peu de place disponible. La boue est aspirée du fond de manière continue ou selon un programme temporel. La sédimentation élimine généralement entre soixante et quatre-vingt pour cent des matières en suspension totales et est l'étape de retrait la moins chère par kilogramme de matières solides, c'est pourquoi elle doit être dimensionnée de façon généreuse.
Flottation à air dissous.Les particules fines, les fines de polymères, les oléos émulsionnés et la matière organique à faible densité ne se déposent pas dans un temps raisonnable. La flottation par air dissous injecte des microbourbures dans l'eau ; les bulles se fixent sur ces particules et les portent à la surface, où un dispositif d'épandage enlevé la couche de flottation résultante. L'adjonction de coagulants et de floculants avant la cellule de flottation améliore sensiblement la capture en agrégeant les particules fines en boucles plus volumineuses et plus flottantes. Cette étape est ce qui permet d'atteindre des taux élevés de recyclage de l'eau sur des films agricoles souillés.
Filtration.Filtres à sable, filtres multimédias ou filtres à disque polissent l'eau clarifiée, éliminant les particules en suspension résiduelles jusqu'à une concentration à laquelle l'eau peut être reprise par les laveurs à friction et les broyeurs sans provoquer d'abrasion ou de dépôt. Le retour de brouettage des filtres amène l'eau au stade de sédimentation.
Retour sur cycle.L'eau traitée est tamponnée dans un réservoir d'eau potable et réinjectée dans le processus. L'eau de retour ne doit pas avoir la même qualité pour toutes les étapes : le broyeur humide et le réservoir de prélavage peuvent accepter une eau de faible qualité, tandis que l'étape de rinçage finale doit recevoir l'eau la plus pure ou le complément d'eau frais. La conception d'un système de retour à deux niveaux d'efficacité, avec un abaissement de la qualité de l'eau du plus propre au plus distendu, réduit sensiblement la charge de traitement et la demande en eau douce.
Gestion du pH et manipulation des caustiques
Lorsque le lavage à chaud avec un caustique est utilisé, l'eau sortant de ce circuit présente habituellement un pH compris entre onze et treize. Il doit être conservé dans un circuit séparé de l'eau de lavage générale, tant parce que la chimie en vaut la peine de conserver qu'il faut éviter de la mélanger au circuit principal, car cela alcalinise tout le système et perturbe la floculation. L'eau du circuit au caustique est enrichie en nouvelle soude lorsque sa concentration diminue, et purifiée périodiquement lorsque la charge organique devient trop élevée. L'eau de caustique qui a été purifiée doit être neutralisée avant d'être envoyée dans le circuit de traitement principal ou rejetée.
Bilan par capacité de ligne
| Capacité de la ligne (kg/h) | Eau en circulation (mètres cubes par heure) | Eau compensée fraîche (m³/h) | Taux de recyclage de l'eau. | Génération de boues humides, alimentation en film propre (kg/h) | Génération de boues humides, alimentation en film agricole (kg/h) |
|---|---|---|---|---|---|
| 300 | 4 à 6 | 0,5 à 0,9 | 80 à 85 pour cent | 10 à 20 | 90 à 180 |
| 500 | 6 à 9 | 0,8 à 1,3 | 82 à 88 pour cent | 15 à | 150 à 300 |
| 800 | 9 à 13 | 1.1 à 1,8 | 84 à 89 pour cent | de 25 à | 240 à |
| 1000 | 11 à 16 | 1,3 à 2,2 | 85 à 90 % | 30 à 70 | 300 à 600 |
| 1500 | 16 à 23 | 1,8 à 3,1 | 85 à 90 % | 45 à 105 | 450 à 900 kW |
Les chiffres relatifs aux boues sont indiqués pour les boues humides après une presse à filtre ou à serpentin, à environ soixante à soixante-dix pour cent de solides secs. La différence spectaculaire entre la pellicule pour l'habillage des produits alimentaires et la pellicule agricole mérite d'être examinée : à un millier de kilogrammes par heure, la pellicule utilisée pour la paillage agricole peut produire dix fois plus de boues que la pellicule destinée à l'emballage des produits alimentaires. La capacité de traitement des boues, leur stockage et leur élimination doivent être conçus pour le matériau d'origine le plus pollué que l'usine prévoit de traiter, et les logistiques de traitement doivent être établies avant la mise en service de l'installation, et non après le dépassement du niveau de la première fosse de stockage de boues.
Conseils pratiques en matière de conception du système d'eau
Trois recommandations issues de l'expérience sur le terrain : première recommandation, surdimensionnez le volume de sédimentation, car il constitue le dispositif de traitement le moins coûteux de l'installation et le tampon de stabilité qu'il fournit absorbe les variations de la matière première, variations qui pourraient autrement perturber le fonctionnement de l'ensemble du circuit. Deuxième recommandation, installez un système de manutention des boues pressées plutôt que de vous fier à des nettoyages manuels périodiques des fosses ; la manipulation manuelle devient le goulot d'étranglement limitant la durée d'exploitation de l'installation. Troisième recommandation, mesurez et consignez en permanence la quantité d'eau douce ajoutée. Une augmentation du taux d'addition est le premier indicateur et le plus fiable du détériorement du circuit de traitement, généralement parce que le dosage du floculant s'est éloigné de la valeur prévue ou qu'un filtre a besoin d'être entretenu.
13. Repères de consommation d'énergie
La consommation d'énergie spécifique, exprimée en kilowatt-heures par kilogram de granule final, est le critère d'exploitation le plus utile pour une ligne de recyclage de film. Il intègre l'efficacité de la machine, la qualité de la matière première et la discipline d'exploitation dans un seul nombre. Il peut être directement comparé entre les installations, indépendamment des tarifs énergétiques locaux. Une ligne de recyclage des films PP PE à une seule étape, qui fonctionne avec des films d'emballage post-consommation, devrait atteindre une consommation d'énergie spécifique totale comprise entre 0,30 et 0,45 kilowatt-heure par kilogram.
Où va l'énergie
| Étape du processus | Part de l'énergie totale de la ligne. | Consommation spécifique typique (kWh par kg de pellets) | Motif principal de la variation |
|---|---|---|---|
| Concassage (ouverture de ballots, broyeur à copeaux, convoyage) | 8 à 12 pour cent | 0,025 à 0,055 | Ouverture du tamis, netteté de la lame, épaisseur du matériau. |
| Lavage (palettes de friction, cuve à flotteur, pompes) | 15 à 20% | 0,045 à 0,090 | Nombre de phases de lavage, niveau de contamination, vitesse du rotor |
| Pressage et séchage. | 18 à 25 % de capacité. | 0,055 à 0,110 | Humidité à l'entrée, humidité à l'exit cible, profil de chauffage du réservoir. |
| Extrusion (moteur principal, chauffage du cylindre, système de vidange) | 40 à 50 pour cent | 0,120 à 0,225 | Conception de l'anneau, température de fusion, température d'alimentation, chute de pression du filtre |
| Granulation et accessoires (couteau, séchoir, tamis, silo, emballage) | 8 à 12 pour cent | 0,025 à 0,055 | Méthode de granulage, température de l'eau de refroidissement |
| Total de la ligne | 100 pour cent | 0,30 à 0,45 | Le niveau de contamination est la variable dominante. |
L’interprétation des chiffres
L'extrusion domine, c'est pourquoi l'architecture à une étape la cible. Alimenter l'extrudeur avec un matériau déjà à une température comprise entre quatre-vingts et cent dix degrés Celsius supprime une fraction significative de la nécessité de chaleur sensible, et l'alimenter avec un matériau dont la teneur en humidité est inférieure à un pour cent élimine la pénalité imposée par la chaleur latente, qui résulte de l'évaporation de l'eau à l'intérieur du tube. C'est là que proviennent les quinze à vingt-cinq pour cent de réduction de la chaîne thermique entre l'opération à une étape et celle à deux étapes.
Le film LDPE propre post-industriel se trouve au bas de l'échelle, typiquement de 0,28 à 0,33 kilowatt-heure par kilogramme, car le lavage est minimal et la perte de pression de filtration est faible. Le film de paillage agricole fortement contaminé se trouve au-dessus, typiquement de 0,42 à 0,50, car il nécessite davantage de cycles de lavage, un lavage à haute température, une charge de séchage plus élevée dans la presse à séchage et une perte de pression de filtration beaucoup plus élevée. Si votre valeur mesurée dépasse 0,50 pour un film d'emballage ordinaire, quelque chose ne va pas - les causes les plus courantes sont une vis usée et un réservoir permettant un reflux excessif, un filtre bouché fonctionnant à une perte de pression élevée, une section de fourniture d'extrudeur trop remplie ou une presse à séchage fonctionnant avec un évacuation des vapeurs insuffisante de sorte que l'extrudeur effectue le travail de séchage.
Mesures pratiques de réduction de l'énergie
Maintenir le filtre à fusion propre.La chute de pression du filtre est une énergie purement parasitaire. Un filtre opérant à dix-huit mégapascal au lieu de huit consomme beaucoup plus de puissance principale pour une production identique, et le frottement supplémentaire augmente également la température de fusion et détériore le polymère.
Mettez à niveau la clearance des vis et des bacs.L'usure augmente l'espace radial, ce qui permet à la fonte de s'écouler rétrogradement sur les volutes. La production chute, l'énergie spécifique augmente et la température de la fonte augmente car la même matière est frottée de nouveau. Mesurer le diamètre de la vis et le diamètre de l'alésage du barillet à intervalles réguliers et remplacer ou reliner avant que l'usure ne devienne grave est un entretien préventif simple et fort rentable.
Utilisez des électromoteurs à fréquence variable partout.Les pompes, les joints d'étanchéité et les transporteurs fonctionnant à vitesse fixe lorsque la ligne est à charge partielle consomment beaucoup d'énergie. Le contrôle de la fréquence sur la ligne permet généralement d'économiser dix à vingt pour cent d'énergie auxiliaire sous une charge variable.
Isoler le pot et les réservoirs chauffés.Les housses d'isolation du fût et les cuves de lavage à haute température réduisent considérablement les pertes de radiation. C'est une des mesures les moins onéreuses en matière d'énergie et elle est souvent omise sur les lignes de production à faible budget.
Ne surchauffez pas la fusion.Chaque dix degrés Celsius de température de fusion inutile consomme de l'énergie, rend les odeurs encore plus fortes et accélère la dégradation oxidative. Étant donné que la cisaillement fournit une grande partie de la chaleur dans une extrudeuse à une seule vis, réduire la vitesse de rotation de la vis tout en maintenant la production en améliorant l'alimentation est souvent plus efficace que le fait de abaisser les paramètres de chauffage.
14. Contrôle de la qualité des granulés
Le granulé recyclé est vendu selon une spécification précise, et c'est la spécification qui détermine les marchés ouverts. Sept mesures définissent un recyclat polyoléfinique : la vitesse de coulée, le taux de cendres, l'humidité, le nombre de taches noires, la différence de couleur, la note odorante et les propriétés de traction. Une usine qui mesure ces paramètres régulièrement et qui tient des registres peut vendre des granulés dans des applications exigeantes ; une usine qui ne le fait pas se limite au marché des produits de base, quelle que soit la qualité de son équipement.
Les sept mesures centrales
Taux de flux de fusion (MFR).Mesuré selon la norme ISO 1133 ou ASTM D1238, typiquement à 190 degrés Celsius avec une charge de 2,16 kilogrammes pour le PE et à 230 degrés Celsius avec 2,16 kilogrammes pour le PP. La MFR indique à la fois la qualité de base de la résine et l'étendue de la dégradation thermique. Une MFR en hausse d'un lot à l'autre indique une scission des chaînes, généralement due à une température de fusion excessive ou à un temps de séjour trop long. La cohérence est tout aussi importante que la valeur absolue : un client produisant des films doit être sûr que la MFR sera la même le mois prochain.
Teneur en cendres.Mesuré selon les normes ISO 3451 ou ASTM D5630 sur le principe de la combustion contrôlée, la teneur en matière inorganique, qui comprend la terre, les charges et les pigments, fournit l'indicateur le plus direct de l'efficacité du lavage et de la filtration. En-dessous de 0,5%, on peut affirmer que le lavage a été excellent, entre 1% et 2%, on est dans le domaine de la matière de reconditionnement agricole ; au-dessus de 3%, la matière ne peut s'utiliser qu'à des fins techniques mineures et entraine une usure accélérée sur l'équipement du client.
L'humidité.7. Mesurée par la perte par séchage ou par titration avec le spectrophotomètre Karl Fischer. Comme les polyoléfines ne sont pas hygroscopiques, la seule préoccupation concerne l'humidité de la surface, et un séchoir centrifugeur correctement fonctionnant doit produire une perte inférieure à 0,1 %. Des valeurs supérieures indiquent un problème de déshydratation à la granuleuse et non une question de propriété du matériau.
Compteur de taches noiresCompter visuellement sur une masse d'échantillon définie, généralement exprimés en points par kilogramme, parfois avec un seuil de taille, par exemple supérieurs à 0,2 millimètres. Les taches noires proviennent du polymère carbonisé dans les zones mortes de l'extrudeuse, de la contamination non éliminée et du matériau dégradé déchaussé de la paroi du cylindre. Il s'agit du défaut le plus visible sur du recyclat de couleur claire.
Valeur de différence de couleur.Mesuré avec un colorimètre contre un standard de référence dans l'espace CIELAB. Dans le cas du recyclé, l'intérêt est d'offrir une cohérence de lot en lot plutôt que de respecter un objectif spécifique, car le film recyclé mixte sera toujours gris clair à gris foncé. Une_delta E inférieure à 2 entre les lots est généralement imperceptible à l'œil ; au-delà de 5, elle est manifeste et susciterait des plaintes chez les clients.
Evaluation de l'odeur (VDA 270).Un test sensoriel normalisé dans lequel un échantillon conditionné est évalué par un panel formé et noté sur une échelle de six points, où un équivaut à imperceptible et six à intolérable. Les clients de l'industrie automobile et des articles de consommation demandent souvent une évaluation VDA 270 de trois ou trois et demi. La section quinze explique comment améliorer cette évaluation.
Résistance à la traction et elongation à la rupture.Mesuré selon ISO 527 ou ASTM D638 sur des échantillons moulés par compression ou par injection. Les propriétés de traction confirment que la chaîne polymérique a résisté au processus. L'allongement à la rupture est l'indicateur plus sensible : il chute avant la résistance à la traction lorsque la dégradation commence.
Niveau de contamination, qualité de granulés pouvant être atteinte et applications ultérieures
| Contamination du matériau d’alimentation. | Contenu en cendres gérabile | Cohérence typique du MFR | Grade de balle réaliste | Applications de downstream adaptées |
|---|---|---|---|---|
| RLSD postindustriel, inférieure à 1 % | Moins de 0,3 pour cent | Entre plus ou moins 10 pour cent de lot à lot. | Proche de la virginité, pour amélioration par film | Film soufflé, emballage à paroi mince. |
| Films d'emballage post-consommation, de 2 à 5 % | 0,4 à 1,0 pour cent | Entre plus ou moins 15 pour cent. | Étiquette de bonne qualité générale. | Sacs poubelles, bâches de construction, couches intérieures de films polyvalents, composants d'injection non critiques |
| Sac tissé en PP et FIBC, de 3 à 8 % | 0,8 à 2,0 pour cent | Entre plus ou moins 20 pour cent. | Grades industriels | Cadeaux d'injection, palettes, pots de fleurs, ruban en tissu tissé, moulures industrielles |
| Film pour serres (5 à 15 %) | 0,8 à 1,8 pour cent | Entre plus ou moins 20 pour cent. | Grade moyen | Film agricole, tuyau d'irrigation, support en géotextile, composants agricoles moulés |
| Film de mulchage agricole, de 10 à 30 % | 1,5 à 3,0 pour cent | Entre plus ou moins 25 pour cent. | Grades d'énergie | Sacs poubelles, tuyaux d'irrigation, canaux de câbles, bardeaux de géomembranes, éléments de drainage |
Construire un système de qualité concret
Un laboratoire fonctionnel pour une usine de recyclage de films a besoin d'un appareil de mesure du débit de fusion, d'une cuve pour déterminer la teneur en cendres, d'une balance d'humidité, d'un petit colorimètre et d'une presse de laboratoire pour préparer des échantillons de traction. La discipline de prise d'échantillons est plus importante que la sophistication des instruments : prélevez un échantillon toutes les heures à la station de chargement, conservez-le avec une étiquette de lot et testez le débit de fusion et la teneur en cendres au moins une fois par poste de travail. Les tests de traction complets et d'odorat peuvent être plus fréquents, généralement selon le lot de production ou selon les exigences du client.
Le silo à homogénisation est l’instrument de contrôle de la qualité que la plupart des usines sous-utilisent. Mélanger quatre à huit heures de production avant de les mettre en sac permet de supprimer drastiquement les variations à court terme, transformant une série de produits légèrement différents d'une heure à l'autre en un lot homogène. Pour les clients qui attachent de l'importance à la cohérence – et ceux qui préfèrent payer un peu plus pour elle le font toujours -, cela vaut bien plus que des améliorations marginales de la qualité moyenne.
15. Réduction des odeurs dans le film post-consommation
L'odeur est l'attribut de qualité qui bloque le plus souvent l'exportation de granulés de plastique recyclé sur les marchés à valeur supérieure. C'est également l'attribut le moins facilement réglable par un seul équipement, car l'odeur dans les polyoléfines issues de la consommation provient d'au moins quatre sources distinctes qui requièrent quatre interventions différentes. Comprendre la source qui prédomine dans votre matière première est la condition préalable à l'amélioration du classement VDA 270.
Les quatre sources d'odeur
Résidus absorbés d'un contenu antérieur.Les polyoléfines absorbent pendant leur première fabrication des composés gras et aromatiques provenant de la nourriture, des détergents, des produits agrochimiques et des carburants. Ces composés diffusent dans la masse du polymère et non seulement à sa surface ; c'est pourquoi le lavage à la surface ne les enlève pas. Il faut les éliminer thermiquement dans la phase fondante.
Produits de dégradation.La dégradation thermique et oxydative des polyoléfines provoque la formation d'aldehydes, de cétones, d'acides carboxyliques et d'hydrocarbures à chaîne courte — tous produits qui ont des seuils d'odeur basses. Chaque degré supplémentaire de la température de fusion et chaque minute supplémentaire de temps de séjour augmentent la charge. Ce facteur est entièrement sous votre contrôle grâce aux paramètres du procédé.
Activité microbienne.Les restes d'organique présents sur une pellicule compressée et stockée humide pendant plusieurs semaines favorisent la croissance bactérienne et fongique, produisant des acides gras volatils, des amines et des composés sulfurés aux seuils d'odeur extrêmement bas. Le lavage à chaud avec de la soude s'attaque efficacement à ce problème ; le lavage à froid l'élude.
Additifs résiduels et solvants d'encresLes agents de glissement, les antioxydants et les solvants de l'encre de reimpression contribuent à un parfum de fond qui est généralement faible mais persistant.
Le chemin des cinq leviers pour la réduction des odeurs
Lever un : intensifier le dégazage à vide.Il s'agit de la mesure individuelle à l'impact le plus élevé. Un vide renforcé, passant de moins 0,06 à moins 0,09 mégapascal, augmente considérablement la force motrice de l'élimination des substances volatiles. Aussi important, le taux de renouvellement de la surface de la masse fondante au niveau de l'évacuation : une zone de décompression avec des orifices profonds et un canal partiellement comble expose bien plus de surface de masse fondante qu'un canal plein, et l'ajout d'un élément de dévolatilisation dédié à l'évacuation dans la zone de l'évacuation peut améliorer considérablement l'efficacité de l'extraction sans aucune modification du niveau de vide.
Le bouton deux : extraction par vapeur ou gaz inerte.L'injection d'une faible quantité d'eau ou d'azote dans la masse fondue en amont de la fenêtre en vide crée un média de décapage. Le liquide injecté se vaporise et se disperse dans la masse fondue sous forme de bulles fines, et les composés organiques volatils se répartissent dans ces bulles et sont évacués par la fenêtre. Cela fonctionne selon le même principe que le décapage par vapeur dans l'ingénierie des processus chimiques et est nettement plus efficace que le vide seul pour les composés à faible volatilité. La vitesse d'injection est faible, généralement bien inférieur à 1 % en masse, et doit être contrôlée avec soin pour ne pas perturber la masse fondue.
Le bouton trois : contrôle du temps de séjour dans la fonte.La longue période de présence à haute température génère une nouvelle mauvaise odeur plus rapidement que le dégazage élimine l’odeur existante. Les zones mortes dans le taraud, l’adapter et le moule sont les plus plaintives car les matériaux s’y sont entassés et se sont décomposés sévèrement, puis ils se détâchent intermittemment dans le flux principal. La conception de la canalisation de l flujo optimisée, l’évitement des coins brusques et la régularité de la purge réduisent cette contribution.
Lever quatre : abaisser la température de fusion.La génération d'odeurs à la suite de la dégradation thermique augmente fortement avec la température. Le fait de réduire la température de fusion de 230 à 205 degrés Celsius sur le recyclat en film LDPE produit généralement une amélioration mesurable sans équivoque selon la norme VDA
Lever cinq : améliorer le lavage en amont.Un lavage caustique à une température de 75 à 85 degrés Celsius élimine les sources de résidus microbiologiques et gras avant qu'elles ne pénètrent dans la masse fondue. Il s'agit de la méthode de réduction des odeurs la moins coûteuse, car éliminer un contaminant à l'aide d'eau coûte toujours moins cher que l'éliminer à l'aide du vide. Pour le film post-consommation destiné à des marchés sensibles aux odeurs, le lavage à haute température doit être considéré comme obligatoire et non comme facultatif.
Attentes réalistes
Une résine de recyclage des films d'emballage consommé produit sur une ligne de lavage à froid dont le taux de dégazage unique est généralement situé aux niveaux VDA 270 de grade quatre à cinq. L'ajout d'un lavage à chaud avec caustique augmente généralement de moitié le grade pour atteindre un grade complet. L'ajout d'un dispositif de dégazage double correctement configuré avec un vide profond permet de gagner un demi à un grade complet. L'ajout du dessouter de fusion et de la régulation précise des températures peuvent atteindre les grades deux à deux et demie, ce qui ouvre la plupart des applications non automobiles chez les consommateurs. Atteindre les grades deux et moins avec du film consommé par le simple recyclage mécanique est très difficile et nécessite généralement un matériau d'entrée particulièrement pur.
16. Guide de sélection : nécessité de modéliser la ligne
Le tableau de sélection ci-dessous traduit quatre cas de figure courants chez les clients en un modèle spécifique de ligne Polyretec et dans les décisions de configuration importantes qui s'y accompagnent. La configuration est tout aussi importante que la capacité : deux clients achetant la même ligne PTW-1000 pour des matières premières différentes obtiendront des machines sensiblement différentes.
| Scénario du client | Modèle de ligne recommandé | Le lavage par produit chaud est-il nécessaire ? | Spécification de filtration par fusion | Méthode de pelletisation recommandée | Autres caractéristiques de configuration importantes |
|---|---|---|---|---|---|
| Films LDPE après-fabrication de 500 kg/h avec une contamination inférieure à 1%, avec une impression minimale | PTW-500 | Non ; un rinçage à froid et un lavage par friction sont suffisants. | Changeur de tamis hydraulique à deux pistons, tamis de 100 mailles. | Cordon d'eau ou chaîne dans le cas où la géométrie des granulés cylindriques est préférée | Le fût nitruré standard est suffisant ; deux stades de freinage ; circuit à circuit fermé pour l'eau ; peut être utilisé avec 2 ou 3 opérateurs. |
| 1000 kg/h de film de conditionnement après consommation, imprimé, hoquet et enrouleur mixt par rétraction et étirer, avec une contamination de 2 à 5 % | PTW-1000 | Oui ; lavage à chaud avec caustique à 75 à 85 °C, en présence d'un agent de surface, suivi d'une étape de rinçage. | Filtre à backflush continu, maillage de 120, ou double pistons avec double filtration pour une sortie de qualité cinéma | Standard de bague d'eau ; coupe sous-marine lorsque l'aspect des granulés est de grande importance commerciale | Tampon biaxial ; trois étapes de friction ; dégazage sous vide poussé pour éliminer les odeurs ; flottabilité de l'air dissous dans le circuit d'eau. |
| 800 kg/h film à usage de recouvrement agricole, avec une charge du sol de 15 à 25 %, en opération de courte durée | PTW-800 | Usage recommandé ; le lavage à chaud améliore considérablement la teneur en cendres et l'odeur dans le cas d'un film de paillis sale. | Filtre entièrement automatique d'auto-nettoyage, de 100 à 150 micromètres ; un changeur de piston s'obscurcit trop rapidement. | Anneau d'eau. | De-stoning prolongée avec pré-boussole et tambour de pré-nettoyage à sec, lames de concasseur durcies en carbure de tungsten, tube bimétallique, séparateur à grande capacité et presse à boues, quatre étages de friction |
| 1500 kg/h - Sac en PP tissé et FIBC, 3 à 8 % de contamination, exploitation continue en trois services | PTW-1500 | Facultatif ; nettoyage à haute température pour les sacs contenant des produits chimiques, minéraux ou engrais | Filtre à backflush continu, maillage de 100 à 120, adapté à un flux élevé | La granulation sous-marine assure la stabilité de la production et l'uniformité des pellets à cette capacité. | Ouvreur et pré-brousseur de bales robustes ; broyeur humide à rotor large ; réservoir à vagues de taille adaptée au retrait des revêtements et des fibres ; pompe de fusion pour une stabilité de la pression ; silo d'homogénisation de taille adaptée à 6 à 8 heures de production. |
Comment Polyretec gère le processus de sélection
Le tableau de sélection ci-dessus constitue un point de départ, et non une spécification finale. Dans la pratique, Polyretec exige quatre éléments avant de configurer une ligne : un échantillon représentatif de matière première d'au moins vingt kilogrammes, la production cible en quantité de granulés par heure et par an, l'application envisagée en aval du processus, et les contraintes de site relatives à la surface disponible, l'alimentation électrique et les autorisations de rejet d'eau. Un essai de mise en service sur la ligne de test de l'usine permet d'estimer la récolte réelle, le taux de cendres et la consommation d'énergie spécifique réelle pour cette matière spécifique, ce qui constitue une base beaucoup plus efficace pour prendre une décision d'achat que n'importe quel tableau.
Le rendement est le nombre qui est le plus fréquemment sous-estimé. Une tonne de film de paillis agricoles présentant une contamination de vingt pour cent et un taux d'humidité de huit pour cent donne environ soixante-dix à soixante-quinze pour cent de sa masse livrée sous forme de granule terminé, après la prise en compte de l'élimination de la contamination, de la perte d'affinage et des rebuts du filtre. Construire un business plan sur une hypothèse de rendement de quatre-vingt-dix pour cent pour cette matières premières provoque des résultats profondément erronés, et le test de fonctionnement en est le moyen de s'en garder.
17. Capacité de pelotage en aval de Wanplas
L'extrudeur à un seul vis intégré dans une ligne de recyclage de pellicule PP PE de Polyretec est optimisé pour une seule tâche : convertir de la poudre de film lavée et séchée par essorage en granulats recyclés purs, avec double dégazage et filtration du mélange. Il exécute cette tâche de manière efficace et avec une consommation spécifique d'énergie réduite. Cependant, ce n'est pas un appareil de recyclage multifonctionnel et certains opérateurs ont besoin d'une capacité de mélange en plus de leur ligne de lavage.
Quand le recyclage avec extrudeur à une vis suffit pas
Trois situations requièrent une machine différente. La première concerne l'incorporation de remplisseurs et d'additifs : l'ajout de carbonate de calcium, de talc ou de fibre de verre à du recyclat pour atteindre les spécifications de rigidité ou de coût du client exige les capacités de mélange distribuitif et dispersif d'une machine à double hélice co-rotative, ce que ne peut fournir un extrudeur de recyclage à seule hélice. La deuxième concerne la compatibilisation d'écoulements de polyoléfines mixtes : le brassage de fractions de PP et de PE avec un compatiblisateur afin de produire un alliage utilisable exige un apparitage de cisaillement précis et contrôlé le long d'un hélice configurable. La troisième concerne l'allumage de l'abrit à haute charge avec des exigences de dispersion strictes, où la qualité de mélange d'une machine à double hélice produit une uniformité de couleur nettement meilleure.
La route intégrée
Pour le compoundage à double hélice à haut rendement des flocons lavés, ainsi que pour la pelletisation de grades modifiés nécessitant des agents de remplissage, compatibilisants ou masterbatches de couleur, Wanplas fournit des systèmes de pelletisation adaptés, qui intègrent directement les lignes de lavage Polyretec. Comme ces deux éléments proviennent de Wanplas, l'interface entre la chaîne de lavage et le système de compoundage est planifiée de fond en comble de manière à ce que l'installation optimale soit obtenue. La sortie du sécheur à pression, la disposition d'alimentation latérale, l'architecture de contrôle et les connexions accessoires ont tous été spécifiés comme tout un projet.
L'architecture pratique est simple. La chaîne de lavage Polyretec permet de dérouler et de séchés le balai, et fournit ensuite une copeau chaude, sèche et compactée. Cette copeau est chargée - de manière directe ou via un alimentateur tampon lorsque la flexibilité des batches est nécessaire - dans un système à double hélice monté en co-rotation, fourni par Wanplas, équipé d'alimentateurs gravimétriques pour les chargeurs et additifs, d'un système d'alimentation latérale pour les fibres ou les minéraux richement chargés, de deux buses de vidange pour la devolatilisation, et d'un système de filtration du fond gazeux avant la presse à granulés. Le résultat est une installation unique capable de produire à partir d'un même appareil d'alimentation initiale à l'avant du processus, à la fois un granulé de recyclat et un matériau composite de qualité conforme à certaines spécifications.
La décision selon le besoin
La plupart des recycleurs de pellicules n'ont pas besoin de la compoundation à double hélice au début. Si votre entreprise convertit les déchets de pellicule en pellets recyclés utilisables à toutes les fins et vendus par catégorie, la ligne intégrée à un seul hélice de la série PTW est le bon équipement, et l'ajout de la capacité de compoundage représenterait un investissement sans retour. Si votre entreprise fournit des composés répondant à des spécifications aux fabricants de moules ou d'extrudeurs où le client spécifie la charge des agents de remplissage, la valeur de rigidité ou la couleur, la route à deux hélices est nécessaire et doit être planifiée dans l'aménagement de l'usine dès le début, car son retrofit suppose une reconstruction de l'exploitation des matériaux entre les deux demi-parties de l'installation. Examiner l'ensemble de la feuille de route des produits sur cinq ans dès l'étape de la spécification ne coûte rien et change fréquemment la décision d'aménagement.
18. Problèmes courants et corrections
Chaque ligne de recyclage des films est confrontée aux mêmes problèmes de production. Ce qui distingue une usine bien gérée d'une usine en proie aux difficultés est la rapidité de diagnostic : savoir quelle des nombreuses causes possibles doit être vérifiée en premier, et dans quel ordre. Le tableau ci-dessous classe les sept problèmes les plus courants selon leur cause et leur action corrective.
| Problème | Les causes les plus probables | Actions correctives, par ordre de priorité |
|---|---|---|
| Les granulés contiennent des bulles ou des vides. | Humidité résiduelle supérieure à 1 pour cent entrant dans l'extrudeur ; le robinet interrupteur à vide n'atteint pas le niveau cible ; la jointure de soudure entre les robinets est rompue ; la ventilation de la vapeur du sécheur à compression est bloquée. | Mesurez l'humidité des flocons à la sortie du sécheur à appuyage ; nettoyez et vérifiez le capot d'aspiration de vapeur et les fentes du cylindre ; vérifiez les performances de la pompe à vide et la ligne à vide pour l'encaissage de polymères ; vérifiez le profil de chauffage du cylindre du sécheur à appuyage ; vous assurez que la vis de l'extrudeur est du modèle de recyclage de film approprié avec une section d'étanchéité de la matière fondante intacte. |
| Rupture du cordon à la pelletiseuse (systèmes de cordons) | Des bulles dues à l'humidité qui affaiblissent la nappe ; une température de fusion trop élevée qui réduit la résistance de la fusion ; des particules non fondues ; un alimentation inhérente en cause de fluctuations de la pression de fusion ; une température du bain de refroidissement trop élevée ou trop basse. | Traiter d'abord l'humidité ; réduire la température de fusion par étapes de 5 degrés Celsius et observer ; vérifier la chute de pression du filtre et changer les écrans si cette dernière est élevée ; vérifier l'opération du distributeur de force et le remplissage de la section d'alimentation ; régler la température du bain d'eau et la longueur du trajet de la brasure ; inspecter la matrice pour détecter des trous partiellement obstrués |
| Teneur élevée en cendre dans la boule de vrac | Intensité de lavage inadéquate en fonction du niveau de contamination ; vitesse du rotor du lave-brouilleur trop faible ou patins usés ; réservoir à float surchargé ou turbulent ; tamis de la filtration de la fonte trop grossier ; grille de broyage trop grande, laissant des fragments grossiers mal lavés. | Mesurez la teneur en cendres à des points intermédiaires pour déterminer où la contamination se produit ; augmenter la vitesse de rotation de la languette de friction vers 1000 tr/min ; inspecter et remplacer les pales fatiguées ; réduire le débit du réservoir à flot ou augmenter le temps de séjour ; passer à une filtration d'un palier de plus en plus fin ; envisager d'utiliser une grille de broyage d'un diamètre moindre |
| Taches noires dans le granulé | Polypropylène carbonisé issu des zones mortes de la vis et du bac ; matériau dégradé dans l'adapter ou la matrice ; température de la fusion trop élevée ; intervalle de changement du tamis trop long ; contamination s'échappant du filtre | Purger l'extrudeur en profondeur avec un composé de purge ; inspecter le vis, l'adaptateur et la matrice pour vérifier qu'il n'y a pas de dépôt brûlé et éliminer mécaniquement tous ces dépôts ; vérifier que le vis ne présente pas de défaillances ou d'usures entraînant une stagnation ; réduire la température de fusion ; réduire l'intervalle entre deux changements de tamis ; vérifier l'intégrité du bloc de tamis et l'absence de toute voie bypass autour de la plaque de coupe. |
| Forte odeur dans les granulés obtenus | Dégageage par aspiration inadéquat ; température de fusion trop élevée ; temps de séjour trop long et zones mortes ; charge microbiologique dans la matière première stockée sous forme humide ; absence de lavage à chaud sur le film issu de la consommation | Vérifier que le niveau du vide atteint moins 0,08 megapascal ou mieux ; ajouter ou approfondir la zone de décompression à l'extrémité de la valve ; réduire la température de fusion ; envisager l'élimination de la fusion par injection contrôlée d'eau ou d'azote ; ajouter un lavage à chaud avec de la caustique en amont ; réduire la durée de stockage du matériau d'alimentation avant le traitement. |
| La sortie est trop faible par rapport à ce qui est indiqué sur l'étiquette | Alimentation de l'extrudeur non pleine à cause de la faible densité de madage ; la vitesse du distributeur à force est trop faible ; la vis et la cuve sont usées, ce qui permet le reflux ; le filtre à mâte bloqué ; le séchoir à compression ne livre pas la charge requise ; le moteur est à la limite de la puissance à cause de la viscosité excessivement élevée de la matière fondue. | Examinez visuellement le remplissage du passage de la charge ; augmentez la force du répartiteur ou la vitesse d'extrusion de la décharge du sécheur ; mesurez l'usure des vis et du corps cylindrique par rapport aux dimensions initiales ; changez les écrans et surveillez la récupération de la pression de tirage ; vérifiez que le débit du sécheur correspond à la demande de l'extrudeuse ; contrôlez que la température du matériau en embout d'alimentation se situe entre 80 et 110 degrés Celsius. |
| Blocage de la filtration de la fonte trop rapidement | Performances de lavage inférieures au niveau spécifié pour la filtration ; matière première plus sale que dans le cas de conception ; filtre trop fin pour le niveau de contamination réel ; papier ou fibres non éliminés au cours du lavage ; polymère dégradé générant des gels | Mesurer la teneur en cendres poudrées avant l'extrusion afin de quantifier le manque de lavage ; rétablir les performances de lavage avant de changer de filtration ; si la contamination est réellement supérieure à ce qui est prévu, upgraderez-vous au filtre auto-nettoyant continu ou à l'alimentation en eau en boucle ; ajouter un étage de précipitation grossière avant le filtre fin ; abaisser la température de la fonte pour limiter la formation de gel. |
Le principe de diagnostic à retenir
Presque tous les problèmes de qualité à l'extrémité du lot de granulate d'une ligne de recyclage proviennent du haut de la chaîne, lors du lavage ou du séchage, et non dans l'extrudeuse. Dans une extrudeuse, les problèmes sont visibles et c'est pour cette raison qu'on y accorde une attention toute particulière, au prejudice d'avoir moins de temps à consacrer à d'autres détailles de la production. L'établissement d'une routine de mesure de la teneur en cendres et de l'humidité du granulate à la sortie du séchoir permet de savoir immédiatement si le problème se situe en amont ou en aval, et cette discipline diagnostique économise plus de temps de production que toute autre habitude dans une usine de recyclage.
19. Applications des granulés de film recyclable
Le pellet de film en PP et PE dispose d'un marché authentique et en pleine croissance, mais ce marché est segmenté en fonction des grilles de qualité. Connaître les applications pour lesquelles s'avère réaliste d'utiliser votre qualité de granulés détermine à la fois votre position de prix et les spécifications de votre équipement.
Sacs poubelles et sacs à déchets
Le premier marché pour la vente de pelleteries en film LDPE recyclé. Les sacs poubelles supportent les couleurs grises et foncées, tolèrent une teneur en cendres jusqu'à environ deux pour cent, et n'exigent pas de conformité au contact de produits alimentaires. La transformation de film expansé exige une haute résistance à la fusion et un faible taux de géls et de taches noires, car les géls provoquent l'instabilité des bulles et des défauts visibles dans le film mince. Les pelleteries à usage général issues du recyclage de film agricole trouvent naturellement leur place ici, généralement mélangées à une portion de matière vierge permettant de stabiliser le processus.
Films d'abrasion agricole et végétaux de couverture.
LDPE recyclé se renvoie directement à la production de film agricole, ce qui boucle la même chaîne de matières. Le film de paillage noir est particulièrement tolérant, car une maitrise de noir de carbone couvre toutes les variations de couleur. Les exigences sont mécaniques : un fort pouvoir de traction et un allongement suffisants pour résister au positionnement mécanique, ainsi qu'une stabilisation UV adaptée à la durée de vie envisagée sur le terrain. Une teneur en cendre jusqu'à deux pour cent est généralement acceptable.
Tube d'irrigation et composants de drainage
Canalisation d'irrigation, tuyaux d'arrosage goutte-à-goutte et canalisation à rainures corrugées en PE sont des débouchés forts pour le recyclat de qualité intermédiaire et de classe utilitaire. L'épaisseur de paroi est généreuse par rapport au film, de sorte que l'inclusion occasionnelle est supportable, et l'environnement de service enterré ne requiert pas de qualité cosmetique. Les canalisations à pression constituent une autre affaire - elles exigent une MFR contrôlée, un comportement hydrostatique vérifié dans le long terme et une faible contamination, de sorte que la plupart des canalisations à pression utilisent uniquement une fraction limitée de recyclat dans la couche intermédiaire d'un mur multi-couche.
Crates, palettes et récipients d'injection
Le PP recyclé issu de sacs tissés et de FIBC se transforme naturellement en produits industriels moulés par injection : caisses de transport, palettes, pots de fleurs, bacs à outils et godets de construction. Ces pièces sont à paroi épaisse, leur structure reste intangible et le matériau est généralement de couleur foncé. La résistance aux chocs est importante ; par conséquent, le matériau ne doit pas être sur-dégradé, et une MFR constante est essentielle pour maintenir la stabilité des cycles de moulage.
Stratage de la pellicule d'emballage multicouches
L'empreinte à valeur la plus élevée accessible à du recyclat de qualité. Dans une structure en film soufflé à trois ou à cinq couches, la couche intermédiaire peut contenir une fraction importante de matériau recyclé tandis que les couches premières en matériau vierge assurent la qualité de la surface, la fermeture étanche et tout type de barrière en contact avec les aliments requise. Les exigences sont élevées : le taux d'ash doit être inférieur à un pour cent, la teneur en gel et le nombre de tâches brunes doivent être très faibles, la MFR constamment élevée et les odeurs acceptables. Pour y parvenir, il est nécessaire de procéder à un lavage à haute température, à une filtration fine ou double et à un contrôle rigoureux de la température du mélange – c'est pourquoi la discussion sur la spécification de l'équipement dans les sections précédentes est si importante sur le marché.
Sous-couche en géotextile et géomembrane
Les applications du génie civil - géocomposites de drainage, couches de soutien de géomembranes, matériaux de contrôle de l'érosion - utilisent de grandes quantités de polyoléfines recyclées et tolèrent une teneur en cendres et une couleur relativement sombre. La durabilité à long terme sous l'exposition à la lumière UV et à la chimie du sol constitue la principale exigence technique, qui est satisfaite à l'aide de gammes de stabilisateurs plutôt que de la pureté du matériau recyclé.
Tubes de câblage, plannings de construction et moulages industriels
Les applications aux volumes additionnels incluent les canalisations de protection des câbles, les bâches de construction provisoires, les membranes étanches et un large éventail de moulages industriels non critiques. Ces applications sont généralement définies par performance mécanique plutôt que par origine du matériau, ce qui rend la MFR et la teneur en cendres plus importantes que la pureté absolue.
20. Service et support.
Une ligne de recyclage est une usine de processus continu, et non une machine isolée. La différence entre une usine dont la production est atteinte conformément aux normes en six semaines et une autre qui se débat pendant un an dépend pratiquement entièrement de la qualité du support. Polyretec, une usine de Wanplas, soutient ses lignes de recyclage de films PE/PP avec un programme de support basé sur plus de cent projets réalisés, couvrant plus de cinquante pays et regroupant une équipe de plus de vingt-quatre ingénieurs.
Tests avant expédition.
Chaque ligne est assemblée et mise en marche à l'usine avant l'expédition. Un essai mécanique permet de vérifier l'alignement, les températures des roulements, les courants d'entraînement et les interfaçons de contrôle sur l'ensemble de la ligne. Lorsque le client fournit la matière première à l'avance, un essai de production est effectué sur la matière réelle afin de vérifier la production, la teneur en humidité à l'apport de la sécheuse à soufflage, la teneur en cendres et la qualité des granulés avant que l'équipement n'aille de l'usine et ne soit découvert lors de la mise en service sur le site du client. Les résultats de l'essai sont documentés et remis avec la machine.
Échantillons de tests
Les clients potentiels sont invités à envoyer des échantillons materiels pour effectuer des essais sur la ligne de traitement d'usine avant toute engagement d'achat. Un essai permet d'établir les trois chiffres qui déterminent le cas d'affaires : le pourcentage de rendement réel, la consommation d'énergie spécifique réelle, exprimée en kilowatts-heures par kilogramme, et la qualité de pelote finale atteinte, mesurée par la teneur en cendres, la MFR et l'inspection visuelle. Pour les matières premières inhabituelles — film fortement imprimé, structures laminées, matériaux agricoles très sales —, cet essai est le seul moyen fiable de spécifier correctement la ligne.
Installation et mise en service
Les ingénieurs assistent sur site pour superviser l'installation mécanique, vérifier les connexions électriques, remplir le circuit d'eau et mettre en service la ligne, ainsi que le démarrage progressif qui porte la ligne à la puissance nominale, en procédant systématiquement. La mise en service comprend l'établissement du premier jeu de paramètres de processus pour la charge spécifique du client et sa sauvegarde sous forme de recette de base dans le système de contrôle, de façon à ce que les opérateurs aient un point de départ connu et stable à ramener après tout changement de charge.
Formations des opérateurs et de l'entretien
La formation porte sur l'exploitation quotidienne, l'évaluation de la matière première, l'ajustement des paramètres, la procédure de changement d'écran, le remplacement des mâchoires et le réglage de l'aisne, l'exploitation du traitement de l'eau, y compris le dosage du floculant, la routine d'échantillonnage qualité et les procédures de sécurité pour le concasseur, les cuves de lavage à haute température et l'extrudeur. La formation est dispensée lors de la mise en service et complétée avec des documents. La formation d'entretien porte sur les intervalles d'inspection planifiés pour les mâchoires, les pales de la centrifugeuse, les vis du sécheur, la mesure de l'usure de la vis et du cylindre de l'extrudeur et l'entretien des pompes et des vannes.
Politique des pièces de rechange.
Wanplas applique un engagement de groupes concernant les pièces de rechange pour une valeur de 500 USD gratuits par an, couvrant les consommables et les pièces d'usure courants dans ce plafond. Au-delà de cette limite, une liste de pièces de rechange est fournie avec chaque ligne, comprenant les lames de broyeur, les palettes d'essuie-graisse, les plaques de tamis, les joints, les roulements et les composants d'entraînement, avec les éléments les plus utilisés identifiés afin que l'installation puisse tenir des stocks appropriés plutôt que attendre l'expédition lorsqu'une pièce d'usure tombe en panne.
Soutien à distance et surveillance des données
La surveillance à distance avec acquisition des données est disponible en tant qu'option configurée. Les données de processus enregistrées — pression de la fonte, température de la fonte, courant des moteurs, niveau de vide, taux d'humidité et débit — permettent aux ingénieurs de l'usine de diagnostiquer les problèmes à distance et souvent de les résoudre sans de visite sur place. Les données tendancielles servent également de base pour la maintenance prédictive : une montée progressive du courant d'entraînement principal à une production constante est un signal précoce d'usure des vis et du bocal, qui reste invisible à l'observation quotidienne.
Ouvrir les visites d'usine.
Les clients sont les bienvenus pour visiter l'installation de fabrication pour inspecter les lignes en cours de construction, observer les essais et rencontrer l'équipe d'ingénieurs. Lors d'un achat de cette envergure, la qualité de fabrication des réservoirs, la finition des vis et le degré d'exécution des panneaux électriques disent plus à un acheteur qu'un tableau de spécifications. Vous pouvez combiner la visite à l'usine avec un essai de préproduction d'un échantillon, de sorte qu'un seul voyage couvre la vérification de l'usine et l'homologation de la matière.
21. Questions fréquemment posées
Quelle est la différence entre une ligne de recyclage en un seul ou en deux étapes ?
Une ligne à deux étapes sépare le lavage et la pelétisation en deux processus indépendants : la flocage lavée est séchée à huit à douze pour cents d'humidité, stockée, puis réintroduite froide dans une autre ligne de pelétisation. Une ligne à une étape intègre un séchoir à effilochage qui enlève l'humidité à moins d'un pour cent et dégage le flocage chaud à quatre-vingts à cent dix degrés Celsius directement dans la section d'alimentation de l'extrudeur, sans stockage intermédiaire. La voie à une étape permet généralement d'économiser quinze à vingt-cinq pour cent d'énergie de la chaîne de traitement thermique, de produire une qualité de pellet plus régulière, d'occuper vingt à trente pour cent moins de surface et de nécessiter un à deux opérateurs en moins par shift. La voie à deux étapes conserve la flexibilité d'en vendre la flocage lavée comme produit intermédiaire.
Combien d'humidité reste dans la granule après un sécheur à compression ?
Inférieure à 1 %, de manière constante, lorsque le sécheur à comprimaison est correctement dimensionné et que sa libération de vapeur fonctionne. Cela se compare à 8 à 12 %, seulement avec une centrifugeuse mécanique pour les plaques sphériques. La réduction est obtenue par la compression mécanique qui libère l'eau libre et capillaire, combinée au chauffage du tambour qui évapore l'eau liée sous forme de vapeur, qui est évacuée par les fentes du tambour plutôt que transportée vers l'avant. Si la forte teneur en eau dans le produit final est supérieure à 1 %, vérifiez d'abord la voie d'extraction de la vapeur et le profil de chauffage du tambour.
Une ligne peut-elle traiter à la fois des sacs de PP tissés et des films PE ?
Oui, mais la plupart des lignes commerciales le font. Le PP et le PE flottent tous deux dans l'eau, ce qui signifie que l'étape de séparation par flottation ne les différencie pas et que l'ensemble des opérations de lavage se fait sur la même chaîne de traitement. Les différences se manifestent à l'extrudeuse : le PP exige une température de fusion plus élevée, généralement de cent-vingt à cent quatre-vingt-douze degrés Celsius, comparativement aux cent quatre-vingt-dix à cent quatre-vingt-deux degrés pour le LDPE. Le passage d'un mélange de PP et de PE conduit au montage de granulats composés aux propriétés intermédiaires, ce qui est acceptable pour de nombreuses applications industrielles, mais pas pour la production de film. Lorsque les deux matériaux doivent être entretenus séparément, il est préférable de programmer la ligne – opérer le PP pendant une période, de purger puis opérer le PE – plutôt que d'essayer de les séparer simultanément.
Quel taux de recyclage de l'eau est réalisable ?
Quatre-vingts à quatre-vingt dix pour cent grâce à un circuit de traitement correctement conçu comprenant la sédimentation, la flottation de l'air dissous, la filtration et le retour contrôlé. L'eau de rehaussement fraîche représente alors seulement huit à quinze pour cent du volume circulant, ce qui permet de remplacer l'eau perdue avec les paillettes, avec les boues et par évaporation. Pour atteindre l'extrémité supérieure, il faut doser les floculants de manière active plutôt que fixe et oubliée, et mettre en place un système de retour en cascade pour envoyer l'eau la plus pure dans la dernière rinçage et celle de moindre qualité dans le broyeur et lepré-lavage.
Comment réduire les odeurs dans le plastique film recyclé issu de produits de grande consommation ?
Vous pouvez obtenir des résultats très concretement positifs en utilisant cinq leviers, dans l'ordre suivant, pour optimiser votre méthode de recyclage : ajoutez un lavage à chaud avec du caustique à une température comprise entre 75 et 85 degrés Celsius pour éliminer les dépôts et les résidus graisseux avant la fusion ; augmentez l'efficacité du vidage à vide vers moins 0,09 mégapascal et ajoutez une zone de décompression permettant de renouveler la surface de la fusion de manière optimale à la sortie du vata ; réduisez la température de la fusion, car la production d'odeurs résultant de la dégradation est en forte augmentation avec la température ; éliminez les zones mortes et réduisez le temps de séjour ; enfin, envisagez de combler la position de départ à l'aide d'un petit apport d'eau ou d'azote avant la sortie du vata. Ensemble, ces mesures peuvent transférer un papier recyclé fabriqué à partir de films consommés, de catégorie VDA 270 de grade quatre ou cinq, vers la catégorie trois ou trois et demi.
Quel est la consommation énergétique type d'une ligne de recyclage de film en PP PE ?
La consommation d'énergie spécifique totale pour une ligne à une étape bien configurée est de 0,30 à 0,45 kilowatt-heure par kilogram de granule fini. La feuilles de LDPE postindustriel propres se situent au bas de la fourchette, entre 0,28 et 0,33. La feuille de paillage agricole très polluée se place à l'extrémité supérieure, entre 0,42 et 0,50, car elle nécessite plus de étapes de lavage, un lavage à haute température et une différence de pression de filtration de la masse fondante bien plus élevée. L'extrusion représente quarante à cinquante pour cent de la consommation totale, le pressage et le séchage dix-huit à vingt-cinq pour cent, le lavage quinze à vingt pour cent, le broyage huit à douze pour cent, et la granulation avec des agents additionnels huit à douze pour cent.
Quelle filtration en fusion dois-je choisir pour le film agricole ?
Un filtre à rinçage continu ou un filtre à aut-nettoyage entièrement automatique de type à parois perforées présentant un maillage compris entre cent et cent cinquante micromètres. Les changeurs à piston fonctionnent bien avec les pellicules propres ou peu contaminées, mais se bloquent trop vite sur les pellicules en farine, car les fines minérales survivent même après un bon lavage. Un test pratique : si l'intervalle de changement d'écran sur un changeur à piston est inférieur à environ quarante-cinq minutes, c'est soit que le lavage doit être amélioré, soit que la technologie de filtration doit être modernisée. Corrigez tout d'abord le lavage, car éliminer la contamination dans la phase de fusion est le poste le plus coûteux de l'installation.
Quelle rendement en granulés dois-je attendre avec du film de bouleau ?
Environ soixante à soixante-cinq pour cent du poids des billes livrées pour un matériau à vingt pour cent de contamination et huit pour cent d'humidité, après déduction de la contamination, des pertes de fines pendant le lavage et des rebuts du filtre de fusion. Le trim LDPE post-industriel pur rapporte de 92 à 96%. La pellicule d'emballage après consommation à un taux de deux à cinq pour cent de contamination rapporte généralement de 88 à 92%. Construire un business case sur une hypothèque de rendement optimiste est l'erreur financière la plus fréquente dans le recyclage de la pellicule, c'est pourquoi un essai pilote sur votre charge réelle est utile avant de décider de la taille de la ligne.
Ai-je besoin d'un silo d'homogénisation ?
Si vous vendez aux clients qui exigent une qualité constante – et ce sont les clients qui paient le mieux – la réponse est oui. Un silo d’agglomératisation mélant quatre à huit heures de production uniformise les variations temporaires de couleur, de débit de fusion et d’humidité pour en faire un lot homogène. Sans ce traitement, les variations heureuses atteignent directement le client, et les plaignes concernant l’incohérence des lots limitent votre marché aux acheteurs indifférents à la qualité. C’est une des améliorations de qualité les moins coûteuses disponibles dans une usine de recyclage.
22-35 %
La meilleure ligne de recyclage de film PP PE, avec un système de granulométrie à un seul pas, ne se définit pas par l'extrudeur le plus grand ou la capacité nominale la plus élevée. Elle se définit par la manière dont la ligne aborde avec succès les quatre difficultés fondamentales des films : une grande surface et une humidité résiduelle tenace, une densité volumique très faible qui fait échec à l'alimentation classique, une contamination minérale abrasive qui détruit les pièces d'usure, et des encres, adhésifs et résidus absorbés qui persistent après le lavage à froid. Une ligne qui répond à ces quatre difficultés de manière équilibrée surpasse une ligne dotée d'un extrudeur plus gros et d'un bac de lavage défaillant, à tout niveau de qualité et à tout critère de coût.
L'architecture à un seul pas est la solution structurelle pour le problème de la moisissure. En réduisant la teneur en eau de la paille de huit à douze pour cent à moins d'un pour cent dans un sécheur chauffé à pression, puis en alimentant cette paille chauffée et compactée directement dans l'extrudeur, la ligne élimine les étapes intermédiaires de séchage, de stockage et de réchauffage qu'impliquent une installation à deux étapes. Ces conséquences se manifestent dans toute l'opération : la chaîne thermique consomme de quinze à vingt-cinq pour cent moins d'énergie, elle élimine la réabsorption de l'humidité atmosphérique, élimine un chemin secondaire de contamination, garantit un flux d'alimentation stable dans l'extrudeur et une pression de fusion constante, une expérience thermique plus courte réduisant la dégradation et les odeurs, une surface d'exploitation plus réduite de vingt à trente pour cent et le besoin de moins d'un opérateur par service.
Autour de ce noyau, les décisions restantes dérivent des matières premières. Un broyage humide avec un matériau de lame correctement spécifié et un espace entre les dents de 0,2 à 0,5 millimètre protège la ligne contre l'abrasion. Deux ou trois étapes de lavage par friction à sept cents à mille tours par minute éliminent les résidus de sol ; un bac de séparation par flottation exploite l'écart de densité entre les polyoléfines et tout ce qui est plus lourd ; un lavage en caustique à soixante-cinq à quatre-vingt-cinq degrés Celsius prend en charge les substances colorantes, les colles et les charges microbiologiques. Un extrudeur simple à arbre molle et alimentation forcée, un rapport de compression entre 3 : 1 et 3,5 : 1, un arbre à barrière avec tête de mélange et double déshydratation transforment ces copeaux en matière fondante propre. La filtration de la matière fondante en fonction de la contamination réelle, et une méthode de granulage adaptée à la production et à la qualité visées, complètent le processus. Le traitement de l'eau rend possible le retour de quatre-vingti à quatre-vingt-dix pour cent de l'eau circulant, et l'ensemble du système consomme de 0,30 à 0,45 kilowatt-heure par kilogram.
Polyretec, fabricant de matériel de recyclage pour les ateliers Wanplas depuis 2010 et ayant réalisé plus de cent projets dans plus de cinquante pays, fournit cette ligne sous la gamme PTW, capable de produire de trois cents à mille cinq cents kilogrammes par heure, selon le type de matière première réelle de l'entreprise plutôt que des paramètres de catalogue. Lorsque l'entreprise a également besoin de grades composés, remplis ou compatibilisés au-delà des formats recyclés purs, Wanplas fournit des systèmes de granulés à deux vis compatibles qui sont intégrés directement dans la ligne de lavage Polyretec dans un projet conçu de manière intégrée. Le support se compose de tests de pré-achat, de tests en usine, de la formation des opérateurs, de la politique de pièces gratuites de 500 USD par an du groupe, de la surveillance à distance et de visites en usine.
Si vous évaluez une ligne de recyclage de feuilles en PE PP en 2026, la mesure la plus valable que vous pouvez prendre est également la plus simple : envoyez un échantillon représentatif de votre charge réelle, ainsi que votre production cible, l'application de granulés envisagée et les contraintes de votre site en matière de superficie, d'alimentation électrique et d'autorisation de drain intempestif. Un essai sur cette matière vous donnera un rendement réel, une consommation spécifique réelle d'énergie et une qualité de granulés réelle – les trois chiffres qui sont le pilier de votre étude de business. À partir de là, une configuration de ligne personnalisée peut être construite autour de votre matière plutôt que de partir d'une hypothèse. Vous êtes également le bienvenu pour visiter l'usine, observer une ligne sous test et voir par vous-même la qualité de fabrication avant de vous engager.
