Introduction

Une chaîne de lavage rigide en plastique est la colonne vertébrale de toute opération de recyclage sérieuse des ABS et du PS, or la plupart des équipements de lavage à usage général sont conçus pour les bouteilles ou les films PET et cessent de fonctionner dès que les déchets rigides denses, mixtes et contaminés sont introduits. Les ABS et le PS sont les polymères de pointe dans l’ingénierie et dans les biens de consommation, utilisés dans les châssis des appareils électroniques, les goussets des automobiles, les matériaux de décoration de voitures, les jouets et les emballages à usage unique, et leur flux de recyclage gagne en importance à mesure que les déchets électriques et électroniques ainsi que les déchets industriels regagnent en valeur. Choisir la meilleure chaîne de lavage rigide pour les déchets en ABS et en PS signifie comprendre pourquoi ces polymères se comportent différemment dans l'eau, comment la contamination doit être éliminée sans dégrader la résine et comment la chaîne doit être conçue, de l’affinage par tri à l'étape de fabrication de granulés densifiés conformes. Ce guide accompagne les ingénieurs de l’usine, les responsables des achats et les entreprises de recyclage tout le long de l’ensemble du processus technique.

L'ABS, ou acrylonitrile-butadiène-styrène, a typiquement une densité de 1,04 à 1,06 g/cm3, tandis que le polyéth randomly disperse coyondène de 1,04 à 1,06 g/cm3 pour le GPPS et de 1,03 à 1,06 g/cm3 pour le HIPS. Les deux polymères sont plus denses que l'eau, ce qui disqualifie immédiatement la simple séparation par flottation-débarquement, qui fonctionne si bien pour séparer le PET du PP ou du PE. Ce seul fait physique modifie toute la stratégie de lavage et de tri, obligeant les opérateurs à recourir à une séparation par médias à densité, une séparation électrostatique, un tri proche de l'infrarouge et une détection à rayons X pour les additifs dangereux. Une ligne qui ignore cette réalité produira des copeaux contaminés, non conformes aux spécifications, qui ne peuvent pas être vendus pour des applications d'injection molding ou d'extrusion exigeantes.

Polyretec, une usine de Wanplas, a mis en œuvre son expertise en équipement de recyclage en réponse à ces défis précis, en combinant la technologie autrichienne de traitement avec l'efficacité de la fabrication chinoise afin de mettre au point des lignes de lavage et de granulation capables de traiter l'ABS et le PS comme les matières exigeantes qu'ils sont. Faisant partie du réseau de marques Wanplas, Polyretec coopère avec d'autres usines telles que Kerke pour les extrudeurs à hélice double, ce qui permet aux recycleurs de disposer d'une source unique et responsable pour une ligne complète de récupération de matière plastique rigide. Dans les sections qui suivent, nous expliquons la chaîne opérationnelle, la science de la séparation, les problèmes spécifiques au matériau, le profil de capacité et de utilité ainsi que le cadre de conformité qui sépare une usine de recyclage d'ABS et de PS rentable d'un entrepôt de copeaux inutilisables.

Que vous traitiez des pièces coupées d'ABS postindustrielles, des carrosseries de télévision en HIPS dérivées du DEEE ou un mélange de ballots rigides collectés par la ville, les principes énoncés dans cet article s'appliquent. Nous quantifions la performance en kWh par tonne, en mètres cubes d'eau par tonne avec une récupération en boucle fermée, en pourcentage de rendement potentiel et, selon le cas, dans des classes de coûts relatifs plutôt que dans des prix fixes, car le profil de contamination et la structure des coûts de l'énergie de chaque installation sont différents. À la fin, vous devriez pouvoir spécifier une installation avec confiance et poser aux fournisseurs les bonnes questions.

Pourquoi les films agricoles sont les plus difficiles à recycler.

L'ABS et le PS ne peuvent pas être lavés et triés sous la même hypothèse que les plastiques flottants, et cette différence conditionne toutes les décisions techniques applicables à la suite du processus. Une ligne de lavage de bouteilles en PET standards suppose que tout ce qui est plus léger que 1,38 g/cm3 flotte et tout ce qui est plus lourd sombre, ce qui forme un système binaire pur. Pour l'ABS et le PS, ce binaire s'efface puisque ces deux matériaux tombent de même que le PVC, le PC, le PET et le métal. La ligne de lavage doit donc inclure des étages de tri positifs permettant d'identifier et de prélever le polymère requis plutôt que simplement de l'isoler des contaminants dissous dans l'eau.

La conséquence pratique est que, par rapport à une ligne de collecte d'une production équivalente, une ligne rigide spécialement conçue nécessite plus d'équipements de séparation par mètre de ligne, notamment des réservoirs à médium densifié, des unités électrostatiques et NIR pour le tri sec, un rotor à courant d'eddye pour le métal non ferreux et, de plus en plus, un module à rayonnement X pour identifier les fractions de retardateurs de flamme bromés dans les flux de DEEE. Chacun de ces équipements ajoute des coûts d'investissement et de fonctionnement et complexifie les opérations, mais il fait la différence entre des granulés répondant aux critères de qualification de la norme EN 15347 et des granulés rejetés à l'entrée.

En plus du tri, les ABS et le PS divergent du PET en ce qui concerne la façon dont ils tolèrent la chaleur et les contraintes mécaniques pendant le lavage. L'ABS est sensible à la chaleur : au-dessus d'une température d'environ 260 degrés C, la phase de butadiène s'oxyde et la masse fondante tourne au jaune, tandis que le PS est vulnérable à la dégradation thermique et par frottement, ce qui génère du monomère de styrène et diffuse une odeur. Une ligne de lavage dont la masse fondante est surchauffée pendant la phase de granulage, ou qui n'assèche pas correctement le plaquage avant l'extrusion, détruira précisément les propriétés que le recycleur entend récupérer. La meilleure ligne de lavage rigide traite donc le lavage et le granulage comme un système couplé plutôt que comme deux machines distinctes.

Réalité de la densité : qu'est-ce qui balance et qu'est-ce qui flotte.

Le tableau ci-dessous résume la manière dont les constituents courants du flux de plastique rigide se comportent dans l'eau claire et pourquoi seul le principe de flottabilité/séparation par gravité est insuffisant. Les densités indiquées sont des valeurs typiques qui varient en fonction du grade du matériau, de l'ajout d'agents de remplissage et de l'utilisation d'additifs.

Matériau	Densité typique (g/cm3)	Comportement dans l'eau	Implication pour la séparation
ABS	1,04 à 1,06	Matières flottantes.	Ne peut pas être séparé par flottation-séparation de PS, PVC, PC, PET
GPPS.	1,04 à 1,06	Matières flottantes.	Superposition de la densité en ABS ; nécessite une identification NIR ou électrostatique
HIPS	1,03 à 1,06	Matières flottantes.	Modifié à base de caoutchouc ; distinguable au moyen du rayonnement infrarouge.
PET.	1.38 à	Matières flottantes (plus lourdes).	Les modules de séparation par flottabilité vs PP/PE, mais pas vs ABS/PS
PP/PE	0,90 à 0,97	Floats	Les machines sont facilement enlevées par flottation, ce qui permet d'éliminer rapidement le caoutchouc ABS/PS.
PVC	1h30 à 1h45	Matières flottantes.	Teneur en chlore ; doit être éliminée par NIR/X-ray.
PC	1.20 à	Matières flottantes.	Dense ; removable dans les médiations de densité ou par NIR
Aluminium	~2.70	Matières flottantes (rapides).	Le courant d'Eddy élimine les métaux non ferreux
Acier	~7.85	Matières flottantes (rapides).	séparation par magnétisme ou détection des métaux

Comme le montrent les données, les ABS et les PS se superposent en densité et se chevauchent avec plusieurs autres grappins. Seul un procédé de tri qui identifie la chimie des polymères, et non pas seulement leur flottabilité, peut donner un flux propre. C'est la contrainte essentielle dans la conception de la meilleure ligne de lavage rigide.

La chaîne de traitement complète de la déchiquetage à la pelletisation

Une ligne complète de lavage et de récupération de déchets rigides en ABS/PS est une suite d'étapes mécaniques, thermiques et de séparation physique qui permet de éliminer progressivement l'hétérogénéité des tailles, les contaminants de surface, les étiquettes, les adhésifs, les huiles, les métaux et les polymères incompatibles, puis de recomposer les copeaux proprement en copeaux homogènes. La chaîne est mieux comprise comme un transporteur de pureté croissante et de taille de particules décroissante, finissant par un produit caractérisé et densifié. Si une étape est omise ou trop petite, cela se traduit plus tard par des odeurs, des taches noires, une faible résistance à l'impact ou un défaut réglementaire.

La chaîne générique se déroule comme suit : tri manuel ou automatique en entrée, utilisation d'un déchiqueteur capable de réduire les pièces volumineuses en morceaux de 50 à 100 mm ; l'utilisation d'un granulateur capable de découper les plaques en pièces uniformes de 12 à 16 mm au délai de coupe de 0,15 à 0,3 mm ; un tambour d'essorage ou un laveur à friction tournant à 700 à 1000 tr/min pour éliminer la saleté et le sable ; un bac d'essorage à 80 à 90 degrés C, avec 1 à 3 % de NaOH et un surfactant, suivi d'un séjour de 10 à 20 minutes pour libérer la colle d'étiquette et les huiles ; une étape d'essorage ; un bac de séparation sur média dense ; un délassement par centrifugation donnant un niveau d'humidité résiduel de 1 à 3 %, des séchage thermique à moins de 0,5 % ; une classification par air pour racler les copeaux d'étiquette et les fines ; la détection des métaux et enfin, la granulation avec un extrudeur à vis unique ou à vis double tournant conjointement, un filtrage de la matière fondue à 60 à 150 micromètres et un découpage à la bague d'eau ou sous l'eau, suivi de l'homogénisation dans une chargeuse à mélange.

Le tableau ci-dessous associe chaque étape du procédé à son équipement, au paramètre d'exploitation principal et à la fonction qu'il remplit. Considérez-le comme le point de départ des spécifications lors de l'examen de toute offre d'un fournisseur. Un fournisseur crédible sera en mesure de renseigner chacun de ces paramètres pour la ligne qu'il propose.

Étape du processus	Équipement	Paramètre principal	Fonction et rôle
Tri à l'entrée	Bande manuelle + tri précoce par NIR.	Enlèvement de PVC, de métal, de non-plastique.	Protection de l'équipement en aval et de la qualité du produit
Écartage	Émetteur de paillettes unique ou à deux axes	Sortie de 50 à 100 mm.	Réduit les carter plus volumineux à une taille gérable
Granulation	Granulateur	Espace entre les lames de 0,15 à 0,3 mm ; ouverture du tamis de 12 à 16 mm	Flocons uniformes pour un lavage constant
Pré-lavage	Trommel / tamis rotatif.	700 à 1000 rpm	Enlève le sable, la saleté, les fragments de marqueurs.
Lavage à chaud	Cuve de lavage chauffée.	De 80 à 90 °C ; NaOH 1 à 3 pour cent ; 10 à 20 min	Débouche la colle, l'huile et les résidus bien attachés
Rince.	Rincage d'eau fraîche	Cible de pH neutre	Dépousse les résidus caustiques et des agents de surface
La séparation par densité	Cuve de médiation.	Réglé entre 1,0 et 1,2 g/cm3.	Fractionne ABS/PS provenant de fractions plus lourdes ou plus légères.
Elimination de l'eau	Séchoir centrifugal	Humidité résiduelle comprise entre 1 et 3 %	Élimine l'eau libre avant un séchage thermique.
Séchage thermique	Séchoir à air chaud	Inférieur à 0,5 pour cent, en matière d'humidité	Préventive de la faîtrure et de l'hydrolyse dans l'extrusion.
Classification par désoxydation / air	Classificateur d'air / séparateur en forme de ziguezang	Elimination des fines et des micropuces d'étiquette.	Améliore la pureté optique du tri et la clarté des pellets.
Détection du métal	Détecteur/ séparateur de métal.	Déchets de métaux ferreux et non ferreux.	Protection de l'enrouleur de l'extrudeur et du changeur de tamis
Le procédé de granulage	Extrudeur à double vis ou à une seule vis avec ventillation	R/T 36 à 44 ; filtre de 60 à 150 micromètres	Fusion, devolatilisation, filtration, coupe en pellet.
Homogénisation.	Malaxeur de silo	Homogénéité de la charge	Maintenir l’homogénéité des MFI, la répartition des couleurs et celle des additifs

Une ligne configurée selon la configuration présentée vise à obtenir de la paille lavée et des granulés comme un seul processus continu. Polyretec propose des lignes de lavage et une nouvelle ligne de granulés qui s’intègrent exactement dans ce processus, et, pour la phase d’extrusion, l’usine Kerke du groupe Wanplas fournit des extruders à double arbre rotatif avec le rapport L/D et le déshumidification par aspersion nécessaire pour les ABS et PS thermiquement sensibles.

Schéma par étape d'une ligne de lavage pour matière plastique rigide ABS/PS.

Comprendre chaque stade en profondeur permet de dimensionner correctement l’équipement et de diagnostiquer les problèmes avant qu’ils affectent les granulés. Les sous-sections suivantes abordent les étapes qui déterminent le plus souvent si une ligne rigide est couronnée de succès ou d’échec.

Étape 1 : Alimentation et pré-sortie

L'alimentation commence sur un convoyeur large et lent sur lequel les opérateurs ou un piéceur automatisé retirent les objets non plastiques, métalliques et en PVC qui apparaissent. Pour le matériau d'alimentation issu du DEEE, c'est à ce stade qu'il convient de repérer les enveloppes ignifuses contenant des ignifugeurs bromés, même si leur confirmation définitive revient aux rayons X plus loin dans la chaîne de traitement. Un détecteur de métaux à l'entrée de l'appareil permet de protéger le broyeur des métaux parasites. Le tri préventif est très rentable et permet de réduire le nombre de passages de tri ultérieurs : chaque kilogramme de contaminants retiré à ce stade économise plusieurs passages de tri utilisés ultérieurement.

Étape 2 : Concassage

Un broyeur à un seul arbre doté d'un alimentateur à balais est commun pour les emballages d'appareils volumineux et d'articles électroniques, tandis qu'un appareil à double arbre traite les montages encombrés et mixtes avec moins de remplissages. L'émulsion finale doit quant à elle mesurer entre 50 et 100 mm, suffisamment grande pour éviter de produire des fines excessives, mais suffisamment petite pour maintenir une alimentation stable au granulateur. Un sur-mécanisation à ce stade amplifie la production de poussière et réduit le rendement ; un sous-mécanisation stagne le granulateur. La vitesse de rotation du rotor, la taille de la grille et la pression du rampe hydraulique constituent les réglages principaux.

Étap 3 : Granulation

Le granulateur convertit les morceaux broyés en flocons prêts à laver. Une distance entre la lame et le tamis comprise entre 0,15 et 0,3 mm ainsi qu'un tamis de 12 à 16 mm permettent de produire un flocon uniforme qui s'lave bien et se classe proprement. L'état d'affûtage de la lame a une incidence directe sur la production de fines et la consommation d'énergie : une lame émoussée aplatit plutôt que de couper, ce qui crée plus de poussière et plus de transferts de microplaquettes. Pour l'ABS en particulier, évitez d'avoir un trop grand temps de séjour dans le tamis, car la chaleur accélère la libération de fumées de styrenes.

Étape 4 : pré-lavage et friction

Un tambour ou une plaque de frottement tournant à 700 à 1000 rpm nettoie mécaniquement les sols et sables et les fragments d'étiquette collés à la surface des vélins. Les plaques de friction utilisent une pale rotative à l'intérieur d'une cage perforée ; le vélin tumule contre lui-même et la cage, en éliminant la contamination sans réduire sensiblement sa taille. Cette étape protège les produits chimiques de nettoyage à haute température en évitant de les gaspiller sur la saleté peut être facilement éliminée et réduit la charge sur le système de traitement de l'eau.

Étape 5 : Lavage à chaud.

Le lavage à haute température est le cœur du nettoyage des plastiques rigides. À 80 ou 90 degrés Celsius, avec 1 à 3 % de NaOH et un tensioactif, les colles d'étiquettes et d'imprimés s'enflamment et se libèrent, les gras et huiles s'émulsifient. Une durée de séjour de 10 à 20 minutes permet aux colles d'étiquettes adhésives et aux encres sérigraphiques de se séparer. Pour le PS, maintenez les températures vers l'extrême inférieure et évitez une durée de séjour prolongée, car le PS se détend et peut s'agglomérer ; pour l'ABS, la plage supérieure est tolérable, mais veillez à l'élimination de la mousse due aux matières organiques restantes. Nettoyez rigoureusement ensuite afin d'éviter que du caustique ne pénètre dans l'extrudeur, où il catalyse la dégradation.

Étape 6 : séparation par densité dans un milieu médian.

Puisque l'ABS et le PS coulent dans l'eau, un réservoir de support en matière de densité utilise une solution ajustée, généralement une solution à base de sel ou de chlorure de calcium avec une densité comprise entre 1,0 et 1,2 g/cm3, pour faire flotter les polluants buoyant, tels que le PP et le PE, tout en faisant couler la fraction ciblée. En sélectionnant la densité du support, les opérateurs peuvent également faire couler des matériaux plus lourds, tels que le PVC ou le PC, loin du flux d'ABS/PS. Le support doit être surveillé en permanence et rempli, car chaque charge de copeaux dilue ou contamine le bain. La récupération du support en circuit fermé permet de maintenir les coûts d'exploitation à un niveau moyen plutôt qu de les faire progresser.

Étape 7 : essorage et séchage thermique

Un sécheur centrifugal retire l’eau libre jusqu'à 1 à 3 % d’humidité résiduelle, et un sécheur à air chaud la réduit à moins de 0,5 %. Cette humidité est indispensable avant l’extrusion : l’humidité résiduelle dans l’ABS se transforme par hydrolyse tout au long du processus de fusion, ce qui entraîne le brisement, une faible résistance et une instabilité dimensionnelle des pièces moulées. L’énergie de séchage représente une part importante des kWh par tonne dépensés sur la ligne, donc l’efficacité du sécheur et la récupération de chaleur sont primordiaux.

Étape 8 : Traitement par classification à l'air et détection du métal

Après séchage, un classificateur ondulé ou à air soulève les copeaux de sticker et les fines de manière à éloigner les particules lourdes des particules en flocon, ce qui affine le flux d'entrée pour le triage optique final. Un détecteur de métaux rejette ensuite tous les fragments ferreux ou non ferreux restants. Ces deux étapes constituent la dernière ligne de défense pour la protection de l'extrudeur et la pureté des granules et doivent se trouver immédiatement avant la gorge d'alimentation du pelletier.

Étape 9 : Pelletage.

La granulation transforme la levure propre en un produit uniforme et fluide. Une extrudeuse monosphère ventilée suffit pour un flux pur et d'une seule qualité, alors qu'une extrudeuse co-rotante à deux vis avec un rapport L / D de 36 à 44 et une évaporation dévolatilisante sous vide est préférée pour l'ABS et le PS qui contiennent des odeurs, des substances volatiles ou nécessitent l'incorporation d'additifs tels que les plastifiants. Le filtrage de la melt à l'aide d'un changeur de tamis à 60 à 150 micromètres supprime les gels et les précurseurs d'écailles noires. La coupe à anneau d'eau ou sous l'eau produit une granule uniforme. Le silo d'homogénisation mélange ensuite la valeur MFI, la couleur et la répartition des additifs entre les lots.

Comparaison des technologies de tri : médium à densité variable, électrostatique, NIR, courant de Foucault, rayons X.

Étant donné que le float-sink n'est pas efficace pour l'ABS et le PS, la ligne de lavage doit utiliser une ou plusieurs technologies d'identification positive. Chacune d'entre elles possède un domaine d'efficacité optimal, et les meilleures lignes les combinent en plusieurs couches afin que les contaminants manqués par l'une soient repérés par l'autre. La comparaison ci-dessous résume les différences entre ces technologies.

Technologie	Séparer	Meilleur utilisation	Limitations
Séparation de la densité et des médias	Bouée dans une saumure adaptée (de 1,0 à 1,2 g/cm3).	PPE flottant sur ABS / PS ; PVC / PC s'enfonçant	Impossible de distinguer ABS de PS ; nécessite une gestion des supports.
Séparation électrostatique	Polémicité de la charge tribodétectrice.	Séparation à sec ABS vs PS vs PVC	Sensibilité à l'humidité et aux fines ; nécessite une alimentation sèche
Infraordinaire proche (NIR)	Spectrum d'absorption du polymère	Identification plastique ABS/PS/PC/PVC rapide	Les pièces noires ou remplies de carbone absorbent la lumière ; il faut donc que leur surface soit propre.
Courant d'Eddy	Détecteur de métal inductif	Dépose d'aluminium, laiton, cuivre	Aucun effet sur le plastique ; uniquement sur le métal
Radiographie (détection du BFR)	Traceur, nettoyage à l'acide.	Repérer les retardateurs de flamme bromurés dans le polycarbonate ABS issu des déchets électroniques et électriques.	Coût initial élevé ; nécessite un étalonnage et des procédures de rejet

La séparation par densité-médium représente un outil de prédilection pour l'élimination des contaminants buoyant en vrac et nécessite des coûts relativement faibles à modérés. Le tri électrostatique et le NIR sont des outils de précision permettant de séparer l'ABS du PS et du PVC, où la densité se superpose ; leurs coûts de capital s'échelonnent entre le moyen et le élevé, mais ils permettent d'obtenir la qualité qui fait l'objet d'une prime sur le marché du moulage par injection. Le courant Eddy est un extracteur solide ciblant les métaux, qui s'associe à une étape magnétique pour l'acier. La détection par rayons X devient de plus en plus obligatoire pour l'alimentation des déchets d'équipements électriques et électroniques, car les retardateurs de flamme bromés doivent être exclus pour respecter les limites de la directive RoHS et des POPs. Le coût de capital est élevé à très élevé, mais le risque réglementaire qu'elle élimine justifie son utilisation pour les flux dérivés des produits électroniques.

Une stratégie en plusieurs couches pourrait traiter d'abord les médias à densité pour évacuer la fraction de PP/PE à faible coût et abondante, puis utiliser la NIR pour séparer ABS, PS et PVC, puis appliquer l'électrostatique pour polir la limite entre ABS et PS, et enfin utiliser un lecteur à rayons X pour quarantainer toute particule contenant du BFR. L'ordre des opérations exacte dépend de la composition de la charge, mais une ligne qui ne fait appel qu'à une méthode unique sous-performera à chaque fois sur les déchets rigides mélangés.

Traitement spécifique au matériau pour l'ABS et le PS

Le lavage ne représente qu'une partie du processus ; la résine elle-même impose des règles de manipulation strictes une fois que la paillette atteint l'extrudeur. L'ABS et le PS sont plus sensibles que le PET et les polyoléfines, et le fait d'ignorer ces règles gaspille toute l'investigation menée antérieurement.

Humidité et séchage

L'ABS absorbe 0,2 à 0,4 % d'humidité, ce qui peut sembler petit, mais c'est suffisant pour provoquer une hydrolyse et une dilatation lors du fondu. La paille doit être séchée à environ 80 °C pendant 2 à 4 heures, sous un point de rosée compris entre -20 et -40 °C, avant la fabrication de granulés. Le PS absorbe moins de moisissure, mais il est également nécessaire de le sécher pour empêcher la formation de stigmates. Le mauvais séchage est la cause la plus fréquente de défauts cosmétiques et mécaniques dans les pièces en ABS et en PS recyclées.

Sensibilité thermique

L'ABS subit des températures comprises entre 210 et 250 degrés C et se dégrade au-dessus de 260 degrés C, où la phase de butadiène se décompose de manière oxydative, la masse fondante prend une teinte jaunâtre et la résistance à l'impact chute. Le PS se décompose avec une tolérance thermique un peu inférieure et produit du monomère de styrène et des odeurs sous l'effet des frottements et de la chaleur. L'extrudeuse à granulation doit maintenir des zones de température bien arrêtées, utiliser une géométrie du piston douce et appliquer un procédé de déshumidification pour éliminer les substances volatiles avant le franchissement de l'insert. La déshumidification par évasion par aspiration traite aussi le problème suivant : les odeurs et les COV.

Enlèvement des odeurs et des BPC

Les déchets ABS/PS issus du secteur du consommateur et des DEEE présentent souvent des odeurs provenant de leur utilisation antérieure, d'eau de surface résiduelle ou de dégradation. La dévolatisation sous vide sur un extrudeur à double vis, associée à un temps de séjour approprié et parfois à un agent d'essaiment, permet de réduire les odeurs à des niveaux acceptables pour les applications dans les locaux et dans l'industrie automobile. Une installation de granulométrie sans dévolatisation produira des granulés ayant une mauvaise odeur et une valeur marchande moins élevée.

La stratégie des couleurs et le retraitillage

L'ABS et le PS sont disponibles dans toutes les couleurs, et le traitement de la paille colorée produit des granulés gris ou mous. Deux stratégies dominent : le tri par couleur avec des unités NIR ou optiques avant le lavage pour produire des grades blancs, noirs ou naturels purs, ou l'acceptation d'un flux naturel mélangé pour des applications non destinées à l'apparence. Le tri en amont augmente la valeur de la recyclage mais ajouter de l'équipement et diminue le débit total ; le choix dépend du marché final.

Rétablissement de la résistance aux chocs

Le recyclage et l’historique de chauffage répétées réduisent la contribution de la phase caoutchouc à la robustesse de l’ABS. Pour récupérer la résistance à l’impact, les formulateurs ajoutent des modificateurs à base de SBS ou de MBS et, lorsque l’ABS est mélangé ou couplé à d’autres phases, un compatibilisateur à base d’anhydride mâleique. Ils sont ajoutés au stade de la pelletisation par un distributeur latéral sur une extrudeuse à deux vis. Sans eux, l’ABS recyclé peut ne pas répondre aux spécifications d’impact Izod dans les applications destinées à des boîtiers exigeants.

Controles de qualité des granulés après la production

Chaque lot doit être testé en matière d’indice de débit en fusion (MFI) et de résistance à l’impact Izod, ainsi que visuellement pour détecter les taches noires et le gel. L’indice de débit en fusion indique la stabilité du poids moléculaire ; une hausse considérable implique une dégradation. Le test Izod permet de valider la capacité de redressement d’un matériau après modification. Ces deux tests constituent le minimum nécessaire avant l’expédition des granulés à un mouleur. Le tableau ci-dessous résume la liste de vérification du traitement par matériau.

Caractéristique / problème	ABS	PS (GPPS/HIPS)	Mesure de contrôle
Absorption de l'humidité.	0,2 à 0,4%.	Densité volumique faible, mais présente	Séchage à 80 °C, 2 à 4 h, point de rosée de -20 à -40 °C
Fenêtre de traitement	210 à 250 °C ; > 260 °C : dégradation	Réduire la tolérance ; surveiller la section d'épuration thermique.	Contrôle strict de la zone, vis sans fin, aspiration
Odeurs / BPC	Modéré à élevé	Risque de fumée due au styrène	Vidage sous vide à l'extrusion :
Récupération des chocs	Ajouter un compatibilisateur de SBS/MBS+MAH.	HIPS déjà modifiée en caoutchouc	Alimentation latérale sur extrudeur à double hélice
Barrière de qualité	MFI + dépôts noirs	MFI + apparence + VOC	Contrôle en laboratoire par lot

Niveaux de capacité, empreinte énergétique et d'eau

Les lignes de lavage et de pelletisation rigides en ABS/PS sont habituellement spécifiées en trois classes de capacité : 500 kg/h, 1000 kg/h et 2000 kg/h de charge. La capacité d'alimentation conditionne la présence de sol, la puissance électrique nécessaire, la consommation d'eau, les effectifs et le coût total. Les chiffres ci-dessous représentent des plages représentatives ; les valeurs réelles dépendent du niveau de contamination, de la profondeur du tri et des conditions locales des fournisseurs d'électricité.

Paramètre	Tier de 500 kg/h	1000 kg/h de tiers	rangée de 2000 kg/h
Capacité d'entrée	500 kg/h	1000 kg/h	2000 kg/h
Intensité énergétique (kWh/t)	KWh/tonne moyenne	KWh/tonne moyenne	Moyen à élevé en kWh/tonne
Demande d'eau fraîche.	Bas à moyen m3/tonne	Métrique moyenne 3/m3	Métrique moyenne 3/m3
Reprise en boucle fermée	De 80 à 90 pour cent	De 80 à 90 pour cent	De 80 à 90 pour cent
Rendement	Moyen à élevé, en pourcentage	Moyen à élevé, en pourcentage	Moyen à élevé, en pourcentage
Opérateurs	Bas (1 à 2)	Bas à milieu (2 à 3)	Moyen (3 à 4)
Espace occupé	Compact	Moyen	Grande
Grave de coûts financiers	Moyen	Élevé	Très élevé

L'intensité énergétique est de préférence déterminée en kWh par tonne plutôt que en kilowatts bruts, car cela normalise le débit et permet de comparer une ligne de 500 kg/h contre une ligne de 2000 kg/h de manière raisonnable. Les consommateurs les plus intensifs sont le lavage à haute température (chauffage constant de l'eau), les séchoirs et l'extrudeuse. La demande en eau diminue drastiquement une fois que le système à boucles closes est réglé, car 80 à 90 % de l'eau de processus est recyclée grâce à la flottation, la filtration et le recours à l'eau d'évaporation pour reconstituer la réserve. Le pourcentage de rendement est principalement déterminé par la contamination de l'alimentation et le nombre de opérations de tri ; un flux de déchets électroniques après l'industrie propre donne un rendement beaucoup plus élevé qu'une botte de DEEE mal rangée.

En premier lieu, des fournisseurs européens et autrichiens établis, tels que EREMA et Starlinger, définissent les standards en matière de systèmes intégrés de lavage et d'extrusion, tandis que des spécialistes italiens, tels que SOREMA, et des entreprises allemandes, telles que Herbold Meckesheim, disposent de solides savoirs-faire en la matière. Polyretec, une usine de Wanplas, positionne ses lignes dans la catégorie des investissements intermédiaires à élevés, en combinant un savoir-faire procédural d'origine autrichienne avec l'efficacité de fabrication à bas prix de l'industrie chinoise, ce qui permet de se situer au-dessous du niveau d'investissement exigé par les lignes françaises clé en main comparables mais conservant une logique de procédés équivalente.

Traitement et consommation d'eau en cycle fermé

Le lavage des matières plastiques ABS et PS génère un effluent chargé de solides en suspension, d'huiles émulsionnées, de caustique dissout et d'adhésifs d'étiquette. Son évacuation directe n'est ni autorisée dans la plupart des régions, ni économique. Une installation de traitement d'eau à circuit clos récupère la majeure partie de l'eau et la réintroduit aux étapes de prélavage et de rincage.

Le processus de base du procédé consiste en une flottaison aux micros boules d'air, où les micro-bulles soulevent les huiles suspendues et les fines particules, qui sont ensuite collectées. La floculation par polymère et coagulant permet de grouper les fines particules afin qu'elles se déposent ou soient filtrées. La filtration à plusieurs étages, souvent utilisant du sable ou des cartouches et un étage finisseur, supprime le reste du filtrat avant que l'eau propre ne réintègre la ligne. L'eau supplémentaire remplace uniquement ce qui est évaporé, évacué dans le produit ou retiré sous forme de boue. C'est pourquoi la demande de frais reste dans l'intervalle de 0,5 à 1 m3 par tonne, même pour les installations de 2000 kg/h.

Les boues issues du traitement DAF et de la filtration constituent le principal déchet solide de la ligne et doivent être gérés comme un flux potentiellement contaminé, en particulier dans le cas de l’alimentation en DEEE, où les particules de BFR peuvent se concentrer. Un circuit fermé bien géré non seulement réduit la facture d’eau, mais réduit également le volume d’effluents nécessitant une mise au rebut autorisée, ce qui fait baisser les coûts d’exploitation et l’empreinte environnementale en même temps. Les lignes de lavage de Polyretec sont conçues autour de ce circuit de récupération afin que les coûts de fonctionnement restent prévisibles plutôt que soumis aux prix locaux de l’eau.

Contrôle de la qualité, normes et conformité à la réglementation

L'ABS et le PS recyclés font leur entrée sur les marchés soumis à des règles de plus en plus strictes en matière de substances. La conformité n'est donc pas facultative. Les normes et règlements en vigueur constituent les critères d'acceptation sur lesquels les acheteurs se fonderont, et une ligne de lavage devra pouvoir démontrer la conformité par le biais de documents et de tests représentatifs.

L'ISO 15270 fournit le cadre pour la récupération et le recyclage des déchets plastiques, indiquant comment spécifier et gérer un processus de récupération. L'EN 15347 couvre la caractérisation des déchets plastiques, définissant comment prélever des échantillons et signaler la contamination et la composition, de sorte que les acheteurs et les vendeurs parlent la même langue. RoHS restreint les substances dangereuses dans les équipements électro et électroniques et affecte directement l'ABS et le PS issus du DEEE, car les corps de dispositifs anciens peuvent contenir des matières restreintes. La réglementation REACH régit l'inscription et la restriction des substances chimiques vendues sur le marché et s'applique aux additifs et aux résidus présents dans les polymères recyclés. La réglementation relative aux POP établit des limites strictes concernant les polluants organiques persistants, y compris certains retardateurs de flamme bromés utilisés historiquement dans l'ABS ; c'est pourquoi la détection des BFR par rayons X est essentielle dans l'approvisionnement en électronique. La norme GB/T 40006 définit les exigences pour les matériaux de plastique recyclés sur le marché chinois et est pertinente pour les lignes desservant les convertisseurs asiatiques.

Le contrôle de qualité devrait être intégré dans la ligne, et non monté en plus par la suite. Les contrôles en cours de fabrication comprennent la mesure de la teneur en humidité après séchage, la confirmation de l'absence de métaux avant l'extrusion et le monitoring continu de la densité du média. Les contrôles après traitement comprennent le test MFI, le test de résistance aux chocs Izod, la mesure de la couleur, le comptage des taches noires et, si l'utilisation finale le requiert, l'analyse élémentaire de la bromure et d'autres substances interdites. Une ligne incapable de produire ces enregistrements de tests aura du mal à se vendre dans les chaînes de production de véhicules, d'équipements électroménagers et d'électronique, où la documentation est aussi précieuse que le granule.

Dépannage : matrice des défauts et de la qualité

Même une chaîne bien conçue peut dériver, et les symptômes corrigent généralement une cause spécifique en amont. Le tableau ci-dessous constitue le guide de terrain que les opérateurs doivent conserver sur le panneau de commande. Relever un défaut précoce évite une production de granule hors spécification.

Symptôme / Defecte.	Probable cause	Correction
Pellets jaunes ou bruns	L'extrudeur est trop chaud ; ABS > 260 °C ; mauvaise extraction	Zones du réservoir basses ; améliorer la devolatilisation
Étalement / reflets argentés	Humidité resdue supérieure à 0,5 pour cent	Vérifier le séchoir ; augmenter le contrôle du point de rosée ; allonger le temps de séchage.
Impact Izod bas	histoire de la chaleur ; modificateur d'impact manquant.	Ajouter SBS/MBS ; réduire le temps de séjour ; vérifier le compatibilisateur.
Tache noire dans le granule	Gels / polymère étranger ; filtration insuffisante	Rendre l'écran plus serré, entre 60 et 150 micromètres, afin d'améliorer le tri.
2. L'odeur des granulés	Dévolatilisation insuffisante ; excès de surfactant résiduel	Augmenter le vide ; prolonger le rinçage ; ajouter un agent de stripping
Couleurs mélangées / nuances de terreime	Aucun sort de couleur ; fournisseur de matières premières mélangé	Ajouter un tri optique par couleur ; ségrégérer les produits naturels de ceux colorés.
Contamination par PVC détectée	Sortage NIR / électrostatique faible	Réglage du spectrophotomètre : ajout d'une étape électrostatique ; quarantaine des lots.
Risque de non-conformité au BFR	Approvisionnement du REEE sans analyse par rayons X	Installez un système de détection au X-ray BFR ; rejetez les fractions signalées
Consommation élevée d'eau	Boucle fermée et système DAF sous-performant	Rétablir le circuit ; vérifier la floculation et la filtration ;
Le métal dans le produit	Le détecteur a échoué ou a été ignoré.	Détecteur du test ; vérification de la limite de rejet ; inspection du changeur d'écran

Ce tableau fonctionne également comme une checklist de mise en service : si une ligne ne peut pas être réglée pour nettoyer toutes les rangées, elle est indiquée comme étant mal spécifiée pour la charge dont elle est censée gérer. Les ingénieurs de Polyretec réalisent généralement un essai sans interruption de 24 heures sur des charges représentatives avant la remise, afin de détecter ces modes d'échec sous une charge réelle plutôt que dans des conditions de laboratoire idéales.

Comment sélectionner la ligne de lavage adéquate et son fournisseur

Le choix de la meilleure ligne de lavage en plastique rigide pour les déchets en ABS et PS dépend de la caractérisation des produits d’ alimentation, du type de produit voulu, de la capacité et des obligations de conformité, évaluées au regard du coût total de possession et non du prix d’achat. Les étapes suivantes constituent une méthode de sélection disciplinée.

Étap 1 : Caractériser votre alimentation

Prélevez les ballots qui seront traités et déterminez le rapport ABS/PS, le contenu en PVC et en métaux, la charge en étiquettes et en colles, le niveau d'huile et l'odeur, ainsi que si une origine des DEEE peut présenter un risque de BFR. Une seule analyse suffit pour prendre toutes les décisions ultérieures, du choix de la puissance du concasseur à la nécessité ou non d'un équipement à rayons X.

Étape 2 : Définir la catégorie cible.

Décidez si vous fabriquez des brindilles laites lavées pour la fabrication de mousses à haute qualité de la couleur, des granulés laits mixtes pour une utilisation sans objectif esthétique ou un type ingénierique modifié sous l'effet d’impact. Le but déterminé va définir la profondeur du tri, les spécifications de séchage et si vous avez besoin de la composition par deux vis avec alimentation latérale.

Étap 3 : Déterminer le niveau de capacité

Adaptez le tonnage d'entrée au groupe de 500, 1000 ou 2000 kg/h, mais choisissez une taille pour un rendement réaliste plutôt que sur la base de la notice technique. Une ligne de 1000 kg/h qui produit 70 % de granulés transporte moins de granulés que une ligne de 500 kg/h bien alimentée à 90 %, donc évaluez la production, et pas seulement le tonnage d'entrée.

Étape 4 : Spécifier l'empilement de tri.

Insistez sur un tri par couches : matériau de densité pour l'élimination par flottabilité de l'ensemble, NIR et électrostatique pour la séparation en ABS/PS/PVC, champ magnétique pour les métaux, et rayons X si l'alimentation en DEEE est en vigueur. Demandez à chaque fournisseur quelles méthodes sont comprises dans sa proposition et où se trouvent les lacunes.

Étape 5 : Vérification de la capacité à offrir des services d'utilisation et conformité

Demandez le nombre de kWh par tonne, le nombre de m3 d'eau par tonne avec le pourcentage de réutilisation et la documentation que la ligne produit pour les normes ISO 15270, EN 15347, RoHS, REACH, PBT/PPTS et GB/T 40006. Un fournisseur qui refuse de communiquer ces chiffres représente un risque.

Étape 6 : Évaluer le constructeur comme partenaire système

La ligne de lavage et la grilleuse doivent être conçues comme un système unique. Polyretec, une usine Wanplas, fournit des lignes de lavage et une ligne de granuleuse de nouvelle génération, et peut intégrer les extrudeurs à double vis Kerke du groupe Wanplas pour l'étape de compoundage, offrant ainsi un seul partenaire responsable, de l'entrée des matières premières à la granulométrie homogène. Comparez les fournisseurs en tenant compte autant de la réactivité de l'assistance après-vente, de la politique en matière de pièces de rechange et de l'organisation des contrôles d'installation qu du devis de l'équipement. Recherchez un fournisseur qui effectue un essai continu sur votre charge avec vos propres matières premières avant de valider la commande.

Questions fréquemment posées

Quelle est la meilleure ligne de lavage de plastiques rigides pour les déchets en ABS et PS ?

La meilleure ligne associe un shredder à un ou deux shafts, un granulateur avec un écart de lame serré, un lavage au caustique chaud, une séparation par médiateur de densité ou par électrostatique, un essorage et un séchage thermiques, ainsi qu'un extrudeur de granulés intégré. La configuration optimale dépend de la contamination des matières premières, de la pureté souhaitée et du niveau de puissance.

Pourquoi la séparation par flottation ne fonctionne pas pour l'ABS et le PS ?

ABS ayant une densité comprise entre 1,04 et 1,06 g/cm3, et PS ayant une densité comprise entre 1,03 et 1,06 g/cm3, tombent dans l'eau, donc ils ne peuvent pas être séparés l'un de l'autre ou d'autres plastiques lourds par simple flottabilité. Un milieu plus dense, tel qu'une solution de sel ou de chlorure de calcium, ou un tri par électrostatique et par NIR à sec, est nécessaire.

Combien d'énergie consomme une ligne de lavage et de granulage pour ABS/PS rigide ?

L'intensité énergétique est mieux exprimée en kWh par tonne d'entrée. Une ligne de lavage et de granulométrie bien intégrée se situe généralement dans la gamme moyenne à élevée, avec la consommation la plus intense dans les phases de lavage à chaud, de séchage et d'extrusion. La récupération de l'eau en circuit fermé renforce la faible empreinte en eau plutôt que l'empreinte énergétique.

Les fractions d'ABS issues du DEEE doivent-elles-elles être traitées spécifiquement ?

Oui. L'ABS issu de WEEE contient souvent des retardateurs de flamme bromés. Il faut détecter de tels fractions, par exemple par rayons X, et les détourner pour respecter les limites en matière de RoHS et de POP. La mélanger avec du matériau à retardateurs de flamme expose le fabricant à des risques de non-respect de la réglementation et de rejet sur le marché.

Quelle pureté peut atteindre la fécule de PET finie ?

La productivité et la pureté dépendent de la qualité de l’aliment et de la profondeur du tri. Avec une technique de tri à densité-média combinée aux techniques électrostatique et NIR, ainsi qu’à la détection des métaux, les lignes peuvent obtenir des copeaux de haute pureté, adaptés à la revalorisation. Le pourcentage de productivité final est déterminé par le niveau de contamination et le nombre de passages de tri.

ABS et PS doivent-ils être lavés et granulés ensemble ou séparément ?

Les matériaux devraient en général être classés avant la pelletisation, car leur comportement en fusion et leurs cibles d'impact sont différents. Le co-procédé est possible seulement lorsque l'application finale accepte un flux mélangé, mais une densification séparée préserve la valeur de la matière première et simplifie la récupération de résistance à l'impact.

Pourquoi le polyamide amide (ABS) doit-il être séché avant la granulation ?

ABS absorbe entre 0,2 et 0,4 % d'humidité et est thermiquement sensible à environ 260 degrés C. Le séchage à environ 80 degrés C pendant 2 à 4 heures dans des conditions de point de rosée bas protège la stabilité de la fusion, empêche la dilataison et le jaunissement et assure une dévolatilisation au vide fiable au cours de l'extrusion.

Quelles normes s'appliquent aux copeaux et granulés en ABS et en PS recyclés ?

Les principales références concernent l'ISO 15270 pour le recyclage des plastiques, l'EN 15347 pour la caractérisation des plastiques recyclés, le RoHS et le REACH pour les restrictions liées aux substances, les limites des PBDE pour les retardateurs de flamme bromés, et la norme GB/T 40006 pour les matériaux plastiques recyclés. Elles définissent les prélèvements, la pureté et les seuils concernant les substances dangereuses.

Qu'est-ce que la séparation par densité-média et à quand doit-on l'utiliser ?

La séparation par densité utilise un fluide mariné, dont la densité est généralement ajustée entre 1,0 et 1,2 g/cm3, pour faire flotter ou plonger les plastiques, et diviser ainsi le PP et le PE flottant du ABS et du PS, ou pour faire couler le PVC et le PC, qui sont plus lourds. C’est le principal séparateur d’entreposage pour les flux rigides lorsque la méthode de flottation par simple eau ne fonctionne pas, sans pouvoir pour autant séparer l’ABS du PS.

Conclusion

La meilleure ligne de lavage rigide pour les déchets en ABS et en PS n'est pas un laveur de film PET ou de film standard dont l'étiquette a été modifiée ; c'est un système conçu sur mesure, construit autour du fait que les deux polymères sont plus denses que l'eau et donc invisibles à la séparation par l'arriéré. Le succès réside dans le tri par couches, le lavage à haute température discipliné, le séchage approfondi et l'extrusion attentive, respectant la sensibilité thermique de l'ABS et le comportement des odeurs et des COV du PS, le tout encapsulé dans un système de traitement à circuit fermé et un cadre de conformité couvrant les normes ISO 15270, EN 15347, RoHS, REACH, POPs et GB/T 40006.

Spécifier la ligne en fonction de la caractérisation de la matière première, de la qualité cible, du niveau de capacité, de la demande en kWh par tonne et en m3 d'eau par tonne avec le pourcentage de réutilisation, et choisir un fournisseur qui traite le lavage et la pelletisation comme un système intégré. Polyretec, usine Wanplas, propose exactement cette approche intégrée, associant une technologie de processus d'origine autrichienne à l'efficacité de la fabrication chinoise et la possibilité d'intégrer les extrudeurs à double vis Kerke du groupe Wanplas pour les grades d'ingénierie modifiés par impact. Pour les recycleurs prêts à transformer les déchets en pellets conformes et de haute valeur, la voie est claire : caractériser la matière première, spécifier l'algorithme de tri, valider selon la matrice des défauts et mettre en service sur une charge réelle avant de passer commande.