Introduzione
Una linea di lavaggio in plastica rigida è la colonna vertebrale di qualsiasi attività seria di riciclaggio di ABS e PS, eppure la maggior parte dei sistemi di lavaggio a uso generico è progettato per le bottiglie di PET o per il film e fallisce al momento in cui confronta rifiuti pesanti, misti e contaminati. ABS e PS sono i plastici di base dell'ingegneria e delle materie prime negli scaldacorpi elettronici, nelle carrozzerie degli apparecchi, nei rivestimenti interniAuto, nelle giocattoli e nell'imballaggio a sola usata, e il loro flusso di riciclaggio sta crescendo mentre WEEE e i rifiuti post-industriali riscoprono il loro valore. Scegliere la migliore linea di lavaggio per i rifiuti in plastica ABS e PS significa comprendere perché questi polimeri si comportano diversamente all'aria, come la contaminazione debba essere rimossa senza degradare la resina, e come la linea debba essere progettata, dalla classificazione all'ingresso alla produzione di polveri compatibili e densificate. Questa guida guida gli ingegneri delle fabbriche, i responsabili delle forniture e i riciclatori attraverso l'intera realtà tecnica.
L'ABS, o acrilonitrilo-butadiena-stirene, presenta in genere una densità compresa tra 1,04 e 1,06 g/cm3, mentre quello del polistirolo varia da 1,04 a 1,06 g/cm3 per il GPPS e da 1,03 a 1,06 g/cm3 per il HIPS. Entrambi i polimeri sono più densi dell'acqua, cosa che immediatamente disqualifica la semplice separazione di flottamento-sottomissione che funziona tanto bene per separare il PET dal PP o dal PE. Questo fatto fisico univoco riforma tutta la strategia di lavaggio e separazione, costringendo gli operatori alla separazione mediante media di densità, alla separazione elettrica, alla classificazione nel vicino infrarosso e alla detezzione ad X-ray per gli additivi pericolosi. Una linea che ignora questa realtà produce fette contaminate o non conformi alle specifiche che non possono essere vendute in appositi progetti di stampaggio a iniezione o estrusione.
Polyretec, una fabbrica Wanplas, ha costruito la propria esperienza nella progettazione di impianti di riciclo a partire esattamente da queste problematiche, integrando la tecnologia di processo austriaca con l'efficienza della produzione cinese per fornire linee di lavaggio e pelletizzazione che trattano ABS e PS come materiali impegnativi. Come parte della rete di marchi Wanplas, Polyretec si integra con fabbriche sorelle come Kerke per gli estrattori a doppio rotore, offrendo ai riciclatori una singola fonte affidabile per una linea completa di recupero di plastica rigida. Nel corso delle prossime sezioni esamineremo la catena del processo, la scienza della separazione, i problemi specifici del materiale, il profilo di capacità ed utilità e il quadro di conformità che distingue un'impianto di riciclo di ABS e PS redditizio da un magazzino di fettini erroneamente indesiderati.
Che si tratti di detriti di ABS derivanti dal DEEE, delle carrozze televisive in HIPS derivanti da rifiuti elettrici e elettronici, o di una bolla rigida mista di raccolta comunale, i principi di questo articolo sono tali che si applicano a tutti. Alcuni dei parametri valutati per determinare i risultati di ogni impianto sono il consumo in kWh per tonnellata, i metri cubi di acqua utilizzati per tonnellata utilizzando il recupero a chiusura di circuito, i percentuali di rendimento raggiunti e i livelli di costo relativi. Invece di prezzare in modi uniformi, in questo articolo ci basiamo su questi parametri in quanto il profilo di contaminazione ed i costi dell'energia utilizzati in ciascuna linea sono diversi. Al termine troverete di poter indicare con sicurezza la linea da installare e di poter proporre in modo coerente i prompt e le domande ai fornitori.
Perchè l'immagine commerciale è il caso più difficile.
ABS e PS non possono essere lavati e classificati sulla stessa ipotesi di plastica flottante, e questa differenza determina ogni decisione di progettazione del processo successivo. Una linea di lavaggio standard di bottiglie di PET presuppone che quasi tutto ciò che pesa meno di 1,38 g/cm3 flotta e tutto ciò che pesa di più scende, un'ipotesi binaria chiara. Per ABS e PS, questa ipotesi binaria si spegne perché entrambe si scendono, insieme a PVC, PC, PET e metallo. La linea di lavaggio deve quindi includere fasi di sorbimento positive che identificano e estrateggiano il polimero target anziché separarlo solamente dai contaminanti trasportati dall' acque.
La conseguenza pratica è che una linea rigida progettata specificamente per il servizio trasporta più apparecchi di separazione per metro di linea rispetto a una linea a pellicola o a bottiglia di uguale capacità. Ha bisogno di un serbatoio di densità-medio ottimizzato per un ampio intervallo di frequenze, di unità elettrostatiche e NIR per la separazione a secco, di un rotore a correnti vorticose per i metalli non ferrosi e, sempre più frequentemente, di un modulo ad X-Ray per identificare frazioni con retardanti alla fiamma bromati provenienti dalla filiera dei DEEE. Ogni uno di questi elementi aggiunge complesse di investimento e di funzionamento, ma sono la differenza tra floccoli che soddisfano il profilo caratteriale secondo EN 15347 e floccoli che vengono ammessi al gate.
Al di là della selezione, ABS e PS si distinguono dal PET nel modo in cui tollerano il calore e la stress meccanica durante il lavaggio. L'ABS è termicamente sensibile; a temperature superiori a circa 260 gradi C, la fase del butadiene si ossida e la melt assume un colore giallo, mentre il PS è predisposto a degradazione termica e di taglio che genera monomero di stiro e odore. Una linea di lavaggio che sovrasolle il melt durante il processo di granulometria o non riesce a asciugare adeguatamente le polveri prima dell'estrudazione, distruggerà le stesse proprietà che il riciclatore sta tentando di recuperare. La migliore linea di lavaggio rigido trattare pertanto il lavaggio e la granulometria come un sistema seguito e non come due macchine isolate.
Conferma della densità: cosa si aggira e cosa si affonda.
Il tabellino sottostante riassume come si comportano i componenti del flusso di plastica rigida in acqua pura e perché il funzionamento di flottabilità e submergibilità è insufficiente. Le densità sono valori tipici e variano a seconda del tipo, del riempimento e dell'aspetto degli additivi.
| Materiale | Densità tipica (g/cm3) | Comportamento all’interno dell’acqua | Implicazioni per la separazione |
|---|---|---|---|
| ABS | 1,04 a 1,06 | Bugie | Non può essere separato dal float-sink da PS, PVC, PC, PET |
| GPPS | 1,04 a 1,06 | Bugie | Sovrapposizione di PET, difficile separare solo per densità. |
| HIPS | 1,03 a 1,06 | Bugie | Modificato con gomma; distinguibile dal profilo NIR. |
| PET. | 1.38 a | Bugie (più pesanti) | Il sistema di separazione a float è efficace contro il PP/PE, ma non contro l'ABS/PS. |
| PP/PE | 0,90 a 0,97 | Floccoli; | Rimozione semplice per flottazione da ABS/PES |
| PVC | 1.30 a 1,45 | Bugie | Contenuto di cloro; deve essere allontanato con strumenti di NIR/X-ray |
| PC | 1,20 a 1,22 | Bugie | Denso; rimovibile in materiali densitometrici o tramite NIR |
| Alluminio | ~2.70 | Bugie veloci | La corrente eddy rimuove il metallo non ferroso |
| Acero. | ~7.85 | Bugie veloci | Separazione tramite detegno magnetico o di metalli |
Come dimostrano i dati, ABS e PS si sovrappongono a vicenda in termini di densità e si sovrappongono a numerosi altri sinkers. Solo un metodo di ordinazione che identifichi la chimica del polimero, e non solo la sua fluttuazione, può produrre un flusso pulito. Questa è la limitazione centrale del design della migliore linea di lavaggio rigida.
La catena completa del processo dal triturare alla pelletizzazione
Una linea completa di lavaggio e recupero di ABS/PS rigidifatti è una sequenza di fasi di separazione meccanica, termica e fisica che rimuove gradualmente l'eterogeneità delle dimensioni, la contaminazione superficiale, gli etichette, gli adesivi, gli oli, i metalli e i polimeri incompatibili, poi ricompone le scaglie pulite in un granulato uniforme. La catena è meglio compresa come un trasportatore di purezza crescente e dimensione delle particelle decrescente, che termina in un prodotto densificato e caratterizzato. Saltare o sottovalutare qualsiasi singolo stadio si rivela successivamente come odore, macchie nere, bassa resistenza all'impatto o fallimento normativo.
La catena generale si svolge come segue: separazione manuale o automatica; un trituratore che riduce le parti voluminose a pezzi da 50 a 100 mm; un granulatore che taglia la striscia a 12-16 mm con una riportatura della lama di 0,15-0,3 mm; un tamburo di prelavaggio o lavatrice ad attrito a 700-1000 rpm per rimuovere polvere e sabbia liberi; un serbatoio di lavaggio caldo a 80-90 gradi C con 1-3% di NaOH e agente surfattivo e una residenza di 10-20 minuti per liberare l'adesivo per etichette e gli oli; una fase di risciacquo; un serbatoio di separazione del mezzo densi; una desiddratazione centrifuga fino al 1-3% di umidità residua; una secchezza termica inferiore al 0,5%; una classificazione da aria per rimuovere macchie e polvere fine; la detenzione di metalli; infine, il granulaggio tramite un estrattore a singolo astuccio o a due astucci co-rotanti con una filtrazione del smalto a 60-150 microni e un taglio con anello d'acqua o sott'acqua, poi un omogeneizzazione in un silo di mescolamento.
Il seguente documento associa ogni fase del processo al relativo equipaggiamento, al parametro operazionale chiave e alla funzione che esso svolge. Consideratelo come la struttura fondamentale della specifica durante la revisione di qualsiasi proposta fornita da un produttore. Un produttore affidabile sarà in grado di indicare tutti questi parametri per la linea che propone.
| 000 a | Attrezzature | Parametro principale | Funzione e ruolo |
|---|---|---|---|
| Sortazione dell'infeed. | Cintura manuale + pre-sorta a NIR | Rimozione di PVC, metalli e non plastici. | Protezione degli strumenti downstream e del grado del prodotto |
| Triturazione | Single o doppio tritacarne | Uscita 50-100 mm. | Riduzione degli ospiti ingombranti a dimensioni gestibili; |
| Granulazione | Granulatore | Spaziatura del disco da 0,15 a 0,3 millimetri; foro della rete da 12 a 16 millimetri. | Più finemente scanalati per un lavaggio uniforme |
| Pre-spurgo | Polarisazione di carica triboglictiva | 700 a 1000 giri al minuto | Rimuove la sabbia, la sporcizia e i frammenti di etichette separati. |
| Lavaggio caldo | Vasca di lavaggio riscaldato | 80 a 90 °C; NaOH 1-3 per cento; 10-20 min | Liberazione di colla, olio e residui ostinati |
| Ri-lavaggio. | Lavaggio con acqua fresca | Target pH neutro | Elimina gli avanzi di causto e di tensioattivi |
| Separazione per densità | Tanke per il mezzo. | Regolato 1,0 a 1,2 g/cm3. | Dividi ABS/PS a partire da frazioni più pesanti e più leggere. |
| Desecatura | Essiccatore centrifugo | Umidità residua da 1 a 3 per cento. | Rimuove l'acqua libera prima del secchaggio termico. |
| Secatura termica | Sbrottolatore ad aria calda | Inferiore a 0,5 per cento di umidità | Previene la distorsione e l'osmosi nell' estrusione. |
| Dedust / classificazione dell'aria. | Classificatore d'aria/ separatore ad zig-zag | Microonde e rimozione dei tagliatori di etichette | Migliora la purezza di selezione ottica e la clarità delle granuli |
| Deteczione di metalli | Detektorimetalli/separatori. | Rimessa ferroso e non ferroso | Protezione dell'esclusivo dallo scolamento e dalla variazione di velocità |
| Pelletizzatore | Alimentazione forzata con due impianti a suola | L/D 36 a 44; filtro da 60 a 150 micrometri | Fusione, devolatilizzazione, filtrazione, taglio a granuli. |
| Omogeneizzazione | Silo di miscelazione | Uniformità del loto | Uniforme distribuzione di MFI, colore e additivi |
Una linea configurata per questo processo consente di produrre granuli lavati e granulati in un processo continua. Polyretec offre linee di lavaggio e una linea di granulazione di nuova generazione che si integrano esattamente in questa catena, e per la fase di estrusione la fabbrica Kerke del Gruppo Wanplas offre estrattori a certi di rotazione con L/D e buon devolatilizzatore per l'ABS e il PS sensibili al calore.
Analisi traccia per traccia di una linea per il lavaggio di ABS/PS rigidi
Comprendere ogni fase in dettaglio consente di dimensionare nella maniera più corretta l’equipaggiamento e di diagnosticare i problemi prima che giungano al pellet. I sottosezioni seguenti illustrano le fasi che più frequentemente decidono se una linea adattiva rigida funziona o fallisce.
Stadio 1: pesatura e preselezione
L'infeed inizisce su una catena larga e lenta, dove operatori o un sistema di picking automatizzato rimuovono oggetti di metallo, PVC e altri materiali che non siano plastici. Per la riciclatura, in questa fase è necessario rimuovere prima i cavi che contengono almeno un composto bromato, anche se la conferma definitiva relativa all'assenza di composto bromato spetta all'esame radiografico successivo. Un sensore di metallo durante l'infeed proteggerà la macchina da oggetti metallici intrusi. La lavorazione preliminare è economicamente vantaggiosa e può contribuire a ridurre significativamente il numero di errori successivi.
Fase 2: Frantumazione
Un macinatore monofira a alimentazione con barra è comune per le scatole di elettrodomestici e di elettronica di grandi dimensioni, mentre un'unità bi-fila gestisce i balot di materiale avvolto e miscelato con meno 'bridging'. L'uscita target è di 50 a 100 mm, abbastanza grande per evitare la generazione di polveri eccessive e abbastanza piccola per un'erogazione stabile del granulatore. L'overshredding in questa fase aumenta la polvere e riduce la rendita; l'inferiore shredding bloca il granulatore. La velocità del rotore, il tampono e la pressione della barra idraulica sono le variabili di adattamento.
Stagione 3: Granulazione
Il granulatore converte pezzi triturati in fanghi pronti per il lavaggio. La clearance della lama di 0,15 a 0,3 mm e una smerigliatrice di 12 a 16 mm producono un fanghio uniforme che si lava uniformemente e si sorta pulito. L'angolo di affilatura della lama influisce direttamente sul fabbisogno di calore per generare fanghi finissimi; una lama affilata poco tanto schiaccia invece che taglia, creando più polvere e più residui di etichette. Per l'ABS in particolare, evitate un esceso di soggiorno sulla smerigliatrice che riscalda i fanghi, poiché il calore accelera la dispersione di fumi di stirolo.
FASE 4: Lavaggio preliminare e frizione.
Una trommel o una lenzuola di attrito che gira a 700-1000 rpm pulisce meccanicamente detriti, sabbie e frammenti di etichetta dalla superficie dei grumi. Le lenzuole di attrito utilizzano un asse rotante dotato di pale all'interno di un cuscinetto perforato; i grumi si scivolano uno contro l’altro e il cuscinetto, riducendo la contaminazione senza un ridimensionamento eccessivo. Questo processo protegge i prodotti chimici usati per il lavaggio in caldo dal derismo di detriti facili da rimuovere e riduce la carica sul sistema di trattamento dell'acqua.
Stadio 5: Lavaggio a caldo
Lo stiramento a caldo è il cuore della pulizia dei film plastici rigidi. A 80-90 gradi Celsius associando un 1-3% di NaOH e un agente surfactante, gli adesivi dei nastri di etichetta si gonfiano e si rilasciano, e le oli e i grassi si emulsionano. Una residenza di 10-20 minuti garantisce che il collante derivante dai nastri di etichetta adesivi e dalle inchiostri stampate a stampo deboli si sciolga. Per il PS, mantenere le temperature verso la parte inferiore ed evitare una lunga residenza, perché il PS si ammorbidisce e può aggregarsi; per l'ABS, il range superiore è tollerabile ma presta attenzione a eventuali schiumogenesi da risidui organici. Dopo che è finito, sciacquare accuratamente il prodotto così che nessun prodotto caustico incida sull'extrudore, dove potrebbe catalizzare la degradazione.
Stadio 6: Separazione mediante media densimetrica
In quanto ABS e PS si immergono entrambi nell'acqua, il serbatoio con media di densità utilizza una soluzione calibrata, tipicamente una soluzione di sale o cloruro di calcio regolata a una densità compresa tra 1,0 e 1,2 g/cm³, per far galleggiare via i contaminanti volatili come PP e PE, mentre immerge la frazione target. Selezionando la densità del medium, gli operatori possono anche immergere il PVC o il PC più pesanti, separandoli dalla corrente di ABS/PS. Il medium deve essere monitorato e rifornito costantemente, perché ogni carico di granuli diluisce o contamina il batteseggio. La ripresa del medium in circuito chiuso mantiene i costi operativi a un livello medio, evitando che essi aumentino.
Stagione 7: Desidratazione e asciugatura termica
Un secatore centrifugo rimuove l'acqua libera fino a un residuo di umidità pari al 1-3%, mentre un secatore ad aria calda porta il livello di umidità a meno del 0,5%. Questa bontà è indissolubilmente necessaria prima dell'estrusione: l'umidità residua nel ABS viene liscia durante la fusione e produce deformazione, fragilità e instabilità dimensionale nelle parti modellate. L'energia di secco rappresenta una parte significativa dell'energia kWh per tonnellata della linea, quindi l'efficienza del secco e la recuperazione di calore sono fondamentali.
Staglio 8: classificazione aerea e detrazione di metalli
Dopo la siccazione, un classificatore a zig-zag o a aria elenca i pezzetti e i primi di etichette leggeri e separa la polvere pesante, rendendo il flusso più nitido per la sorveglianza ottica finale. Un detector metallico rileva quindi tutti i frammenti di ferro o non ferro rimasti. Questi due stadi costituiscono l'ultimo barriera di difesa per la protezione del estruttore e la pulizia dei granuli, e dovrebbero essere posti immediatamente prima dell'apertura di alimentazione del granulatore.
Stagione 9: Pelletizing
La granulazione converte la frazione pura in un prodotto uniforme e facilmente flessibile. Un estrattore a una bobina con evacuazione è sufficiente per una fornitura pura di una sola qualità, mentre un estrattore a due bobine, co-rotanti con L/D 36 a 44 e devolatilizzazione a vuoto è preferibile per l'ABS e il PS che presentano odori, volatili o necessitano di incorporazione di additivi, come modificatori di resistenza agli impatti. La filtrazione del fondente attraverso un cambiabottoni a 60 a 150 micrometri rimuove i gellati e i precursori delle macchie nere; il taglio a anello d'acqua o sotto la superficie produce una granulazione uniforme. Il silo di omogeneizzazione del materiale miscelato distribuisce uniformemente MFI, colore e additivi tra le diverse batch.
Comparazione delle tecnologie di selezione: medi di densità, elettrostatici, NIR, di campo magnetico, rilevamento a raggi X
Perché la tecnologia float-sink fallisce per l'ABS e il PS, la linea di lavaggio deve utilizzare una o più tecnologie di identificazione positiva. Ogni tecnologia ha un suo punto di forza e le migliori linee le combinano in più strati in modo che un contaminante evaso da una sia rilevato dall'altra. La tabella seguente sintetizza come si differenziano tra loro.
| Tecnologia | Separazione da | Migliore per | Limitazioni |
|---|---|---|---|
| Sorta basata sulla densità. | Fluttuabilità nella soluzione di sale (1,0 a 1,2 g/cm3) | Flotta PP/PE incapace di ABS/PS; scivola PVC/PC; | Non è possibile differenziare ABS e PS: è necessario un'ottimizzazione delle medie |
| Separazione elettrostatica; | Polarità della carica tribo-elettrica | Separazione a getto freddo ABS vs PS vs PVC | Sensibilità all'umidità e alle frazioni finestre; si richiede un alimentazione asciutta |
| Infrarossi prossimo (NIR) | Spettro di assorbimento del polimero | Velocità: identificazione in ABS/PS/PC/PVC - Polyretec | Le parti nere o ricoperte di carbonio assorbono la luce; servono una superficie pulita. |
| Corrente eddy | Campo magnetico induzione su metalli non ferrosi | Alluminio, rame, rimozione del rame | Nessun effetto sulla plastica; solo sul metallo |
| Rilevamento con raggi X (detezione di BFR) | Firma atomica di bromo/cloro. | Indicazione dei flammabili bromati nel WEEE ABS | Costo capitale elevato; necessita di calibrazione e gestione dei rifiuti |
La separazione mediante densità media è il principale strumento per la rimozione di contaminanti buiabili a grana e il suo costo iniziale è relativamente basso o medio. La selezione elettrostatica e in spettro NIR sono strumenti di precisione che separano l'ABS dal PS e dal PVC, dove la densità sovrappone le parti, e il loro costo iniziale è medio o alto, ma producono la qualità che garantisce un prezzo più alto sui mercati della iniezione a iniezione. Il campo magnetico è un eliminatore robusto ed altamente specifico per il metallo, che si accompagna a una fase magnetica per l'acciaio. La detezione a raggi X è sempre più obbligatoria per la distribuzione dei rifiuti elettrici ed elettronici, perché il loro contenuto di bromati flme-retardanti deve essere ridotto per rispettare i limiti imposti dalla normativa RoHS e PpL; il suo costo iniziale è elevato o molto elevato, ma i rischi legali che elimina lo giustificano per catene produttive derivanti da circuiti elettrici.
Una strategia a strati potrebbe utilizzare il media a densità per svuotare la frazione di PP/PE, accessi in massa e a basso costo, poi il NIR per separare ABS, PS e PVC, l'elettrostatico per pulire il confine tra ABS e PS e, infine, l'ammissione radiografica per quarantenare eventuali particelle contenenti BFR. L'insieme esatto dipende dalla composizione alimentare, ma una linea che si basa su un metodo unico tenderà sempre a prestare un servizio inferiore per i rifiuti misti rigidi.
Lavorazione specifica al materiale per ABS e PS
Il lavaggio rappresenta solo la metà della storia; la stessa resina impone regole di manutenzione molto rigorose una volta che il flocco raggiunge l'estrusore. L'ABS e il PS sono sensibili in modi che il PET e i poliolefini non sono, e ignorare queste regole spopola tutto l'impegno svolto avanti.
Umidità e asciugatura
L'ABS assorbe tra il 0,2 e il 4 per cento di umidità, che sembra un valore ridicolo ma è sufficiente a causare idrolisi e splay durante la fusione. Le fette devono essere seccate a circa 80 gradi C per 2/4 ore in un ambiente con punto di rugiada compreso tra -20 e -40 gradi C prima della pelletizzazione. Il PS assorbe meno, ma anche in questo caso i vantaggi derivanti dal risciacquo sono comunque rilevanti e prevenire lo sviluppo di striature è una garanzia per la riuscita del processo di riciclaggio. L'insufficiente removal dell'umidità è la causa più comune di reflussi visivi e meccanici nelle parti in ABS e PS riciclati.
Sensibilità termica
ABS si soddisfa in una gamma di circa 210-250°C e si degrada a temperature superiori a circa 260°C, dove la fase di butadiene si ossida, la fusione assume un colore giallo e la resistenza all'impatto diminuisce. PS si degrada con una tolleranza termica leggermente inferiore e produce monomero di stiren e odori in assenza di pressione e calore. L'esportatore a granulazione deve mantenere zone di temperatura ben definite, utilizzare una geometria del tritice a scanalatura profonda e applicare la devolatilizzazione a vuoto per espellere i volatili prima dello stampo. All'interno del vuoto è necessario inoltre affrontare il problema delle odori e degli emissoi di composti organici volatili.
Rimozione di odore e VOC
Il PS/ABS di rifiuti post-consumo e rifiuti WEEE spesso contiene odori derivanti dall'uso precedente, sostancesi residue o deterioramento. La devolatilizzazione in atmosfera protetta su un esattore ad alberi gemelli, combinata con un adeguato periodo di permanenza e, talvolta, un agente di strippaggio, riduce i profumi a livelli accettabili per le applicazioni in ambienti interni e automobilistiche. Una linea che produce pellet senza devolatilizzazione produrrà un pellet che ha un odore e perde valore di mercato.
Strategia del colore e re-semezzamento
ABS e PS vengono in ogni colore e il floccolo di colori mestici produce polveri grigie o cotte. La strategia dominante consiste nel sortire i materiali per colore con unità NIR o ottiche prima del lavaggio per ottenere gradi bianchi, neri o naturali puliti, o in accettando una corrente naturale mista per applicazioni in cui l'aspetto non è importante. La sortazione del materiale per colore upstream aumenta il valore di rendimento ma aggiunge impianti e riduce il throughput totale: la scelta dipende dal mercato di destinazione finale.
Ricostruzione della resistenza all'impatto
Il riciclato e l'andamento di riscaldamento ripetuto riducono la quantità di eterna di gomma che contribuisce alla durezza dell'ABS. Per recuperare la resistenza all'impatto, i fornitori di stufe aggiungono modianti all'impatto SBS o MBS e, quando l'ABS viene miscelato o combinato con altre eterne, un compatibilizzante maleic-anhidride. Questi sono aggiunti al momento della pelletizzazione tramite un alimentatore laterale di un estrattore a due scrovilli. Senza di essi, l'ABS riciclato potrebbe non rispettare i criteri di resistenza all'impatto per il montaggio in gabbie esigenti.
Controlli di qualità dei pellet dopo la produzione
Ogni lot deve essere controllato per l’indice di flusso di fusione (MFI) e l’impatto Izod con impugnatura, oltre a un controllo visivo per la presenza di macchie nere e gel. L’MFI indica la stabilità del peso molecolare; un aumento repentino indica la degradazione. L’impatto Izod conferma la capacità di ripristinare il formato dopo la modifica. Queste due prove sono il minimo standard prima che il granulato venga spedito a un cottoforme. Il seguente grafico riassume la checklist per la gestione specifica del materiale.
| Proprietà/problema | ABS | PS (GPPS/HIPS) | 000 ad |
|---|---|---|---|
| Assorbimento di umidità. | 0,2-0,4% | Basso, ma presente | Asciugare a 80 °C, 2-4 ore, punto di vapore -20 a -40 °C |
| Finestra di elaborazione | 210 – 250 °C; > 260 °C degradare | Abbassare il livello di tolleranza; controllare il calore di frattura. | Controllo stretto della zona, tornito delicato, aspirazione |
| Odore / VOC | Moderato a alto | Rischio di fumo di styrene. | Demistificazione al vuoto durante l'estrusione |
| Ricostruzione dell'impatto | Aggiungi il compatibilizzante SBS/MBS + MAH | HIPS già modificato con il materasso | Alimentazione laterale su una barra a due fili |
| Porta qualità. | MFI + spot grigi + VOC | MFI + aspetto + VOC | Controllo in laboratorio per ogni lotto |
Nivelli di capacità, impatto ambientale associato all'energia e all'acqua
Le linee di lavaggio e pelletizzazione in ABS/PS rigide vengono comunemente specificate in tre livelli di capacità: 500 kg/h, 1000 kg/h e 2000 kg/h di input. La quantità prodotta influisce sul consumo di spazio, di energia, di acqua, sulla formazione del personale e di costi per il capitale. I dati riportati di seguito sono intervalli rappresentativi; i valori reali dipendono dal livello di contaminazione, dalla profondità del classamento e dalle condizioni delle forniture locali.
| Parametro | 500 kg/h di ascensore | 1000 kg/h di scala | Pozzetto 2000 kg/h |
|---|---|---|---|
| Capacità di input | 500 kg/h | 1000 kg/h | 2000 kg/h |
| Intensità energetica (kWh/t) | Palazzo medio | Palazzo medio | Medio-alto kWh/tonna. |
| Demanda di acqua fresca | Basso fino a Medio m3/tonna. | KWh/tonna media | KWh/tonna media |
| Ricycling in circuito chiuso | 80 a 90 per cento | 80 a 90 per cento | 80 a 90 per cento |
| 000 $ di pagamento anticipato + 400 $ al mese (totali pagati: | Medio-alto %. | Medio-alto %. | Medio-alto %. |
| Riempimento degli operatori confinanti, con espulsione dell'aria. | Basso (1 a 2) | Basso fino a Medio (2-3). | Mediano (3-4) |
| Spaziatura | Compact | Mediano | Grande |
| Faccenda di alto costo | Mediano | Alto | Molto alto |
L'intensità energetica è meglio leggere come kWh per tonnellata piuttosto che in kilowatt, perché evita deviazioni del flusso e consente di confrontare una linea di 500 kg/h con una linea di 2000 kg/h in maniera equa. I consumatori più intensi sono il riscaldamento dell'acqua (che opera in maniera continua), i secchiatori e l'estrusore. La richiesta idrica decresce drasticamente quando il sistema adatto a circolo chiuso è ottimizzato, poiché l'80-90% dell'acqua del processo viene recuperata attraverso la flottazione, la filtrazione e i riempimenti evaporativi. Il percentuale di uscita è determinato principalmente dalla contaminazione del materiale d'ingresso e dal numero di passaggi di sorbimento. Un flusso post-industriale pulito fornisce una prestazione molto maggiore rispetto ad una pila di rifiuti EEE sporca.
Anche per il contesto, fornitori europei e austriaci di lunga data come EREMA e Starlinger rappresentano un punto di riferimento per i sistemi integrati di lavaggio e estrudzione; in questo settore, ingegneri italiani come SOREMA e birmani come Herbold Meckesheim apportano un ampio know-how nel campo del lavaggio e dello sbiancaggio. Polyretec, un'azienda Wanplas, colloca le sue linee nel segmento medio-alto per quanto riguarda il capitale, combinando il know-how austriaco per i processi con l'efficienza produttiva cinese, che consente di mantenere un investimento totale inferiore a quello dei sistemi "turnkey" europei di categoria premium, pur mantenendo una logica di lavorazione comparabile.
Trattamento e consumo dell’acqua in circolo chiuso
Il lavaggio di ABS e PS genera un'infiltrato sporco carico di sostanze solide in sospensione, oli emulsionati, caustico dissolta e adesivi di etichetta. La scaricazione diretta non è permessa in molte regioni e non è economica. Un tracciato di trattamento dell'acqua a circuito chiuso recupera la maggior parte dell'acqua e la rende disponibile per i stadi di pre-lavaggio e lavaggio.
Il processo tipico inizia con la flottazione ad aria disciolta (DAF), nel corso della quale le microbolle sollevano gli oli sospesi e le particelle fine sull'orizzonte per poi rimuovervi tramite rasatura. Seguono la flocculazione con polimeri e coagulanti, che assemblaggio le particelle sottili per agevolarne la sedimentazione o la filtrazione. La filtrazione in più fasi, spesso a base di sabbia o di cartucce, seguita dalla fase di pulizia, elimina il residuo e il'acqua pulita viene restituita nell'impianto. L'acqua di riserva sostituisce solo quello che viene persa a causa di evaporazione, trasporto del prodotto e rimozione dei sedimenti, motivo per cui la richiesta di acqua fresca rimane nella fascia tra 0,5 e 1,5 m³/tona, anche nel caso delle linee a 2000 kg/h.
I lifi dai DAF e la filtrazione sono i principali rifiuti solidi della linea e devono essere gestiti come un fluido potenzialmente contaminato, soprattutto per la realizzazione del WEEE, in cui le particelle di BFR possono concentrarsi. Un ciclo chiuso ben gestito non solo riduce la bolletta idrica, ma anche il volume degli effluenti che richiedono un processo di smaltimento consentito, riducendo così il livello dei costi operativi e la sfida ambientale, allo stesso tempo. Le linee di lavaggio di Polyretec sono progettate in ottica di questo ciclo di recupero, in modo che il costo dell’utilità sia prevedibile, e non esposto ai prezzi locali dell’acqua.
Controllo della qualità, standard e conformità normativa
L'ABS e il PS riciclati entrano nei mercati con le norme sempre più rigorose in materia di sostanze, quindi la conformità non è opzionale. Le norme e le regolamentazioni pertinenti costituiscono i criteri di accettazione contro i quali gli acquirenti effettuano i test, e una linea di lavaggio deve essere in grado di dimostrare la conformità attraverso la documentazione e i test eseguiti su campioni.
L'ISO 15270 fornisce il framework per la recupero e il riciclaggio dei rifiuti plastici, indicando come deve essere concesso e gestito il processo di recupero. L'EN 15347 tratta la caratterizzazione dei rifiuti plastici, definendo come raccogliere campioni e rapportare la composizione e la contaminazione, per assicurare che acquirenti e venditori utilizzino lo stesso linguaggio. La RoHS impone limitazioni per le sostanze pericolose negli strumenti elettrici ed elettronici e ha un'azione diretta sulle poliestere e allettanami di origine WEEE, considerato che i carteri delle vecchie apparecchiature potrebbero contenere sostanze riservate. La normativa REACH regola la registrazione e la restrizione di sostanze chimiche messe sul mercato ed è valida per gli additivi e i residui contenuti in polimeri riciclati. La norma POPs prevede limitazioni molto stringenti per i persistenti contaminanti organici, tra cui determinati flame retardanti bromati utilizzati negli ABS, motivo per cui la detezione con i raggi X dei flame retardanti è essenziale per i filoni che servono l'industria elettronica. La norma GB/T 40006 stabilisce i requisiti per le materie plastiche riciclate nel mercato cinese e è pertinente per i filoni destinati a trasformatori asiatici.
Il controllo della qualità dovrebbe essere integrato nella linea, non montato all'atto del termine dell'operazione. I controlli in corso comprende il controllo dell'umidità dopo il processo di seccatura, la conferma della liberazione da metalli prima dell'esame, e il monitoraggio continuo della densità del materiale. I controlli post-processo includono l'esame di resistenza al fuoco, l'analisi di impatto Izod, il test della dispersione colore, il conteggio delle macchie di colore nero e, dove l'uso finale lo richiede, la verifica di elementi quali il bromo e altri elementi restrittivi. Un'azienda che non riesce a generare un registro dei controlli del genere non riuscirà mai a commercializzare le sue polveri nel settore dell'automobile, delle elettronica e delle apparecchiature elettroniche, ambienti in cui la documentazione è altrettanto importante come la polvere stessa.
Soluzione di problematiche: matrici di difetti e qualità.
Anche una linea ben progettata si muove, e i sintomi permitto di individuare una causa specifica in precedenza. Il matrìx sottostante è il manuale di riferimento che gli operatori debbono conservare sul pannello di controllo. Rivolgersi prima al problema evita di perdere un'intera produzione di pellet fuori specifica.
| Sintomo/difetto. | Probabile causa | 3. Correzione. |
|---|---|---|
| Pellettino giallo o bruciato | L'esclusore è troppo caldo; ABS >260 °C; scarso vuoto | Zoni di cilindro più bassa; migliorare la devolatilizzazione |
| Scivolamento, strisce argentate | Umidità residua superiore al 0,5 per cento. | Verificare il secatore; aumentare il controllo del punto di rugiada; allungare il tempo di asciugatura; |
| Impacto Izod basso | Storia del calore; mancante modificatore di impatto | Aggiungi le SBS/MBS; riduci il tempo di permanenza; controlla il compatibilizzante |
| Macchie nere nel granulo | Gemme / polimeri estranei; filtraggio insufficiente | Stretto, fino a 60-150 micrometri; migliora la classificazione |
| Odore dei pellet | Devolatilizzazione insufficiente; tensioattivo residuo | Aumentare lo sfiato; prolungare il lavaggio; aggiungere un agente di stripping. |
| Colore misto / sfumatura incostante | Nessuna selezione per colore; materie prime miscelate | Aggiungere il sorbimento ottico per la selezione del colore; separare i capelli naturali dai colorati. |
| Contaminazione del PVC rilevata | Sorta NIR / elettrostatica debole | Regola il NIR; aggiungi uno stadio elettrostatico; quaranzina la carica. |
| Rischio per la conformità al BFR | Feed di DEEE senza sorveglianza ad X-ray | Installare un sistema di detezzione BFR da radio raggio X; rimpiazzare la frazione segnalata come contaminata. |
| Alto consumo di acqua | Circuito chiuso bypassato o DAF che dimostra un funzionamento carente | Restaurare lo scatto; controllare la floccullazione e la filtrazione; |
| Metallo nel prodotto | Detector fallito o bypassato | Detettore della prova; verificare la porta di rifiuto; ispezionare il cambiabiancheria. |
Questa matrice funge anche da lista di controllo per la messa in servizio: se una linea non può essere regolata per eliminare ogni riga, è "scomposta" per il tipo di alimentazione che essa è destinata ad affrontare. Gli ingegneri di Polyretec esegono solitamente un’esperimento continuo di 24 ore su una fonte di alimentazione rappresentativa prima della consegna, precisamente per individuare questi modi di fallimento sotto la carico reale piuttosto che in condizioni ideali di laboratorio.
Come selezionare la linea di lavaggio e il fornitore giusti
La scelta della migliore linea di lavaggio a base di plastica rigida per i rifiuti in ABS e PS dipende dalla caratterizzazione della materia prima, dalla classi richiesta, dalla capacità e dagli obblighi di conformità, valutati in modo disciplinato a partire dal costo totale di proprietà anziché dal prezzo di listino. I passaggi seguenti forniscono un percorso di selezione organizzato.
Passo 1: caratterizza il tuo alimentatore
Prendere campioni degli involucri effettivi da processare e quantificare il rapporto ABS versus PS, il contenuto di PVC e metallo, il carico etichettato e degli adesivi, il livello di oli e odori, e se una possibile origine di rifiuti elettrici e elettronici comporta un rischio di BFR. Un solo analisi segue tutte le decisioni a valle, dalla potenza del shredder alla necessità di una X-ray.
Passo 2: Definire la gradazione di riferimento
Decidi se stai producendo stratificati lavati naturali per l'utilizzo in lavorazioni che richiedono un ottimo colore o pellet di granulo misto per l'utilizzo non appariscente, oppure un materiale da processo modificato in base all'inerzia. Il target determina la profondità della selezione, le specifiche di essiccazione e se è necessario la compattazione a due mortai con alimentazione laterale.
Passo 3: Stabilire l'asticella di capacità
Assicurarsi che il tonnellaggio di ingresso sia compatibile con il livello di 500, 1000 o 2000 kg/h, ma dimensionare in base a una rendita realistica piuttosto che alla scheda tecnica. Una linea di 1000 kg/h che rende il 70 per cento dovrebbe comunque spedire meno pellet che una linea di 500 kg/h ben alimentata e con un rendimento del 90 per cento, quindi valutare l'output, non solo il tonnellaggio di ingresso.
Passo 4: Specificare la pila di selezione
Rivendicatene una selezione in piastre: medi di densità per l'eliminazione balistica di granuli, NIR plus elettrostatiche per la separazione di ABS/PS/PVC, corrente eddy per i metalli e raggi X se il materiale di partenza contiene rifiuti elettronici. Chiedete a ciascun fornitore quali metodi incluse nella proposta e dove i limiti si presentano.
Età 5: verifica della disponibilità di forniture e conformità alle normative
Richiedere kWh per tonnellata, m3 d’acqua per tonnellata con il percentuale di riasfrazione e la documentazione che la linea produce per le norme ISO 15270, EN 15347, RoHS, REACH, POP e GB/T 40006. Un fornitore che non desidera comunicare questi numeri è una fonte di rischi.
Età 6: valutazione del fornitore come partner del sistema
La linea di lavaggio e la granulatrice devono essere progettate come un'unica installazione. Polyretec, azienda della famiglia Wanplas, offre linee di lavaggio e linee di granulazione di nuova generazione, permettendo di integrarne gli estruders a testa gomiti della famiglia Wanplas per il passo di composizione, offrendo un unico partner affidabile dal caricamento fino alla granulazione omogenea. Quando si confrontano i fornitori, deve mettere in conto la solida assistenza post-vendita, la politica di ricambi e la capacità di eseguire commissioni senza problematiche, al pari della quotazione dell’impianto. Scegliere un fornitore che esegua un test continuo del carico con il proprio materiale di partenza prima di accettare l’ordine.
Domande Frequenti
Qual è la migliore linea per la pulizia rigida dei rifiuti in plastica per ABS e PS?
La migliore linea combina un trituratore singolo o a due ruote, un granulatore con uno spaziatore tra le lame strettissimo, lavaggio caldo con creosota, separazione a densità media o elettrostatica, asciugatura centrifuga e termica e un escludente per la produzione di pellet integrato. La configurazione propizia dipende dalla contaminazione del materiale di alimentazione, dalla purezza desiderata e dal livello di capacità.
Perché la separazione a scendere-contare non funziona per ABS e PS?
ABS a una densità compresa tra 1,04 e 1,06 g/cm3 e PS a una densità compresa tra 1,03 e 1,06 g/cm3 si scompongono nell'acqua, quindi non possono essere separati l'uno dall'altro o da altri plastici pesanti per semplice via di flottamento e immersione. È necessario un mezzo più denso, come una soluzione di sale o cloruro di calcio, oppure una selezione via elettrostatica e NIR.
Quanta energia consommé una linea di lavaggio e pelletizzazione rigida in ABS/PS?
L'intensità energetica si esprime meglio in kWh per tonnellata di input. Una linea di lavaggio e pelletizzazione ben integrata si colloca tipicamente nella fascia media-alta, con la massima intensità di consumo nelle fasi del lavaggio a caldo, dell'asciugatura e dell'estrusione. La riutilizzo del ciclo dell'acqua riduce la f footprint idratica piuttosto che l'energia utilizzata.
Le frazioni ABS derivanti da rifiuti elettronici e elettrici necessitano di un trattamento speciale?
Sì. L'ABS prodotto da rifiuti elettronici di solito contiene additivi ignifughi bromati. Queste frazioni devono essere controllate, ad esempio con radiografia, e eliminate per rispettare i limiti del Regolamento RoHS e delle sostanze polveri. La miscelazione di materiale IG a pellet reciclati rischia di violare le normative e di condizionare negativamente la commercializzazione.
Quale livello di purezza può raggiungere la linea di lavaggio del PET rigido?
Il rendimento e la purezza dipendono dalla qualità del materiale di insorgenza e dalla profondità della selezione. Con la tecnologia di sorbimento a media densità, sorso elettrostatico e NIR e detrazione metallica, le linee possono ottenere flussine di alta purezza, sufficienti per ritestare il materiale. Il percentuale finale di rendimento dipende dal livello di contaminazione e dal numero di passaggi di selezione.
ABS e PS dovrebbero essere lavati e pelletizzati insieme o separatamente?
In genere, tali materiali dovrebbero essere ordinati prima della pelletizzazione poiché il loro comportamento in fusione e gli scopi di impatto sono differenti. La co-processazione è possibile solo quando l'applicazione finale accetta una striscia miscelata, ma la densificazione separata mantiene la qualità delle materie prime e semplifica la recupero della resistenza all'impatto.
Perch� l'ABS deve essere asciugato prima della granulazione?
L'ABS assorbe tra il 0,2 e il 4 per cento di umidità e è sensibile al calore a circa 260 gradi C. Togliere l'umidità a circa 80 gradi C per 2 a 4 ore in un ambiente con basso punto di rugiada protegge la stabilità del fusione, prevenendo il splay e il giallore e supporta una ricalcolazione a vuoto affidabile durante l'estrusione.
QuAli norme si applicano ai flocchi e ai granulati riciclati di ABS e PS?
Tra le principali norme ci sono la ISO 15270 per il riciclo dei plastici, l'EN 15347 per la caratterizzazione dei plastici riciclabili, il RoHS e il REACH per le limitazioni relative alle sostanze, i limiti dei PBT/PBT e i limiti relativi ai flame retardanti bromati, e la GB/T 40006 per i materiali plastici riciclati. Queste norme definiscono la raccolta di campioni, la purezza e i livelli massimi di sostanze pericolose.
Che cos'è la separazione denso-medio e quando viene utilizzata?
La separazione tra densità e media (DMS) fa galleggiare o scendere il plastico in una soluzione di magnesio ed acqua, generalmente regolata tra 1,0 e 1,2 g/cm3, per separare il PP e il PE, che galleggiano, dall'ABS e dal PS o per far sbarazzarsi del PVC e del PC, più pesanti. È il separatore principale per flussi rigidi in cui la separazione a flusso più pesante con acqua normale fallisce, sebbene la DMS da sola non possa distinguere l'ABS dal PS.
Conclusione
La migliore linea di lavaggio del plastica rigida per i rifiuti ABS e PS non è una lavatrice standard PET o di film con la sigla cambiata; è un sistema progettato appositamente, costruito sulla base del fatto che entrambi i polimeri sono più densi dell´acqua e sono quindi invisibili alla separazione tra float e sink. Il successo deriva dal sorting stratificato, dal lavaggio a caldo disciplinato, dalla secca accurata e dalla esitazione accurata che rispetta la sensibilità termica del ABS e il comportamento degli odori e delle VOC del PS, tutto immeso in un sistema di acqua a circuito chiuso e in un quadro di conformità che copre ISO 15270, EN 15347, RoHS, REACH, POP e GB/T 40006. 2. Strato in fibra, grassi 3. Rimuovere sporco flessibile, tagliare i film 4. Film umido, più energia 5. Sostanze chimiche errate, troppo caldo 6. Gambe ampie 7. Preferiti quando i minimi e le emissioni sono importanti 8. Frazione di polveri 9. Usura delle lame, delle guarnizioni, dei ventilatori e dei condotti; esposizione alla silice 10. Ridotta con alto contenuto di cenere 11. Condizioni del permesso ambientale 12. Polvere scaricata dalla porta di uscita del raccoltrice
Specifichi la linea dalle caratteristiche del feed, dalla classe di processo richiesta, dal livello di capacità, dall'energia richiesta per tonnellata e dal volume dell'acqua richiesta per tonnellata con il rapporto di riutilizzo percentuale, e scegli un fornitore che consideri la lavaggio e il ricombinamento come un sistema compito. Polyretec, una fabbrica Wanplas, offre esattamente questa approccio integrato, combinando la tecnologia austriaca con l'efficienza della produzione cinese e l'opzione di integrare i prese in U della Wanplas per le classifiche di proprietà modificate. Per i riciclatori pronti a trasformare i rifiuti di ABS e PS in pellets conformi e di alta qualità, il percorso è chiaro: caratterizza il feed, specifica la stack di selezione, valuta contro la matrice delle difformità e inserisci in funzione con carico reale prima di procedere all'ordine.
