La velocità del filtro laser è l'adattamento più importante che un operatore può fare su una linea di purificazione di granuli plastici e rappresenta anche quello che più spesso viene lasciato in qualsiasi valore impostato dall'ingegnere di commissioning il primo giorno. La velocità di rotazione del rasparatore di un filtro laser determina contemporaneamente quanto pulito è il fusione, quanto buona polimerizzazione viene gettata via con la contaminazione, quanto dura il disco della griglia e se l'estrusore downstream vede una pressione stabile o fluttuante. Regolata correttamente, un flusso post-consumer massicciamente contaminato produce pezzetti con una perdita di fusione inferiore al 2%. Regolata male, la stessa linea si blocca entro un'ora o riversa un decimo della sua capacità di produzione alla pila di rifiuti.

Questo manual evidenzia ciò che accade all'interno di un filtro a laser dal punto di vista meccanico, come le quattro variabili controllabili (l'apertura del disco spazzolino, la velocità dello stesso, la configurazione della valvola di scarico e la pressione all'ingresso) interagiscono tra loro, e come calibrare la velocità dello spazzolino in modo sistematico, misurando la quantità di contaminanti presenti anziché in base all'esperienza personale. Il manuale è stato scritto per gli ingegneri di produzione e per gli operatori delle linee che lavorano con flocchi di poliolefine e poliestere riutilizzati, ed i range di parametri specificati rappresentano finestre pratiche utilizzate nella messa in servizio, e non i valori teorici. La Polyretec, un'azienda Wanplas specializzata nella produzione di macchinari per il riutilizzo del plastico, fornisce filtri a laser come parte di linee complete di lavaggio e pelletizzazione, e la metodologia di calibrazione descritta in questo manuale riflette l'esperienza di messa in servizio.

Il principio centrale a cui occorre attenersi è il seguente: la velocità dello schermatore non è una setting di qualità, ma una setting di bilanciamento. Lo schermatore deve rimuovere la contaminazione dalla superficie dello screen a una velocità esatta, corrispondente a quella del flusso del fusibile. Più veloce e si rimuoverà anche il polimero. Più lenta e lo schermo si bloccerebbe progressivamente. Ogni procedura di calibratura in questo articolo è un metodo per individuare il punto di equilibrio e mantenerlo mentre cambia il caricamento.

Cosa è un filtro a laser e dove si trova nella linea di produzione

Un filtro a laser, anche denominato filtro a cerchio rotativo o filtro continuo di fusione, è un dispositivo di filtrazione a fusione autotrasformante in cui la fusione di polimero contaminata viene costretta attraverso un disco perforato stazionario mentre un rasante rotante rimuove continuamente i solidi accumulati dalla superficie anteriore e li conduce ad un'apertura d'ottenimento. A differenza di un cambiatore della griglia, non interrompe mai il flusso, non richiede mai un cambio di griglia durante un ciclo di produzione e può gestire livelli di contaminazione che in pochi minuti oscurerebbero un pack di filtri convenzionale.

Posizione nella linea di riciclo

Il filtro laser è installato tra la scarica dell'estrusore e la matrice di granulazione, solitamente dopo una pompa della polvere di fusione, se presente. L'allineamento tipico in una linea di riciclaggio Polyretec è il seguente:

1. Le fasce lavate e secche entrano in una macina o in un'unità di pre-trattamento.
2. Un estruttore a un solo telo plasticizza il materiale e genera pressione.
3. Una zona di deflazionamento a vuoto elimina l'umidità e i componenti volatili.
4. Il fusione passa attraverso il filtro laser, dove la contaminazione solida viene separata.
5. Una pompa a fusione stabilizza la pressione alla matrice, in caso di dotazione.
6. Un anello acqueo o un granulatore immerso in acqua forma il pellet finito.

In alcune configurazioni viene installato un secondo filtro di pulizia più fine – un cambio schermo o il filtro a candela a 40-60 micrometri – dopo il filtro laser per applicazioni come il film sotterrato o le fibre, in cui il filtro laser svolge la rimozione principale e il fase di pulizia raccoglie il restante. Questa configurazione a due fasi è molto più economica rispetto al tentativo di ottenere una filtrazione fine in una sola fase contro alta contaminazione.

Perché il principio rotativo vince contro la alta contaminazione

Un dispositivo tradizionale accumula la contaminazione in forma di un panico filtrante. Inizialmente, il panico aumenta l'efficienza di filtrazione, poi aumenta la differenza di pressione, e infine intacca la griglia e il flusso si interrompe. Con un 2% di contaminazione e una produzione di 2,000 chilogrammi orari, 40 chilogrammi di materiale solido arrivano sulla griglia ogni ora – nessuna superficie di filtraggio statica può assorbire quella quantità. Il rasante rotativo risolve il problema rendendo il panico filtrante una quantità transitoria e non accumulativa: la contaminazione viene rimossa al più presto possibile e la superficie della griglia viene continuamente rinnovata.

Le tecnologie di filtrazione continua concorrenti risolvono ciascuna il medesimo problema in modo diverso. I cambiatori di griglia a pistone che utilizzano il sistema di backflush, come quelli prodotti da Nordson, Britas e altri, periodicamente invertono il flusso di fusione attraverso un segmento di griglia per pulirlo, consumando una parte del prodotto pulito come fusione di backflush. I sistemi di filtrazione a disco rotante di Gneuss indici una disco rotante che porta multiple cavità da griglia attraverso la via della fusione con un sistema di backflush integrato. Il filtro a laser si differenzia per l'azione di raschiamento meccanico, che gestisce la contaminazione fibrosa e tenera, come il cartone e la folia di alluminio, che resiste al backflush idraulico.

Dalla parte interna della disco della tela: geometria delle aperture tagliate meccanicamente con la laser

Il disco schermante è il cuore del filtro e la sua geometria stabilisce il limite di ciò che la macchina può ottenere. Comprendere come sono realizzate le fessure permette di chiarire diverse funzioni che altrimenti possono sembrare contro-intuitive.

Perché la cancellatura a laser piuttosto che la gravura o il tessitura

I fori vengono prodotti mediante perforazione a impulsi del laser attraverso un disco di acciaio inossidabile di solitamente 6 a 12 millimetri di spessore. La perforazione laser ottengono un foro conico con l'apertura stretta sul lato anteriore e una dimensione canalizzata maggiore sul lato posteriore. Questa geometria conica è fondamentale per tre ragioni. In primo luogo, la filtrazione è determinata completamente dall'apertura stretta sul lato anteriore, quindi la classe di tenuta è precisa e ripetibile. In secondo luogo, l'ampia sezione interna del foro, significa che una volta che una frazione di materiale passa attraverso l'apertura, non può incastrarsi nel foro - il foro è di per sé autodetrittenebile. In terzo luogo, il calo di pressione attraverso il disco è molto inferiore rispetto a un foro puro cilíndrico della stessa lunghezza e del medesimo diametro dell'apertura, perché la maggior parte della lunghezza del foro ha una sezione circolare maggiore.

La rete tessuta, al contrario, presenta un percorso di flusso tortuoso e intrappola le particelle nella sua profondità, che è precisamente il comportamento da evitare per un filtro che deve essere continuamente pulito. I piatti etichettati chimicamente ottengono aperture precise, ma mancano dello spessore di muratura necessario per sopravvivere ad un differenziale di 60 bar su un'area piuttosto ampia.

Selezione dell'apertura secondo l'applicazione

Diametro del foro	Materia prima tipica	Fine Applicazione	Differenziale tipica	Produttività relativa
200 a 250 micrometri	Foglio agricolo fortemente sporco, rigido miscelato	Sacche per rifiuti, tubo di drenaggio, pallets	20 a 40 bar	Lanciamento al 100 percento
Da 150 a 200 micrometri	Film di PE a post-consumo, telaio in PP	Sacchetti robusti, cassoni, profili	25-45 bar	85 a 95 per cento
120 a 150 micrometri	Rigidature PN di HDPE e PP lavate dopo il consumo	Bottiglie, contenitori, parti di iniezione	30 a 55 bar	Da 70 a 85 per cento
Da 100 a	Pulizia delle fibre detergenti post-industriali	Pellicola soffiata, imballaggi a pareti sottili	35 a 55 bar	Da 55 a 70 percenti
80 a 100 micrometri	Macinatura pulita di flaconi predivisi, rPET	Film, fogli e cinture premium	40 a 70 bar	40 a 60 percenti

La colonna relativa al throughput è la cifra che sorprende le persone. La riduzione della metà del diametro del foro non riduce il throughput a metà – ma lo riduce di molto più da metà a differenziale costante, perché il flusso attraverso un piccolo foro scala in modo approssimativo con il quarto potenziale del diametro in condizioni viscoe, mentre il numero di fori per unità di area non può aumentare proporzionalmente senza compromettere la resistenza del disco. Indicare un disco più fine di quella che è realmente necessaria è quindi una decisione costosa, pagata con una capacità di linea permanentemente ridotta.

Area aperta e resistenza del disco

L'area aperta totale è solitamente compresa tra il 6 e il 14% della superficie del disco. Accrescere l'area aperta compromette la resistenza dei legamenti tra i fori, e una volta che il disco deve sopportare il pieno differenziale di pressione del legno, l'inclinazione del disco e infine la frattura diventano la limitazione. I produttori compensano questo con dischi più spessi e acciaio di qualità superiore per aperture più piccole. Per l'utente, la conseguenza pratica è che un disco di aperture piccole ha una maggiore resa e una maggiore differenza di pressione consentita, che riduce la finestra d'operatività in entrambe le direzioni.

Dimensione dell'area di filtrazione

L'area di filtraggio efficace è solitamente indicata in centimetri quadrati. Un utile criterio di dimensionamento per il riciclo di poliolefini è 1,5 a 3,0 centimetri quadrati di superficie di metallo dello schermo per chilogrammo/ora di passaggio per un materiale medio contaminato, aumentando a 3,5 a 6,0 centimetri quadrati di superficie per chilogrammo/ora in caso di material intensamente contaminato o di aperture molto piccole. Un'area di filtraggio sottodimensionata è un difetto di progettazione che la velocità dello scrapper non può compensare: l'operatore trova che in nessun regime la differenza di velocità rimane stabile, perché il flusso necessario per unità di superficie è semplicemente troppo alto.

Cosa controlla effettivamente la velocità di rotazione dello stracciatore

Velocità di rotazione del spaziatore, spesso descritta in modo vaglio come un parametro di regolazione del livello di pulizia. E ciò non è così. Il livello di pulizia viene regolato dal diametro dei fori. Cosa regola la velocità di rotazione del spaziatore è il tempo di permanenza del filtro sul pavimento della grotta, e attraverso esso vengono determinati altri quattro parametri.

Le quattro variabili dipendenti

1. Spessore del filtro e differenza di pressioneTra due passi dello stracciante, la contaminazione si accumula sulla superficie della tela. A velocità bassa, il latte si ingrassisce e aumenta il differenziale. A velocità elevata, il folto si rimuove quasi subito che si forma, quindi il differenziale rimane vicino al valore della superficie pulita. Questo è il rapporto di controllo principale e quello usato per la calibrazione.

2. Perdita di fusione per scaricoIl raschietto non può rimuovere la contaminazione senza portare con sé anche un certo quantitativo di fusione del polimero. La fusione trasportata è la perdita di scarico. La proporzione di polimero rispetto alla contaminazione nel flusso di scarico dipende da quanto contaminazione sia accumulata quando il raschietto arriva. Un fazzoletto spesso è composto principalmente da contaminazione; uno strato sottile, principalmente da fusione. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, muovere più lentamente può quindi favorire una minore perdita di fusione, a condizione che il gradiente rimanga accettabile.

10. Schemi di selezione delle dimensioni per progetti di riutilizzo di plastica a scala ridotta.L'usura è generalmente proporzionale alla distanza di scorrimento moltiplicata dalla pressione di contatto moltiplicata dal grado di abrasività del materiale trapassato nell'interfaccia. Se si raddoppia la velocità del raschiatore, si raddoppia anche la distanza di scorrimento all'ora, quindi più o meno la velocità di usura, se il materiale trapassato contiene sabbia o vetro. E' per questo che un filtro che è stato utilizzato costantemente a massimo velocità in modo da prevenire eventuali guasti, mostra usura delle piastre a un terzo della durata attesa.

4. Stabilità della pressione nella matriceOgni passaggio dello scraper cambia momentaneamente l'arezzo aperto efficace del telo, producendo una piccola onda di pressione. A velocità estremamente basse, questa onda ha un periodo lungo e può essere visibile come variazione periodica del diametro delle polveri. A velocità normali, la frequenza dell'onda è sufficiente per assorbirla nella pompa e nel volume della sezione ardente.

Scrap, lavaggio a pressione

La maggior parte dei filtri laser utilizza uno, due o tre bracci raschianti dotati di lame rinforzate sostituibili mantenute sul piano del riflettore da una preload sprigionata o idraulica. Il numero di bracci è importante quanto la velocità di rotazione: un raschiatore a due bracci ad una rotazione al minuto passa ogni punto della superficie quattro volte al minuto, esattamente come un raschiatore a un braccio ad una rotazione a due minuti, ma con la metà della velocità di corsa e, quindi, un calore di attrito inferiore all'interfaccia. Quando si confrontano macchine da differenti fornitori, ricordate sempre di convertire i passi al minuto del raschiatore piuttosto che confrontare direttamente le rotazioni al minuto.

La pressione di contatto viene impostata all'assemblaggio e si modifica con l'usura del concepizone. Un concepizone con un preenso insufficiente consente di sviluppare una pellicola di fusione tra il concepizone e la griglia, che impedisce la rimozione efficace del materiale solido; il sintomo è un differenziale che non si riduce, indipendentemente da quanto si aumenti la velocità. Lo preenso del concepizone deve essere controllato ogni volta che la risposta del differenziale alla velocità diventa lenta.

Velocità di avvio per classe di contaminazione

Classe del materiale.	Percentuale di contaminazione (in peso)	Velocità di avvio del rasante	Differenziale prevista	Perdita prevista del materiale fuso;
Recupero LDPE post-industriale	Al di sotto del 0,1 percento	0,3-0,6 giri al minuto (rpm)	20 a 35 bar	0,2 a 0,6 percento
Rigidature lavate dopo il consumo.	0,1-0,5	0,8 a 1,6 rpm	25-45 bar	0,8-1,8 percento
Film di HDPE e PP lavati dopo il consumo	0,5 a 1,5	1,5 a 3,0 RPM	30 a 50 bar	1,5 a 3,0 percenti
Film agricola leggermente lavata.	1,5 a 3,0	2,5 a 5,0 giri al minuto	35 a 55 bar	3,0 a 5,5 per cento
Strumento non lavato o caricato in modo pesante	3,0 a 5,0	4,0 a 8,0 rpm	40 a 60 bar	5.0 a

Si tratta di valori di partenza per la procedura di calibrazione descritta in seguito; non si tratta di valori definitivi. Il valore corretto finale deriva sempre dall’osservazione della risposta differenziale sul materiale reale.

Differenziale di pressione della fusione come segnale principale

La differenza di pressione del fusione, di solito notata come delta p, è la perdita di pressione misurata tra l'ingresso del filtro e l'uscita. È il solo segnale in tempo reale che fornisce le condizioni della superficie del filtro e ogni schema automatico di controllo della velocità degli scraper utilizza come variabile di feedback.

Quello che contiene la lettura differenziale.

Il differenziale misurato è la somma di tre componenti. La resistenza dello schermo pulito è una funzione fissa del diametro del buco, della superficie aperta, della viscosità del fondente e della capacità - questo è il valore minimo al di sotto del quale il differenziale non può scendere. La resistenza della paglia è la componente variabile che il trasferimento della lama controlla. Effetti transienti, come un gomitolo di contaminanti o un cambio di viscosità, producono deviazioni temporanee. Distinguere tra questi è essenziale: un operatore che risponde ad un picco di transienti aumentando costantemente la velocità della lama ha scambiato perdite di fondente per nulla.

Comportamento differenziale	Causa più probabile	Risultato corretto
Stabilità all'interno della banda di target.	Velocità del scavone adattata alla carico di contaminazione	Nessuna azione, registrare la configurazione rispetto alla materia prima
Salita lenta ma costante durante ore	Spaziatore marginale troppo lento, o appannamento graduale del disco.	Aumentare la velocità in passi di 0,2 rpm, osservare per 20 min a ogni passo
Salita rapida in pochi minuti	Spike di contaminazione, o guasto del motore del scalatore	Verificare che il raspanatore girerà, controllare lo scambio della carico originale
Valore inferiore al normale.	Il disco dello schermo è usurato, i fori sono aumentati o la lama è ammalorata	Verificare il prodotto per la contaminazione, pianificare la sostituzione dei dischi
Oscillazione in forma di denti di sasso	Una velocità troppo bassa, la torta si accumula e si rilascia in maniera ciclica	Aumentare la velocità fino a quando l'amplitudine dell'oscillazione scende sotto i 5 bar
Erratico, senza un chiaro modello	Alimentazione instabile dell'estrusore o temperatura di fusione incoerente	Stabilizzare l'estrusore, quindi riajustare il filtro.
Alta stabilità	Apertura troppo fine, o area di filtrazione troppo piccola	Riconoscere le specifiche dei dischi, prendendo in considerazione che si tratti di una progettazione e non di un problema di velocità.

Impostare la banda obiettivo

La banda di riferimento è delimitata sotto dal pavimento a cerniera pulita e dall'attuale in pressione della miscela. Posizionare il limite inferiore troppo vicino al pavimento comporta che il sistema di controllo abbassi alla ricerca di rumore, aumentando in questo modo le perdite di fusione; un limite inferiore sensato consiste nella valenza del pavimento pulito più 8-12 bar. Il limite superiore è determinato da tre termini limitativi: il limite meccanico della colonna, la crescita della temperatura della fusione causata da una caduta di pressione e la pressione che l'escludente può fornire mantenendo stabilmente il valore produttivo.

L'aumento della temperatura del fondente attraverso il filtro è una limitazione spesso trascurata. Di solito, per le poliolefine, ogni diminuzione di 10 bar di pressione corrisponde a circa 0,4 a 0,6°C di aumento di temperatura adiacente del fondente. Un differenziale di 60 bar aggiunge dunque 2,5 a 3,5°C, che è generalmente accettabile. Ma se il filtro viene usato a 120 bar perché lo scintilla è quasi completamente oscurato, il conseguente aumento di 5 a 7°C a parte di una temperatura del fondente già alta potrebbe far scorrere un materiale sensibile al calore oltre il suo limite di degradazione. L'aumento di temperatura è uno degli argomenti più convincenti per mantenere la differenza di pressione nella zona di utilizzo invece che sopportare una usura del disc.

Controllo automatico del feed e della distribuzione del materiale.

I moderni filtri a laser offrono un modalità a ciclo chiuso in cui il dispositivo regola la velocità del raspiere per mantenere un valore prefissato di differenziale. Questo è generalmente il modo corretto per la produzione, in quanto risponde automaticamente alle variazioni nel materiale da raccogliere. Due dettagli di configurazione fanno la differenza tra un ciclo ben comportato e uno instabile. Il guadagno proporzionale dovrebbe essere minorile, poiché il processo ha un tempo morto considerevole tra un cambiamento della velocità e il corrispondente cambiamento del differenziale – tipicamente da 30 a 120 secondi. Inoltre, il ciclo dovrebbe avere un limite di velocità sulle aumenti, in modo che un pezzo di contaminanti transitorio non provoci un brusco aumento della velocità che solleverebbe il polimero per il scarico. Il controllo manuale resta appropriato durante la commissione, durante prove deliberate di calibrazione e quando si esegue per la prima volta un’alimento sconosciuto.

Carica di contaminazione: carta, alluminio, legno e gomma.

Non tutte le contaminazioni si comportano allo stesso modo sulla superfice della grattugia, e la velocità corretta dipende dalla natura della contaminazione quanto dalla sua quantità. Quattro classi di contaminanti dominano le produzioni post-consumo e ciascuno presenta un comportamento di filtrazione differente.

Fibra di carta e cellulosa

Il cartone è il contaminante più comune nei floccoli lavati dopo l'uso dei consumatori, provenienti dalle etichette, dai frammenti di cartone e dai detriti fibroosi. A temperatura di fusione, è parzialmente carbonizzato e forma un torto compressibile a forma di mat, che è altamente efficace nell'oculare uno schermo: un torto di cartone largo qualche millimetro può raddoppiare il differenziale. Tuttavia, il raspo è facile da rimuovere poiché ha una bassa adesione sulla superficie in acciaio. La risposta corretta a un flusso ricco di carta è una velocità del raspo moderatamente alta e una impostazione di scarico normale. Poiché il cartone viene carbonizzato, contribuisce anche direttamente al conteggio delle macchie nere se qualsiasi frammento passa dall'apertura, cosa che è una delle ragioni per cui i flussi ricchi di carta giustificano un disco più finemente rispetto a quanto suggerirebbe l'applicazione nominale.

Foglio di alluminio

L'alluminio proviene da imballaggi laminati, anelli del collo della bottiglia e guarnizioni di chiusura. Al punto di fusione è plastico, quindi i frammenti di film possono deformarsi e estrarre parzialmente nei fori invece di rimanere pressi della superficie. Quando un frammento rimane incastrato in un foro, non può essere rimosso dalla macina e rappresenta una perdita permanente di superficie aperta. L'alluminio è anche abrasivo contro il bordo della lama. Gli strati con un contenuto significativo di alluminio richiedono una pressione di contatto della macina maggiori, un controllo più frequente del bordo e beneficiano da un separatore a flusso di rotazione in precedenza nella linea di lavaggio — la rimozione meccanica dell'alluminio prima che giunga nella fusione è sempre più economica rispetto al filtraggio.

Inspezione di testimone su richiesta

Legno, sabbia, vetro e pietra sono rigidi e abrasivi. Non sono in grado di oscurare efficacemente la schermata perché non formano una macchia coerente, quindi il loro effetto sul differenziale è modesto rispetto al loro potenziale di danno. Il danno viene causato dall'interfaccia lama-schermata, dove una particella dura funge da abrasivo di lamellamento e grattugia le due superfici. Questa è la meccanica di usura che determina la durata dei dischi della schermata nel riciclo dei film agricoli. Non esiste una velocità dello strofinatore che possa evitarla; la risposta è la rimozione upstream attraverso stadi efficaci di lavaggio preliminare, lavaggio e separazione per flottabilità e, infine, l'accettazione di un intervallo più breve di sostituzione dei dischi.

Gomma, silicona e polimero ricroscritturo

Rubber gaskets, silicone sigillanti e fragmenti di polietilene retecrosse sono la classe più difficile perché sono morbidi e deformabili alla temperatura di fusione. Con una differenza di pressione sufficiente, una particella di gomma molto più grande di quanto abbia la buca può espandersi attraverso la buca e apparire come un gel o una macchia morbida nel prodotto finito. Questa è la modalità di fallimento principale che un filtro a laser non può eliminare aumentando la velocità: in realtà, un aumento della differenziazione aumenta il problema, perché una pressione più alta condiziona un grande flusso di espulsione attraverso le buchi. I rimedi sono aperture più piccole, una differenziazione più bassa e controllata, e una temperatura di fusione più bassa che mantiene l’elastomero più duro rispetto alla matrice polimérica.

Contaminante	Tendenza alla perforazione.	Abrasione	Risvolto del rischio	Strategia di velocità
Cartone e cellulosa	Molto alto	Basso	Basso	Aumenta la velocità, ma il scarico è normale.
Film in alluminio	Mediano	Alto	Medio, formazione di fori	Velocità moderata, maggiore preload delle lame
Campioni di legno e materie organiche	Mediano	Alto	Basso	Velocità moderata, accettabile una vita breve del disco
Sabbia, vetro, pietra.	Basso	Molto alto	Basso	La velocità più bassa, rimuovere la linea upstream
Gomma e silicone	Basso	Basso	Molto alto	Manteni il differenziale basso, utilizzando aperture più fini.
Gel di polimero legato.	Mediano	Basso	Alto	Disco più fine, differenza e temperatura più basse
Polimeri estranieri (PET, in PE).	Alto	Basso	Basso	Aumenta la velocità, ma fissa la sorsezione in fase di precedenza.

Misurare la carica di contaminazione in pratica

La calibrazione richiede di conoscere la carica di contaminazione, e il metodo più semplice e affidabile è un bilanciamento della massa di scarico. Riporre il flusso filtrante per un intervallo misurato (15-30 minuti fornisce un campione rappresentativo), pesarlo, quindi lavare il materiale raccolto in xilene caldo o in un altro soluzione adeguata per dissolvere il poliolefino, asciugare il residuo e pesarlo. La massa residua divisa per il flusso totale nel corso dell'intervallo dà la frazione reale di contaminazione che raggiunge il filtro, e la frazione di polimero del flusso dà la perdita di fusione. Ripetendo questo test ogni volta che viene introdotta una nuova matrici di base, la calibrazione passa dalla ipotesi alla matematica.

Conseguenze del correre troppo veloce o troppo lentamente

Entrambe le anomalie sono comuni e i loro sintomi sono abbastanza specifici per permettere di effettuare una diagnostica differenziata sullo schermo di controllo e sul prodotto. Comprendere entrambe le direzioni di errore consente all'operatore di muoversi con fiducia verso l'ottimale piuttosto che di nudgingare prudentemente in una sola direzione.

Velocità troppo bassa

Il risultato immediato è un aumento della differenza di pressione. Nel corso del tempo, con l'essiccamento del formaggio, altre conseguenze secondarie si verificano. La temperatura di fusione aumenta grazie alla diminuzione della caduta di pressione, subendo una maggiore pressione termica il materiale che è già stato già sottoposto in precedenza a diversi cicli di riscaldamento. La produzione dell'estrusore diminuisce, perché il cedelo deve operare contro una maggiore pressione di lavoro, e la caratteristica di pressione-flusso di un singolo cedelo non è stabile. L'adesione del motore aumenta e, su linee in cui l'estrusore è già al limite del suo limite di torsione, il motore potrebbe guastarsi. L'efficienza di filtrazione migliora temporaneamente poiché il formaggio agisce come un filtro a profondità, ingannando gli operatori a pensare che la situazione sia positiva. Al termine la differenza di pressione raggiunge il limite dell'allarme e la linea viene interrotta o viene fatto ruotare il raschiettatore con una rapida accelerazione, causando la formazione di un grande disco di scarto e una transiente di pressione all'ustione che si riflette nella variazione delle dimensioni dei pellet.

Una conseguenza meno evidente dell'operazione a velocità inferiore per un lungo periodo di tempo è l'incuramento permanente delle fori. Il materiale che rimane sulla griglia per un lungo periodo di tempo si carbonizza e si incapsula nella zona d'ingresso delle fori. Una volta che ciò avviene, la differenza di livello tra i materiali sul telaio della griglia non si riavrà mai al valore originale, anche dopo un pulitore completo.

Velocità troppo alta

L'effetto immediato è la perdita di fusione elevata, che significa il gettone continuo e silenzioso di denaro dentro l'edificio. Su una linea di 1.500 kg/ora, la differenza tra una perdita di fusione del 2% e del 6% è di 60 kg di partenza seconiabile all'ora. Dato che il flusso di uscita è una miscela di polimero e contaminanti, non può generalmente essere ricondizionato e va verso lo smaltimento, aggiungendo un costo a ciascuno dei due lati della bilancia.

Il consumo accelerato dipende in proporzione dalla distanza di slittamento. Un disco di filtro che dura 3.000 ore a 1,5 giri al minuto, potrebbe durare appena 1.000 ore a 5 giri al minuto sullo stesso materiale. I periodi di sostituzione del disco diminuiscono analogamente. In casi estremi, il disco inizia a inciserre la superficie del filtro, producendo depresse localizzate in cui il fusione evita l'apertura prevista e la contaminazione entra nel prodotto – un modo di guasto che si manifesta come contaminazione del prodotto mentre il differenziale legge normale o basso, che è uno dei sintomi più confusivi da diagnosticare.

C'è anche una conseguenza derivante dalla pressione: un scarico eccessivo riduce il flusso della fusione che raggiunge lo squisito. Quindi, a un'output escludente costante dell'espansore, la pressione dello squisito scende. Su linee senza una pompa per la fusione questo fa cambiare la rendimento e le dimensioni delle polverine; su linee con una pompa per la fusione, la pressione all'ingresso della pompa può scendere sotto il suo minimo, causando cavitazione e usura della pompa.

Sintomo.	Velocità troppo bassa	Velocità troppo alta
Differenziale di pressione del fusione.	Aumento, spesso con il pattern di triangoli	A 20 ppm o sottostante allo standard clean-screen floor
Apparecchio di scarica	Nero, secco, in gran parte contaminato	Colori leggeri, prevalentemente polimeri
Perdite di fusione.	Inferiore a 1 per cento	Superiore al 5 percento.
Temperatura di fusione alla matrice.	Aumento superiore al valore impostato.	Normale o leggermente basso.
000 USD a	Aumento.	Normale.
Vita del disco dello schermo.	Riduzione a causa della carbonizzazione e della sfocatura	Riduzione a causa dell'usura abrasiva
Defecti del prodotto	Giallastimento, macchie nere di degradazione	Transito della contaminazione in caso di scolte sul coltello
Consonanza dei pellet:	Ispezioni periodiche	Drifto nel throughput, bassa pressione del die

Procedura di calibrazione della velocità passo-passo

La seguente procedura stabilisce la posizione di rotazione corretta per una determinata materia prima e la registra, in modo che possa essere recuperata senza dover riscoprirla. Il tempo necessario per ottenere un funzionamento stabilo è di circa tre ore e la procedura deve essere ripetuta in caso di introduzione di una materia prima materialmente diversa.

Prerequisites

• Extruder in funzione al throughput di produzione previsto, con alimentazione e carico del motore stabili.
• Temperatura di fusione impostata su zero e stabila entro plus o meno 2 gradi Celsius per almeno 30 minuti.
• Un disco di schermo pulito o nuovo, della dimensione adeguata per l'applicazione.
• Transduttori di pressione dell'ingresso e dell'uscita della fusione calibrati e correttamente misurati.
• Un dispositivo di raccolta e pesatura del flusso di scarico.
• Il materiale di partenza non è un campione pulito, ma rappresenta ciò che verrà usato effettivamente nella produzione.

Passo 1: Stabilisci il pavimento straordinariamente pulito

Con un disco pulito e al regime di produzione e con il raschiaio a una velocità deliberatamente elevata, da 4 a 6 giri al minuto, consentire alla differenza di pressione di stabilizzarsi per 15 minuti. Il valore stabile è il livello dello schermo pulito per questa combinazione di materiale, apertura, temperatura e regime di produzione. Registrarlo. I valori di livello tipici sono da 15 a 25 bar per un disco di 150 micrometri utilizzato su poliolefine a regime moderato di produzione. Questo numero è la referenza contro la quale vengono interpretati tutti i valori successivi e deve essere reso alla luce ogni volta che viene sostituito il disco.

Passo 2: Definire la fascia di riferimento

Regolate il limite inferiore al livello precedente più 10 bar e il limite superiore al livello precedente più 30 o 35 bar, senza superare la differenza massima fornita dal produttore del dischetto e senza superare il rialzo della temperatura di fusione che il materiale può sopportare. Per un livello di 20 bar, questo fornisce una banda di riferimento da 30 a 55 bar.

Passo 3: Ridurre la velocità per intervalli

A partire dalla massima velocità di partenza, ridurre la velocità dello scartacima in decrementi di 0,3 a 0,5 giri al minuto. Dopo ogni decrescita, attendere un tempo di 20 minuti prima di leggere la differenza – il tempo di inattività del sistema significa che una lettura presa dopo 5 minuti sottovaluterà il possibile valore di stati stazionario e condurrebbe a regolare la velocità troppo basso. Registrare la velocità dello scartacima e la differenza stabilizzata ad ogni step. Continuare fino a che la differenza raggiunge il limite superiore della banda di riferimento.

Passo 4: Identificare il punto critico

Grafico della differenza contro la velocità dello scavone. La curva è caratteristicamente piatta a velocità elevate e si innalza bruscamente sotto un determinato punto – il nodo. La velocità di funzionamento ottimale è appena sopra il nodo, dove la differenza si trova nel centro della banda di riferimento e un piccolo calo di velocità non causa un aumento significativo della differenza. Operare sulla parte piatta ben sopra il nodo spreca polimero; operare sotto il nodo è instabile perché le piccole variazioni della materia prima producono enormi fluttuazioni della differenza.

Età 5: verifica della perdita di fusione

A velocità scelta, continuare a funzionare per 30 minuti e raccogliere tutta l'alloggio. Pesarlo e esprimerlo come percentuale del flusso rispetto al periodo. Se la perdita del fusione supera il range atteso per la classe di contaminazione, la velocità è superiore all'ottimale o la valvola di scarico è aperta troppo larga; tornare alla fase 3 e rivedere. Se la perdita del fusione è molto inferiore alla previsione mentre il differenziale è stabile, la materia prima è più pulita di quanto si pensasse e la velocità può essere ridotta ulteriormente con vantaggio.

Passo 6: Verificare la Qualità del Prodotto

Prendete campioni di pellet e effettuate le verifiche di qualità appropriate per l'applicazione: conteggiate le macchie visibili su un film pressato, la velocità del fusione e, se applicabile, la conteggiate delle gelate su un campione di film stagionato. Potete confermare che la velocità ridotta non abbia consentito la contaminazione. Se si osservano macchie, la causa è probabilmente una selezione dell'apertura o una condizione del taglio piuttosto che la velocità; pertanto, controllate il disco e il taglio prima di aumentare la velocità.

Passo 7: Registra e Transferisce al Controllo Automatico

Registri la descrizione della massa di partenza, il throughput, la temperatura del fondente, l'apertura, la differenza di piano, la velocità selezionata e la perdita di fondente misurata in un registro della ricetta. Sfrutta il valore ottenuto come punto di stabilità del controller automatico e attiva il controllo adatto con i limiti di velocità che delimitano il valore impostato manualmente di più o meno 40%. La ricetta diventa il punto di partenza per lo svolgimento successivo del medesimo materiale, riducendo al minimo l'eventuale calibrazione.

Ottimizzazione della velocità di scarica e delle perdite di fusione

La velocità del scavone e la velocità di evacuazione sono regolazioni separate ma legate, e confonderle è una fonte frequente di prestazioni del filtro scadenti. La velocità del scavone determina quanta materiale viene rimossa dalla superficie della griglia; l'arrangiamento di scarico determina quanto di quel materiale effettivamente lascia la macchina e quanto ricalcola all'interno del corpo del filtro.

Mecanismi di scarica

I filtri a laser utilizzano una delle tre configurazioni di scarico. Un toro di scarico trasporta il materiale recuperato fuori dalla scatola a una velocità che è regolata indipendentemente dal serbatoio, consentendo di controllare in maniera indipendente la quantità di scarico. Un vano di scarico regolato in pressione si apre contro la pressione della fusione, il che rende la velocità del scarico proporzionale alla pressione nel serbatoio. Un pistone di scarico con temporizzazione sprigiona una quantità fissa a intervalli temporali prefissati. Ogni configurazione richiede un approccio di accoppiamento diverso.

Con una scanalatura di disincollaggio, la configurazione corretta è quella in cui il materiale sminuzzato viene rimosso senza accumularsi nella zona di raccolta, ma non più velocemente. Se la scanalatura di disincollaggio è fatta girare troppo rapidamente, si scaricano delle ulteriori masse fusa dal supporto ed il calo di fusa aumenta indipendentemente dalla velocità dello scaricatore: il sintomo classico è il calo elevato di fusa con un flusso di disincollaggio che sembra quasi pulito. Girarla troppo lentamente invece consente al materiale sminuzzato di accumularsi sul supporto, dove ripendola nuovamente nella traiettoria dello scaricatore e viene trattato in seguito ogni volta, producendo calore ed originando macchie nere che finiscono poi integrandosi nel prodotto.

Sequenza di accoppiamento del motore

Poiché i due adattamenti interagiscono, la sequenza corretta è quella di corrigere uno e regolare l'altro, poi verificare. In pratica:

1. Configura il dispositivo di scarico su un valore nominale di media fascia.
2. Regolare la velocità dell’aspirazione rispetto alla differenza utilizzando la procedura riportata nella sezione precedente.
3. Con la velocità dello scavore impostata, riduci la velocità di scarico in piccoli passi, osservando se si verifica un accumulo di materiale nella carlinga (r assicurabile attraverso un aumento lento della pressione nel carter o, nelle macchine con un porta vista, direttamente).
4. Configura il dispositivo di scarico appena sopra il punto in cui inizia l'accumulo.
5. Re-validazione del differenziale, dato che una variazione della velocità di scarico modifica leggermente le condizioni effettive all'interno del corpo.
6. Riprodurre la misurazione delle perdite del termolo e confermare l’ampliamento delle prestazioni.

Obiettivi di perdita della fusione e ciò che determina le loro variazioni

Carico di contaminazione	Perdita durante la fusione raggiungibile	Frazione del polimero della scarica	Leva principale se sopra lo target
Al di sotto del 0,1 percento	0,2 a 0,6 percento	Da 70 a 85 per cento	Ridurre la velocità della scarica verso il minimo possibile.
0,1-0,5 percenti	0,8-1,8 percento	Da 55 a 75 percenti	Ridurre la velocità dell'oscillatore di scarico
0,5 a 1,5 per cento	1,5 a 3,0 percenti	45 a 65 per cento	Verificare che il raschiettore sia sopra il ginocchio, non troppo vicino allo stesso
1,5 a 3,0 percenti	3,0 a 5,5 per cento	35 a 55 percenti	Migliorare il lavaggio e la selezione upstream.
3,0 a 5,0 per cento	5.0 a	25-45 per cento	Rimozione upstream è l’unica vera soluzione

La frazione di polimero del disaccoppiamento è un diagnostico più informativo del semplice perdita di fusione. Se la percentuale di polimero presente nel disaccoppiamento è del 80% su un flusso moderatamente contaminato, il filtro sta gettando via materiale di qualità e le impostazioni sono errate. Se la percentuale di polimero nel disaccoppiamento è del 25% su un flusso di scarsa contaminazione, o la misurazione della contaminazione è errata o il rasante è in grado di seguire pochissimo il flusso e il differenziale dovrebbe essere verificato.

Manovra della scarica

L'uscita del filtro lascia la macchina a temperatura di fusione in forma di massa calda, collosa e contaminata. La buona pratica consiste nell'immettere la massa in una fornitura di raffreddamento a immersione in acqua o in un rullo fresco che solidificato la forma in una cinta gestibile, pesarla continuamente con una scala a cinturino e loggare la massa in corso. Una massa di scarico commentata in continuo è il modo più rapido per individuare un filtro che è scivolato sul display e trasforma le perdite di fusione da una quantità misurata periodicamente in un indicatore sul posto.

Scada Controllo della pressione contraria, della temperatura del fusione e dellinterazione con il filtro

Il filtro a laser non funziona isolato. Tre variabili situate sul lato dell'estrusso determinano direttamente ciò che il filtro vede e quanto bene può funzionare, e regolare il filtro senza controllare tali variabili produce imposta che non manterranno.

Stabilità della pressione di ritorno e della pressione d'ingresso

La retropressione, generata dalla resistenza downstream della sezione di dosaggio, determina la pressione a cui viene fornita la fusione al filtro. Una retropressione adeguata svolge tre funzioni al filtro: garantisce che la fusione sia completamente compressa e priva di gas incorporato, che provocerebbe rumori di pressione, assicura una pressione di alimentazione stabile, in modo che le letture differenziali riflettano lo stato del cake piuttosto che le fluttuazioni dell’alimento, e migliora l’omogeneità della fusione, in modo che la viscosità – che influisce direttamente sulla legge di differenziazione – rimanga costante.

Per gli estrudatori di riciclato, la pressione contraria tipica all'ingresso del filtro è compresa tra 80 e 180 bar per i poliolefinici. A meno di 60 bar, il segnale differenziale diventa rumoroso e il controllo della velocità in circuito chiuso sembra di funzionare a scatti. Superando i 200 bar, il riscaldamento dovuto alla rottura del filo inizia a aumentare la temperatura del fusione in modo inutile ed aumenta il rischio che i contaminanti morbidi entri attraverso le aperture.

Effetti della temperatura di fusione

La temperatura di fusione influisce sulla filtrazione attraverso la viscosità. Un incremento di 10 gradi Celsius riduce la viscosità del poliolefino di circa il 15-25%, in base al materiale e alla velocità di cernimento, riducendo la differenza a un determinato regime di produzione e condizione delle croste. Ciò crea un problema: un operatore che nota una differenza elevata può aumentare la temperatura di fusione per ridurla, ciò sembra funzionare ma non elimina nessuna contaminazione: viene semplicemente evaporata la caldaia. La crosta è ancora lì, avviene inutilmente l'attrito, e ora il materiale viene sottoposto a stress termico in più. La differenza deve essere eliminata tramite la velocità della cestello, non tramite la temperatura.

Esiste anche il trappolone inverso. Ridurre la temperatura di fusione per proteggere i materiali sensibili al calore aumenta la viscosità e, quindi, la differenza, e l'operatore potrebbe rispondere aumentando la velocità delle pinze e accettando le perdite di fusione extra, quando in realtà la risposta giusta è verificare che l'area di filtraggio sia adeguata alla temperatura di funzionamento desiderata.

Materiale	Finestra di temperatura di fusione	Pressione dell'ingresso del filtro	Differenziale di obiettivo	Nota speciale
LDPE/LLDPE riciclato	180 a 210 gradi C	90 a 160 bar	30 a 55 bar	Alta viscosità, superficie del filtro estesa
HDPE riciclato	190 a 225 gradi C	100 a 180 bar	30 a 60 bar	Prendere in considerazione i gel derivanti dalla frazione incrociata.
Recycled PP	200-235 °C	80 a 150 bar	25 a 50 bar	Leggere viscosità, filtrazione più semplice
PS riciclato	190 a 220 gradi C	70 – 130 bar	20 a 45 bar	Sensibili al calore, evitate i differenziali elevati
PET riciclato	270-285 gradi C	60 a 120 bar	25-45 bar	Viscosità bassa, tempo di permanenza critico per l'IV

Tempo di permanenza nella carlinga del filtro

La cassa del filtro aggiunge volume alla strada della fusione e quindi aumenta il tempo di permanenza. Per le poliolefinidi a temperatura media ciò non è importante. Per il poliestere è invece molto importante, perché ogni secondo di residuo a 280 gradi Celsius contribuisce alla perdita della viscosità intrinseca grazie alla degradazione termica e idrolitica. I filtri utilizzati per la lavorazione del poliestere sono progettati con una geometria interna profilata e un volume morto minimo per questa ragione, e si deve verificare il volume della cassa rispetto al throughput prima di assumere che un filtro universale per le poliolefinide sia ideale per le lavorazioni di r-PET.

Interazione con la zona di degassaggio

Poiché il filtro si trova dislivello della zona di aspirazione del gas vitiato, qualsiasi variazione della differenza di pressione tra il filtro altera il profilo di pressione lungo il cilindro, inclusa nella ventola. Un aumento significativo della differenza di pressione può aumentare la pressione all'interno della ventola al punto che la fusione entra nell'apertura a vuoto – la soprafflusione della ventola. Se una linea inizia a sopraffluire la propria ventola a vuoto dopo settimane di funzionamento stabile, un disco filtro opaco è il principale sospetto da verificare prima di attribuire la responsabilità alla geometria del cilindro.

Matrice per la risoluzione dei problemi di filtrazione instabile

La maggior parte dei problemi dei filtri a laser si presenta con uno degli otto sintomi. La seguente matrice individua la possibile causa di essi, in ordine di probabilità, accompagnata dalla verifica che distingue intere tra esse.

Sintomo.	Cause probabili nel contratto	Controllo di distinzione.	Azione
Salgono in modo differenziale nonostante la velocità massima.	Disco bloccato; perdita della predisposizione del filtro; area del filtro troppo piccola	Comparare il piano attuale con il piano di messa in servizio	Pulire o sostituire il disco, controllare il respingitore delle lame
Perdite di fusione superiori al 6 percento.	Velocità superiore al ginocchio; serra di scarico troppo veloce; lama usurata	000 kg/ora. Pulire le lamelle del calore scambiatore, che si intasano di polvere in modo silenzioso.	Riporta i passi 3 a 5 della calibrazione
Contaminazione del prodotto, differenza normale	Scivolamenti sul schermo; ampliamento del foro; bypass nella guarnizione	Rimuovi e ispeziona il disco sotto luce.	Sostituire il disco, verificare le lame e le guarnizioni.
Macchie nere che si manifestano gradualmente.	Material stagnante all'interno dell'apparecchio; scarico troppo lento	Controllare il peso di scarico rispetto a quello previsto;	Aumentare il ritmo di scarico; pulire il carter.
Gels morbidi in un prodotto filmato	Gomma che esce attraverso fori; apertura troppo grossa	Test del solvente su un gel per identificare l'élastomero	Più fine disco, differenziale più basso e temperatura più bassa
Trip di sovraccarico della trazione del spaziatore.	Ostacolo di un oggetto durissimo; pre-carico eccessivo della lama; alloggio freddo.	Controllare tutte le zone della riscaldatrice in corsa	Lasciare il caldo assorbire completamente prima di riaccendersi, verificando l'assenza di particelle.
Lo speed hunting nel circuito in circolazione chiusa	Calo del guadagnatore del controller eccessivo; fornitura dello stracciatore instabile	Cambio a manuale, verificare se il differenziale si stabilizza.	Ridurre il guadagno, aggiungere un limite di velocità, riparare l'alimentazione
Scoppio del ventilatoio al vuoto	Differenziale del filtro troppo elevato, pressione di appoggio in alta nella vite.	Collegare gli eventi di inondazione con il registro differenziale.	Restauro il differenziale di banda, manutenzione della rotella di disallineamento

Il valore diagnostico del registro di messa in funzione

Quasi ogni registrazione nella matrice viene risolta più rapidamente se vengono registrati il differenziale del piano di messa in servizio, la velocità del raschiatore e le perdite di fusione per ogni materiale. Senza quella base di riferimento, un operatore non può distinare un filtro che funziona normalmente per un materiale difficile da uno che è degradato per un materiale semplice. L’inserimento e la conservazione della registrazione della base fanno parte dei dieci minuti di lavoro più preziosi nel processo di messa in servizio.

Intervalli di manutenzione e sostituzione delle disc torniere

La manutenzione del filtro a laser si divide in tre cicli: osservazione quotidiana, verifica periodica degli elementi e sostituzione del disco dello schermo guidata dalla condizione anziché dal calendario.

Intervalli consigliati

TASK	Intervallo	Quasi effettuare verifiche	Inizio dell'azione
Ripasso del registro della DSC.	Ogni turno	Tendenza contro il punto di riferimento, ampiezza delle oscillazioni	Pavimento alto più di 10 bar rispetto al piano di terra
Controllo della massa della dismissione	Ogni turno	Massa all'ora rispetto al valore del ricettario.	Disavanzo superiore al 25 percento
Verifica del riscaldatore del contenitore	Settimanale	Tutti i settori che raggiungono il valore impostato, senza elementi inattivi	Qualsiasi zona a oltre 8 gradi C rispetto al punto di riferimento
Scraper basato	400 a 800 ore	Condizione del bordo, passo dell'usura, forza della pre-lavorazione	Rodaggio visibile degli angoli o perdita di preload
Intervento di manutenzione della trasmissione del motore	2.000 ore di funzionamento	Lo stato dell'olio, il backlash e l'integrità delle scatole di scorta	Per programma di spazi ristretti.
Calibrazione del transduttore di pressione	6 mesi	Zero span gegen reference	Sviluppo oltre il 3 percento dello spessore.
Ricambio del disco dello schermo.	800 a	L' espessura, la geometria del foro, il scoring superficiale	Basato sulla condizione, vedere i criteri qui sotto
Pulizia completa della custodia	Con ogni cambio di disco	Depositi nella zona morta, superfici di sigillatura	Sempre, non addebitare

Criteri per la sostituzione del disco

Cambia il disco del telaio quando una delle seguenti condizioni è vera. In primo luogo, la differenza di diametro del disco libero misurata dopo il completo lavaggio è aumentata di più di 40-50 per cento rispetto alla valore di commissionamento originario, indicando un'incessante oscuramento del foro o un'apertura parziale. In secondo luogo, il diametro del disco misurato in diversi radioradi è sceso sotto il minimo consentito dal fabbricante, che è solitamente compreso tra il 15 e il 20 percento sotto il diametro originale. In terzo luogo, la contaminazione penetra nel prodotto mentre la differenza di diametro è normale, indicando un allargamento delle cavità o una marcatura superficiale. In quarto luogo, la superficie mostra una gravata circolare profonda, così da poterla sentire con l'unghia, il che significa che la lama non si chiude più sulla superficie intera.

La durata della tazza varia enormemente in relazione alla quantità di polvere abrasiva. Un polietilene post-industriale pulito può durare da 3.000 a 4.000 ore. Le materie prime post-consumo lavate generalmente durano da 1.800 a 3.000 ore. La pellicola agricola con un residuo di sabbia può ridurre la durata a 800-1.500 ore. Il fattore più importante che influenza la durata della tazza non è il filtro: è l'efficacia della rimozione del sabbia e del granello in corrente anteriore, ed è per questo motivo che il design della linea di lavaggio e l'economicità del filtro sono direttamente collegati.

La pulizia piuttosto che la sostituzione

I dischi usurati ma non danneggiati possono spesso essere regen-erati. I metodi tradizionali sono il pulitore in atmosfera vaccuolata a 400-450 gradi Celsius per disintossicare il polimero, seguito da pulizia ultrasonica per eliminare la polvere e, in alcuni casi, spruzzatori d’acqua ad alta pressione. La regen-erazione recupera solitamente il 85-95 percento della capacità di flusso originale e può essere ripetuta due o tre volte, prima dell’eliminazione del disco. È comune tenere almeno un disco di ricambio per poter effettuare un cambio durante una fermata pianificata, piuttosto che in una fermata non programmata, mentre il disco rimosso viene inviato per la regen-erazione.

Sicurezza durante lo scambio dei dischi

La sostituzione del disco della separazione richiede l'apertura di una casella che contiene la polvere fondente a una temperatura superiore a 200 gradi Celsius sotto una pressione residua. La sequenza deve includere l'interruzione dell'espunzor, l'eliminazione della pressione e la verifica con il trasduttore, l'isolamento e la chiusura del motore dell'asperatore e di tutti i circuiti riscaldanti conformemente alle procedure del luogo, la riscaldatura controllata dove lo schema della casella lo richiede, e l'uso di guanti resistenti al calore, protezione facciale e maniche piene. La polvere fondente sotto pressione può sprigionarsi furiosamente da una vana giaiosa parzialmente aperta, e questa è la mansione di routine a rischio più elevato di una linea di riciclo. Non togliete mai i tasselli della casella mentre il trasduttore indica una pressione superiore a zero.

La selezione di un filtro laser con Polyretec

Polyretec, una fabbrica Wanplas, offre filtri a laser sia in componenti di linee di riciclo complete che in unità autogonfie per retrofitting su estrattori esistenti. La scelta corretta dipende da quattro elementi e fornirli in modo preciso in fase di richiesta evita gli errori di specificazione più comuni.

I quattro input di selezione

Capacità di produzione.Indicare il fabbisogno di throughput espresso in chilogrammi all'ora di fusione che attraversa effettivamente il filtro, e specificare se si tratta di una cifra nominale o massima. I filtri dimensionati sul throughput nominale e poi utilizzati a picco vivranno tutta la loro vita sulla superficie della banda differenziale.

Viscosità del polimero e dell'olio di fusione.Fornire il tipo di polimero e, se noto, la velocità di flusso del materiale di partenza. Un materiale con una bassa velocità di flusso, ad esempio un HDPE a 0,3 grammi su 10 minuti, richiede un'area di filtraggio sostanzialmente maggiore di un polimero con una velocità di flusso di 8 grammi su 10 minuti alla stessa capacità e apertura.

Profilo di contaminazione.Fornire sia la frazione di contaminazione totale che la sua composizione. Come già visto nella sezione precedente, 1% di sabbia e 1% di carta impongono esigenze molto diverse alla macchina. Un campione fisico delle scaglie è più informativo di qualunque descrizione.

Requisito di qualità del prodotto.Indica l'applicazione finale e, se possibile, il criterio di accettazione – conteggio degli speck, conteggio negli ioni, o una descrizione specifica del cliente. Questa informazione consente di scegliere la portata, e la scelta della portata influenza tutto il resto.

Considerazioni sull'integrazione per il retrofit

La rimpiazza di un filtro a laser su un espresso esistente richiede di verificare tre cose oltre al filtro stesso. L'espresso deve essere in grado di generare la pressione d'ingresso richiesta al regime di produzione, cosa che per una macchina che fino ad oggi ha utilizzato un cambiatore di schermo di basso resistenza non è automatica. La geometria del percorso della fusione tra espresso e filtro deve evitare zone di stagnazione, poiché un adattatore male progettato è un fabbricato di macchie nere che verrà responsabilizzato sul filtro. Inoltre, il sistema di controllo deve essere in grado di accettare il segnale di differenza e, idealmente, ospitare il controllo di velocità in buco chiuso, altrimenti il filtro deve essere fornito con un proprio controller.

Dove si trova il filtro nella gamma di prodotti Wanplas

Polyretec costruisce linee di lavaggio da 300 a 6.000 chili all'ora e linee di pelletizzazione da 200 a 2.500 chili all'ora, con filtrazione a laser specifica per adattarsi al profilo di contaminazione di ciascun progetto. Come parte della marca Wanplas, le linee sono fornite in un sistema di qualità documentato e, ove il mercato di destinazione lo richieda, in conformità con la normativa CE, con test di accettazione in fabbrica prima dell'invio, con la supervisione dell'installazione e con la formazione dell'utente che copre la logica di calibrazione descritta in questo articolo, e non solo la sequenza dei pulsanti. Quando il pellets riciclato alimenta una fase di imballaggio, la fabbrica Wanplas di Kerke fornisce estrattori ad asta doppia integrati in seguito ai sistemi Polyretec, e quando alimenta la produzione di contenitori, le fabbriche Apollo e YuDa forniscono apparecchiature per riscaldamento e allungamento a pressione. L'impegno di Wanplas a riscaldare i clienti globali in Cina con macchinari per la plastica si esprime nella disponibilità a lungo termine di pezzi di ricambio, che per un filtro a laser significa che i dischi di tampon e le lame di spazzatura rimangono disponibili durante tutto il ciclo di vita della macchina.

Domande Frequenti

Con quanto frequenza deve essere reottimizzata la velocità dello scavo?

Riprodurre la calibrazione completa ogni volta che il materiale di alimentazione cambia radicalmente, ad esempio con un fornitore diverso, una corrente di raccolta diversa o un'alterazione della contaminazione che è visibile. Per un alimentatore stabile, verificare le impostazioni mensilmente controllando se la differenza è ancora contenuta all'ampiezza registrata alla velocità stabilita e se la massa di scarico coincide con la ricetta. Se il controllo a circuito chiuso è attivato, controllare la velocità media selezionata dal controller: una progressiva crescita nel tempo, ovvia ad oltre poche settimane, significa che il dischetto sta raggiungendo la fine della sua vita.

Il medesimo filtro laser può funzionare per poliolefine e poliestere?

Sì, ma richiede una procedura completa di cambio e il volume della carcassa deve essere controllato per la compatibilità del poliestere. Le difficoltà pratiche sono la grande differenza di temperatura, di circa 200 gradi Celsius per il poliolefine contro i 280 del poliestere, e il sforzo di purga necessario per impedire la contaminazione reciproca, poiché la poliolefina residua in un fusione di poliestere appare come macchie di materiale non sciolto e viceversa. Le linee che lavorano entrambe le polimeri vengono servite meglio da filtri dedicati.

È necessario un pompaggio della polvere dopo un filtro a laser?

Non estremamente necessario, ma fortemente raccomandato per qualsiasi applicazione in cui è importante la continuità dei risultati. Senza pompa di fusione, ogni variazione della differenza di filtraggio si traduce direttamente in una variazione della pressione della matrici e, quindi, nella produttività e nella dimensione delle polveri. Una pompa di fusione rimuove il collegamento tra le due, mantenendo costante la pressione della matrice mentre la differenza di filtraggio varia. Per le applicazioni di qualità alimentare e di qualità superiore, una pompa di fusione è effettivamente standard.

Qual è la relazione tra l'apertura del filtro a laser e la conteggio dei ghetti?

La relazione è reale, ma più debole di quanto si supponga, poiché la maggior parte dei gel nei poliolefini riciclabili è un polimero incrociato che è morbido a temperatura di fusione e si può deformare attraverso un’apertura considerevolmente più piccola del diametro nominale del gel. Riducendo l’apertura da 150 a 100 micrometri, è possibile ridurre il numero di gel in media del 30 al 50 per cento invece che eliminarne completamente. Per ridurre in modo significativo i gel è necessario andare all’origine del problema: ridurre l’istoria termica, migliorare la degassificazione e evitare il materiale incrociato nella materia prima.

Perché la differenza di spessore scende inaspettatamente durante il funzionamento di una linea di produzione?

Tre spiegazioni soddisfano la maggior parte dei casi. Un decremento della viscosità combinato ad un aumento della temperatura della fusione o alla conversione ad un alimentatore a maggiore flusso del materiale in fase di fusione riduce il differenziale senza alcun cambiamento nelle condizioni della pastiglia. Un decremento della prestazione, ad esempio a causa dell'esaurimento dell'alimento, riduce il flusso attraverso il rasoio. Oppure il disco ha sviluppato un canale di flusso che non deve esserci, attraverso l'ampliamento di fori, degli sfregamenti o l'utilizzo di un bypass del sigillatore. I primi due sono minimi e bisogna attribuirli alle altre misure applicate; il terzo richiede un'istruttoria immediata del prodotto, poiché significa che la fusione non filtrata raggiunge il granulatore.

Dev'essere aumentata la velocità dello scalpello durante l'avvio?

Sì. Durante l'avvio, il materiale fondente è spesso più freddo e più viscoso di quello in stallo e il primo materiale che passa attraverso la macchina solitamente porta con sé detriti accumulati dall'ultimo arresto. Dopo aver portato il pettine a una velocità compresa tra il 1,5 e il 2 volte la velocità impostata per la produzione durante i primi 20-30 minuti si eliminano questi residui, evitando che il disco prenda in carico anche materiale già già in parte attrezzato. Si può procedere velocemente alla regolazione dei parametri fino a raggiungere la velocità da regolare una volta che sia stabilizzata la temperatura del materiale e la differenza di velocità.

Come la variazione del flusso di lavorazione influisce sulla velocità calcolata?

La contaminazione arriva sulla sfera in proporzione al throughput massico, quindi un aumento del throughput del 20% porta a 20% di contaminazione in più per unità di tempo e richiede circa il 20% in più di velocità dello schiacciatore per mantenere la stessa condizione della pasta. Tuttavia, il throughput più elevato aumenta anche la differenza tra il piano superiore e quello inferiore del filtro pulito, quindi la banda di riferimento si sposta più in alto, e non viceversa. L'approccio pratico consiste nel registrare impostazioni calcolate a due o tre livelli di throughput e nel ricavarne una interpolazione, anziché considerare che un unico setting copra l'intero intervallo operativo.

La filtrazione può essere migliorata senza modificare il disco?

All'interno dei limiti, sì. Stabilizzare la temperatura del fusione riduce le oscillazioni di viscosità e pertanto il rumore differenziale, permettendo al filtro di funzionare più vicino al suo optimum. Migliorare il lavaggio e la selezione in ampia valle riduce la carica che il filtro deve gestire, che è sempre l'intervento più importante. Assicurare una pressione di ritorno adeguata e stabile migliora l'uniformità del fusione. E correggere la prepressione del disco restituisce l'efficacia di sgravata che potrebbe essere degenerata senza essere visto. Solo dopo che sono state risolte queste questioni, un disco più fine diventa la risposta giusta.

Quali dati devono essere registrati per la tracciabilità del processo?

A minima, registrare la pressione di ingresso nel filtro di log, la pressione di uscita, la differenza calcolata, la velocità dello straccettatore, il flusso di massa di scarico e le temperature delle zone della cabina, tutti con tempo di stampa e conservazione. Per le linee che perseguono l'autorizzazione di tipo alimentare, questi dati costituiscono parte delle prove che il processo si è svolto entro la finestra autorizzata. Anche senza un fattore normativo, un storia di differenziale e velocità è l'abilità diagnostica più veloce disponibile quando i problemi di qualità si presentano giorni dopo la produzione della fase.

Conclusione

L'ottimizzazione della velocità del filtro laser è un esercizio di bilancio di massa travestito da una configurazione della macchina. Il rasante deve eliminare la contaminazione allo stesso ritmo con cui viene fornita dalla corrente di fusione – non più veloce, non più lento – e ogni sintomo di prestazioni del filtro deriva da un abbandono di quell'equilibrio in una o nell'altra direzione. Troppe lentezza e la deviazione aumenta, la temperatura della fusione aumenta, il throughput diminuisce e il disco finisce per ostacolare permanentemente. Trocapace troppo rapidamente e il buon polimero lascia con gli scarti, l'usura aumenta e la pressione sulla quale il pelletizzatore dipende diventa unreliable.

Il metodo per trovare il bilanciamento non è complicato ma richiede invece disciplina: stabilire il livello di schermo pulito su un disco nuovo, definire un'onda da 10 a 35 bar sopra il livello di schermo, abbassare la velocità consentendo ancora 20 minuti per ciascun reading fino a che il risultato non si stabilizzi, cercare la soglia nel grafico differenziale, verificare la perdita di fusione pesando il dischi, confermare la qualità del prodotto e registrare tutto come una ricetta per non dover ricercarla mai più. Applicato di continuo, questo metodo porta in genere la perdita di fusione su materiale post-consumo lavato da un'incertezza di 4-6 per cento a uno stato stabile di 1,5-3 per cento, estendendo così considerevolmente la durata del disco di schermo.

Non meno importante è sapere ciò che la velocità del raschiatore non può correggere. La scelta dell'apertura definisce la soglia di pulizia. L'area di filtrazione determina la soglia di throughput. I cofanetti in gomma e i geli ricoperti stabiliscono la quantità di materiale sporco che può essere rimosso, indipendentemente dalla velocità del raschiatore. Il sabbia abrasiva distrugge i discetti, indipendentemente da quali siano le impostazioni. Queste sono tutte questioni upstream, o di specificazione, e riconoscendole rapidamente si impedisce che un operatore perda settimane ad adattare una variabile che non è mai stata la restrizione.

Polyretec, una fabbrica Wanplas, specifica la filtrazione con laser in base al profilo di contaminazione effettivo di ogni progetto, anziché adottare una soluzione predefinita del catalogo. L'azienda supporta l'avviamento con la metodologia di calibrazione descritta qui. Gli operatori che pianificano una nuova linea di pelletizzazione o che devono risolvere i problemi di un filtro attuale che non presenta più le prestazioni originali sono incoraggiati a condividere le loro analisi del carico, gli obiettivi di produzione e i registri attuali per facilitare la definizione della specifica o la corretta impostazione del sistema.