La scelta delescaldatore per la pelletizzazioneperscaglie di plastica riciclataè il problema delle fette di film di PE e PP astatici, che accumulano una carica durante il trasporto pneumatico e si aggancia all'infila di acciaio a terra con una tenuta sorprendente.

In questa guida, spiegiamo come selezionare un estrudente a granulazione per flocchi di plastica riciclata lavorando dall'argomento al materiale. Partiamo dai parametri misurabili del flusso dei flocchi, poi confrontiamo i cinque principali sistemi di macchina: singolo rotore con alimentatore forzato, singolo rotore con compressore-trattore, rotori paralleli a co-rotazione, rotori a parete cuneiforme e a co-rotazione e sistemi tandem a due fasi. Successivamente, analizziamo i sottosistemi che decidono la qualità dei granuli: la desgasificazione, il filtro della fusione e il cambiamento della graticola, la pompa di fusione e il metodo di granulazione. Infine affrontiamo le finestre di processo, il debugging delle anomalie e il calcolo dell'energia per poter dimensionare con sicurezza la linea.

Polyretec, una fabbrica Wanplas, fornisce impianti di riciclaggio del plastico sin dal 2010 e unisce il know-how austriaco dei processi alla scalabilità della produzione cinese in più di 100 progetti di riciclaggio in oltre 50 paesi. Le istruzioni seguenti riflettono l'esperienza sul campo per le fasi di flake post-consumer e post-industriali invece che casi ideali descritte nei libri di testo. Dove sono dati numeri specifici, trattateli come gamme di progettazione tipiche da confermare mediante una prova sulla vostra propria feta. Per le esigenze di compounding-integrazione a due scanaloni, la fabbrica Kerke di Wanplas fornisce impianti di estrusione a due scanaloni co-rotanti che si montano sulle linee di pelletteria del riciclaggio.

Variabili di input delle granuli riciclati che determinano la selezione dell'estrusore

L'estrussoire a granuli non è migliore del materello che riceve. Prima di scegliere qualsiasi linea meccanica, la striscia di gocce deve essere caratterizzata in base a sei variabili indipendenti, perché ognuna di esse determina una direzione diversa per il progetto. Ignorare una sola di queste cause è la ragionata più comune per cui una linea appena installata non raggiunge la capacità nominale.

Famiglia di materiali e relativa sensibilità termica

L'identità del polimero determina il tetto della temperatura, la tolleranza al getto e la necessità di scaturificazione. Le fibre di PET sono idrofili e sensibili al getto; a temperature superiori a circa 285 gradi C e in presenza di umidità, si ossidano e perdono la viscosità intrinseca. L'LDPE per il film agricolo condensa inchiostro, terra e silicone e si degrada se il getto è troppo elevato. Il PS e l'ABS sono rigidi e fragili e richiedono un controllo preciso della temperatura per evitare l'istricciatura. Il PVC — spesso un contaminante nelle strade miste ma anche un alimentazione legittima — è intollerante al calore e al getto e richiede un percorso con dossi a cuneo o a tre getti controcrescienti piuttosto che una linea a singola riga.

Contenuto umido dopo il lavaggio

I granulati lavati generalmente contengono 0,3 a 1,0 percento di umidità residua in funzione del stadio di scarico di liquido e asciugatura. Per il PET questa umidità deve essere ridotta a meno di circa 0,3 percento prima che il barile o l'idrolisi distruggano la CO; per il PE e il PP, un po' di umidità superficiale viene eliminata tramite il degassaggio, ma una alta quantificazione incide sull'energia e destabilizza il melto. Il livello di umidità decide se è necessario un secatore per la cristallizzazione upstream o se un sistema di degassaggio a doppio escavatore senza asciugatura è accettabile.

Densità volumetrica e dimensione delle lamelle.

La densità volumetrica determina la costruzione degli hopper e della feeder. Le macchie di PET hanno una densità di 300-400 kg m-3 e si alimentano quasi come un solido a libera flusso. Le macchie di film LDPE, invece, galleggiano a 30-80 kg m-3 e catturano un enorme volume di aria, creando ponti all'interno degli hopper convenzionali e privando la centrifuga di materiale. Le macchie di sacchette PP e le fibre si collocano tra queste due condizioni. Più è bassa la densità volumetrica, più è adatto un feeder arbitrario o compressore che densifica meccanicamente il materiale prima dell'alto.

Dimensioni delle granuli: 8 a 14 mm

La maggior parte delle linee di lavaggio riduce le scaglie a dimensioni comprise da 8 a 16 mm. Le scaglie più piccole si fondono più rapidamente, ma incorporano più aria e polvere; quelle più grandi alimentano più gradualmente, ma possono sovraccaricare un feedere di forza. La distribuzione dimensionale delle scaglie interagisce anche con il filtro del fusione, poiché metalli di dimensioni eccessive o il ri-uso non chiuso che non si è fonduto elevano la pressione di retroazione e accelerano il consumo del tampon.

Livello di impurità: metallo, carta, PVC e gel

I flake da post-uso contengono metalli, carta, etichette, PVC e silicone a concentrazioni ppm che continuano a avere significato. Il PVC è il contaminante co-occorrenziale più pericoloso in una linea di PET perché dehydroclorina il tutto e lo farina di colore. La carta e la fibra di legno si bruciano e diventano macchie nere. I metalli dannano danni agli atteri e alle centrifughe. Queste impurità determinano la necessità di un filtro con un'alta finura per la melza e la necessità di una separazione del metallo e di una classificazione del colore in upstream. La norma EN 15347 categorizza la contaminazione nei plastici riciclati e rappresenta il linguaggio pratico per specificare la qualità accettabile dei flake ai fornitori di lavatrici.

Fluttuazioni della velocità di flusso del fusione e particelle volatile.

Il flake di PET raramente presenta un unico flusso del caldo. Le materie prime miste di bottiglie, i tappi e le etichette tendono a estendere il flusso del caldo, e i volatili provenienti dai residui di inchiostri, oli e residui di cibo creano odori ed agglomerati. Ambasciate variabilità aumentano la necessità di spurgo e di omogeneizzazione nel tamburo. Il flusso del caldo deve essere misurato in conformità con le norme ASTM D1238 o ISO 1133 su ogni lote entrato per delimitare la finestra di lavorazione attesa.

Il seguente tabellino associa i principali tipi di placche a una rotta di macchina raccomandata e alla dimensione tipica rapporto lunghezza-diametro, alla banda di throughput e all'energia specifica che potete attendere. Questi sono punti di partenza; un test in corso conferma i risultati definitivi.

Tabella 1 — Tipo di materie prime, percorso macchina raccomandato, rapporto l/d, throughput e energia specifica

Tipo di granuli riciclati.	Tracciamento della macchina consigliato	Quotezza Lunghezza/Diametro medio.	Intervallo di prestazioni (kg/h)	Energia specifica (kWh/kg)
Frazioni di pet flacon (fisse, lavate)	Motore ad un unico scambiatore + distributore di forza, o due fasi di aspirazione per la lavorazione di materiali alimentari	Da 30:1 a 36:1 (singolo); da 40:1 a 48:1 (strumento ad due stadi)	300 a 2000	0,13 a 0,22
Botti in HDPE, grattugi rigidi	Motore ad un unico scambiatore + distributore di forza	Da 30:1 a 34:1	300 a 1500	0,13 a 0,20
Film in PVC agroindustriale (soft, di bassa densità volumetrica)	Motore ad un unico scambiatore + cutter-compattatore	28:1 a 33:1	300 a 1500	0,15-0,25
Sacchetti tessuti in PP e rafia	Motore ad un unico scambiatore + cutter-compattatore	28:1 a 32:1	300 a 1200	0,15-0,24
flocchi rigidi PS/ABS	Burrale singole o doppie con desgasificazione	32:1 a 40:1	300 a 1200	0,16-0,26
Flocchi misti, ad alta volatilità, spessori di aggiunta di agenti riempitivi	Tornio con 2 rotori co-rotanti paralleli	40:1 a 48:1	300 a 1500	0,20 a 0,35
Flocchi e profilati di PVC rigidi	Due getti di comune raggio a doppio ebraccio, coplanari.	18:1 a 25:1 (conico)	200-800	0,18-0,30

Estrusso a singola rotella con alimentatore a forza per floccoli rigidi

L'estrusso a un solo fusso con un caricatore a forza è il motore principale per i flake rigidi e scorrevoli come i flake di bottiglie di PET e il riciclo HDPE. La sua forza consiste nella semplicità, nel basso costo di capitale, nella facilità di manutenzione e nella energia specifica che può arrivare a 0,13 kWh/kg. Il caricatore a forza – spesso un crammer o un auger di alimentazione laterale – spinge il flake nella gola del barattolo a una velocità controllata, in modo che il fusso non si trovi mai senza piombo, cosa importante perché i flake rigidi possono intrecciarsi e sorgere in una cisterna a gravi.

Geometria e redditività

Le geometrie tipiche utilizzano un cilindro con un rapporto L/D compreso tra 30:1 e 36:1 e i diametri dei macchinari che vanno da Φ90 a Φ200. Una linea a una sola valvola Φ120 consente di produrre 400-700 kg/h di PET, mentre una Φ200 può raggiungere 1500-2000 kg/h. La capacità di trasporto si scala in linea con il secondo potenziale del diametro della valvola e con la velocità di rotazione, ma il fattore limitante per i flocchi è solitamente l'omogeneità della fusione e la pressione esercitata dalla filtrazione piuttosto che solo la capacità di trasporto.

Il rapporto di compressione e il controllo del taglio

Le floccole richiedono un rapporto di compressione medio, a volte intorno a 3:1 a 4:1, in modo che il letto solido si schiacci e si sciolga senza sovraesercitare il fratturamento. Poiché il PET è sensibile al fratturamento, il settore di dosaggio deve essere progettato per un'energia specifica bassa e una tempo di residenza breve. Il cilindro è zonalizzato per la fornitura, la compressione, il scioglimento, la miscelazione e il dosaggio, con uno o due vani a vuoto posizionati dopo la zona di scioglimento, dove il prodotto sciolto è abbastanza sottile da consentire l'evacuazione del gas.

Dove viene meno

Una linea a singolo scrocco ha un'ottima capacità dispersiva di miscelazione. Non è in grado di disassemblare la contaminazione agglomerata o di uniformare MFR molto varibili come un metallo a doppio scrocco. Per il film, la fibra o materiali di bassa densità parasimmetrica, deve essere installata una testa tagliatrice-compattatrice. Per il rPET di tipo alimentare, solitamente è necessario un cristallizzatore in gdanza, un secchio e una seconda fase di aspirazione per proteggere la viscosità intrinseca. A confronto con concorrenti come EREMA o Starlinger, le linee a singolo scrocco di parecchie fabbriche cinesi come Polyretec, offrono un certo grado di automatizzazione a un costo sostanzialmente inferiore, mantenendo gli stessi parametri di funzionamento del processo.

Livello di costo

Il costo di capitale e di funzionamento per una linea a fuso singolo con lamelle rigide è basso o medio. E' la scelta giusta quando il materiale d'ingresso è pulito, di unica qualità, rigido e già inspecto, e quando il target è la produzione di granuli commerciali piuttosto che di rPET di alta qualità.

Estrusso a singola rotella con tagliatore-compattatore per film e materiali morbidi

L'espulsore a singola scrofa abbinato a un taglia-modulatore è la risposta standard per delle scaglie morbide, facciumiose e a bassa densità di massa: film LDPE agricolo, film post-consumo, sacche tessute in PP, rafia e fibra non tessuta. Da solo, un espulsore a singola scrofa non riesce a trattenere tale materiale perché la scaglia flotta a una densità di 30 a 80 kg/m3, intrappola aria e presenta collegamenti. Il taglia-modulatore elimina questo problema prima della tuba.

Come funziona il tagliatrice-calcistra

Il compattore è una camera a lame rotanti che taglia e riscalda a calore friccionale le fette mentre un lato caldo scarica direttamente nell'apertura dell'asta dell'estrusore. Il calore friccionale prezza il materiale a circa 70-95°C, che risolve l'umidità superficiale e, più importante, accarezza la palla rendendo la densità in massa superiore di 3 a 8 volte. La massa densificata e pre-riscaldata alimenta continuamente e senza punti di blocco l'asta mono-testo. Questo pre-riscaldamento riduce anche la carico termico all'asta, riducendo l'energia specifica rispetto all'alimentazione di filmi freddi.

Compatibilità del tipo del materiale

Le linee di taglio-compattamento gestiscono da 300 a 1500 kg/h in base al diametro dello scredo e al spessore della pellicola. La pellicola agricola sottile in LDPE con alta carica di inchiostro richiede il compattatore nell'estremo superiore del range di precalore e un forte disallagamento per rimuovere gli idrocarburi volatili dalla stampa e gli agenti di sollevamento del silicone. Le sacche tessute in PP, essendo più rigide, alimentano bene, ma possono contenere sabbia e riempimenti che accelerano l'usura dello spindle e del rotore, quindi è consigliato l'utilizzo di strati abrasivi resistenti.

Limitazioni

Il macchinario cuscinetto-concassore aumenta i costi e la complessità rispetto a un semplice hopper e lo spingimento aggressivo può surriscaldare il materiale sensibile al calore se non controllato. Non è ideale per i fanghi di PET rigidi, che vengono meglio alimentati da un alimentatore forzato, e non consente l'intenso mescolamento o la degassificazione in molte fasi di un doppio chiavone. Per il film stampato, il residuale odore dopo la granulazione signalizza che la capacità di degassificazione è insufficiente e che dovrebbe essere considerata una configurazione a due chiavoni o a due stadi.

Livello di costo

Il costo capitale è medio. I costi di gestione restano favorevoli perché il preazione riduce l' energia necessaria, ma lo scambio dei coltelli e la manutenzione del compressore sono elementi ricorren�.

Esxtrattore parallelo co-rotante a doppio scrocco per la detossicazione intensa e il compounding

L'extrudore a coppia di scanalure, previo co-rotazione, è scelto quando il flake richiede un miscelatore di forte dispersione, un efficace scolo del gas e, contemporaneamente, una combinazione con riempitivi, compatibilizzanti o pigmenti. Due scanalure co-rotanti, intermesse in un tamburo chiuso, garantiscono elevati valori di flanghe, una perfetta pulizia autonoma e la possibilità di posizionare vari punti di scarico del vuoto lungo la lunghezza.

Geometria e capacità di degassaggio

Queste linee hanno una lunghezza maggiore con un rapporto L/D compreso tra 40:1 e 48:1, che lascia spazio a zone di alimentazione, scioglimento, miscelazione multiple e scarico, e una zona di dosaggio. Il vuoto viene aspirato in due o più fasi, solitamente fino a minus 0,08 o minus 0,095 MPa, che elimina l’umidità, l’aria e i volatili in modo molto più completo rispetto a un unico scarico ad una sola stireria. Nel caso di flake altamente umido o di inchiostro, questo dissanguaggio in più fasi è ciò che elimina gli odori e prevenire le bolle e i pellet con bocchetto vuoto.

Design modulare degli aspetti.

Il carter è costruito da elementi intercambiabili – conveying, kneading e reverse – in modo che il profilo di taglio e di permanenza sia calibrato sul guscio. I trasportatori laterali possono iniezione di agenti di riempimento, fibre di vetro o additivi liquidi a metà del carter, quindi lo stesso extruder per pelletizzazione può produrre anche composti. Per questo motivo la fabbrica di Wanplas a Kerke costruisce linee con due carter rotanti: il modello modulare consente sia la pelletizzazione per il riciclo che la produzione di masterbatches o di composti di ingegneria su un'unica macchina.

Quando sceglierlo

Scegli un approccio a asportazione con due fili d'acciaio quando il flake è mischiato o contaminato, quando i volatili sono elevati, quando è necessario aggiungere un filler o un compatibilizzante, o quando le specifiche del prodotto richiedono una uniformità soddisfacente del MFR e del colore. Questo è anche l'approccio per un processo di PET senza residui di umidità, in cui l'asportazione a fondo bassa e il vuoto sostituiscono il pre-siccaggio, a condizione che la delta IV sia mantenuta al di sotto dello 0,03. Il trade-off consiste in un maggiore investimento, un controllo più complesso e un'erosione più rapida degli elementi dei fili d'acciaio in flake abrasivi.

Livello di costo

Il costo di capitale e di manutenzione è alto a molto alto. Il ritorno sull'investimento deriva dalla valenza del prodotto: i granuli composti, deodorizzati e uniformi consentono di ottenere un prezzo migliore rispetto ai granuli di regranulazione.

Getto a comune raggio a doppio ebraccio coplanare, vie alternanti e sistemi tandem a due stadi.

Due altre linee meritano una particolare attenzione perché coprono materiali e livelli di qualità a cui le linee monofanale e co-rotanti a doppio falco non si prestano bene: la linea a doppio falco parallela rotante in senso inverso per PVC e materiali rigidi sensibili al calore, e il sistema tandem a due stadi per la richiesta del PET di alta qualità e la rielaborazione dei granuli.

Getto a comune raggio a doppio ebraccio e via alternante per PVC.

I granuli e i profili in PVC non possono mai passare attraverso una sola spirale a grandissimo sforzo di taglio, perché il PVC si degrada e libera HCl a temperature superiori a circa 200 gradi C. La conica a due spirali e la parallela a due spirali rotanti utilizzano un punto d'incontro simile a una calandra che trasporta e fonde il PVC delicatamente a bassissimo sforzo di taglio e in tempi di permanenza brevi. Il rapporto L/D è breve, tipicamente tra 18:1 e 25:1 per i design a cono, e consentono la natura sensibile al calore e facilmente decomponibile del PVC. Il rendimento è moderato, di circa 200 a 800 kg/h, e il costo è medio-alto. La rilevazione anche di piccole frazioni di PVC in un flusso di PET è pertanto fondamentale, perché un impasto di PET contenente PVC giallisce e corrosione il cilindro della singola spirale.

Sistemi a due fasi tandem (madre e bambino)

I tandem a due stadi isolano la fusione a elevato sforzo da quella a bassa, con un sistema di degassaggio intensivo. Il primo escludore (a volte un semplice tornio o il primo escludore gemello) effettua la fusione e una prima fase di miscelazione; il materiale fondente viene trasferito ad un secondo escludore che opera a bassa stiratura e con una retrazione vakuum lunga. Questa divisione consente di separare le fasi principali della procedura: la fusione a livello di stiratura elevata, da una parte, e la riempitura a stiratura bassa e un'ampia retrazione vakuum, dall'altra. Questa divisione è ideale per il PET in cui i livelli elevati di stiratura e di ossigeno contribuiscono alla degradazione dell'IV, e per tutti i materiali in granelli, ove gli odori e gli elementi volatili devono essere portati a livelli davvero bassi.

Strade dedicati al PET.

Per il rPET di grado alimentare esistono due strade provate. La prima consiste in cristallizzazione e asciugatura seguita da un'esclusiva con due fasi di aspirazione: il flake viene cristallizzato per renderlo meno stabile e asciugato uguale o inferiore al 0,3% di umidità, e successivamente estratto attraverso una prima fase di plastificazione e una seconda fase di aspirazione a dettaglio che protegge la viscosità intrinseca. La seconda opera con un elettrico-spina scorrevole asciutto che ammette un maggiore livello di umidità superficiale e mantiene inoltre la delta IV inferiore a 0,03. Quando l'IV finale è ancora inferiore allo spec., la policondensazione di stato solido (SSP) in seguito aumenta l'IV fino al target desiderato. La scelta tra le strade dipende dalla purezza del flake, dai costi energetici e dall'IV finale richiesta.

Livello di costo

Le linee a due fasi e dedicate al PET sono di fascia alta a premium e sono giustificate quando il pellet deve rispettare le norme relative al contatto con gli alimenti, come la FDA 21 CFR 177.1630 o l'opinione dell'EFSA, o quando la certificazione GRS e l'IV coerente sono requisiti contrattuali.

Sub-sistemi principali: degasificatori, filtri di fuso, pompe di fuso e metodi di pelletizzazione

Qualunque sia il percorso della macchina, quattro sottosistemi decifrano se i pellet sono commercializzabili: degassaggio, filtrazione del fondu, stabilizzazione della pressione del fondu e il metodo di pelletizzazione. Se questi sono errati, si consuma l'investimento nell'estrusore stesso.

Desgasificazione.

Il degasificare elimina l'umidità, l'aria intrappolata e gli idrocarburi. Un unico fanusollecante è sufficiente per le polveri pulite, secche e a basso odore. Una ventilazione a più fasi è necessaria per il film, i materiali stampati e il PET a contatto con i cibi. La fonte di aspirazione è importante: una pompa a anello idraulico è meno costosa e può sopportare vapori e polvere, ma raggiunge solo vazi a stato atmosfere moderato; il compressore Roots (quasi sempre supportato da una pompa a anello idraulico) riesce a estrarre l'aria più profonda, fino a un vazio di -0,08 fino a -0,095 MPa, il che è richiesto per l'assenza di VOC residui e per la protezione del PET IV. I VOC residui dopo la granulazione devono essere verificati attraverso una panella di odorizzazione o test analitici, e non possono essere presunti.

Filters per la massa in fusione e cambiatori di oggetti

Il filtro della fusione, chiamato anche "apparato per la sostituzione dello strato", rimuove la contaminazione solida – metalli, carboni di carta, gel, particelle che non si sono fondute – dalla fusione prima della matrice. I dispositivi per la sostituzione dello strato di tipo piatta utilizzano reti di fili piatte e vi sono versioni manuali, idrauliche o a quattordici strati con quattro strati di filtro che posizionano uno strato libero in posizione. I filtri a banda continua e i dispositivi automatizzati a strato mobile scambiano il filtro senza fermare la linea, mantenendo la pressura stabilizzata. I filtri a strati con tubo ondulato perforati a laser e quadrati hanno fori precisi e uniformi di 80 a 300 micrometri, corrispondenti a circa 60 a 180 mesh, e si respingono meglio del filtro reticolato. La restrizione di pressione attraverso il filtro aumenta con la finura e la contaminazione e solitamente varia da 8 a 20 MPa; l'area del filtro e la frequenza di sostituzione devono essere dimensionate in base alla quantità di contaminazione, in modo che la linea non venga interrotta ogni poche ore. Una maggiore finezza protegge l'aspetto dei granuli ma aumenta i costi energetici e del filtro.

Tabella 3 — Opzioni di filtrazione del melt in base alla precisione, all'automazione, al livello di contaminazione e ai relativi costi

Struttura della linea di filtrazione	Tipica precisione	Livello di automatizzazione	Livello di contaminazione adatto	Livello relativo di capitale
Sfogliare manualmente il sacco	150 a 300 micrometri (60-100 mesh)	Manuale, fermi di linea	Basso	Basso
Schermo doppio idraulico a due colonne e quattro panni di schiaffo	100 a 250 micrometri (70 a 150 mesh)	Idraulica, cambio rapido	Basso a medio	Mediano
Continuo trasportatore a banda / piattaforma automatica	80 a 250 micrometri (60 a 170 mesh)	Completamente automatici, senza fermo	Medio-alto.	Alto
Schermo a getti laser/curve da 80 a 150 micrometri, disponibile in due fasi	80 a 300 micrometri (60 a 180 mesh)	Automatico con cambio continuo	Alti, predisposti al formazione di geli	Alta qualità a qualità molto alta

Pompa di fusione per la stabilizzazione della pressione

Una pompa ad olio (gear pump) installata tra l' estrusore e la matrice isola la matrice dalle oscillazioni dell'angolo. Mantiene la pressione della matrice stabile circa di plus o meno 0,2 MPa, il che ristagna dimensioni e forma delle polveri e aumenta della produzione del 5 al 15%, perché l' estrusore può funzionare ad una velocità dell' angolo più elevata senza fluttuazioni di pressione. Per le polveri di film e fibra in cui è fondamentale l' uniformità delle filiere o dei lati della matrice, la pompa ad olio si ripaga in guadagno e qualità; tuttavia, comporta costi e un componente riscaldato e sigillato che è necessario manutenere, quindi è specificata solitamente sulle linee di livello medio e alto.

Metodi di granulazione confrontati

Il metodo della pelletizzazione decide la forma del granello, la carica di raffreddamento e la dose di lavoro. La pelletizzazione a strisciolina guida le striscioline estrusse attraverso un bagno di acqua, le asciuga all'aria e le taglia su un estrusso; è semplice e economica ma richiede un'area di lavoro e un'attenzione costante, e si presta male alle striscioline di PET idroscopiche che assorbono l'acqua. La pelletizzazione a anello d'acqua taglia la melata contro un disco rotante sulla faccia della matrice, formando un anello d'acqua; si adatta a film e a materiali morbidi, corre con un throughput medio-alto e richiede acqua moderata. La pelletizzazione sott'acqua taglia all'interno di un apparecchio riempito d'acqua, ottenendo granuli sfere uniformi e prive di polvere al throughput più elevato; è la scelta per il PET e i materiali ad alta resistenza alla fusione e per quelli di qualità alimentare, dove la pulizia dei granuli è importante, a costi di apparecchiature premium. La taglio a caldo sulla faccia della matrice a soffione aria (a raffreddamento aereo) si usa per alcuni PE/PP dove il contatto con l'acqua è indesiderabile.

Tabella 3: Errori nella selezione del ventilatore, sintomi e correzioni

Metodo di granulazione	Forma del pellet	Capacità di trattamento	Utilizzo dell'acqua:	Rimarcare che	Materiale di migliori caratteristiche
000 e	Cilindrico, lunghezza variabile	Basso a medio	Mediano (bagno + asciutto)	Più basso	Fracci rigidi PE, PP
Pelletizzazione con anello d'acqua	Vicino alla sfere, di piccole dimensioni.	Medio-alto.	Mediano	Mediano	Film in LDPE, PP, floccole morbide
Pelletizzazione subacquea	Sferico, uniforme	Alto	Alto (chiudei circolare)	Alto	PET, materiali con elevata resistenza al fondo del formato.
Taglio a caldo della faccia della matrice (raggranellato a aria)	Irregolare rotondo	Mediano	Nessuno	Mediano	PE, PP evitate l'acqua

Dopo il tagliatore, i granuli passano attraverso uno schermo vibrante per la classificazione per dimensione, una fase di rimozione del polvero, il trasporto pneumatico in un silo e il mescolamento o l'homogenizzazione nel silo prima dell'imballaggio. L'homogenizzazione nel silo definisce la stabilità della MFR e la riduzione della variabilità di colore tra diverse lotti.

Finestre dei parametri del processo per materiale

Ogni polimero presenta una finestra di temperatura in cui la fusione è stabile e il pellet pulito. Impiegarci al di sotto della finestra comporta una bassa efficienza di fusione e polvere non fusa, mentre impiegarci al di sopra della finestra degrada il polimero, rende il pellet giallo e, nel caso di PET, riduce la viscosità intrinseca. I valori riportati in seguito sono le gamme di temperatura indicate dalla fucina; la temperatura della fusione locale può differire di più di qualche grado.

Indice dei contenuti

Materiale	Finestra della temperatura del mattone e del fusione (gradi C)	Guida per la velocità dell’appendice	Pressione di fusione/diele.
PET in forma di falda	265 a 285	Medio, evitare cicli di lavaggio troppo aggressivi	Protezione IV; aspirazione a bassissima pressione
HDPE (Polietilene ad Alta Densità).	190 a 230	Medio-alto.	8 a 18 MPa al filtro
Film LDPE	170 a 210 °C	Mediano	Minore pressione, evita il deterioramento
PP (tessuto, rigido)	200-240	Medio-alto.	10 a 18 MPa al filtro
PS/ABS	200-230	Mediano	Evitabile tramite controlli settimanali delle bobine riscaldanti

La velocità della scia determina la torsione e il tempo di permanenza; per il PET sensibile alla torsione, questa deve rimanere moderata, mentre per il PE e il PP può aumentarsi per aumentare la produzione. La pressione del fundente sul filtro e sulla mozzetta deve essere monitorata in tempo reale, perché una trend rialzista indica che il filtro è carico o che la mozzetta sta restringendosi. La stabilità della pressione della mozzetta, soprattutto in caso di pompa a fundente, è il miglior parametro per monitorare la qualità costante delle polveri.

Deficit e contromesure;

Anche un extrudere ben selezionato genera difetti quando la pasta di epellets upstream o la finestra di processo si staranno scivolando. Il seguente tabellino è il mappa di risoluzione di problemi del campo utilizzata dai tecnici di servizio di Polyretec. Ogni difetto punta a un'ora precisa e a una soluzione concreta.

Tabella 4: Confronto della configurazione della capacità

Defect.	Probabile causa	Contromisura
Scintille nere e carbonizzazione	Zone morte, lunga permanenza, pulizia arretrata	Ridurre la durata della permanenza, impostare il ciclo di pulizia, ridurre la temperatura del tail del barile, asciugare regolarmente.
Bomboni / grumi vuoti	Umidità fuori dello standard a un livello più elevato.	Migliorare il secchio, aggiungere la fase a vuoto, allungare il vuoto a meno 0,09 MPa, verificare la guarnizione della pompa
Dimensione ineguale delle polveri	Spiraglia, usura delle lame, irregolarità della velocità	Adattare la spaziatura taglio/die, affilare o sostituire i dischi, adattare la velocità del taglio al throughput, aggiungere la pompa per la fusione
Strie/linia scura di colore	Mistura scadente, alimentazione non omogenea, contaminazione	3. Usare l'esplosore a due rotori o incorporare l'elemento di miscelazione, omogeneizzare nel silo ed evidenziare il colore in ampiezza.
Cambiamento della MFI tra le diverse produzioni	Qualità della matericoconclusa inesatta, alimentazione sparsa	Alimentatore a perdita gravimetrica, banda a striscioline stretta, verifica conformemente alla norma ASTM D1238/ISO 1133
Usura della vite e del tamburo	Ceneri elevate, sabbia, additivi, metalli in granuli	Separazione dei metalli upstream, liner resistente agli abrasivi, riduzione della quantità di addensante, mantenimento della lucidatura
Odore nei pellet finiti	Volatili residui, inchiostro, olio	Aggiungere una fase di degassificazione, aumentare il vuoto, utilizzare una schiacciatella a due giri, migliorare il lavaggio.
Granello IV di PET / granello frammentato	Umidità + accoppiamento + ossigeno	Asciutto al di sotto dello 0,3 per cento, vuoto a due stadi, copertura inerte, mantenere il delta IV al di sotto dello 0,03

Contabilizzazione del consumo energetico e del throughput

Il dimensionamento della linea è infine un calcolo di energia e produzione. La potenza del motore installato non è la stessa dell'energia consumata; la carico reale dipende dalla velocità dell' arruglio, dalla viscosità del materiale fondente e dalla necessità di degassing, e il fattore di potenza del impianto (molto spesso 0,8-0,9 per una linea d'estrusione con motori misti) determina la potenza apparente che il sistema deve fornire. L'energia specifica - kWh per kg di pellet di buona qualità - è il valore che deve apparire in qualsiasi confronto fra le varie possibilità.

Energia specifica per via

Le linee di flocchi induriti a singolo tamburo sono le più efficienti con un consumo di energia di 0,13 a 0,22 kWh/kg. Le linee di film con cutter-compactor si attestano tra 0,15 e 0,25 kWh/kg perché il pre-riscaldamento annulla parte della carico della vena. I sistemi a doppio tamburo e a due fasi con degassaggio profondo e miscelazione si attestano tra 0,20 e 0,35 kWh/kg. L'aggiunta di una pompa della fusione solitamente riduce il consumo energetico per unità di peso a un determinato output, consentendo una maggiore velocità del tamburo con una pressione stabile, e aumenta la produttività eliminando le polveri di plastificazione.

Contabilità del throughput e dei turni

La capacità nominale di throughput presuppone una classifica continua e la pulizia delle scaglie. La produzione reale per turno equivale alla produzione nominale per volta dell’utilizzo dell’equipaggio (di solito 0,85 a 0,92) per il rapporto di buona produzione (di solito 0,95 a 0,99). Una linea di 1000 kg/h a utilizzazione 0,88 e rapporto di buona produzione 0,97 produce circa 839 kg/h di pellet vendibile, o circa 20 tonnellate per 24 ore. Il rapporto di buona produzione è dove la finezza del filtro di fusione e la qualità della sfiammazione ravvisano il loro costo: un filtro più leggero risparmia energia ma aumenta le scorie alla sorteggio di colore successivo.

Verifica della qualità e norme

Ogni lot deve essere testato per il flusso di fusione (ASTM D1238 o ISO 1133), per la densità (ASTM D1505 mediante colonna di gradiente di densità), per la classe di contaminazione (EN 15347) e, per le materie in contatto con gli alimenti, per i relativi criteri di migrazione e purezza (FDA 21 CFR 177.1630, EFSA). Il processo di riciclo e lo scambio di materiale sono regolati da ISO 15270, e la fabbrica deve mantenere un sistema di qualità conforme a ISO 9001. Le pretese in merito al contenuto di reso sono documentate attraverso la certificazione GRS. Queste aree di riferimento sono la lingua utilizzata dai buyer e dalle aziende, e devono essere riportate sulla scheda di specificazione del pellet.

Domande Frequenti

Conclusione

Scegliere il giustoescaldatore per la pelletizzazioneperscaglie di plastica riciclatainiziare con i coltelli, non la macchina. Caratterizza l'umidità, la densità apparente, lo spessore dei coltelli, il livello di impurità e la velocità di flusso del fondente in primo luogo; questi numeri decidono la strada da seguire. I coltelli rigidi e puliti di PET e HDPE si prestano meglio a un estrattore a un solo asola con alimentatore a forza a 0,13-0,22 kWh/kg. Le pellicole morbide e a densità apparente bassa richiedono un tagliatore-compressore. Le diverse strade a elevata volatilità o con aggiunta di riempitivo necessitano di un paio di asole a rotazione reciproca con degassaggio a più stadi, mentre il PVC richiede un paio di asole conun cono o rotazione reciproca e il PET esigente per un binomio a due stadi o un paio di asole senza pasta per mantenere la delta IV inferiore a 0,03.

All'interno di ogni rotazione, i sottosistemi determinano la qualità del pezzettino: assicurano la degassificazione dei volatili, scelgono la finezza del filtro di fusione e l'abilità di automazione per la riduzione di contaminanti, aggiungono una pompa di fusione quando si richiedono la stabilità della pressione e la produttività, e selezionano il metodo di granulazione – alla corda, a anello d'acqua o sotto l'acqua – in base al materiale e al grado. Verificate ogni lotto secondo le norme ISO 1133, ASTM D1238, ASTM D1505, EN 15347 e le norme di contatto alimentare, se applicabili. Polyretec, una delle fabbriche di Wanplas, progetta e fornisce queste linee di granulazione con un know-how tecnologico originario dell'Austria e supporta l'integrazione con i sistemi di altrofermentazione a doppia scatoletta di Wanplas, in modo che lo stesso pezzettino possa passare dal lavaggio alla granulazione fino al prodotto altamente valorizzato, tutto sotto un sistema di qualità unico. Per ricevere un'analisi specifica del pezzettino e una proposta di linea granulare, condividete un campione rappresentativo e la capacità di produzione target insieme al team di ingegneri di Polyretec.