リサイクルボトルフレイク用の食品グレードのPET粒状化ラインを構築する

回収されたボトルのフレークのための食品等級のPETペレット化ラインは、生産物が人体の健康を損なうことなく直接食品と接触する必要があるため、プラスチックリサイクルにおける最も厳しい構成です。オーストリアの技術は、脱毒を溶融処理から切り離すという方式によって、この用途におけるグローバル参照点となりました。ツインスクリーブ放気型押出機にすべての除染作業を依頼する代わりに、オーストリアのコンセプトでは、バッチ式真空脱毒反応槽が低シェアシングルスクリーブ押出機の前に設置され、さらに細かい溶融処理を行い、固有粘度をオンラインで監視し、超分子量を再建するために固体状態のポリカンドンスションを施します。その結果、ボトルごとまたはシートごとの食品梱包に使用できる回収PETペレット、しばしばrPETと呼ばれる製品が得られます。

本稿では、このようなラインが工程ごとに、消費後のPETボトルのファーから食品グレードのペレットの均質な袋に至るまで、オーストリア的プロセスを工夫し、従来の二軸スクリュー暗号化+固体相終凝化タワー方式と比較し、温度、圧力、停留時間、および主要な制御ポイントを紹介するとともに、食品グレードと非食品グレード材料を区別する品質要件をリストアップし、EU 2022/1616、EU 10/2011、EFSA、16303. FDA のコンプライアンス要件4. FDA の承認:、および中国GB 4806.7を中心にしたコンプライアンス体制を文書化します。また、生産能力とエネルギーデータ、トラブルシューティングテーブル、および相対的なコスト構造を紹介します。この相対的なレベルでは、絶対的な数値は示されません。

あなたが新しいリサイクル工場の設置を計画している場合でも、既存の洗浄ラインの改修を実行している場合でも、食品接触に関する何らかの異議がないことの文書の作成を予定している場合でも、以下の情報は、規制当局やブランド所有者が期待するプロセスの論理をまとめています。Polyretecは、Austrian社の工場Wanplasが、オーストリアのプロセスノウハウと中国での大量生産によってこれらのシステムを構築しており、本章で説明する技術原則は、以後説明される500から3000 kg/hの容量範囲に適用されます。

オーストリアテクノロジーの食品グレードPEt路線とは何か

再生PETでの「オーストリアの技術」とは、中央ヨーロッパでボトルからボトルへのリサイクルのために開発された工程哲学を指します。その特徴的な考え方は、ポリマーが溶かされる前に、主に真空下で固体段階で汚染物質を除去することです。これにより、ポリマーは熱および機械的劣化から保護されるようになり、除去ステップには長時間のコントロールされた滞在時間が与えられます。この哲学に基づいて構築された食品グレードのPETペレット化ラインでは、5つの要素がシステムとして機能します。

最初のステップは、真空型反応器の予処理であり、このバッチ容器内には、浄化されて乾燥されたフレークが低い絶対圧（通常1から3mbar）、200～215℃で30～90分間保持される。この過程によって、溶剤、油、臭気成分などの揮発性の汚染物質はフレークから蒸散し、真空で除去される。この過程は、規制当局が申し立てテストの際に測定する汚染物質の取り除き精度において最も重要なステップであり、ノーオブジェクション（現認不問）の取得に欠かせない。

次に、低摩擦単軸押出機があります。炉での処理で、フレイクはすでに除染されていますので、押出機では溶かすだけで、均質化しスレッドまたはペレットを形成するだけです。軸と径の長い比（30–36）で、分子鎖を断ち切ることを最小限に抑えるとともに、固定特性維持を保ちます。これは、二軸スクリュー暗号化押出機が必要にしてしまう分離と溶解を両立しなければならないため、より高い摩擦力と変化しやすい停留時間をもたらすことに対照します。

第三の要素は、溶融物のしっかりと濾過するものです。40～80マイクロメートルの開口径のレーザー加工スクリーンを、連続的なバックフラッシュ式自動清浄フィルターに搭載することで、溶融物が金型に達する前にゲル、炭化物、固体の汚染物質を除去できます。このフィルターは、差圧によって制御されるため、生産を停止せずに自動的にスクリーンを清浄できます。2. 第三の要素は、取り扱いと保管です。空気通路または高所のサイロを利用する工場では、橋欠けに対処できるペレットの形状を選択する必要があります。水中カットされた球形のペレットは、ここに最適です。手動での袋詰め作業を行う工場では、より幅広いサイズの範囲を許容することが可能です。また、消費量も重要です。非常に大容量のラインでは、品質を安定させるために、ウオータージャッカルと厳密に制御された直径を標準化することが多いです。

第四の要素は、オンラインの内在粘度および溶融粘度の監視です。食品グレードのrPETはその分子量によって存続するか消滅するため、このラインはキャピラリレオロジーまたはダイでの溶融圧力推定により、常時溶融粘度を測定します。いずれかの変化が見られると、アラームが発生してプロセス調整が行われ、下流の固体多り体化と最終顧客を保護します。

第五の要素は固体多結合反応、またはSSPです。ペレット化後に、ペレットを窒素または真空下で200～215度の温度で6～14時間保持します。これにより、固有粘度が約0.70～0.80から0.85dl/gに回復し、最終的な汚染除去の安全マージンが確保されます。これら5つの段階を組み合わせたルートは、適切に記録されると堅牢で監査可能で、食品安全当局によって承認されています。

オーストリアルルート対従来のツインカー換気プラス SSP ルート

世界のほとんどのフードグレードのrPETラインは、2つのアーキテクチャのどちらかに従っています。前述のオーストリア型のルートでは、消毒が専用の真空炉に前倒しで行われ、優しく動作する単一スクリュー押出機が使用されます。従来の方式では、脱毒は溶融中にコロナーションタイプの回転式ツインスクリュー押出機で行われ、その後、ピルトを連続的な固体ポリコンデンサ塔に送られます。どちらの方法でもフードグレードの品質を実現できますが、運転範囲、感度、および資本構成が異なります。

双スクリュー式の排気路では、脱毒、溶融、脱揮発、排出を一つの装置に組み込んでいます。その強みは小さな設置面積と単一の連続溶融工程です。弱点は、供給物の安定性、および押し出し中の真空排気性能に大きく左右される脱毒作用であり、この操作では滞留時間が短く、摩擦係数が大きくなります。一方、単一スクリュー型の低摩擦押し出し機は摩擦係数が低く、固有粘着性を保つことはできますが、単独では脱毒ができないため、オーストリア方式ではまた別の反応器を組み合わせる必要があります。

以下の表は、プラントオーナーが配置を選択する際に重視すべき実用的な違いをまとめています。比較はブランド名ではなく、工学的な用語で表現されています。オーストリアのコンセプトの価値はプロセスの論理にあるため、特定のメーカーに依存するものではありません。

寸法	オーストリアル線: 反応器と低擾動型シングルスクリュー	従来の方法：ツインスクリュー換気とSSP塔
主要な汚染除去の段階	バッチ真空反応器、1～3 mbar、200～215℃、30～90分	ツインスクリュー換気押出機デボルタライゼーションゾーン、短滞留時間
エキストラーダのタイプおよびシェア	低押出量の単一スクリュー、L/D 30～36、IV への優しさ	共同回転のツインスクリュー、より高いせん断、より高い分散混合
85 dl/g。±0.02 dl/g 以内の変化。	そして IV は押出部に保持され、SSP で再構築される	ヴェントングゾーンで IV が低下し SSP で再構築される場合がある
供給材の変動に対する感度	低減し、反応器による長期間の制御可能な緩衝機能を得ます。	高い、常時供給と真空により排気を簡単にできます
バッチと連続加工	反応器はバッチ式で、押出機とSSPは連続式です。	それぞれ押出機とSSP塔が連続しています。
設置面積	反応炉とバッファーシロを備えているため幅が広い。	溶融部では小さくなります。
チェックテストの透明性	モデル化するための非常に明確な単一の汚染除去手順	エキストラクターと塔に分散された脱ガス
相対的な資本コスト	高から非常に高に	高から非常に高に

どちらの経路も絶対に優れているわけではありません。オーストリアの原子炉経路は監査の明確性とIVの安定性において優れており、それがボトル間の資料で好まれる理由です。ツインスクリューベンティング経路はコンパクトさと連続的な流れで優れています。うまく設計された食品級PET製粒ラインは、供給品の品質、ターゲット市場、および利用可能な床面積に基づいて選択する必要があります。実際には、多くの工場では両方の要素を組み合わせて使用しています。

バレから食品等級のペレットに至る完全なプロセスチェーン

リサイクルボトルフレーク用に構築されるフードグレードのPETペレット化ラインには16のリンクされたステージがあり、最初の8ステージはフレークの浄化と準備、続いて2ステージは結晶化と真空除染、3ステージ目は溶融、フィルタリング、モニタリング、次の2ステージ目はペレット化と固体状態のポリコンデンス、最後のステージは均一化と包装です。以下の表は各ステージの基本パラメータを示しており、エンジニアは操作の範囲を一目で確認できます。

一段上がった 。	ステージ	主なパラメータ	主要制御点
1	バレ開けと前処理	手動プラスNIR、金属検出、エーディー流体	バレレベルでのPET、PVC、金属を除去する
2	湿式クラッシング	ナイフギャップ 0.2～0.5 mm、スクリーン 10～14 mm	はさみサイズの均一性、低い文が細粒
3	高温苛性薬品洗浄	NaOH 1～3％、80～90℃、10～20分配合	のり、油、PVCラベルを除去する
4	摩擦洗浄および高速ラベル取り除き	高いチップスピード、逆流洗浄	ラベルと表面残留物の除去
5	浮かせ落とす分離	PETは1.38 g/cm3で沈み、PE/PPは0.90〜0.96で浮上し、99%以上	ポリオレフィン分離効率
6	洗浄および脱水遠心分離機	水分 1～3%	残りの苛性酸、水の残留
7	ホットエア乾燥	150 から 170℃	1.0 % 以下のモイスチャー;金属 50 ppm 以下
8	餌の色の分別	設備増強	着色の斑点、金属、PVCを取り除く。
9	結晶化	170 〜 185 ℃、攪拌床、結晶性 >40%	凝結を防ぎ、無定形から結晶への変化を引き起こす
10	Vacuum decontamination reactor	1～3mbar、200～215度、30～90分	基本的な食品等級消毒ステップ
11	低押出量の単一スクリュー押出	L/D 30〜36、溶融265〜285度セレシウス、真空排出	IV の安定性、劣化のないこと
12	メルトフィルトレーション	レーザスクリーン 40～80μm、バックフラッシュ、dP制御	黒点、ゲル除去
13	オンラインIVおよび溶融粘度監視	キャピラリリホロジーまたは融解圧力法	連続的な IV 検証
14	水中でのペレタイジングと脱水	水リングまたは水中カット、遠心乾燥、スクリーン	ペレットの形状が整っており、凝結や凝集がありません
15	固体多結合	200～215°C、N2または真空、6～14時間、IV	最終的なIV処理と残渣除去
16	均質化、金属分離、包装	混合庫、金属探知機、自動バッグ封入装置	ロットの均一性とトレーサビリティ。

残りのセクションでは、各段階のクラスターについて詳細に説明します。浄化段階では、炉と押出機に汚染物質が付着しているかどうかを判定し、炉・結晶化段階では食料の安全性を確認し、押出し・ろ過段階では、人工糸の純度を把握し、人工糸化・固体条分段階では、最終仕様を決定します。

清掃および事前処理の段階

掃除セクションは、ほとんどの食品グレードの障害が判断される場所です。除染炉は接着剤やペーパーやPVCラベルを除去することができないため、これらを上流で取り除く必要があります。オーストリアのルートでは高品質の洗浄したフレーク料を想定しており、次の8つの掃除段階がそれを提供するための最小限のものです。

バレ開封・事前ソート

消費型PETは圧縮された束状に到着します。バールブレーカーはパックをゆるめ、移動ベルトがボトルを運び、手動で選別することで接着剤、多層ポーチ、明らかな汚染物などの完全な非PET系物質やパーツを取り除きます。その後、自動選別機がPETのポリマー型を見積もし、吸収スペクトルによって非PET系を排除します。金属探知機と渦電流分離装置は鉄系、非鉄系、ステンレス鋼系を取り除きます。ここでの事前選別は、後続機器の損傷を防ぎ、PETと密接な密度を持つPVCをうまく分離し、遅延する前に無効化します。

湿式粉砕

ボトルは湿っていた状態で破砕され、カットチャンバーに水が注がれます。湿潤の破砕操作は、粉塵を抑制し、ナイフを冷却し、ラベルの堅さを低下させます。ナイフの隙間は0.2～0.5 mmの範囲で設定され、排出スクリーンサイズは10～14 mmであり、出力は粉塵と豆粒の混合物ではなく、比較的均質な小粒状成分になります。ナイフの隙間を厳密に管理することは、品質改善の絶対的な要因となります。隙間が広すぎると粒が大きくなり、洗浄が困難になり、水処理負荷が増え、収率が低下します。

熱い薬剤洗浄液

フラクションは、1-3%濃度の水酸化ナトリウムを含む80-90℃の熱アルカリ浴槽に10-20分間浸します。このステップで、ラベルとボトルを結合している接着剤が分解され、油や食品残渣が分解され、PVCシュリンクスリーブが取り外されます。温度と濃度はバランスがとられます。あまり弱いとラベルが残存するが、あまり強すぎるとPET表面が腐食し、アセチルアセチルトが増え、「L星」色度が低下します。洗浄液は継続的にフィルタリングされ、混濁剤が補充されて濃度が目標帯に保たれます。

摩擦洗浄と高速ラベル除去

苛性染料浸漬後、摩擦式洗浄装置では高速回転翼と逆流の洗浄水を使用して、各チップを機械的に研洗します。取り外されたラベル、細かい紙繊維、表面の汚れが排出されます。ここには、頑固なスリーブ材料を剥がすために高速の垂直なラベル除去部品を装着できます。排出の清澄度を測定するときは、排水水の濁りを利用します。この値は、分離前のチップがどれだけ清潔かを示す良い代用項目になります。

沈浮分離

PETの緻密度は約1.38 g/cm3であり、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンは0.90から0.96 g/cm3で浮上します。水を満たしたタンクでは、PETは沈み、ポリオレフィンは表面に浮上し、スクィーマーで除去されます。調整された沈下・浮上段では、99％以上の分離効率を達成できます。これは、ポリオレフィン汚染量が10 ppmを超える場合、フィルムが曇ることで再生したペレットの強度が低下するため重要なことです。密度分離は安価で信頼性の高い方法で、ほとんどの浮遊物を除去できます。

洗浄・脱水型遠心分離機

浸株の浮穀を新たな水で洗浄して残留酸化物を取り除き、脱水回転発酵盤で放出します。目標は表面の水分を1~3%まで低下させることです。この時点での残留アルカリは、結晶器の大気を中和し、色の変化をもたらすため、洗浄水の電気導電率をコントロール変数として管理します。脱水回転発酵盤では、以前の段階で逃げ出した最後の微小固体も除去されます。

熱空気乾燥

熱風乾燥機は、1～3％の表面レベルにある水分を、結晶化器に入る前に片面に含まれる50 ppm以下に下げます。空気温度は150～170度です。50 ppm以下の乾燥が重要なのは、反応器内の水がPET鎖を加水分解し、固有粘度を低下させるからです。湿度分布グラフは、課題検査記録の一部です。

ちぎったものの色分類

最後のクリーニングゲートは光学機構です。NIR確認機能を備えたCCDカラーサーティファイヤーが高速で各片をスキャンし、不適合のカラーの片、残った金属、不完全なPVCを排除します。カラーサーティファイングはL星値の向上と黄変の抑制をもたらします。このため、食品グレードのrPETはL星78を超え、b星4点以下になることができます。上流の段階と組み合わせると、バキュームリクタングルに使用するのに十分な精度でカラーの調整が行えます。

結晶化および真空脱臭装置

アモルファス PET しずかはおよそ 70 ~ 80 ℃で軟化し、くっ付き、減毒に必要な温度よりもはるかに低い。したがって、高温度の処理の前に結晶化する必要がある。結晶化は、ヒートされた、ゆっくりと攪拌されたベッドで 170 ~ 185 ℃で行われ、フラックスを動きさせ、凝集しないようにする。結晶率が 40％ を超えるにつれて、物質の軟化点が上がり、機器を閉塞させることなくリアクタの温度に耐えることができる。

アウトローの食品級コンセプトの核となるものが真空脱原料装置です。清潔で乾燥した結晶化フレークがバッチ容器に充填され、容器は1~3mbarの絶対圧へ真空にされ、温度を200~215℃に調節し、停留時間を30~90分とします。これらの条件下で、揮発性の各種汚染物質はポリマー内部から表面へ拡散し、真空流れによって除去されます。フレークは固体であるため、摩擦がほとんどなく、酸化合成も甚だ少ないので、固有粘度は維持されながら汚染物質が排出されます。

この炉の工程は規制当局によるハードル検定に用いられる。ドキュメントで特定の汚染削減率が主張されている場合、モデル化されたプロセス条件は実際の炉に適合する必要があります。そのため、プラントでは各バッチの圧力、温度、滞留時間を記録します。EFSAやFDAからの「懸念なし」の書面は、この汚染素を除去する工程がハードル検定で裏付けられ、汚染素が安全なレベルに削減されているという確認を意味します。オペレータはこの炉をバリデートされる単位として扱い、圧力や温度が異常になれば、停止して問題を調査する手順に移ります。

低研削による単一スクリュ型押出および溶融過濾

反応器の後、フィリングは汚染を除去され、それでも固形物としては残っている。エクストラーダの仕事は、融解し、上下方向に優しく混合し、クリーンな溶融体を形成することだけである。バレル長と径の比が30～36である低ひずみ片寿付き単一スクリュエクストラーダを使用し、溶融温度は265～285℃に調整される。最後に水分や揮発性物質を除去するために真空排気装置が搭載されている。滑らかなスクリーン形状によって、高い摩擦により生じる鎖間分解を防ぎ、溶融ステップにおいて内在的な粘度が安定します。

溶融ろ過装置はエクストラーダとダイの間に設置されています。40〜80μmの開きのあるレーザー穿孔スクリーンが、連続的なバックフラッシュ自動清掃タイプのフィルターに収納されています。スクリーンの圧力差が増すと、わずかな溶融物がスクリーン経由で逆方向に移動し、捕獲した固形物が廃棄コレクターに吹き出されるため、ラインを停止する必要もなく、ダイを保護し、ペレットの品質を安定させ、黒い点を3kg当たり以下に抑えることができます。フィルターはライン上で最もメンテナンスが必要なアイテムのひとつであり、バックフラッシュ間隔はフィードフラークの実際の清浄度を示す直接的な指標となります。

オンラインイニスリッドビジビリティおよび溶融粘度監視は反復的な監視を可能にします。キャピラリレオメーターまたは溶融圧推定法により粘度が継続的に測定され、イニスリッドビジビリティに変換されます。SSPのステップでIVが後になって上昇するため、押出装置の目標値はヘッドルームを残すように設定されます。このモニターは単に溶融物が適切な範囲内であることおよび熱の発生でポリマーが劣化していないことを保証します。このモニターからのデータストリームはログされ、各ロットの食品安全記録の一部となります。

海中ペレット化および固体状態ポリコンデンス

フィルタされた溶融物はダイスを通過し、ペレットにカットされます。水中または水リングペレタイジングシステムでは、ストランドは回転するナイフによってダイス面でカットされ、ペレットは水中で急冷し、遠心乾燥機によって分離され、振動スクリーンで分類されます。カットはきれいである必要があります：ナイフとダイスの間の隙間や水の温度が適切でないと、ペレットが連なったり、大きな塊になったりします。ペレットのサイズの均一性は、SSPステップで重要です。なぜなら、均一な粒が厚みを均一にすることができるからです。

ソリッド状態の多結合は、分子量の最終的な構築段階です。ペレットは、窒素空気圧を含んだ状態または真空状態で、200～215℃で6～14時間保たれます。ソリッド状態では、ポリマーを延伸させるために、末端分子が反応し、内在粘度が約0.70から0.80～0.85ｄｌ／ｇに上昇します。SSPは、高温と酸素を含まないまたは真空の状態で残留性蒸気が排気されるため、最終的な汚染除去能力を高めます。滞留時間と状態は正確に制御され、材料が均一化部署に移動する前に、出口IV値が測定されます。この結果、仕入れ粉は0.68～0.76ｄｌ／ｇといった中程度の内在粘度から出ても、ボトルグレードのペレットを供給できるようになります。

ホモゲニゼーション、金属分離、包装

リーザーのバッチおよびSSPロットは均一性を持つ最終製品を生成するため、均一（ホモゲニゼーション）シロになり、全製品量にわたって内部粘度、色、汚染度が統一されます。流れるペレットをスキャニングする金属分離装置は、摩耗などで混入した鉄系または非鉄系の断片を見つけ出し、スケジュールに従って自動バッグングまたは大きなバックの段取り所で製品をロットコードで包装します。追跡可能性は食品グレードの条件であり、各袋はバルのソース、リーザーのバッチ、およびSSPロットまでを譲渡可能です。これがISO22000およびHACCPの規律があると、プラントフロアでは明らかになります。

供給フレークと出力ペレットに関する主要な品質仕様

食品グレードのペレットと単なるリサイクルペレットの違いは厳格な仕様によって定義されています。下の表は、購入者または規制当局が求める通常の目標を示しており、入力された清らかなフレイクと出力されたペレットを比較しています。これらの数値は商業用食品グレードのrPETを表しており、必ず特定の資料と申請書に従って確認する必要があります。

パラメーター	飼料ボトルの粒子	出力ペレット	注意事項
固有ビュア圧力緩和	0.68 ～ 0.76 dl/g	0.76 ～ 0.85 dL/g	SSPによって上げる。
押圧前のモイスチャー	50 ppm 以下	最終0.2%以下	IV の保護
アセトアルデヒド (AA)	プロセスにより最小限にする。	0.5％未満以下が望ましい	ボトルグレードの要件
カラーLスタル	ソート機能で制御する	78以上	輝度
色b星（黄味）	ソート機能で制御する	4 未満	黄変度が低い
ブラックスピック	フィルタリングで取り除く	3 g/kg 以下（0.1 ～	ゲルと炭素制御
PVC含有量	50 ppm 以下	50 ppm 以下	重要な汚染物質
ポリオレフィン含有率	10 ppm 未満	10 ppm 未満	憵上昇
接着剤の含有量	30 ppm 以下	30 ppm 以下	潤滑油洗浄液から
金属含有量	5 ppm未満	5 ppm未満	分離から
結晶温度	245～255℃	245～255℃	DSCによって測定された値
結晶性（DSC）	DSCによって報告	DSCによって報告	一貫性のチェック

これらの制限は決して不適当なものではありません。1 ppm以下のアセトアルデヒドは、消費者が品質面で不満を抱くばかりでなく、排気煙対策にも消費者が要求する専用ペレットとして適しています。黒点やPVCの制限は、フィルムの透明度と加工の安定性を保障します。カラー指標はレーザー光干渉法による品質評価が可能なランダム色を求め、必要ないせば、重いマスターバッチ補正を施すことも可能にします。食品用PETペレット製造ラインは、これらすべての指標を満たすよう工夫されています。2. この系統ではL/D比が40:1から48:1と長く走り、フィード、溶融、複数混合、換気ゾーン、そして計量ゾーンが確保されています。二つ以上の段階で真空が抜かれ、通常はマイナス0.08からマイナス0.095MPaまで失われるもので、水分、空気、揮発性成分をはるかに完全に除去することができます。水分やインク含有量が高いフライヤーの場合、この多段脱気は、臭気をなくし、氣泡や中空のペレットを防ぎます。

食品グレード適合性枠組み

食品等級のリサイクルPETは規制対象の材料であり、サービスする各市場で適正ドキュメントを作成できる必要がある。この枠組みはヨーロッパ、米国、中国をカバーしており、プラント全体にわたる管理基準で補強されている。食品等級のリサイクルPET材料とは、厳しい食品安全検査に合格して、有害な化学物質の残留物がゼロで、微生物指標が適格であり、物理・化学的特性が安定している、高温多湿環境でも毒性や有害物質の析出がない材料を指す。これらの材料は、食品接触の安全性規制に完全に適合し、食品包装容器の二次生産に安全に使用でき、通常のリサイクル材料よりもはるかに高い経済効果をもたらす。

欧州連合: EU 2022/1616, EU 10/2011, およびEFSA

ヨーロッパ連合では、食品接触用にされたリサイクル塑材は、時代遅れのEC 282/2008を代わりに採用したEU 2022/1616という規則によって統制されており、リサイクル塑材素材と製品に関する規則を定めています。基本的な食品接触用リサイクル塑材の枠組みはEU 10/2011で定められており、許容される物質の肯定リストと移行量限度が定義されています。EFSA（欧州食品安全庁）は、リサイクリングプロセスを挑戦テストによって評価し、どのような汚染物質をどのくらいの効率で除去する必要があるかを検討してから科学的意見を公表します。成功した意見を受け取った国の当局は認可を与え、良好に運営されているオーストリア経由ラインは、そのリアクターコンディションがEFSAのモデルに合わっているように作られています。

米国: 16303. FDA のコンプライアンス要件4. FDA の承認: と異論がない書簡

米国では、食品接触用のPETは16303. FDA のコンプライアンス要件4. FDA の承認:で規制されており、ポリエチレンテレフタalatの繰り返し使用が許可されています。再生PETの場合、Food and Drug Administrationは汚染物質を検索済みレベルまで除去する化学物質提出書を受理した後、異議なしの信頼を与えます。食品用プラスチックの化学基準ガイドラインでは、再生プロセスで検索済みレベルまで汚染物質を除去することを示す方法を記載しています。オーストリア式の炉路は、この方法に自然に合致し、バッチ脱汚処理ステップを簡単に特定、検証できます。

中国: GB 4806.7 と GB/T 40006.1

中国では、食品接触用のプラスチック材料と製品はGB 4806.7によって規定され、食品と接触するプラスチック材料と製品の安全性要件が定められています。再生プラスチック、再生PETを含むとされたGB/T 40006.1は、再生ポリエチレンテレフタラートに関する国民規格シリーズで、用語の定義、分類、および再生ポリエチレンテレフタラートに関する要件を規定します。中国に輸出している、または現地で事業を展開しているラインは、これらの規格に基づく手順書を作成する必要があります。

管理基準: ISO 22000、HACCP、BRCGS

物質規定を超えて、食品グレードの工場では、食品安全管理システムを採用しています。ISO 22000 や HACCP は、試料試験室の圧力・温度記録を管理された食品安全システムに変えるハザード分析や重要管理点の規則を提供します。包装材料に関する BRCGS は、ブランド所有者が rPET の供給者から求める認定事項となっています。追跡可能性、ロット管理、記録に残された逸脱の取り扱いなどは、これらの標準による工場内での実践です。

以下の基準は本文中にプレーンテキストとして保持されています。これはクリック可能なリソースではなく、参照ポイントです。これらは、食品グレードのPETペレーティングラインが達成すべきコンプライアンスのバックボーンを構成しています。

市場	基本標準	どのようなものをカバーするのか	ラインの役割。
欧州連合	EU 2022/1616とEU 10/2011	再生プラスチックに対する許可と食品接触の制限	EFSA の課題検査条件を提供する
米国	16303. FDA のコンプライアンス要件4. FDA の承認:	ペットフードへの接触とリサイクルされたPETのNOL経路	FDAの薬品資料のサポート。
中国	GB 4806.7 と GB/T 40006.1	食品接触用プラスチックの安全性とリサイクルPETの仕様	国家レベルのリサイクルPET要件を満たします
グローバル経営	ISO 22000とHACCP	食品安全管理システム	CCP と トラッキング性を文書化します。
ブランドの受容性	BRCGS 包装	包装材料の認定	合格基準

代わり物に関する試験方針

食品適格データセットの科学的基礎は代用物質試験です。実際の食品汚染物質は実に多様ですから、規制当局は最悪の場合の汚染物質を網羅する代用物質を使用します。きれいにしたフレークにこれらの代用物質を加え、リサイクリングプロセスを実施し、ペレット中の残留濃度を測定します。プロセスが受け入れられるためには、除去効率が必要基準を超えている必要があります。

代表的な代替物質群には、トルエン、クロロベンゼン、フェニルシクロヘキサン、ベンゾフェノン、メチルスリザラチル、および銅塩など、六種類の物質が含まれます。トルエンとクロロベンセンは揮発性で低分子の汚染物質を表し、フェニルシクロヘキサンは除去が困難な非揮発性の非極性物質です。ベンゾフェノンとメチルスリザラチルは中程度の極性を持つ化合物であり、銅塩は無機分で非揮発の汚染物質です。スパイクされたフレキスは、しばしば40度程度で14日間保管することにより条件付けられており、これらの代替物質がポリマー中に移動して、瓶内で経過時間を経た実世界の汚染を模倣します。

以下の表では、代表的な代用物質、浸漬条件、および一般的な必要な除去効率が示されています。これらの値は、基準の挑戦テスト設計を参考にしています。お客様がどのようなEFSAまたはFDAのプロトコルを用いているかに照らし合わせて、それらの値を確認する必要があります。

代わり物	クラスの名称	浸漬条件	必要な天井高
トルエン	不穏定かつ非極性の電圧	40度、14日間	99％以上
クロロベン ゼン	揮発性、塩化物	40度、14日間	99％以上
フェニルシクロヘキサン	不揮発性、無極性	40度、14日間	99％以上
ベンゾフェノン	中間極性	40度、14日間	99％以上
メチルサリチレート	中間極性、エステル	40度、14日間	99％以上
銅塩	無機の不揮発性成分	40度、14日間	90％以上

オーストリアの原子炉のルートがドッシエについて好まれる理由は、一つのよく特定された真空ステップで大部分の除去作業が行われるため、課題試験の数理モデルが明確かつ妥当である点にあります。40度、14日間の浸漬により、代用物質がフレーク内に均一に分散し、処理後の残留量を安全性計算で用いる安全基準よりも厳しい値と照らし合わせます。

生産能力とエネルギー消費量

食品等級のPETペレーティングラインは、いくつかの生産量階層で提供されています。最も一般的なものは、入力となるびんフレークの生産量が500、1000、1500、2000、3000 kg/hです。より大型のラインでは、エネルギーと労働力における規模の経済性が生まれます。一方で、小型のラインは地域の収集者や試験生産に適しています。以下の表では、各階層ごとに代表的な設置電力と比熱量を示しています。これらの数値は一般的なものであり、最終的な設備リストに照らして確認することが必要です。

容量階層 (kg/h)	典型的な設置電力 (kW)	具体的なエネルギー（kWh/kg）	再使用率
500	約380～450	0.40～0.45	90パーセント以上
1000	約620～720	0.34～0.40	90パーセント以上
1500	約880～1000	0.32 から	90パーセント以上
2000	約 1150 から 1300 文	0.30 ～ 0.35	90パーセント以上
3000	1600 ～ 1850 回転/分11. 210 kW の約	0.28 ～	90パーセント以上

水は主要な運用上の問題です。閉ループ水処理システムでは、洗浄および漂白水を収集し、浮遊物および苛性を除去し、その90%以上をラインに戻し、流失を補う微量の補充水しか必要ない状況になっています。排出分は、通常中和、凝集、生物処理、およびろ過を組み合わせた手法で、化学酸素要求量（COD）および浮遊物（SS）を処理して施設外に排出されます。本稿では、粉砕ハールの粉塵管理ではなく、食品グレードなペレット製造プロセスに焦点を当てているため、ここで説明するのは、ラインが環境的に完全に自立していることを示すために必要な水処理システムの概要だけになります。

エネルギーは、結晶化機、真空リアクターヒーター、エキストラーダドライブ、およびSSPオーブンによって支配されます。0.28～0.45 kWh/kgの特有エネルギーによって、オーストリア流プロセスは優れた汚染物の除去とIV制御とのトレードオフで中～高エネルギー処理プロセスの範囲内に位置しています。プラントでは、SSP冷却回路とドライヤー排気から熱を回収し、実質的な数値を改善することができます。2. エネルギーは、ファンまたは水ポンプ、および水システムの場合であればドライヤーによって支配されます。インバーター制御のIE3モーター、適切にサイズされたドライブ、および清潔なフィルターによって、トンあたりのエネルギーは低～中帯になります。Polyretecの実施には、関連装置線の72時間の連続運転試験によって、出荷前に安定したエネルギー性能が確認されます。

一般的な故障トラブルシューティング ガイド

よく設計されたラインでも漂移する。以下の表では、最も一般的な食品等級の欠陥と、それらが起因する可能性の高い根本原因、およびオペレーターがとるべき是正策をマッピングしています。これらはエンジニアリング上の診断ですから、変更を行う前には、設備マニュアルと検証済みのプロセスウィンドウとを照合する必要があります。

症状	おそらく根本原因	正当な対策
IV 液が速く減ってしまう。	50 ppm 以上、またはバレル内の過熱状態	ドライヤー、低温メルトを確認し、SSP気氛下の正当性を検証します。
黄色のペレット	残存苛性化合物、反応器の滞留時間が長い、熱処理の条件	材料回収率を 90% から 98% に改善し、追加コストなしで収益を 8% 増やす
黒い斑点が限度を超えています	フィルター金網のあまりにも粗い場合、またはバックフラッシュが失敗している場合	40 ～ 80 マイクロメートルに締め、バックフラッシュを検査し、フィードを確認する。
アセトアルデヒドが過高	押出加工や SSP で過剰な熱処理	溶融温度を低下させ、SSPを短縮し、冷却を確認します。
結晶化した材料が凝結する	冷却槽の動きが不十分で、温度が過剰に上昇する	スターリングスピードを上げ、設定値を下げ、滞留時間を確認する。
フィルターが頻繁に詰まる	卑劣な供給フレイク、ゲル形成	予洗および色分別を強化し、バックフラッシュ率を上げる
ネットはダイで引き延ばされます。	ナイフ間隙、水温、溶融粘度の変化	ナイフを調整し、冷却水を加え、IVモニターを再確認します。
水中のペレットが凝集する	澱の脱水が不十分で、スクリーンウィンドウが見えなくなります。	サービスセンタラを使用し、スクリーンをきれいにして水の流れを確認します。

これらの不具合の背後にあるパターンは、原材料の品質です。清潔で乾燥した、十分に分別されたフレークはほとんどの場合エクストラクションやフィルターの問題を引き起こしません。炉や結晶化装置が故障するのは、上流の洗浄ラインが汚染物質を浄化できなかったためです。オーストリアのルートでは、洗浄ラインと粒子成形ラインを二つの独立した機械ではなく、一体化したシステムとして扱っています。

相対的なコスト構造

買主はしばしば予算を尋ねますが、絶対的な数値はサイト、電気料金、運賃、作業範囲によって異なります。そのため、本文では費用を相対的なレベルで表現しています。使用されているレベルは「低」、「中」、「高」、「非常に高」、および「プレミアム」です。これらのレベルは、ラインセクション間の比較を目的としていますが、引き合い金として使用されるものではありません。

運用コスト要素	相対的レベル	コメント。
バレ開けと前処理	中型	手動プラスNIR分別
洗浄および分離	高大型	石灰溶液、水処理、遠心分離機
結晶化装置および真空反応器	高から非常に高に	核となる食品等級の投資
低押出量の単一スクリュー押出機	高	専用で、極めて小さなバルブ
レーザ溶融フィルタ	高	自動清掃小型スクリーン
オンラインIVモニター	高大型	キャピラリリホロジーまたは圧力方法
固体多結合	非常に高い	長炉、窒素または真空装置
準拠文書	中・高級品。対象によってはプレミアム品。	課題テストとファイルのサポート
総ライン、トムキー	Premium	食品グレードの認定は高い価格を求める

比較してみると、真空反応器と固体多縀反応炉は資本面でのコストが最も高額な工程段階であり、承認書類作成は最も知識を必要とするものです。洗浄ラインについては、最も費用がかからないものとはいえ、最終段階において、きれいなフレークが供給されるかどうかは、優れた食品グレードの製品が実際に得られるかどうかに最も大きく影響します。

なぜ Wanplas には Polyretec があるのか

Polyretec は、2010 年に設立された、プラスチックリサイクル装置に特化した Wanplas の工場です。2017 にブランドを設立しました。その技術アプローチは、オーストリアのプロセスノウハウと中国の製造規模を融合させ、食品等級の PET ペレーティングラインを実現可能なコストで提供します。同社の洗浄ラインは、500 kg/h から 6000 kg/h までの範囲にわたり、そのペレーティングシステムは、洗浄されたフレーク出力と直接統合するよう構築されています。

Wanplasブランドの一環として、Polyretecは専門工場のネットワークを活用しています。rPETの下流処理では、WanplasのKerke工場がマスターバッチや機能添加剤をリサイクルしたペレットに混入できるツインスクリュー混合押出機を供給します。rPETをパッケージに変換する場合は、WanplasのYuDa工場がペットボトルブロー成形機を、Aibim工場が射出ブロー成形機を製造します。これにより、お客様は一連のグループから抜群のボトルからボトルまたはシートからシートへのソリューションを得られるので、共通のエンジニアリング技術とサービス提供体制を備えたものとなります。

Polyretec の表明された使命「廃棄物を宝物に変える」は、PET を閉ループに保つという食品級リサイクルの目標と一致しています。多くの国でプロジェクト経験があり、インストラクションと操業開始のためのエンジニアの支援があるため、工場は EU 2022/1616、FDA および GB 4806.7 の要件を満たす工場のためのパートナーとしてではなく、単なる機器販売者として位置付けられています。

よく寄せられる質問

オーストリア技術の食品グレードのPETペレタイジングラインは通常のリサイクリング押出ラインとはどのような点で異なっていますか？

オーストリアの方法では、抽出前の汚染物質除去にはバッチ式真空脱毒炉が使われ、その後、低摩擦の一軸抽出、細かい溶融液フィル トレーション、オンラインIVモニター、固体状態の多縷共気化が行われる。標準的なラインでは、抽出前に二軸抽出とSSP塔による脱毒が行われ、これにより投入物変動および摩擦による劣化の影響に対する感度が高くなる。2. オーストリアのPETリサイクリングの学校は、厳格な引換制度を持つ国内市場から成長した。賃金が高く、水とエネルギーが高価であったため、三つの設計慣習が誕生し、現在は業界の正規化となっている。まず、

接触食品承認のために、真空除去洗浄炉がコアステップであるのはなぜですか？

1～3mbarの絶対圧力と200～215℃で30～90分間、可溶性の汚染物質がポリマーから蒸発し、真空中で除去されます。このバッチリアクターステップは、課題試験を測定するプロセス段階であり、EFSAやFDAなどの規制当局からの異議なしの書類を支えるものです。

食品等級のrPETペレット用にラインはどのような内的粘度を達成できますか。

ユースプルストラコースの片粒は通常、0.68〜0.76 dL/gの内在的粘度を有します。押出および固体反応位相変化後に、出力したコーンは0.76〜0.85 dL/gに達し、SSP段では6〜14時間の滞在時間でIVが約0.70〜0.80から0.85 dL/gに上がります。

食品グレードのリサイクルペットフレークとペレットの汚染限界はどの程度厳しいものでいますか？

典型的な食品等級の目標は、清浄なフレーク中にPVCが50ppm以下、ポリオレフィンが10ppm以下、接着剤が30ppm以下、金属が5ppm以下であること、また、完成したペレットではアセトアルデヒドが1ppm以下、黒点が3kg当たりで3点以下、黄色度bが4未満であることです。11. 一般的な淡水消費量

このラインで生産される食品等級の再生PETに適用される規制はどれですか?

設備は、EU 2022/1616およびEU 10/2011による欧州、16303. FDA のコンプライアンス要件4. FDA の承認:と無対抗の状況 (NOL) を通じた米国、そして中国でのGB 4806.7に加えGB/T 40006.1、IS0 22000、HACCP、BRCGSの包装基準を支援しています。

どのような容量レベルが利用可能で、標準的なエネルギー使用量はどれくらいですか?

標準段階では、500ｋｇ/h、1000ｋｇ/h、1500ｋｇ/h、2000ｋｇ/h、3000ｋｇ/hで運転します。具体的なエネルギー消費量は通常、1ｋｇペレットあたり0.28〜0.45ｋWhとあり、閉ループ水処理で処理水の90%以上をラインに戻します。

粉砕で溶融物はどのようにろ過されますか?

40～80マイクロメートルの開口があるレーザー打抜きスクリーンを連続的なバックフラッシュ自己清浄溶融フィルターに使用します。スクリーンの両側の差圧をモニタリングし、自動的にバックフラッシュサイクルをトリガーします。これにより、ダイを保護し、ペレットの品質を安定化します。

ラインは他のWanplas工場と統合することができますか？

はい。Wanplasの工場であるPolyretecは、洗浄とペレーティングシステムを供給しており、WanplasのKerke工場では以下の改造に利用できるツインスクリューホーニングエクストルーダーを、またWanplasのYuDaおよびAibim工場は、rPETペレットを消費するブロー成形機を提供しています。

材料フレークが十分に清浄でない場合。

PVC、接着剤、ポリオレフィンが洗浄ラインを通過すると、溶融フィルターやペレットに集中し、黒点数と色の低下を引き起こします。 この反応器では固体の汚染物質を除去することはできないため、通常は反応器の問題としてではなく、フィルターの詰まり、黄色味、汚染限界の失敗といった原因で、フィード品質の問題が発生します。

食品グレードのポリエステルへの固体炭化は常に必要ですか?

ほとんどのボトルグレードの用途では、有ります。SSPでは、洗浄と押出しの熱変化の後に内在粘度を回復し、最終的な汚染除去余裕も加えています。薄壁や繊維のような一部の用途では低い内在粘度も許容されますが、食品接触を余儀なくするボトルからボトルの用途では、0.80～0.85 dl/gに到達するためには、必ずSSPステップが必要となります。

ラインは、食品安全監査のためのトレーサビリティをどのように管理するのですか？

すべての袋には、SSP ロット、原子炉バッチ、およびソースのバレから追跡できるロット番号が付けられています。原子炉の圧力、温度、および滞留時間がバッチごとに記録され、偏差が検出された場合には保持手順が実行され、ISO 22000、HACCP、および BRCGS の監査要件に対応します。

結論

リサイクルボトルフラクスのための食品グレードのPETペレット製造ラインは、各機械によってより定義されることなく、そのプロセスチェーンの規律によって定義されるものです。オーストリアの技術的な考え方は、承認済みの真空反応器に前段階で汚染放出を行い、分子量を低刺り・一軸螺線形ろう付のオリエンテッドエキスパンダで保護し、純度をレーザー溶融濾過とオンラインIVモニタリングによって保証し、ボトルグレードの内在粘度段階に達するために固体状態のポリコンデンスを行うことでその評判を獲得しています。バールからバッグに至る16ヵ所の段階は、偶発性を一切許さないものです：各段階には温度、圧力、滞留時間および制御ポイントがあり、それらの適合証明書はそれを裏付けることができます。

食品接触を目標とする工場では、EU 2022/1616、16303. FDA のコンプライアンス要件4. FDA の承認:、GB 4806.7のもとでボトルからボトル、シートからシートの市場にアクセスできるため、代用挑戦試験と管理システムが整っていれば、食品グレード材料取得可能です。コストは高くなりますが、リアルで、プレミアム・エンドからの相対的なスケールで、炉、SSP炉および文書などへと集中し、しかし洗浄ラインは品質の真の管理者にあたります。

Wanplasの工場であるPolyretecは、オーストリアの製造工程ロジックと中国の製造スケールを組み合わせ、Wanplasネットワーク内のKerke、YuDa、Aibimとつながって完全なリサイクルペットループを構築します。食品グレードのPETペレット化ラインを指定する場合は、最初に反応器と洗浄ラインを設置しましょう。それ以下のすべての部分の設計は、これら二つが正しいだろうに依存しています。