オーストリアの技術プラスチックリサイクリングラインは、四つの技術的コミットメントを基にした機械的リサイクリング工場です。このコミットメントは、熱ショックを回避する優しい素材処理、摂取しない水循環系統、粒子状で揮発性両方の汚染物質を除去する溶融処理、規制検査に耐えることが証明された汚染解除効果です。これらのコミットメントは、1980〜1990年代にオーストリアの機械メーカーが集結して確立したものであり、その技術が現在、世界中の高価値の後消費リサイクリングの参考スタンダードとなっています。フィードストックがベージュ系PETボトル、農業用ストレッチフィルム、工業用大バッグ、集り捨てからの混合硬質HDPEなどでは異なりますが、その工程の流れは基本的に同じで、働き時間、洗浄温度、スクリーンのあけ口、真空強度の細部が違います。
本ガイドでは、プラントの規模決定に必要となる工程パラメーターを、段階的に説明していきます。以下に挙げる「シャリヤーのトルクとスクリーンサイズ」「フレクション・ワッシャの滞留時間」「沈上と浮上の密度状態」「ホット洗浄用のカーストィック濃度」「遠心機の残存水分量」「溶解フィルタの孔径」「脱気真空レベル」および「ペレタイザの切断形状」について説明します。また、リサイクル投資が商業的に成功するかどうかを決める二つの問題点、すなわち、ラインの稼働コストと出力の食品接触用、自動車用、および繊維用の優良な市場に売却できるかどうかについても、説明します。本記事は、プラスティックリサイクリング装置に特化したWanplas工場であるPolyretecの構成経験に基いて書かれています。
2026年の持続可能な廃棄物管理はもはや企業の任意の取り組みではなくなりました。欧州連合、英国、カナダ、および増え続けるアジア市場における生産者責任制度では、リサイクルできないパッケージには直接的な金銭的影響が伴います。リサイクル可能な成分を義務付けることにより、スペシファイションに適合する再生ポリエステル（rPET）と再生ポリエチレン（rHDPE）の需要を保証されます。したがって、リサイクリングラインは、廃棄物処理資産ではなく、原料が汚れた状態で送られてくるポリマー生産資産として理解した方が適切です。
オーストリアのテクノロジーによるプラスチックリサイクルラインとは何か
2．オーストリアのプラスチックリサイクルの方法は、一部の特許技術よりも、プロセス統合の哲学によって特徴付けられています。各段階は、次の段階に必要なものを知りつつ設計され、ラインは独立して最適化された機械のチェーンではなく、一体のシステムとして調整されます。これによって、古い、より過酷なリサイクルアーキテクチャとは異なります。
プラスチケ化前に行う前処理
従来のリサイクリングエキストルーダでは、冷たく、低密度のフレークを直接ねじに送り込み、シェアによって圧縮します。オーストリアモデルでは、フレークをねじに送り込む前に、加熱された振動式カッターコンパクターと呼ばれる前処理装置を設置します。一般的な前処理装置の稼働では、物質を30～45メートル/秒の回転軸先の速度で60～90度の温度で40～120秒間維持します。フレークは、30～80キログラム/立方メートルの満載密度ではなく、およそ300～450キログラム/立方メートルの満載密度でエキストルーダに送り込まれます。これによりフィードが安定し、特定のエネルギー消費量が12～20％低下します。また、表面水分が分解してポリエステル鎖を酸化する前に除去されます。
穏やかな単一スクリュ・プラスチケーション
ポストカスタマー・フラークを洗浄する場合、オーストリアの方針では、高い混合性を要求するコロナミックス型二軸タンダーよりも、30：1～36：1の長径比と2.5：1～3.2：1の中度圧縮比を持つ単軸タンダーが適しています。理由は、原料がすでに上流で機械的にホモジニゼーションが行われているため、タンダーの役割は熱的ホモジニゼーションと圧力の生成であり、高い分散性を要求する混合作業ではなく、ということです。低い摩擦度は溶融温度の低減、鎖切れの少なさ、そして製品の最終ペレットの黄変指数の実質的低下をもたらします。混合、繊維積載、又は反応性改質が必要な場合は、タンダーは想像以外に適切です。WanplasのKerke工場は、Polyretecの洗浄システムの下流にコロナミックス型二軸タンダーのKTEシリーズを投入し、まさにこの用途に対応しています。
連続溶融ろ過
消費終了後の処理では、紙繊維、アルミ箔、木材、砂、ゴム、クロスリンクされた高分子ゲルを含んでいます。オーストリアのラインでは、手動スクリーンパックではなく、連続的に自己洗浄するフィルター（レーザー穴あけ式ロータリーディスクフィルターまたはバックフラッシュ式ピストンスクリーンチェンジャー）を標準化しています。安定した溶融圧力での非中断運転は、フィルターの marginal cost よりも価値があります。消費終了後のフィルムや厚手の製品では、絞り精さは通常 80～150 ミクロンです。
閉鎖水循環と空気循環
最近の洗浄ラインは、過程水の90〜97％を篩ドラム、溶解気体浮遊、ラメラ除濁装置、そして時には膜精製のトリートメントシリーズを経て回収します。充分に設計された工場において、新鮮な吸水元水の量は、未最適化されたラインに比べて、1トンあたり0.6〜2.5立方メートルに対して、8〜15立方メートルです。同じ論理が、空気についても当てはまります。ドライヤーの排気は熱回収され、臭いの多い空気は大気ではなく、熱交換器または触媒酸化装置へ送られます。
バールからペレットシロからの完全なプロセスチェーン
完全なリサイクリングラインでは、それぞれ特定の入力仕様と出力目標を持つ11種類の単体操作が実行されます。全体としてのチェーンを理解することで、最もよくある資本的過ちを避けることができます。高い仕様のペレタイザーを購入して、仕様が不十分な洗浄セクションを補強することは、洗浄に耐容できなかった汚染物質が融けた状態でも厳密に同じ汚染物質となるため、結局は効果が得られません。2. 塊密度(±15 kg/m³)の一貫性は貯蔵シロおよび自動供給装置にとって重要です。
ライン順序と機能
| ステージ | 機器 | 主要機能 | 主なパラメータ | エネルギー階層 |
|---|---|---|---|---|
| 1. バールオープン | バールブレーカー、デボールダー | 圧縮されたバンドをゆるめ、金網を取り除きます。 | ボール密度：最大450 kg/m3 | 低。 |
| 2. 頃取り切断 | 単軸シャッフル | 40から80mmの細かい成分に減少させる。 | 回転子：80〜130回転／分、スクリーン：50〜80ミリメートル | 中型 |
| 3. 前洗浄 | トロメル、事前洗浄スクリュー | 砂、石、サイクルマスを取り除く。 | 1トン当たり2～4m3の循環水 | 低。 |
| 4. 湿式顆粒化 | 湿式粉砕装置 | ショートパルスの技術で12〜18mmのフレークに規模づかい | スクリーン 12 ~ 20 mm、回転数 400 ~ 600 rpm | 高 |
| 5. 動摩擦洗浄 | 高切削摩擦洗浄、冷たい | 研磨、ラベルの取り出し | ローター：700〜1,000rpm、8〜20sの停止 | 中型 |
| 6. 沈降-浮遊選別 | フローティングタンクで凧車ねじが使用されている | PET、PVC、金属からポリオレフィンを分離します | 滞留時間 60~180 秒、水 | 低。 |
| 7. 熱洗浄 | 加熱凝固反応槽 | のり、油、PVAラベル、臭気体を除去する | 80～95度、10～20分 | 非常に高い |
| 8. 洗浄および脱水 | 洗浄槽、縦型遠心分離機。 | 中和をして遊木を堆積させる | 分離機: 800 回転/分~ 1,200 回転/分 | 中型 |
| 9. 熱乾燥処理 | パイプ乾燥器とサイロ | 残り水分を1パーセント以下に減らします。 | 空気 110～150度C | 高 |
| 10. 溶融フィルター | エキストラクタとレーザフィルター | 固形物およびゲルを取り除き、ペレットを切断して冷却する。 | 開口寸法：80～150 µm | 非常に高い |
| 11. ペレーティング | 水リングまたは水中カッター | 2.5mmから4mmの均一なペレットを形成する | 800 から 2,500 rpm までの切断速度 | 中型 |
以下の番号付き項目をご覧ください。高エネルギーの洗浄と溶融フィルターは、通常ラインの総電力および熱需要の55〜65％を占めます。深刻なエネルギー最適化プログラムは、より簡単に視認できるコンベヤーやポンプではなく、まずここに始めます。
細断、クランキング、および摩擦洗浄
サイズを小さくすることはすべてを決定します。あまり粗いフレークでは、洗浄セクションに埋め込まれている汚れを取り除くことができません。あまり細かすぎるフレークは、フィンロスを発生させ、脱水スクリーンを混乱させ、乾燥機の負荷を増加させます。一般的な投入プラスチックについては、堅い材料では12～18ミリメートル、フィルムでは25～40ミリメートルが実用的な目標となります。 小規模なバッチリサイクルのためのサイズ削減装置は、簡単な卓上型の破砕機から、数百キログラム/時間を処理できるコンパクトな産業機械までさまざまです。適切なサイズ削減装置は、主に処理するプラスチックの種類および量によって決まります。薄い壁材の容器やフィルムは、厚い産業部品やパイプ材と異なる破砕方法が必要です。
シングルシャフト破砕機
プレシュレーダーはトルク機であり、スピード機ではありません。ハイドロリックラムフィードに基づいて80～130回転/分のロータスピードは、熱発生せずに梱包された物質を切断する期間を与えます。プレスシュレーディングの特定エネルギー消費量は、原料の密度とスクリーンサイズによって18～40キロワット時間/トンとなります。20～40％の土が混入した農業用フィルムの場合、交換可能な耐摩耗性のカット室を備えた大型のシュレーダーが不可欠になります。Lindner およびHerbold などの競合企業は、ここでその信頼性を築いており、Polyretec は1.2379 等級の工具鋼で、ロータ刃の同等の硬められた工具を指定しています。
湿式グラニュレーション
ウェットグラニュレーションは、同時に二つの作業を実行します。発酵過程で生成される汚れを魚眼ダクトから排出するため、1.5～3立方メートル/トンの水が注入されます。また粒子サイズを最終的なペーストの寸法にまで小さくします。ノズル往復速度は400～600回転／分、刃とペーストの隙間は0.15～0.35ミリメートルです。刃およびペーストの隙間が0.5ミリメートル以上になってしまうと扱いが悪くなり、2％以上の小粒が生成してしまうため、生産性が劇的に低下します。
高速摩擦洗浄
摩擦洗浄盤は、表面汚染の大部分を除去する場所です。バレル形状の兜型ピラーが、穴あきスクリーンバスケットの中を毎分700〜1,000回転で回転し、フィンケが互いに摩擦して切れたり圧縮されます。滞留時間は8〜20秒で、テラリアの強さは高いです。後処理材料では通常、複数の摩擦洗浄盤を直列に設定して使用します。主要な設計変数は、軸方向の移動速度を制御するピラー角度と、逃げ出すデブリのサイズを制御するスクリーンの穴あけ寸法です。通常、2〜6ミリメートルの穴あけ寸法を使用します。
PETボトルのフレイクに関しては、この段階で摩擦洗浄により、大部分の紙・OPPラベル材料、接着剤の残り水、そして残渣を除去します。十分に設定された摩擦洗浄工程により、フレイクから入ってくるラベル材料の量を3～6％から0.3％以下に減らすことができます。これらの材料はまだホットウォッシュに達していません。
浮かせ落とす分離と密度に基づいた整列
沈み上げ分離は、一般的な包装用ポリマーが良く分離された密度帯を占めるという事実を利用します。また、水はポリオレフィンと他のすべての間に適切に配置されています。これは最も安価で堅牢な分別技術であり、ネア-インフラレッド（近赤外）オプティカル分離装置が用意されていても、オーストリアモデルのすべてのラインにおける中心的な技術です。
ポリマー密度参照値
| 材料 | 密度（g/cm3）。 | 水中での行動 | 分離ノート |
|---|---|---|---|
| PP (ポリプロピレン) | 0.90から0.91 | しっかり浮かびます。 | 最も急速に上昇する率で、最も簡単にスキマーできます。 |
| LDPE / LLDPE | 0.915～0.925 | 浮遊体 | フィルムは空気をとらえます。脱気パドルが必要です。 |
| HDPE（高密度ポリエチレン）。 | 0.945から0.965 | 浮かびますが、より遅くなります。 | タンクでの滞留時間が90 ~ 180 秒必要である。 |
| PS | 1.04から1.06 | 浸沒物 | PETを使用したレポートで、NIRまたは泡抽出工程が必要です。 |
| PET | 1.33～1.40 | 迅速な浸沒物 | 缶リサイクルでの対象分散率 |
| PVC(ポリビニルクロライド) | 45 | PET 排出×沈下 | 重要な汚染物質、NIRによって除去する必要がある |
| アルミニウム | 2.70 | 迅速な浸沒物 | ウェットステージの前に渦流で取り除く |
| サンドとガラス | 2.5 から | 迅速な浸沒物 | タンク底の種子ローラーで収集 |
なぜPVCが重大な汚染物質なのか
PVCとPETの密度が重なっているため、沈み浮きでそれらを分離できません。これは非常に重要なことです。PVCは180℃以上では塩化水素をリリースし始めますが、PETの処理温度は275〜290℃です。放出された酸はPET内の加水分解の分解を促進し、黄変、黒点、および測定可能なIVの低下を引き起こします。耐容範囲は厳しいものであり、PETフレイク中のPVC含量が約50ppmを超えることは通常ボトルグレードのrPETでは許可されません、そして食品グレードの基準では20ppm以下を要求することがあります。これを達成するには、フレイク流で近赤外光学的分類を行う必要があります。また、メタル検出器の周波数も必要です。
重要なタンクデザインの詳細
効果的な浮上タンクは、ただ水の箱ではありません。逆流、15回転/分のペダルスクリュー、フィルムに閉じ込められた空気が排除されるエアインジェクション脱気ゾーン、タンク床上のスラップアーガーなどの要素がすべて関与します。浮上分を90～180秒で回収する設定が理想です。小さなタンクはしばしば改装時に問題となります。ラインの処理能力は紙面上では満たされているものの、タンク過負荷時に浮遊分の純度が低下します。
ホットウォッシュ化学、除湿、および熱乾燥
温水洗浄はラインの消臭の中心部分であり、出力が食品等級な状態に達するかどうかを最も直接に決定する画面です。温度、アルカリ度、界面活性剤の化学特性、機械的攪拌、時間—これら5つの変数は、ポリマーの劣化リスクとバランスを取る必要があります。
熱洗浄の操作ウィンドウ
| パラメーター | PET びんフレーク | HDPE の硬質化 | PP/PEフィルム | 制限の理由 |
|---|---|---|---|---|
| 温度 | 80〜90度C | 75から90度Celsiuス | 80〜95℃ | PETはTg78度近くで融解し、凝集の危険があります。 |
| 酸化ナトリウム(NaOH) | 0～2.0％10. | 0.5～1.5パーセント | 1.0～2.5％ | 潰された灰のことで、PET表面をカスクにサポニファイションするなど、IV損失を招く。 |
| 界面活性剤/生物殺菌剤衝撃 | 0.2から0.5パーセント | 0.3から0.8％ | 0.4〜1.0％ | フィルム上の油の負荷が高いと、より多くの乳化が必要です |
| 滞留時間 | 10 から 15 分 | 12 ～ 20 分 | 15～25 分 | 吸収された物質の拡散限界によりの除去 |
| 鬱起 | 30～60 rpmのパドル | 30～60 rpmのパドル | 40～80 rpmのプロペラ | フィルムでは、縛りを防止するためにより多くのエネルギーが必要となります。 |
| 完成掃除 pH 7〜8、最終段階では淡水を使用 | 5 | 5 | 5 | 残留アルカリはエクストラクターの腐食と悪臭の原因になります。 |
DIFFUSION ARGUMENT (拡散論)
表面の汚れは機械的に除去されますが、規制当局が懸念する汚染物質（溶剤、殺虫剤、燃料成分、個人用ケア化学物質）は、容器の使用期間中にポリマー体積中に拡散しています。それらを除去することは、温度、時間、および表面での濃度グラディエントによって制限される拡散問題です。洗浄温度を40から80摂氏度に上げることで、PETにおける拡散係数は大きくおよそ桁位数変化します。これが、冷水洗浄のみのラインが食品レベルの除染に達することができない理由であり、ホット洗浄リクターが規制されたアプリケーションのいずれのラインにも不可欠である理由です。
機械的除水処理
800から1,200回転/分で回転する縦型水分回収セントリーフューザーは、表面水を2から5パーセントの残余水分にまで抽出します。センタリーフューザーのスクリーンスロットの幅は通常0.4から0.8ミリメートルで、スロットが狭いと微細物が保たれますが、水が過剰に処理されるのを防ぎます。センタリーフューザーのフィルタ液からの微細物の回収には適切に設計する必要があります。回転量の1から3パーセントが水処理プラントに失われる可能性があるからです。
熱乾燥と水分対策
裁断されたフィルムの材料を110～150度の熱風で送り込む長い管のままのパイプドライヤで残留水分を0.5～1％に下げる。その後に続くバッファーシロの熱風抜去により0.2～0.5％に引き下げられる。メルト段階に送るPETではなおも不足なのです。ポリエステルはメルト中に水分を酸化分解するため、エクストラーダー排気口入口の水分量0.02％がIV保存における上限となります。この場合、160～175度で露点がマイナス40度以下の温度で4～6時間の限定された結晶化装置と乾燥機段を設けなければいけません。ポリオレフィンはこれよりは寛容であり、HDPEとPPはエクストラーダーに効果的な大気及び真空排気口を設けている限り0.1％の水分を許す。
溶融フィルター、脱ガス化およびIV回復
フレイクがクリーンかつ乾燥した後、溶融段階では三つの浄化作業を行います。これらの作業は、機械的分離ではできないほど小さく、また埋め込み状態の固粒子を除去するもの、揮発性有機化合物を除去するもの、ポリエステルの場合は加工時に損失した分子量を回復するものです。
フィルタリング細目数の選択
フィルター孔径は、最終的な用途に基づいて選択され、一般的な品質理想に基づいて選択されるわけではありません。細やかであるからといって必ずしも優れているとは言えません。より細かいスクリーンは溶解圧を上昇させ、摩擦熱を増加させ、スクリーン寿命を短くし、溶解損失を引き起こします。実際のマップは簡単です。
| 終了する | フィルタリング細目数 | フィルターの種類 | 典型的な溶融損失 | コストレベル |
|---|---|---|---|---|
| ゴミ袋、配水管 | 300～500ミクロン | 手動または油圧式スクリーンウェザー | 構造成形前の | 低。 |
| 射出成形された段ボールまたはプラレット | 150～250ミクロン | バックフラッシュピストン交換装置 | 0.5～1.5パーセント | 中型 |
| ブロー成形されたボトル、堅いパッケージ | 100〜150マイクロメートル | レーザーフィルター、回転ディスク | 1～3％ | 高 |
| ブローンフィルム、薄壁製品 | 80〜120 マイクロメートル | レーザーフィルターと研磨スクリーン | 2～4％ | 高 |
| 繊維紡糸、食品グレードシート | 25～60マイクロメータ | キャンドルや円形フィルター、焼結メディア | 1％未満、一定に制御 | Premium |
脱気：有機溶媒の問題3.劣化の進行
脱気作業で、水蒸気、モノマー、オリゴマー、溶媒残余分、接着剤およびインクの分解産物、および臭いの原因となるアルデヒドおよびケトン種が除去されます。単一の大気換気口で水蒸気と軽いガスを取り除きます。本当の除染には真空が必要なのです。真空の深さと除去効率の関係は線形ではありません - 最後の桁がほとんどの有効作業を行います。
- 大気バンパーのみ:自由な水分と空気を除去します。清潔な産業用の廃棄物に適しています。
- 真空 100から300mbar大量の水分と軽量揮発物を除去します。非食品用の材料に適しています。
- 真空レベル 20 ~ 50 mbar有意の臭気削減。品質の高いRHDPEやrPPの基準です。
- 06〜0.09 MPa、1〜2段食品等級や高度な感覚等級に必要な徹底的な除去
- 融化面再生による多段真空装置：最高の効率を発揮して、それを示すための必要がある場合に使用されます。
ストリッピング効率は、絶対圧とともに溶融面再生に大きく依存します。部分配置されたスクリュー チャネルの上に真空排気口を設け、低圧縮状態の溶融物供給部品を備えることで、より広い表面エリアが露出されるため、デガス化スクリュー形状—圧縮解除ゾーンの長さ、チャネル深さ比、排気口の上流にミキシング部品が存在するかどうか—が独自の仕様項目になります。
IV（rPET用の回復）
固有粘度はPETの分子量の実用的な代替値であり、リサイクルされた樹脂がボトルに吹きこまれるか、繊維に紡糸されるか、それとも需要低下のシートにのみ使用されるかを決定します。バージンなボトルグレードのPETは、0.76〜0.84デシリトル/グラムです。消費者洗浄済みフレイクは通常0.70〜0.76に到達し、各溶融回合ではさらに0.03〜0.08を必要とします。ただし、積極的な対策が講じられればそんなことはありません。
| ステージ | 典型的なIV (dL/g) | 変更 | 制御事項 |
|---|---|---|---|
| 初心者ボトル樹脂 | 0.78から0.84 | ベースライン | 樹脂製品の仕様 |
| 吹き付け後および使用済みのボトル | 0.74 ～ 0.80 | −0.02～0.04 | プレフォーム射出の熱処理の経過 |
| 洗浄されたフレーク（遠心分離機搭載） | 0.70 から 0.76 | −0.02～0.05 | 灰化酸の表面サポナ化、加水分解 |
| 乾燥処理なしで押出し処理 | 0.58〜0.66 | −0.08～0.14 | 溶融水分解、水分が0.05パーセント以上。 |
| 適切な乾燥処理の後に押出し処理 | 0.66 ～ 0.72 | −0.03～0.05 | 滞留時間、溶融温度、真空 |
| SSP 反応器の後に | 0.76 から | 0.08～0.16のプラス。 | 反応器温度は200～215度C、操作時間は6～12時間です。 |
固体状態による多結合は既存の方法である。結晶化した丸玉や層状物質を、窒素浄化または真空下で200～215℃で6～12時間保持すると、エンドグループの結合が進んで、物質が固体状態で安定し続け、溶融相による反応で生じる熱変化を防げる。一方、液体状態による方法では、反応を数分間の安定な高真空溶融反応器で行い、時間は数時間ではなく数分になる。設備規模は小さく、熱抵抗も少なく、上流の水分や汚染物質の管理も厳しくなければならない。多機能エポキシをベースとしたチェーンエクステンダーによる増粘剤作りもある。この方法は、0.05～0.10という小さな量で手軽に増粘剤効果を得られ、モリボンダ構造をさえぎり、一般に食品に接触するものに使用できるという特徴がある。
ペレタイジング：水輪式と水中カット
ペレタイザは、ペレットの形状、バルク密度、細粉含量、残糊なし水分など、すべての特性を測定します。これらの特性により、下流のコンバーターは材料のポリマー化学構造を調べる前にそれらを評価することができます。リサイクルアプリケーションでは、3つの切断原則が優勢です。
ストランドペレタイジング
溶けた繊維を複数の穴の成形金型を通して押し出し、1.5から3メートルの水槽で冷却し、エアナイフで乾燥させ、固定槽刀に対する回転槽刀で破砕。機械的操作は簡単で、綺麗な円筒形のペレットが得られるが、繊維が破れやすく、実際には清潔な高い溶着強度の材料を1,000㎏/時間までしか製造できない。使用後のプラスチックは汚れが多く、粘度変動もあるため、繊維が破れて製造作業が中断することがある。
水リングダイフェイス切削
回転するブレードがダイの面で直接溶融物を切断し、切断室内の水のタンゲンタルリングが溶融物を冷やと運搬します。1,200〜2,500回転/分のカッター速度で、2.5〜4ミリメートルのレンズ形状のペレットが作られます。これはポリオレフィンリサイクリングの主力機器であり、粘着度の変動に耐え、まれに不純物が入り込んだ場合でも対応でき、短時間のダイ面凍結後も回復します。結果的なリサイクルされて生じるrHDPEペレットのボリューム密度は一般的に500〜570キログラム/立方メートルです。
海中ペレット化加工
ダイスプレートは温度が調整された水槽に完全に浸漬され、カッターがその内側を運びます。ペレットは完璧な球形であり、微粒物質の含有率は三つの方法の中で最も低く、この方法では、線を破いたり液漏れしたりする低粘性溶融物を熱に対する耐性が低い化合物や、ペレットの均一性が契約で指定されている製品にも対応できます。代替としては、複雑さがあります。ダイスプレートの加熱、60 ～ 85℃の水温制御、遠心乾燥機のサイジング、スタートアップシーケンシングなどはすべて、オペレーターのテクニックが必要になります。
| 基準値 | ストランド | 水リング | 水中 |
|---|---|---|---|
| 実用的な産出量上限 | 最大1,000kg/h | 3,000 kg/h まで | 5,000kg/時間以上 |
| 酒粕の形状 | シリンダ形 | レンズ型。 | 球状 (球形) |
| 精錬済粉の生成 | 中型 | 中低から中度 | 非常に低い |
| 粘度の変動の許容範囲 | 貧弱 | 適正 | 素晴らしい |
| 最適に対応する | 後工程フィルムの清掃 | rHDPE、rPP、フィルム再生材料 | rPET、食品級、化合物 |
| 必要なオペレータのスキル | 低。 | 中型 | 高 |
| 投資階層 | 低。 | 中型 | 高 |
臭い除去と感覚的品質管理
リサイクルされたポリオレフィンがブランド所有者によって却下される最も頻繁な理由はニオイです。そして、ニオイを取り除くことは最も単純な工具による修正で解決することが難しいものです。ニオイ成分は、食品残留物、パーソナルケア製品、ポリマー自体の分解、そして特にラベルのインクや接着剤から生じるアルデヒド、ケトン、カルボン酸、テルペン、硫黄化合物から成ります。
三バリアルアプローチ
どのステップでも臭いを完全に除去できるわけではありません。効果的なラインでは、三つのバリアを重ね、それぞれ異なるバリアで臭いの負荷をすべて抑制します。
| バリアー | 機械的 | 運用条件 | 臭いの除去 |
|---|---|---|---|
| カオスティ熱洗浄 | 油脂のサポニファイゼーション、酸の溶解 | 80〜95℃、NaOH 1〜2％ | 40から55パーセント |
| 熱風分離槽 | ピュリファイングエアへの固体拡散 | 110〜140 ℃、2〜8 時間の居住 | 20～35パーセント |
| 深い溶融脱気作業。 | 再加熱された溶融面からの真空ストライピング | 1～5mbar、多段式排気 | 15～30％ |
| 臭気吸着性着色剤 | ゼオライトまたはサイクロデキストリンによる浄化 | 0.3~1.0%のマスターバッチ | 残余感のみ |
消費者の感覚による性能は、自動車サプライチェーンにおけるVDA 270のアプローチに従って訓練された評価員によって六点満足度スケールで評価されます。グレード1は感じ取りにくい、グレード6は容認しがたいことを意味します。ケーブアイス収集からの未処理のポストコンシューマrHDPEは通常4から5を記します。完全な三層バリアラインでは2から3に引き下げられ、非食品用の堅いパッケージ、洗剤用のボトル、および多くの自動車インテリア用途で許容されます。グレード1から2に安定的に到達するには、さらに回収材を広範に分離し、処理の障壁を設けなければなりません。
量的支援
パネルは主観的なものであるため、製造工場はヘッドスペースガスクロマトグラフィーや質量分析を用いて補完し、ポリマー1グラムあたりの総揮発性有機化合物量をミクログラム単位で定量します。有用な内部基準セットは、プレミアムの検眼度合いについては50μg/g以下、標準の堅直なパッケージ用については50～150μg/g、300μg/g以上で脱ガスまたは洗浄部が不適切に機能している可能性があり、出荷前に検討が必要です。
エネルギー消費基準とユーティリティ設計
エネルギーは機械回収において最も制御可能なオペレーショナル入力であり、オーストリアモデルラインがその評判を重ねさせている要素でもあります。二つのレバーは、溶融段階における特定のエネルギー消費量と洗浄および乾燥段階における熱エネルギー回収です。
電力需要の段階別分解図
| プロセスステップ | PET びんライン (kWh/ t) | PEフィルムライン (kWh/t) | 最適化手法 |
|---|---|---|---|
| 粉砕・グラニュレ作製。 | 35 ～ 60 | 45～85 | ナイフ間隙管理、適切なスクリーンサイズ |
| 洗浄および分離 | 30～50 | 40～70 | すべてのポンプに可変周波数駆動装置 |
| 高温洗浄時の熱負荷 | 55 から 95 | 70 ～ 120 | プレートＨＥ回収、蒸気トラップの監査 |
| 脱水・乾燥 | 25～45 | 45～90 | 熱処理前の機械的乾燥を最大化する |
| 結晶化および乾燥 (PET) | 60～110 | 適用できない | 熱回収機能を備えた閉ループ制御デシカント機 |
| 押出とろ過 | 150～230 | 180～280 | 処方器、容器の断熱、スクリューの設計 |
| 成形と冷却 | 30～55 | 30～60 | 適切なサイズのペレット水回路 |
| 接続と付属品 | 20～40 | 25～50 | 気流の運転頻度が長すぎることを避けてください。 |
実際に確保される節約について
三つの介入によるリターンは一貫して最も大きく、これら全ては運営上の調整ではなく設計上の決断だ。
バレル断熱ジャケット。絶縁されていないエクストラーダのバレルは、加熱区のエネルギーの25～40％を研修室に放出します。セラミックまたはアラミドの絶縁ジャケットは、通常加熱区エネルギーを20～35％カットするだけでなく、温度安定性も向上し、錯誤温度の変動を減らし、ペレットの色の変動を軽減します。
ハット洗浄の熱回収熱洗浄では、水が75〜90℃で排出され、新鮮水と再生水は室温に到達します。両流間のプレート型熱交換器で、熱負荷の45〜65%を回収できます。2,000キログラム／時間のラインでは、これは投資回収期間が最も短い改良方法の一つです。
暖熱乾燥前に機械的な脱水を行います。凝縮機で1%の湿気を除去すると、熱風乾燥機で除去するよりもわずかなコストで済みます。水を蒸発させるには、約2,260キロジュール/キログラムの潜熱が必要です。センタリフィーガーを過剰サイズにし、二台を直列で運転するのは、プラントの寿命の中で、熱風乾燥機を過剰サイズにするよりもほとんど常に安上がりです。
食品グレードの認可：EFSA と FDA の手順
重要な規制上の区別は、次のとおりです。欧州連合では、リサイクリングプロセスが認められており、資材自体が認可されません。事業者は既製品の食品グレードのリサイクリングラインを購入してから、食品グレードのリプロダクト済みポリエステル（rPET）を販売することはできません。設備、パラメーター、および入力仕様の特定の組み合わせを評価し、認可する必要があります。
ヨーロッパルート
2022/1616 号条例（再生可能なプラスチック材料および食品と接触するのを目的とした製品について）は、以前の 282/2008 号条約を取り替え、現在の手順を定めている。事業者は次の事項を実施しなければならない。
- 入力仕様を明確に定義してください。例えば、質量で少なくとも95％が後処理されたペットフード容器で、食品以外のペットおよび非ペットポリマーに関する定義された制限が適用されます。
- 計画された濫用物質でびん弓が汚染されるという試験を実施し、実際の生産ラインを通過させ、次にまとめたバッチの第一弾品のチェックをおこない、明るい色や汚染の移動がないことを確認する。
- 出力における残留代用物質濃度を測定し、各代用物質の除染効率を計算します。代用物質によって、通常は効率が95～99％以上になる必要があります。
- その結果となる移行状況を食品シミュレントにモデル化し、予測されるダイエット的暴露量が通常適用される毒性の懸念値以下であることを示す。
- 文書を国内の責任ある当局に提出し、科学的意見を求め、その後、許可を取得する
- 3～0.8 m/s) この範囲を超えると、渦の力が PET を上へと引き上げ、最大効率の
成品はさらに、EU 10/2011 の全般的および特定の移行上限値に適合する必要があります。また、工場では通常、ISO 9001 と ISO 14001 の認証、および EuCertPlast や GRS などのリサイクル内容の保管管理スキームを取得しています。2. 成形成分は、高精度なスクリーニングおよびカラーセ select 機を通過し、不良の成分や微小な不純物を取り除きます。重金属含有量、微生物指標、残留汚染物質についてサンプル検査を行い、食品グレードの安全規格に完全に適合する材料のみが包装されて保存されます。これにより、品質に満たない製品が市場に流出することを防止します。
アメリカ国道（米国 Route）
1．FDAは、任意的ではあるが商業的には不可欠な「異議のないこと通知」制度を運用している。申請者は、リサイクリングプロセスの説明、原料の元及び管理、および定義された代用物を使用したチャレンジ試験データを提出する。FDAは次に、規定の用途で、規定の最大リサイクル率について異議のないこと通知を出す。技術的な根拠はヨーロッパで採用されている方法と同様であり、管理手続きは一般的には迅速であり、通知はプロセス運営者に対して発行される。
| 要件 | 欧州連合 | 米国 | 工学の影響 |
|---|---|---|---|
| どのような材料が承認されていますか。 | リサイクリングプロセス | リサイクリングプロセス | パラメーターはロックされ、記録されなければなりません。 |
| 管理装置 | EU 2022/1616とEU 10/2011 | FDAの同意書 | 2方向で輸出する場合、2回提出 |
| 課題試験レポート、プロセスパラメータ限定 | はい、代用汚染 | はい、代用汚染 | ラインはスパイクの試験用バッチを走らせなければなりません |
| トレースアビリティの入力 | 必須—文書化 | 必須—文書化 | バレーレベルの記録とサプライヤー監査 |
| 主要なプロセスの障壁 | 熱洗浄プラス SSPまたは高真空 | 熱洗浄プラス SSPまたは高真空 | SSP の滞在時間は承認パラメータです |
| 継続的な義務 | 品質システム、定期的な検証 | プロセス変更 | SCADAデータの保存がコンプライアンス証拠となりました |
設計の影響
食品品質を目指す企業にとっては、次の2つの実用的な結果がつきまといます。まず、自動化システムでは、すべての重要なパラメーター（熱洗浄温度とカウステック濃度、乾燥器温度、SSPレンズの温度と滞留時間、エクストルーダーの溶融温度、真空レベル）を、改竄を防ぐ保存機能を備え、継続的にログ記録する必要があります。これらのシステムを既に準備が整っていないプラントに後付けすることは、高コストで混乱を招くことになります。さらに、工程をヘッドルームを備えたものに設計する必要があります。たとえば、原材料の60 t/h処理が許可されている場合、実際に200℃で8時間処理することが許可され、それを超えて195℃で7時間処理することは許可外です。初めから、許可された条件で最大の商業レートで処理できる能力を組み込んでください。
循環型経済の推進要因：EPRおよびリサイクル済みコンテンツ規則
3。リサイクリングラインの経済性は、リサイクルされたポリマーの本質的な価値よりも、強制的な需要を生み出す規制と、リサイクルできないパッケージに罰則を課すことによって形成される。これらの要因を理解することは、プラントの適切な規模設定に欠かせません。
産業廃棄物処理者責任の延長
EPR制度では、ブランド所有者は自社のパッケージングのライフサイクル管理に関して財務的に責任を負うことになり、循環可能性に応じた料金が課せられる。調整された料金とは、単一材料成分のPEパウチは多層PET・アルミニウム・PE層のものよりかなり低い料金を受け、これにより上流においてのパッケージデザインの決定が変わり、その結果、リサイクラーが受け取る廃棄物流の構成も変化する。リサイクラーは、今後数年間にわたってポリオレフィンフィルムの流れが徐々に単一材料へと変化し、堅質流が徐々に色分別されていくと見込まれる。いずれも、出力品質にとって有利な流れだ。
リサイクルコンテンツの義務付け
欧州の一次使用プラスチック指令では、2025年からPET飲料ボトルのリサイクル含有率を25％、2030年からすべての一次使用飲料ボトルのリサイクル含有率を30％と規定しています。パッキングおよびパッキング廃棄物規制では、接触可能および接触不可能のプラスチック包装すべてに対するバインディングリサイクル含有率の目標を設定されています。いくつかの米国州では、類似の州レベルの最小含有量法が制定されています。実質的な効果として、食品グレードのrPETの需要は価格によるものではなく、法律によって規定され、一般用途ラインに比べ、食品グレードラインへの投資リスクが大幅に低下します。
リサイクルに対する設計
リサイクリング業者は、パッキングデザインの段階でより多くのアドバイスを受け取っており、ライン生産効率を最も向上させるガイダンスは、業界全体で一貫しています。すなわち、単材構造を使用する、PVCおよびPVDCを完全に避ける、近赤外線による分別を妨げるカーボンブラック顔料を使用しない、PETボトルに浮上できるポリオレフィンラベルを使用する（沈みやすいPETまたはPVCラベルは避ける）、80度の苛性カビンで分解する洗浄可能な接着剤を使用する、および容器本体に直接印刷しないでください。これらの変更のいずれもで、生産効率は1％から数％ポイントずつ向上します。そして、生産効率はリサイクリングプラントの収益性の主な推進力となります。
炭素会計
ポリオレフィンの機械的リサイクルでは、ナフタから生産された未使用ポリエチレンと比べて、1kgのペレットあたりのグローバル・ワーミング・ポテンシャルが0.4～1.1kgの炭酸二素子相当の範囲であり、比較は電力グリッドのCO2集計、輸送距離、収率に敏感であるが、その傾向は明白であり、ブランド所有者はどんな規制要件に関わらず、サプライヤーのスコアカードにリサイクル済み成分量を記載するようになっている。したがって、エネルギー効率の高いライン構成は、二重のメリットとなる：運用コストの削減およびより強い環境主張が得られる。
Polyretec で回線の指定
Wanplas の工場である Polyretec は、中国で製造されたオーストリアのプロセスモデルに造粒再資源化ラインを設計しました。この組み合わせの実用性は、高価値の再資源化を定義するプロセスアーキテクチャへのアクセスであり、ヨーロッパの設備が手の届かない市場において、中規模製造施設を可行性にするコスト段階を表しています。
フィードストック別の設定ガイド
| 原料 | 必要なモジュール | 典型的な獲得量 | 出力用途 | 投資レベル |
|---|---|---|---|---|
| 後消費者の PET ボトル | 完全洗浄、NIRフレイクソーター、ホットウォッシュ、SSP | 72～82％ | 食品級のボトル、シート、繊維 | Premium |
| 消費者および農業関連の低密度ポリエチレン (LDPE) のフィルム、200 ～ 500 kg/h | 完全洗浄、ホットウォッシュ、臭気シロ、レーザーフィルター | 78～88 パーセント | 洗剤の瓶、パイプ、木箱 | 高 |
| 農業用PEフィルム | 重い前洗浄、多段的摩擦、乾燥機 | 55 ～ 72 パーセント | ゴミ袋、ジオメンブレイン、パイプ | 高 |
| 商業用LDPEストレッチフィルム。 | 軽く洗浄し、乾燥機、脱ガス押出機 | 85〜93パーセント | ストレッチフィルム、ライナ | 中型 |
| PPビッグバッグおよび織物 | 細断機、洗浄、沈泳、ペレタイズ機 | 80〜90％ | 編組された袋、注入部品 | 中型 |
| 後工業型再粉砕 | 処方器、押出機、スクリーンチェンジャー | 94～98％ | 元の工程への直接リターン | 低。 |
探索段階で提供すべき内容
ライン提案の品質は、入力データの品質によって限られています。有用な調査パッケージには、ポリマー種目と予想されるさまざまな特性、組成分別のごみ構成（土などの汚染物質、水分、紙、金属、その他のポリマー）、ボール状あるいはバッグ状の密度、最終製品生産能力（キログラム/時間）、目標的な使用目的、認証取得の希望、設備（電気供給、蒸気または熱水、水の処理能力など）、建物のスペース、天井高さなどを記載します。20から50キログラムの代表的なサンプルを送ることで、トライアル加工が実施でき、通信などの手段だけでは解決できない詳細な仕様要件もクリアすることができます。
試運転とサポート
Polyretecは、文書化された品質システムのもとでラインを構築し、宛て先の市場が要求する場合は、CE適合性を備えた機械を提供しています。すべてのワンプラス工場と同様に、この納入モデルには、出荷前の工場受入テスト、現地での設置監査、経常操作と各サブシステムの故障診断ロジックの両方を含むオペレータトレーニング、そしてワンプラスブランドレベルの予備品を提供するものがあります。中国のプラスチック機械で世界のお客様を温めるというワンプラスの使命は、取引的な機器販売ではなく、長期的な部品の供給およびリモート診断サポートです。プロジェクトに単純なレペレタイジングを超える複合加工能力が必要な場合は、Kerke工場がツインスクリュー押出技術を提供し、リサイクルされたペレットが直接コンテナ生産に供給される場合は、ApolloとYuDa工場がブロー成型装置を提供して、処理を完結します。
よく寄せられる質問
洗浄ラインと完全リサイクリングラインの違いは何ですか。
洗浄ラインは、包んだ廃棄物をきれいで乾燥したフレークに変え、そこで処理を終えます。循環再生ラインは、そのフレークをペレットに変えるため、溶融段階（押出、ろ過、脱ガス、ペレット化）を追加します。多くのオペレーターは、供給材料の確保と販売が成立した時点で、まずフレークだけの洗浄ラインから始めて、ペレット化を追加します。フレーク生成に使用される洗浄ラインの仕様が、将来の押出機で必要とされるものと一致している限り、フレークとペレット化の両方を個別の段階で調達することができます。
はじめからラインに入る前に、原料はどの程度きれいにする必要がありますか？
絶対的な限界はありません。事前に洗浄し、分離を行うセクションが適切に規模を決められれば、40％の汚染でもラインを設計することができますが、生産効率が低下し、具体的なエネルギー使用量が急激に上昇します。用途別バールでは、固体では8％以下、フィルムでは15％以下の非対象物の汚染率を目標にします。汚染率が約25％を超える場合、乾燥による前処理段階を追加すると、水処理負荷が削減され、最終的な純度が向上するため、採算がとれます。
再生PETが黄色くなってしまうのはなぜでしょうか?また、その防止方法はどのようになっているのでしょうか?
rPETの黄変には、主に三つの原因があります:PVC汚染からの塩化水素放出、過長の滞留時間や溶融温度の高さ、および残存する接着剤やインクの分解残留物。その防止には、20から50分の一ミリグラム以下のPVCを除去する近赤外線フレイク選別を行い、溶融温度を285度以下に保ち、適切なねじ・ダイのサイズ設定で滞留時間を最小化し、ホットウォッシュで接着剤を効果的に除去することが必要です。色はCIELABスケールでのb値として測定され、3未満の値は透明なボトル用に通常使用できます。
1ラインでPETとポリオレフィンの両方を処理できますか？
洗浄セクションは、熱洗浄化学、浮上槽操作、乾燥装置の設定を調整することで、PETとHDPE間の切り替えが可能です。ただし、切り替えクリーンアップには数時間がかかり、相互汚染を慎重に管理する必要があります。溶融セクションは、PETは結晶化、深い乾燥、および約280℃の処理温度が必要である一方、ポリオレフィンは190～230℃で完全に異なるスクリュージャ・ジオメトリーを使用します。実際のところ、両方のポリマーを扱う工場では、共有または切り替えが可能な洗浄ラインと、専用のエキスプレスラインを使用します。
リサイクルされたペレットに黒い点雲が現れる原因は何ですか?
ブラック点は、概ね以下の順に、四つの要素源から来ています。点の大きさ次第では、すり減ったポリマーがエクストルーダーまたはダイの中の不死点に蓄積されたもの、ゴムや木材などの炭化した汚染物質が濾過で生き残ったもの、ネジやナイフなどの部品が摩耗した場合に発生する金属の摩耗片、そして、不適切な分類により発生した黒い包装材であるブラックです。診断の手順は、濾過精度と点の大きさを比較し、ダイとアダプターに死区が存在しないか確認し、ネジとバルブのわずかな隙間を調べ、最後に分類の検証を行います。ポリオレフィン送出路では、100マイクロメートルのレーザーフィルターが、点を形成する粒子の大半を除去します。
リサイクリングラインではどのくらいの時間で安定した出力品質に到達できますか?
機械の試運転とノーロードテストは現地で概ね1週間から2週間かかります。設計の前提値からではなく、実際の投入物に対応する操作の窓を調整するため、安定した仕様に適合した出力に達するのにさらに4週間から12週間かかります。変動が大きいポストカスタマー素材を処理するプラントは、より長い立ち上段を計画する必要があり、ラボレベルでの試験能力（溶融流動率、水分含量、灰分含量、色、ポリエステルの内在的粘性）を生産の最初の日から確立すべきです。これは後から追加するのではなく、先に確立する必要があります。
SSP反応器では窒素浴の必要性はありますか?
固体状重段化には、反応副製品（主にエチレングリコールと水）がペレット表面から連続的に除去されることが必要です。これにより、バランスが連鎖伸長の方へ移行します。工業規模では再生気清浄ループを備えた窒素吹き出しシステムがより一般的ですが、小型の試験炉では真空SSPが用いられています。いずれもない場合、IVは温度や時間に関係なく構築されません。
どのようなメンテナンスが運用ルーチンを支配しますか？
最も予測済みの保守時間が必要とされる項目は、3つあります。切削工具、スクリーン、および水処理。グラニュレータとシュレーダーの刀は、それぞれ200から400つの稼働時間ごとに点検が必要で、定められた周期で回転または再研磨が行います。溶融フィルターのスクリーンは、圧力差をモニタリングし、この情報に基づいてカレンダーの基準ではなく、交換を行います。水処理（汚泥除去、溶解気体浮遊化ケミカル、ふるいの清掃）は日常の作業であり、最初にスタッフが配置されたときに最も人員不足が起こりやすい項目です。スクリューとバレルの摩耗は毎年測定され、粗粒材料を使用すると間隔が加速します。
ライン容量はシフトパターンにどのように関連しますか。
リサイクルラインは連続運転向きで設計されており、その経済性もそうした運転を前提としています。二交代制で稼働するラインでは、営業時間が喪失されるだけでなく、ホットワッシュやエキスプラーサの熱循環も起き、これらの部品の寿命を短縮させ、毎回起動時にエネルギーを消費します。市場の需要が連続的な稼働を支えない場合は、大規模なラインを断続的に稼働させるより、小規模なラインを常時稼働させたほうが一般的により優れた効率を実現できます。
結論
オーストリアの技術系プラスチックリサイクリングラインは、単一の機器によってではなく、プロセスの規律によって定義されます。プラスチケ化する前に事前処理を行い、中断によるフィルタリングではなく連続処理を行い、真の真空下で揮発物を除去し、水と空気の回路を閉じ、すべてを計測して、プロセスを実証し、運用可能なようにします。この規律を一貫して適用すると、製品レベルの固まり度に達するrPET、厳しいブランド所有者の受容可能な感覚的評価を持つrHDPEとrPP、EFSAまたはFDAの検査に耐えることが可能な有効な汚染除去パフォーマンスが得られます。
出荷可能な水準を最も左右するエンジニアリングに関する決定事項は、ほとんどの場合、早期に行われます。それらは熱洗浄サイジング、浸漬槽での滞留時間、乾燥能力、ろ過性能、および脱ガスの深さなどです。これらには下流にある何らかの方法で修正することはできません。しかし、上流に問題がなければ、下流にある多くの欠点は修正可能です。同様に、ラインのエネルギープロファイルは、バーレルの断熱材、熱回収、そして機械的乾燥と熱乾燥のバランスなど、3つのインテルベンションによりほぼ決定されます。これらの要因が合わさって最低・最高レベルのエネルギー効率ラインとの差を生みます。
持続可能な廃棄物管理は、コンプライアンスの義務から高レジリエンス、低臭気性の原料を生産できるリサイクラの取り込みが事業戦略となるまで変化してきた。プラスチック製品の生産者責任金、リサイクル可能成分含有率の拘束措置、企業の炭素管理などによりその傾向が強まった。ポリレテックは、Wanplas工場では、300キロ/時間の洗浄装置から完全統合型のターンキーインストールまで、一貫して規格に合致した低臭気の原料を生産できるようにラインを構築している。新しいプラントまたは増設を計画するオペレーターは、供給資材のプロファイルと目標用途を共有していただくことで、実際に到着する資材に基づいた設計が可能になります。より概要的な目安ではなく、実際の資材も考慮して設計を行うことで、そのラインは年々、定められた規格に則った製品を生産し続けられるようになります。
