フラーク洗浄のための洗浄ラインの化学物質使用量を最適化することは、フラーク品質を損なわせることなくプラスチックリサイクルプラントの運営コストを削減する最速の方法の一つです。1kgの水酸化ナトリウム、1リットルの洗浄水、および1キロワット時間の熱を浴槽へ供給するだけでも、リサイクルされたPETおよびPP/PEフラークの利益に直接影響します。フィード原料の汚れレベルに合わせてチューニングされた洗浄ラインは、既定の過剰なレシピを使用するラインよりもずっと少ない化学物質を使用しますが、ボトルからボトルに渡す際や繊維を生産する際に厳しい清浄度の基準を満たすことができます。このガイドでは、苛酸浴から最終洗浄までの全ての化学反応経路を説明し、濃度、温度、および滞留時間の相互作用を定量化します。また、購入者が実際に確認する清浄度の指標を定義し、適切な装置設計が化学物質と水の消費量をどのように削減するのかを示します。パソリテックは、2010年以降オーストリアの工業知識と中国の製造スケールを結合し、他の50カ国以上に500を超すリサイクリングプロジェクトを実施してきており、洗浄ラインを精密に化学物質を投入しながら攻撃的に清浄するための工程知識を提供しています。
基本的な考え方は単純です。化学物質の使用は、汚染に合わせて決定されるべきであり、一度決めると忘れるようなものではありません。消費者にとってのPETボトルには、ペーパーラベル、溶けやすい接着剤、残留クロフなど、アルカリ浴によりのみ分解できる食品油が含まれています。PPおよびPEフィルムには、印刷インクと農業由来の汚物が含まれており、重い弱アルカリ化合物よりは界面活性剤や摩擦による分解に好適です。これらを分離し、それぞれの工程でフレイク品質を測定し、化学物質と水を循環させることで、現代的な洗浄ラインでは、PET原材料の1トンあたり2.5～4.5キログラムの重い危険性を伴う後戻り剤の消費を維持し、その工程水の90％以上を回収することができます。以下の各段階を具体的な数値を元に解説します。この情報を活用して、自分のラインを監査するか、新しいラインを設計する際に参考にしてください。
プラスチック洗浄ラインにおける化学プロセスの理解
プラスチック洗浄ラインは、使用後の廃材や産業廃材を汚れを落とした乾燥したフィラメントに変える、物理的、化学的な工程の連続です。化学パスとは、その連続工程の水によりんを使用した部分で、接着剤、油、インク、可溶性の汚染物質を除去するものです。このパスを正しく構築することで、単に資材を転送するだけのラインと、低コストで販売可能なさらにはれたフィラメントを生産するラインとを分けることができます。
僻座性のある PET ボトルの標準的な化学プロセスには、プレウォッシュ、温水の苛性ソーダ洗浄、摩擦洗浄、オプションの酸洗浄、中和、複数段階の洗浄、脱水、および熱乾燥が含まれます。 ソフトフィルムの場合は、手間のかからない短いプロセスになります。フィルムには、ソニー化する接着剤が少ないためです。各段階では、それぞれの役割があり、初期の段階での過剰投入は後の機械的作用の不足を補うものではなく、試薬を無駄に使い、洗浄トレインを負担するだけです。下表には、各段階の役割とそれに消費される試薬が表示されています。
標準的な段階ごとの化学プロセス
| ステージ | 主要な目的 | 主要試薬 | 代表的な状態 |
|---|---|---|---|
| 前洗い / | ゆるい汚れ、砂、溶けやすい砂糖を除去する | 冷たい水、軽い界面活性剤 | 環境、2～4分間 |
| 高温苛性薬品洗浄 | 接着剤を石鹸化し、ラベルと油を溶解。 | 水酸化ナトリウム溶液 | 80〜92度C、15〜25分 |
| 摩擦洗浄 | 軟化した汚れを掃除する | 単なる機械的仕様、余分な苛性成分の排出 | 高速回転、1～3分 |
| 酸洗浄 | アルカリを中和し、金属イオンを脱色する | 希釀の酸（クエン酸またはミネラル） | 0.2-0.5%、40-60℃ |
| 洗浄施設。 | 溶解した固形物と残余試薬を除去します。 | 逆流淡水 | pH 6.5～7.5、NTU 10 未満 |
| 脱水・乾燥 | 保管またはペレット化する前に水分を低減する。 | なし（機械的および熱） | 水分 1% 未満 |
最も多く見られる間違いは、強酸浴を唯一の洗浄手段として使用することです。実際のところ、接着剤が柔らかくなるまでに、摩擦の作業とラベル分離工程でほとんどの作業が完了します。摩擦工程が弱いとき、強化には強酸の濃度を上げる必要がありますが、これにより必要のない化学品を使用することになり、洗浄ラインをアルカリの負荷で過負荷にします。ポリリテックの洗浄ライン設計の基本原則は、化学物質が分子レベルで作業を行い、機械が大量物を除去する、というものです。
2. カーストイック沸騰：濃度、投与量、温度
食品成分と油脂を溶解してラベルを容器から取り外す常駐処理は、PETフレイクの洗浄の核心です。水酸化ナトリウムは、ラベルをボトルに接着するエステルとポリウレタン接着剤を水で分解し、食品油と脂肪をサポニファイして、紙繊維を浮上させます。必要な用量は、浴槽濃度、浴槽温度、および稼働期間の3つの相互関係変数によって決まります。一つを変更すると、もう一つの変数を調整できるので、最適化が可能になります。
飲料ボトルを回収した後のスクラップについて、チューニングされたカオスティック浴では、約2.5～4.5kgの水酸化ナトリウムが1トンの原料に対して消費されます。浴の濃度は通常、重量比1.5％から3％の間です。温度は80度以上92度以下に設定されます。75度以下になると反応が急速に遅くなり、濃度を上げたり時間をかけたりする必要があり、これにより総コストが増額します。高温洗浄機での滞在時間は通常15～25分です。ラベルが付いたり、密着剤が多すぎたり、製造終了後のトレーの原料を処理すると、投入量が上位まで上昇し、一方、製造終了後のボトルスクラップが清潔である場合は2kg以下になることもあります。
集中度、温度、および時間の相互作用
この関係は、典型的な工学上のトレードオフです。高温ではサポニファイションが進むため、88度の浴槽で2％の濃度および18分の時間で得られる清浄度は、65度の浴槽では3％の濃度および30分の時間で得られるものと同じです。ほとんどの地域では、電力のコストが無駄な苛性石灰よりも安いため、最適な点は通常、高温で適度に濃い、短い浴槽となります。以下の表は、同等の清浄度を得るための代表的な操作結果を示しています。
| 洗浄液の温度 | 腐食性液体の濃度 | 滞留時間 | 一トンあたりの推定NaOH量 | 掃除の結果 |
|---|---|---|---|---|
| 62°C | 3.0％ | 30分 | 4.7 遠心式脱水機と熱空気乾燥機 | 十分に高い化学コスト |
| 80 ℃ | 2.2 パーセント | 22分 | 3.6 kg | 優れ細かいバランス |
| 88℃ | 8 t/h (閉ループでリサイクル可能) | 18 分 | 2.8 ～ | 最適化された最低レアスペース |
| 92℃ | 1.5％ | 15 分 | 2.5 kg | きれいな飼料原料に最適 |
この最適化を保護する二つの運用ルールがあります。まず、3.5パーセントを超える酸化物濃度を許さないようにしましょう。なぜなら過剰なアルカリはＰＥＴを暗くし、機器の腐食を促進し、接着剤除去能力を向上させることなく、洗浄負荷を増やすからです。次に、フィードレートを制御して、滞留時間を設計範囲内に保ちましょう。プレートに記載されている物流量を超えるフィードであれば、そこで反応が進行しているので、化学物質を使いすぎるよりも、単純に洗浄が不十分になります。浸漬液のアルカリ度を測定し、反応で消費された分のみを追加する自動投与は、安定した低消費量を実現する上で最も重要な要素です。
自動投入は、ほとんどのプラントが節約を捨ててしまっている箇所なので、詳しく調べる価値があります。手動ラインの投入は、シフトオペレーターによって行われ、お客様への苦情を避けるために、フィル星のたびに安全余量としてアルカリ剤が投入されます。この余量が毎日積み重なっていき、品質の向上をもたらさないにもかかわらず、重量あたりの使用量を1kgまで増加させることがあります。伝導型または酸性度の変化に応じて制御されるアルカリ度センサーと計量ポンプを組み合わせれば、浴槽を目標濃度以内（誤差は0.1％）で保持し、各リットルの添加剤量を記録することができます。年間を通じて、この厳格なコントロールは、単一の異常処理例に過ぎないにもかかわらず、単にナトリウムヒドロキシド購入代金の削減だけでも数か月でセンサーとポンプの回収を可能にします。オペレーターのトレーニングも重要です。最高の投入システムがもはや機能しないのは、一つの異常処理例を測定して解析しない代わりに、シフトオペレーターがシステムを無視するからです。
もう一つの隠れたコストは、摩擦および洗浄段階への酸化剤の残留です。熱湯からのフレークはアルカリ液で飽和されており、移動中に排水や前洗浄を実施しない場合、このアルカリが新鮮な水ループに入り、そこで中和する必要があり、酸と水の両方が無駄になります。ポリレテックのラインでは、酸化剤洗浄器と摩擦段階の間に排水または畳押しのステップを設けて、大部分のアルカリ液を湯槽へ戻します。酸化剤を酸化剤槽内に貯蔵することは最も安価なアルカリ道具です。
2～0.4パーセント
すべてのポリマーにペット級のカウステックが必要とは限りません。下の表は、一般的なアルカリ要求量を比較し、その理由を説明しています。フィルムにペットグレードのカウステックを使用すると無駄になります。また、接着剤で固定されたボトルにアルカリを使用しなければエチケットの残留物が残ることになります。レアクジェントをポリマーに合せる必要があります。
| 原料 | なぜ廉価な信頼できない製造者よりもPolyretecを選択すべきか | NaOH/トン | 濃度 |
|---|---|---|---|
| PETボトル（使用済み） | 接着剤、ラベル、油のサポニフィケーション | 2.5から4.5キログラム | 1.5 〜 |
| PETトレイ (後工業） | 粘着剤やインクなどの重量物 | 0 | 2.5 から |
| PP/PEフィルム（印刷されたもの） | 軟性インクおよび有機液剤 | 0.4〜1.0kg | 0.5～1.0パーセント |
| PP/PEフィルム（クリーンタイプの農業用フィルム） | 汚れだけで、摩擦が優勢 | 0.5 kg以下 | 界面活性剤、低アルカリ |
3. 酸洗浄と中和の工程
酸洗いは多くの運転者がスキップするステップですが、鮮やかな色、低い臭気、低すぎないアルカリ内容のフレイクを生成する必要のあるラインで非常に重要です。カウストリートで、フレイクには残留アルカリと溶解した金属塩が含まれています。短時間の希水性の酸による処理で、残るアルカリを中和し、黄変を引き起こす可能性がある金属イオンを除去してフレイクの鮮やかさを増します。これらのトレードオフは、さらに多くの試薬を使用すること、水を廃棄すること、pHの管理をきっちり行う必要があります。
酸処理段では通常、0.2〜0.5％の食品に安全な有機酸（クエン酸など）または希釈された無機酸を40〜60℃で5〜10分間使用します。目的は深いエッチングではなく、中和と表面の洗浄です。pHを4以下に酸化すると、PETがクラスタ化するおそれがあり、金属部品にもダメージを与えるため、その後の洗浄で最終的なフレークのpHを6.5〜7.5に抑える必要があります。もしその範囲に達しているのなら、さらなる洗浄を省略して試薬と水の使用量を削減することができます。
中和制御
中和は、オンライン pH 測定を用いた閉ループで行われることが最適です。酸は、処理水の測定された pH 値に対して投入され、固定したタイマーに基づいて投入されるのではなく、このため、軽度の汚染を受けたフラークのバッチは短時間のみ処理されますが、非常にアルカリ性のバッチではより長時間処理されます。これにより、酸の使用量は PET 1 トンあたり 0.3 ～ 0.6 kg 近辺を維持し、さらに洗浄タンパーで pH 過剰値を防ぐことができます。中和後には、フロースウォーター洗浄で可溶性塩類が除去され、再循環ロープに集中するのを防ぎます。
ただし一つだけ注意しておかなければならない。酸と苛性は決して同じタンクで混用してはならない。両者は、ブレーキや洗浄作業ステップを介し、独立してつなげ、連続したステージに配置する必要がある。複数の槽を使用して、二つの洗浃流槽を交差させている洗浄ラインでは、ふたたび循環させるタンク内で反応が中和されることで、試薬が両方とも溜まってしまい、洗浄の工程では完全に除去できないので、浸透密度が上がります。Polyretecラインで用いられているように、両側が完全に分離された検証済みのステージを設けておくことで、各試薬の役割を正しく果たさせることができます。
4. ラインサイクルとフレーク清浄度の測定
洗浄は、化学物質の節約を勝ち取ったり、失ったりするポイントです。自分の役割を完全に果たした処理浴は、アルカリ液でコーティングされたフラークと懸濁状態の有機質を残します。洗浄タービンは、これらを買い手が受け入れられるレベルまで除去しなければなりません。洗浄精度が高いほど、最終的なアルカリ濃度と濁度も低下します、そして上流部品への酸投入量も少なくなります。最もきれいな水が最後の段階に流れ込み、逆流して処理浴の方へ向かって流れる逆流洗浄は、新鮮な水の使用量を最小限にしつつ、有機質の除去効率を最大化する標準的な設計です。
片の清浄度は目視ではなく、測定可能なメトリックのセットによって判定されます。洗浄したPETの購入者は残留アルカリ、洗浄水の濁り、PVC 汚染、残留の接着剤、ラベル、色、および臭いを指定します。各メトリックは化学過程の段階に対応しているため、バッチが失敗したときはどの段階を調整するかを診断できます。下記の表は食品等級および繊維等級PET片の一般的な受け入れ基準を示しています。
ちぎったもののクリーンリング基準
| メトリック | 典型的な目標 | リンクされたステージ | 規格外の場合 |
|---|---|---|---|
| 残留アルカリ | 0.05% 未満 | 洗浄施設。 | 洗浄段階または流量を追加する。 |
| 洗浄水の濁りの度合い。 | 10NTU未満 | 洗浄およびろ過 | 乾燥を改善し、真空段を追加し、真空をマイナス |
| PET中のPVC含有量 | 50から100ppm | ソートすること、洗わないこと | エアーソートまたは静電泳を高める |
| 残留する接着剤とラベル | 0.1%未満 | カオスティで摩耗 | 温度や摩擦時間を上げます。 |
| 最終 pH | 6.5 から | 酸洗浄および洗浄 | 酸の投与量を調節する |
| 乾燥後の水分 | 1%以下 | 脱水 + 乾燥機 | 遠心力および熱を確認します。 |
注意してください。PVC含有率は、洗浄によってではなく選別で制御されます。回収ラインでは接着剤や有機物を除去できますが、PVCとPETがすり切れてしまうと分離できなくなってしまいます。その役割は、エアクラスファイディングや厳密な仕様に対応する場合はインバータを使ったクラスファイディング、またはエレクトロスタティックまたは光学式の選別により果たされます。PVC含有率が高い場合、改善策は乾式選別セクションにあり、化学処理ではありません。PVCに失敗した部分をさらにカステリックで処理すると、原料だけが無駄になり、PET表面が加水分解の危険性があります。
濁度は特別な注意を必要とします。これはオンラインで監視できる最も安価な測定値です。最終噴霧中の濁度センサーは、濾過または流動が不正に変化したかどうかを即座に通知します。フレイクサンプルが研究室から戻ってくる前に、多くの場合、継続的に噴霧濁度を監視する工場では、新鮮な水の使用量が、フレイクだけのサンプルを取得する工場よりも 10 ～ 20% 低くなります。これは、分枠減量問題を数分で判別できるためです。
残留アルカリ、これはオンラインで監視される第二の指標であり、通常は最終洗浄をサンプリングしてpHや総アルカリを測定する。7.5を超える徐々に沈着するpHは、カブスティックのキャリーオーバーが上昇しているか、反逆流の流量が低すぎていることを示唆し、対処法は最終洗浄の流量を増やすか、また段階間の脱水を再確認することです。洗浄が不足している間にアルカリを使い続けることは、コストを水から試薬に移すだけで済みます。優れたラインは濁度とpHを共に記録しているので、両変数はバランスをとって統制されていることが必要であり、この方法を用いることで化学物質の使用量を最低限に抑えることができます。
選別によって設定されるPVC含有量は、洗浄品質レポートには表示されますが、PVC数値が高いことが洗浄に間違って責められることもあります。正しい対応は、化学処理路に触れる前に、ドライ選別の基準値を確認することです。空気分類はPVCがPETよりも高密度であるため、大部分のPVCのちりを濃度により除去します。さらに静電分離または光学分離により、基準値を50ppmという食品品質の限度値に近づけることができます。PVCを低減させようとすることは不可能であり、更なる洗浄剤による施術では、PET表面を分解し、ボトルごとの購入者が測定する固溶性に影響を及ぼします。この境界を明確に維持することで、無駄な試薬が使われず、ちり価値が保たれます。
5. 低化学薬品運用に最適化されたポリレテック装置
Wanplas の工場である Polyretec は、洗浄ラインを設計して、化学成分の投入量を業者の推測ではなく、ラインの制御された測定機能として実現します。フレーク洗浄に関して重要な装置のペアは、自動アルカリ性投入機能を備えた高温カスチック洗浄機、高密度摩擦洗浄機、隔離された酸中和段、回収熱の利用が可能な反流注水ループです。以下に、Polyretec ラインから引用した、2 つの代表的な製品ブロックと仕様表を示します。これにより、キャパシティ、タンク容量、および水使用量がどのように相互に比例するかを確認できます。
製品ブロックA：食品等級のPETボトル洗浄ライン
Food Grade PETボトル洗浄ラインは、500から6000kg/時間の硬質PETボトル、ラベル、トレイの原材料を用いて設計されています。熱カウスタックの容量は、ネームプレート通過量で滞在時間が15～25分に維持されるように調整されており、モニターされたアルカリ度を維持することで濃度を1.5～3.0パーセントに保たれています。回転滅菌槽から取得される熱は、メイクアップ用の水を予熱するためであり、従って、大容量機種では特定の水使用量が低くなります。容量クラスごとに代表的な仕様を以下に示します。
| 処理能力クラス | スループット | 灰化ソーダ貯蔵タンクの容量 | よい水の使用 | インストールされた電力 |
|---|---|---|---|---|
| 1000 kg/h クラス | 1000 kg/h | 3.0 m3 | 1.6 m3/トン | 165 kW |
| 2000 kg/h クラス | 2000 kg/h | 5.0 m3 | 1トンあたり1.5 m3 | 265 kW |
| 3000 kg/hクラス | 3000 kg/h | 8.0 m3 | 1.4 基準量 (t/m3) | 380 kW |
| 6000 kg/hクラス | 6000 kg/h | 15.0 m3 | 1.3 m3/トン | 620 kW |
トン当たりの淡水生成量の低下は、生産能力が上がるにつれて表にあふれるような数値ではなく、大容量の反対流路と共用型熱交換器のより高い回収率を反映するものです。6000 kg/hのラインでは、1000 kg/hのラインよりも工程熱と水をより完全に回収できます。そのため、スケールアップを計画するプラントでは、初めから適切な設定電力でモデルを選定するのが、後に小型の二番目のラインを追加するのと比べると効率的です。
製品ブロックB：PP/PE軟質プラスチック破砕・洗浄ライン（PTW1000）
PP/PE ソフトプラスチック破砕・洗浄ラインは、500～1500 kg/時間でフィルム、編組バッグ、農業用フィルムなどを処理します。PTW1000 構成は、PP と PE のフィルム向けの完全自動化された単体製品です。柔らかいフィルムには膠が少ないため、このラインでは重いカユステンバッドの浸漬ではなく、弱アルカリ液や界面活性剤を使った洗浄を施し、強い摩擦を利用して印刷用インクや畑作の汚れを取り除きます。その結果、完全にプロセスを自動化することにより、PET ラインよりも環境負荷が少なく、綺麗で乾燥したフィルムパウダーを得られます。PTW1000 クラスの代表的な仕様は次のとおりです。
| 仕様 | PTW1000 (フィルム) | 1500 kg/hクラス（フィルム） |
|---|---|---|
| スループット | 1000 kg/h | 1500 kg/h |
| 洗浄用試薬 | 軟性アルカリまたは界面活性剤 | 軟性アルカリまたは界面活性剤 |
| アルカリ需要 | 1トンあたり1.0kg未満 | 1トンあたり1.0kg未満 |
| よい水の使用 | 0 / | 8 / |
| 洗浄タンクの容量 | 4.0 m3 | 6.0 m3 |
| インストールされた電力 | 220 kW。 | 310 kW |
フィルムはボトルに比べ、高い表面積のためにトンあたりより多くの水が必要ですが、アルカリは僅かな量で済みます。そこで、フィルムラインでの最適化の目標は、水の回収と摩擦強度であり、カステリック濃度ではありません。フィラ盤を直接ペレットに加工したい操作では、ワンプラス工場のポリリテックには、洗浄ラインとワーキングペレット化ラインを組み合わせ、洗浄されたフィラを受け入れてワーキングペレットに変換することができます。
下流ペレーティングの注意事項
新世代のペリタイジングラインは、ポストコンシューマウェアの薄型LDPEフィルムや厚型PE/PPリグンダイレクトに適した堅牢な構造で構築されています。複合構成では、洗浄・脱水されたフレークは、中間保管なしでペリタイジングラインに送られ、取り扱いロスを削減するとともに、化学性の一貫性を維持します。洗浄とペリタイジングセットを一緒に指定した場合、両セットは同じ制御システムを共有しますので、投入量、生産量、水分率が自動的に調整されます。
適用業種: ボトルフレークおよびフィルムフレークの清掃
同じ化学原理は、業界全体で適用されますが、清浄度の基準とそれにより最適化された配合は用途により変わります。用途を理解することによって、すべてを過剰に洗浄するのではなく、適切なカストリック濃度と消毒の深さを設定することができます。Polyretecの洗浄ラインは、ボトルフラーク洗浄とフィルムフラーク洗浄の二つの主要な用途を満たし、それぞれ異なる再利用製品市場に供給します。
ボトルフレークアプリケーション
食品等級のシートおよびボトルからボトルへの再利用のための洗浄済みPETボトル粉、繊維やウール、装飾加工されたシートのポリエステル短繊維。食品等級と繊維等級の購入者は、残留アルカリ
フィルムフレイク応用
洗浄されたPPおよびPEフィルムフレークは、袋や農業用途の再加工フィルム、射出およびブローモールドリグレイン、パイプおよびプロファイルコンパウンド、および混合再生樹脂を供給します。フィルムには印刷インクやフィールド汚染がついているため、最適化されたレシピは、強力な摩擦を伴うマイルドアルカリ洗浄または界面活性剤洗浄と軽いすすぎ負荷です。アルカリ需要は1トン当たり1kg以下であるため、ここでコストを削減するのは、水の回収と摩擦のための電力ではなく、苛性ソーダの購入です。PP/PEフィルム洗浄では、残液の範囲が広めに許容されるため、操作者は浸漬時間を短縮し、より多くの水を回収できます。
両生産ラインにおいて、最適化のビジネスケースは同じです：年間スループット量ごとに化学物質1％または水1立方メートルを節約します。年間7000時間運転する3000kg/hのペットラインでは、約21000tの原料を処理します。化学液を4.5kgから3.0kgに減らすことで、年間約31500kgの水酸化ナトリウムを節約し、水回収率を80％から92％に上げることができます。これらの数値が、化学パスがエンジニアリングの対象になっている理由であり、固定ダイヤルではなく、です。
新しいアプリケーションのレシピを設定する有用な方法は、樹脂名ではなく汚染タイプから始めることです。樹脂の種類を問わず、接着剤や油を含む廃棄物は苛性ソーダを必要とします。インクや汚れを含む廃棄物は摩擦と界面活性剤が必要です。また匂いを含む廃棄物は、洗浄と乾燥温度の確認が必要です。廃棄物をこれらの3つの汚染クラスに分類すると、どの段階を強調するか、また化学物質を削減できるかがわかります。この分類は、混合された後処理廃棄物を受け入れやすくするためにも役立ちます。混合物中の最悪の汚染クラスに合わせてラインのサイズを決め、よりきれいなバッチ用に調整することができます。すべてを厳密に管理する代わりに、単一の保守的な値に設定しすぎることはありません。
7. 水と化学物質の回収：エネルギーと資源の節約
回収率は、化学薬品の使用量が少なければ、トータルコストも低くなるものです。一度通過した後で苛性ソーダと洗浄水を捨てる洗浄ラインは、それを購入するときと、洗浄で除去するときに2度コストを支払います。循環するラインは、このサイクルを閉じます。重要な回収方法は、3つあります。苛性ソーダ浴槽の循環と濾過、逆流洗浄水、そして熱収集です。
酸化剤浴の循環は、不溶性ラベル繊維および有機物を除去する定着・濾過ループを通過し、反応によって消費される酸化剤だけを自動投入することにより、浴槽を数日間は強度を維持します。シフトごとに刷新されるのではなく、これによって浴槽は強度が維持されます。逆流洗浄は、清浄な水を最終段に送り、それを酸化剤の段に向けて逆流させ、一リットルの水が数回の洗浄作業を完了し排出されるようにします。熱回収はプレート形熱交換器を使用して、温かい排出水から熱エネルギーを抽出し、冷たい酸化剤補給に移すことにより、85～92℃を保持するのに必要なエネルギーを削減します。
代表的な回収率
| 回収機構 | 基本的なライン。 | 最適化されたポリレテック線 | 5% 未満、溶融流れ指数がプラスまたはマイナス 6% 以内で、工場の内部に直ちに戻されます。パッキング用のフイルムに 20 から 40% 程度加工されることもあります。多くの工場では、この循環サイクルを内部で完結するために特別なコンパクトラインを設置しています。この種の原料は工場外を出ることがなく、品質が完全に保障されているためです。 |
|---|---|---|---|
| カオスティ再利用 | 60 mm の参照値 | 85％ | アルカリの購入量を減らす。 |
| 淡水回収 | 80 パーセント | 92％ | 水のコストと排出が低くなります。 |
| プロセス熱回収 | なし | 70%以下です | 蒸気または電気熱を減らします。 |
| 丸焼のPETごとの総化学物質量 | 4.5 ～ | 2.5から4.5キログラム | 20 から 30% の節約 |
エネルギーと化学品の節約は相互に補完し合います。回収熱によって返熱色素槽を高温に保持することによって、低濃度と短時間での操作が可能になり、アルカリ需要が低減され、洗浄負荷が低減され、水需要が低減します。最適化されたラインは、個別の調整項目のリストではなくシステムであり、そのため、設備設計が結果を左右するよりも、オペレータの習慣が影響を及ぼします。Wanplas工場のPolyretecは、これらの回収ループを単独のオプションではなく、洗浄ラインの標準仕様として組み込んでいます。
汚泥と懸浮物の取り扱いは、オペレータが忘れがちな回収の一部です。苛性ソーダループは化合物、紙および有機物を汚泥に濃縮し、取り除けばそれが余りないまま処理用粒に再び回流して濁りを上げます。セパレートされた汚泥は、精製された状態で残留し、主熔浸槽に負荷をかけないよう頑強にアルカリを中和する専用小規模タンクで中和する必要があります。このステップを省略する施設では、摂取がどれだけ良かれと思われているかは関係なく苛性ソーダの再利用がほぼ 60% で止まります。水槽は反応の消費量よりも早く汚れてしまうためです。
減水排水ルートは、回収によって支払われる最終的な理由です。多くの地域では、施設から放出される洗浄水のアルカリ度と懸濁物を制限しています。浴槽を流すラインは、新鮮な水を混ぜてアルカリ度と懸濁物を制限に達させますが、そのような手法では減水量が得られません。回収ラインは、少量の濃縮された、簡単に処理できる流れを放出し、残りを再利用するため、遵守コストが低く、各トンのフレイクの環境影響が小さくなります。回収事業において、コストと遵守の両方が揃っていることは、後から設備を改修するのではなく、当初から回収システムを設計する上での強力な説得力を持つものです。
8. 選定ガイド: 燃料を適切なラインに合わせる
適切なラインを選ぶことは、初期の最適化判断となるものです。フィルムをボトルラインで実行する場合や、ボトルをフィルムラインで実行する場合は、化学物質および水を無駄にします。以下のガイドでは、一般的な原料や出力目標を対応するPolyretec製品と、その容量範囲をマッピングしています。これは出発点としてご活用いただき、実際のスクレプを使用しての洗浄試験で確認するようにしてください。2. 適切なラインを選ぶことは、カタログ番号からではなく、供給品と目標からの選定です。以下の表では、一般的な購入者の状況を推奨されるPolyretec構成とマッピングしています。すべての推奨内容は、ホスト工場の実際の製品ライン内で行われています。
モデルの推奨についての要件
| あなたの原料と目標 | おすすめのポリレテック・ライン | 容量範囲 | 化学物質への焦点を当てる |
|---|---|---|---|
| 消費者後のPETボトルを食品等級のフラクションに | 食品グレードのペットボトル洗浄ライン | 500～6000 kg/時間 | 高温苛性薬品と摩擦、酸（任意で選択可） |
| PETトレイと重めの接着剤で混合した剛性材料 | 食品グレードPETボトル洗浄ライン（高級） | 2000～6000 kg/h | 高い亜鉛サリュード、長い滞在時間 |
| PP/PEフィルム、組織織られたバッグ、農業用フィルム | PP/PE ソフトプラスチック破砕洗浄ライン (PTW1000) | 500〜1500 kg/h | 軟性アルカリ、摩擦少量、水回収 |
| 洗浄されたフレークをペレットに変換する | 洗浄ラインおよび新世代ペレタイジングライン | 洗浄機に合わせる | 一貫した湿度とドーシング制御 |
| インク除去が必要な印刷されたフィルム | PP/PE ソフトプラスチック破砕および洗浄ライン | 500〜1500 kg/h | 界面活性剤に加え、強い摩擦 |
不確かな場合は、ラインのサイズを最大負荷ではなく、安定した原料に調整しましょう。最大負荷の80～90％で稼働させると、ウォーターチューブ内の滞留時間と洗浄品質を設計目標の中で維持でき、これにより化学薬品の使用量が最小限に抑えられます。ラインを過剰にサイズしすぎると資本を無駄にしてしまうだけでなく、追随性を保つために浄化剤の過剰混合によって水質が悪化する恐れもあります。Wanplas工場のPolyretecでは、廃材のサンプルに基づいて各ラインの酸化槽の容量、摩擦時間、および洗浄の流れ量を、実際の汚染水に合わせて調整します。
9. 操作、保守、およびサービスサポート
低化学物質使用は、良い設計だけでなく、適正な運用やメンテナンスにより実現することができます。最適化を維持する日常的な慣習は、浸漬液アルカリ値の測定、流し回りの濁りのモニタリング、フィルターの予定通りの清掃、および投与ポンプのキャリブレーションです。これらの作業を怠れば、たとえ設計に優れていたとしても、わずか数週間で高投与に帰着します。次の運用チェックリストを使用すると、洗浄ラインが効率的な状態を維持します。
毎日のおよび週ごとの保守チェックリスト。
- 塩酸塩バッテリーのアルカリ度を確認して、それぞれのシフト開始前に自動投入量を調整します。
- 最後の洗浄による濁りを記載し、>10 NTUの上昇がある場合は即座に調査する
- 摩擦式ベアリングスクリーンとローターの摩耗状況を検査し、機械的作用が低下していないか確認します。
- 毎週、再使用率を85パーセント近くに保つため、塩酸の精製とろ過ループを清掃します
- 湯槽温度が85 ~ 92℃を維持するよう、熱交換器の性能を確認します。
- 定期的に残留アルカリとPVC含有量のフレークをサンプリングして、クレームが出たらだけではなく、一定のスケジュールに従って検査を行います。
Wanplas社の工場であるPolyretecは、すべての洗浄ラインにWanplasグループの共通のサービスコミットメントを提供します。各ラインは出荷前に実装および検査され、グループのポリシーにより、毎年は500米ドル分の無料部品が提供されるほか、保証期間内に破損した部品は無料で交換されます。エンジニアは現場での設置と試運転のサポートを行い、工場見学ポリシーにより、納品前に工場を視察し製品の品質を確認することができます。24以上のエンジニアによる支援資源と50か国以上で100以上のプロジェクト実績により、試運転以降にも、化学物質の設定を最適に維持できるように、試運転、オペレータのトレーニング、リモートトラブルシューティングなどのサポートが提供されます。
生産能力の拡大を計画する企業には、同じチームが配置設計とユーティリティ設計を提供します。これにより、トン当たりの運転コストが低く維持できるように、石灰熱、水回収、蒸気熱または電熱を適切に規制できます。化学物質と水回収をラインに組み込んでいるため、本ガイドで説明している最適化の大部分がラインの稼働開始後は自動的に行われます。メンテナンスチェックリストは、基準を守るためのものです。
よく寄せられる質問
PETボトルのフラークを洗浄する場合の典型的な苛食薬剤量はどれぐらいですか?
市販されているPET生地から製造されたフレイクは、高品質の場合、適切に調整されたカウストリック浸漬では、1トンあたりの化学処理は約2.5から4.5 kgのナトリウムヒドロキシドで行います。その濃度は重量％ベースで1.5～3％、液温は80～92℃、滞留時間は15～25分です。ラベルが配置された放出品は、上限で、非常にきれいな産業廃棄物はその下限を下回る場合があります。
PPとPEフィルムフレークはカオス洗浄が必要ですか？
やわらかい PP と PE フィルムでは、ほとんどの場合、珪酸塩処理は不要です。インクや有機物を取り除くため、高温高圧洗浄の後、アルカリ剤と界面活性剤を使ったアルカリ洗浄を行います。このため、PETに比べて、原料約 1 トンあたりの塩化物消毒剤の量は、その 1/10 以下になります。
洗浄ラインで化学物質を回収して再使用することで、コストを削減するにはどうすればよいか？
焦化洗浄液を定着とろみのループを通じて循環させ、使用されたアルカリのみを自動投薬で補充し、逆流洗浄を行って清浄な水が最後の段階に入って後方に流れ、熱回収を板式熱交換器で行います。これらの手段により、化学物質の再利用率を85%程度に引き上げ、新鮮な水の回収率を90%を超えます。
銀行可能な洗浄済みフラークにはどのような浄化指標が当てはまりますか?
主な測定項目は、残留アルカリが0.05％以下、最終なめ水の濁りが10 NTU以下、PETのPVC汚染が50～100 ppm以下、残留糊とラベルが0.1％以下、また、明るい自然の層状色です。食品グレードのPETを購入するお客様は、低臭と6.5から7.5の間の安定したpHも要求します。
カオスト洗浄から酸洗浄への移行時は必ず加熱洗浄を実施しましょうか?
酸洗いは任意ですが重要です。薄められた酸で短時間洗浄を行うことにより、残留アルカリを中和し、金属イオンを除去し、フレークの輝度を向上させることができます。浄洗いトレインが既にpH
ボトルとフィルムの原料を処理するにはどのPolyretecラインを選択すればよいですか？
硬質ボトル、ラベル、トレイの場合は、500～6000 kg/時間のFood Grade PETボトル洗浄ラインを、フィルム、織り材袋、農業用フィルムの場合は、500 ～ 1500 kg/時間のPP/PE軟質プラスチック破砕・洗浄ライン（PTW1000など）を選択してください。Wanplas工場のPolyretecでは、これらのラインを一気に片流化に変換できる新世代ペレタイジングラインと組み合わせることも可能です。
水の温度は、洗浄ラインでの薬品消費にどのように影響しますか？
高温の水溶液は、接着剤や脂肪のサポナ化を早め、カストンの濃度を低減させ、滞在時間を短縮できる。温度を85 〜 92摂氏度に保つと、60摂氏度のバースと比べてアルカリ投入量を15〜25パーセント削減でき、熱交換器で熱を回収することによって、エネルギー使用量を低く抑えることができます。
結論
フレーク洗浄のための洗浄ラインの薬品使用量を最適化するのは、単一の調整ではなく、全体的なシステム問題です。カオステック浴槽、摩擦式洗浄機、酸中和、逆流洗浄は、必ずしも単独では効果的にはありません。原材料の測定された汚染値と再生ループの水と薬品の回収率を考慮しながら、専門的な管理が行われています。PETラインでは、規律ある管理により、ナトリウム塩化物を2.5～4.5kg/トンで維持し、水回収率を90％以上に上げることが可能ですが、フィルムラインでは、水ほとんどを使用せず、摩擦と水回収率に頼ることが多いです。バッチの変動時に、買主が確認するクリーニング度合いを示す指標（残留アルカリ、逆流濁度、PVC含有量、接着剤、pH）により、どの段階を調整すべきかが明確になり、無駄な薬品投入は防げます。
Wanplasの工場であるPolyretecでは、食品等級のPETボトル洗浄ライン、PP / PE柔らかプラスチック粉砕・洗浄ライン（PTW1000をはじめとする）、および新世代のペレタイズングラインに、回収と調整ループを組み込んでいます。そのため、最適化は後から追加されるのではなく、最初から設計されています。新しいラインを計画する場合や既存のラインを監査する場合、Polyretecにはお客様の原料サンプルと目標フレークスペックをご送付ください。Polyretecのチームは、お客様の実際の汚染状態に合わせて、カウステックタンクの容量、摩擦時間、および洗浄流量を算出し、工場で洗浄試験を実施し、毎年500米ドル分の無料の部品を提供するなど、引渡し、トレーニング、保守をするためのWanplasグループの共通方針に基づきサポートします。低炭素費用でクリーンなフレークを得るためには、正しいラインと正しいレシピが必要です。両方とも、まずお客様のスクラップに関するご相談から始まります。
