生産後のリサイクルプラスチックパウダーの湿気除去は、一つの作業ではなく、二つです。パウダー表面に付着した自由水を除去することと、ポリマー鎖中に分散した結合水を引き出すことです。加工前の機械式脱水と熱空気乾燥方式。後者は、低露点で動作する除湿乾燥機だけです。両方を混同することは、リサイクル工場が乾燥したように見えるパーオンを出荷する最もよくある原因です。製品が完成した後の三週間、顧客の成形所は銀色の跡が付いたり、気泡が発生したり、粘着性が低下したりします。
このガイドでは、リサイクル樹脂の全ポストプロダクション湿気問題を解説します。水がどこから来るのか、ポリマー化学がどの乾燥方法に効くのか、過剰な湿気が機械的特性と固有粘度にどのような影響を及ぼすのか、六つの競合する乾燥技術が実現可能な残湿度と比喩的エネルギーについてどのように異なるのか、各ポリマーファミリに必要な温度と停留時間はどれか、乾燥ホッパーとその送風量をどのようにサイズすれば良いのか、リサイクルPETが他のあらゆる樹脂とは異なる振る舞いをする理由と、実際に湿気を測定する方法、そして除去した湿気を船舶輸送中に再び潤しなくするためのペレットの梱包方法について説明します。
Polyretecは、Wanplas工場で2010年からプラスチク回収設備を構築し、2017年にオーストリアのプロセスノウハウと中国の製造スケールを結合した「Polyretec」ブランドを立ち上げました。100以上の回収プロジェクトの納品、50以上の国でのサービス提供、24名以上の実装・プロセスエンジニアのチーム、500kg/hから6,000kg/hまで対応可能な洗浄・ペレット化ラインなど、Polyretecは消費者および産業廃棄物を回収するために10年以上の時間をかけてこの問題に取り組んできました。この記事の設備の推奨事項は、カタログではなく実績に基づいています。
リサイクルされたペレットの中の水分は実際どの場所から来ていますか。
回収ペレットは四つの異なるポイントで水を吸収します。それぞれのポイントから取り除くために異なる対策が必要です。もしどれかを処理するだけであれば、お客様のホッパー部において残渣の水分数は決して安定しません。プラント内でどのような水分が優勢であるかを診断することは最初のエンジニアリングステップであり、一般的に線を沿って三つの場所で行うわずかな三回の水分測定で十分です。
1 ペレチザーから運ばれるプロセス水
すべてのウェット粉砕方式では、ペレットに水が残る。ウォーターリングダイスファセーカットでは、ペレットを水の膜の中に投入し、それを伴って遠心脱水機に送り、重量ベースで約8～15％の無料水を含む形で到着します。水中ペレット化ではカッターチャンバーを完全に水で満たして、脱水段階になる前にペレットスラリーの水分が20～30％になるようにします。水浴式ストランドペレット化は、ストランドがカッターの前に空気で折り曲げられるため、一般的に3～8％で、やや穏やかです。空気冷却ダイスファセーカットは、カッターヤーで真に乾燥したペレットを生産する唯一の方法であり、対象となる材料とペレットサイズに制限されています。
本水はほぼすべて表面水です。それは、ボールの孔隙間やカット面の微小な凹凸に留まります。1,200～1,600回転／分の遠心脱水機では、この水の大部分を数秒で機械的に除去し、ボール流体の濃度を0.3～1.0%にまで低下させます。機械的脱水後に残るものは、染み付いた薄い膜と、熱と湿気のある数秒間にポリマー自体が吸収して融合したものです。
2. 高分子自体による大量吸収
吸湿性ポリマーはただ水に濡れるだけでなく、その無定形領に水を溶かします。ポリエステル、ポリアミド、およびポリカーボネートの鎖はすべて、水分子と水素結合を形成する極性基、エステル結合、アミド結合、および炭酸基を持っています。60度の温度で水囲いの中で置かれた新たに切断されたrPETの丸餅は、室温のものよりもはるかに多くの水を吸収します。これは、温度が上がるにつれて拡散係数が急激に上昇するためです。これが、機械的脱水によって触れることのできない水です。
3. 包装、輸送、保管中の損失
50ppmに乾燥させられた吸湿性ペレットは、熱力学的に未満価である。23℃、60％相対湿度の場所で放置すると、再利用可能なPETは通常数時間で1,000ppm以上に上昇し、数日間で数千ppmの均衡値に近づく。再利用可能なPA6はさらに積極的で、開放的な貯蔵後数週間で重量の1％以上増加する。バリアライナーのない編組袋は、これに対して効果的に保護できない。倉庫の湿度、モンスーン期の海上貨物、未加熱のコンテナ輸送すべては、プラントを完璧に乾燥した状態から、製品に水分を付加する。2. バレの供給には、ブレード付き傾斜ベルトコンベアやチェーン駆動スラットコンベアが一般的である。バレは大きく不規則なため、ベルトコンベアはラム荷を優しく運び、その上流側にはシャレーダが設置されている。
4. 結露と寒冷水点の問題
最も低く見積られている要因は結露です。15度に冷却された貯蔵シロまたはエアコン付きの倉庫から取り出したペレットを、32度、85パーセントの相対湿度の作業場で開くと、周囲温度より約29度の結露点以下になるため、ペレットの表面に直接液体水が結露します。発送時に200ppmという値が測定されたバッチでも、早すぎた袋開封以外には何もしないで、顧客のホッパーで1,500ppmまで測定できます。袋詰め前にペレットを40度以下に冷却し、先ず封印された袋を作業場の温度に均等化させてから開けると、この問題のほとんどは解消できます。
上流の洗浄も役立ちます。ペレタイジングエキストラクターに入るフレークは、洗浄ラインから残留水を運びますが、その水は通常、脱ガスバージョンのバレルセクションの換気ポートより除去されるため、ペレット化段階ではは除去されません。したがって、本ガイドではこの点に重点を置きません。
表面水と結合水分: すべてを決める線引き
表面水は機械的な問題であり、結合水分は熱力学的な問題です。地表水は表面張力と毛細管力によって保持されるため、遠心力、流動空気、および適度な熱によって除去されます。結合水は、約20～25 kJ/molのエネルギーで、ポリマー内部に水分子と水素結合によって保持されるため、それを除去するには、次に両方が必要です。結合を破り、水分子をペレット表面に拡散させるための十分な熱エネルギーと、実際に水分子が外へ出たがる十分に乾燥した大気です。2. 表面水+静電気
もうひとつの条件は、人々が無視してしまうものです。乾燥は、ボールの内部の水分と空気中の水分の間の気体圧力差によって駆動されます。一般的な加工地域の環境空気の露点は、約12～23グラム/立方メートルです。この空気を160°Cに加熱すると、相対湿度が劇的に低下しますが、水分が1グラムもなくなりません。絶対湿度、およびそれゆえ部分気体圧は変化しません。一度、ボールの内部水分がこの気体圧と均衡したとき、乾燥は、どのくらい乾燥機を稼働しても止まります。
乾燥機で写真が変わるのは、空気を加熱する前に水を除去するためです。マイナス40℃の露点では、プロセス空気には0.12グラムの水が約1立方メートルに含まれており、周囲の空気より約100倍乾燥しています。この差が、リサイクルされたPETを3,000ppmから50ppm未満に引き下ろすのに必要なグラディエントを作り出します。マイナス50℃の露点まで引き下げると、さらに余剰が生まれますが、ほとんどのリサイクル品種に対して、再生エネルギーがかかり、収益が少なくなります。
一般的な再生ポリマーの吸湿性分類
以下の表は、リサイクリング工場がペレット化する最も有望な樹脂を分類しています。均衡水分濃度は、23度と50％相対湿度の長期間の曝露後にポリマーが到達する値のことを指します。値は一般的な範囲であり、グレード、充填剤の含有量、結晶性、および再生原料流の汚染レベルによって変化します。
| ポリマー | クラス | 等価湿度、23 ℃/50%RH | 顕著な水分の種類 | 加工前の対象 | 最低限の実用的乾燥経路 |
|---|---|---|---|---|---|
| rHDPE・rLDPE・rLLDPE | 非吸湿性 | 0.01%以下 | 表面のまま | 500 ppm未満 | 集中力ブレード脱水法による熱風乾燥：分散した乾物をスクリーンに回ることにより、表面の水分を除去します。漏れの原因は軸のシールとスクリーンという、修理セクションで明らかにしている部分です。混合乾物に対しても堅牢で、清掃が容易であるため、Polyretecは500～1500kg/hの範囲でこれを使用しています。 |
| rPP（ホモポリマーおよび共重合体） | 非吸湿性 | 0.01%以下 | 表面のまま | 500 ppm未満 | 集中力ブレード脱水法による熱風乾燥：分散した乾物をスクリーンに回ることにより、表面の水分を除去します。漏れの原因は軸のシールとスクリーンという、修理セクションで明らかにしている部分です。混合乾物に対しても堅牢で、清掃が容易であるため、Polyretecは500～1500kg/hの範囲でこれを使用しています。 |
| rPS / rHIPS | わずかに水分の多い | 0.05～0.12 パーセント | 主に表面、小部分が結合 | 1,000 ppm未満 | 熱風、特殊透明度の高いグレード用乾燥剤 |
| rABS | 吸湿性 | 0.20～0.40％ | 封じ込め | 1,000 ppm未満 | 乾燥器、露点 -20〜-40℃ |
| rPET (びんとトレーの原産地) | 吸湿性、水分解に敏感 | 0.20～0.60％ | 封じ込め | 50 ppm未満、ファイバーおよびプレフォームでは 20 ppm未満 | マイナス40℃の乾燥剤を使用した結晶化装置 |
| rPA6 | 強力に吸湿性がある | 2.5 から | 封じ込め | 800～1,500 ppm (窓ではなく天井） | 40℃の低温下での制御された乾燥剤 |
| rPA66 | 強力に吸湿性がある | 2.0から2.8パーセント | 封じ込め | 800～1,200 ppm | 40℃の低温下での乾燥剤 |
| rPC | 吸湿性、水分解に敏感 | 0.15～0.35% | 封じ込め | 200 ppm 以下。 | -30～-40℃の乾燥機での使用 |
| rPBT | 吸湿性、水分解に敏感 | 0.08 から 0.20% の範囲 | 封じ込め | 200～400 ppm | 40℃の低温下での乾燥剤 |
| rTPU (ポリエステルタイプ) | 吸湿性、水分解に敏感 | 0.30から0.80パーセント | 封じ込め | 300 ppm 以下、フィルムでは 200 ppm 以下 | 40℃の低温下での乾燥剤 |
| rPLA | 吸湿性、水分解に敏感 | 0.30から0.50パーセント | 封じ込め | 250 ppm 以下。 | 崩壊点より低く冷却し、乾燥機で乾燥 |
| rPOM | わずかに水分の多い | 0.20～0.30％ | 封じ込め | 200 ppm 以下。 | 乾燥器、温度上限設定 |
| rPMMA | 吸湿性 | 0.30から0.80パーセント | 封じ込め | 400 ppm未満 | -30℃の乾燥機での使用 |
テーブルをデータダンプではなく、ルーティング決定として読み取ること。非蒸散性およびわずかに蒸散性の行にはすべて、機械的脱水と適切なホットエアステージで取り扱うことができます。PPフィルムペレットなどの蒸散性物質に対して、乾燥装置を導入するのは無駄な投資です。蒸散性の行にあるすべてのものは、周囲の空気で乾燥しようとすれば、いつかは引き渡しテストに合格できなくなります。その空気がどんなに熱くても、運転時間がいくら長くても関係ありません。
なぜ過剰乾燥も欠陥となるのか
過度な乾燥は危険です。500 ppm 以下の乾燥率を維持したリサイクル PA6 は、残存水によってもたらされる可塑化効果を失います。溶融液の粘度が上昇し、細部の注入が困難になり、成型部品の衝撃強度が低下します。リサイクル PC は、130 ℃ 以上で 8 時間以上放置すると、目立つほど黄色くなります。それは、リサイクルグレートの価値を破壊し、クリアーや淡い色のグレートでは困ります。これらの材料のエンジニアリングの目標は、床と天井のある窓です。単に「できるだけ乾燥する」という目標ではありません。そのため、信頼性の高い温度管理と滞留時間管理を持つドライヤーの方が、大量のヒートパワーを持つものより価値があります。
膨張水がスリーブと製品にどんな影響を与えるか
05％の範囲です。湿気に敏感な素材の場合、乾燥後すぐに処理することが重要です。外気湿度が 60％を超えた場合、湿気回復リスクが著しく高くなり、湿潤した環境では湿気管理対策を強化する必要があります。銀のシワや表面の気泡などの美的瑕疵は気にはなるが目に見えるため、確実に見つかる。水分分解による構造破壊は成形された部品には見えないため、破損した引張試験、無期限保証の返品、または静かに再注文をやめているお客様のみで表れる。後者のカテゴリはリサイクル業者の信用を損なうものだ。
潮解の仕組みで簡単に説明すると、
結晶化ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネートの各系列は、水分を分離した状態で構成されます。溶融温度で水分を再導入すると、反応は逆方向に進行します。280℃の溶融中にエステルまたはアミド結合に到達した各水分子は、鎖を切断し、一つの長い分子を二つの短い分子に分かちます。分子量が低下し、内在粘度が低下し、溶融流動率が上昇すると共に、各種機械性質（強度、引張強度、破断時伸び率、ノッチインパクト、疲労寿命）が低下します。この反応は早いもので、ポリエステルの典型処理温度では、有意な鎖切断が溶融中宿留時間の最初の一分間に起きます。
リサイクルPETに関する実用的な法則は明確です。280℃で100ppmの残水で処理すると、一度の処理で0.02〜0.03dl/gの内部粘度を奪われることになります。500ppmの場合、同じ処理で0.06〜0.10dl/gの内部粘度を奪われます。0.72dl/gで製造されるボトルグレードのrPETを0.62dl/gにまで引き下げることは、製品としての予備形状やリーフ設備への利用が不可能になり、価値の低い繊維やシートにしか転売できなくなるので、経済性は、トンあたり数kWhを管理する数値によって左右されます。
| 下流プロセス | 過剰な水分による不良 | 物理的なメカニズム | 危険が生じる水分レベル。 | 典型的な性質や生産量への影響 |
|---|---|---|---|---|
| 射出成形、一般 | 風向方向に沿ってシルバーの流れと広がり | ゲートで水が蒸気に変化し、金型壁の周辺に引き継がれます。 | スチレン樹脂の場合は800〜1,000 ppm以上 | 美的不合格率は1パーセント以下から5～15パーセントに上昇する。 |
| 射出成形、太部品 | 内部空きと泡。 | 冷却中に、まだ溶融しているコアにスチームが核状化する。 | エンジニアリングレジンでは500ppm以上 | 破裂圧力と衝撃強度が 20 〜 40% 下がる |
| シートとフィルムエキストラクション | ピン穴、ゲル、気泡ライン、ウェブ壊れ | 熔融カーテンのスチーム発泡がダイ出口を不安定にする。 | 薄いガイドでは300から500ppm以上 | 線速度を10～30%減速してウェブを完全に保ちます。 |
| 繊維紡績 | 栄養不均衡からのフィラメント性成長;界面活性剤または苛性シャックの負荷;低浸透酸性;急激な有機物負荷変動 | チェーン切断により溶融強度が糸紡績ウィンドウの下になる | rPETでは30から50ppm以上 | 周波数の増加により、紡績効率が低下します。 |
| あらゆる溶融プロセス、rPET | 加水分解による劣化、IVの消失 | 水は融点の温度でエステル結合を切断します | 50ppm以上、特に深刻なものは200ppm以上 | IVはパスごとに0.02～0.10 dl/g減少し、引張強さは10～25％低下する |
| 湿式融解加工 | 分子量の減少および膨張 | カルボネートの水化、鎖断裂および色の変化 | 200 ppm以上 | ノッチイパクトの劣化率が半分になることがあります。Ductile-to-brittle（延性から脆性への）過渡が上方に移動することがあります。2. あらかじめ存在する問題に注意してください：振幅、高電流、不良真空、シールの漏れ、不思議な音。 |
| 温度融解加工 | 粘度数値の低下と瞬発性 | アミド水解により鎖の長さが短縮され、溶融物が水っぽくなる | 2,000 ppm以上 | 切断線での折れ目。引張強度が15～30％低下します。 |
| 組成物、すべての樹脂 | 溶解流動率のバッチ間変動 | 可変チェイン分解は可変な分子量を生成します | 任意の制御不能な水分変化。 | MFRの幅が顧客の指定範囲を超えて広がる |
| 丸ごと小片にすること自体 | ベントが水没し、ストランドが泡立つ、サージする。 | スチームがバレルの脱ガス区域を圧倒する。 | 3～5％以上の湿らせた原料 | スループットカット、ストランド破損、ペレットサイズの異常 |
| 保管と取り扱い | 有機残留物による固着、橋渡り、カスタバが形成される | 表面の水と暖かい貯湯タンク | 0.5％以上の遊離水量（パッキング時） | お客様での袋却下、臭気の苦情、給料困難 |
経済学を1行でまとめると：再生されたPETを0.72 dL/gで売るか、0.62 dL/gで売るかという違いは、プリフォームグレードの製品と低グレードの繊維フィーダとの間の差です。適切な結晶化と乾燥乾燥のエネルギー費用は、トンあたり数十 kWhで計測されます。価値のギャップは数桁大きいです。
乾燥技術の所要経路の比較
完全な乾燥装置はありません。工程の数は定まっており、プラスチック製品のエキスポートには、実際に必要な工程だけを使用します。遠心脱水機と短いホットエアサイロで終わりを迎えるrPPフィルムペレタイジングラインは適切に設計されている。同様に終了する食品グレードのrPETラインには保証責任が発生します。以下の比較では、主な6つの技術に加えて、2つのニッチな路線について、マーケティング上の主張よりも実際に達成性が判断されます。
1. 遠心脱水機
水を含んだペレット流が、き裂となっている網に対し垂直に回っているローター。水は網の細孔から通過し、ペレットはパドルによって持ち上がり、上部で排出される。非常に高速で、機械的には簡単であり、水を蒸発させるのではなく液体として動かすことによりエネルギー効率が極めて高い。1キログラムの水を蒸発させるには、遅延熱だけを使用して約0.63 kWhが必要となる。一方、水を流し出すと、わずかなエネルギーしか必要としない。あらゆる湿ったペレタイジングラインはまずここで始めるべきである。堅粒で、出力水分率が0.3～1.0％、粗面を持つフロムフィルムペレットでは1～3％である。
2: 養液歪流乾燥機
ペレットは振動する穴あきデッキ上を移動しながら高温の空気がベッド上に送風されます。流動化状態により、良好な空気/ペレット接触と非常に均一な滞留時間が得られますので、高スループット時の非吸湿性ペレットへの表面水分の除去に最適です。1,000～5,000kg/時を快適に処理でき、空気を冷却して使用すれば冷却段としての役割も果たします。環境の空気を利用するため、結合水分は除去できませんし、滞留時間は数分です。
3. 熱風乾燥機とサイロ
風送機で周囲の空気を引き込み、抵抗ヒーターで70 ~ 130度にあたため、それが絶縁されているサイロ内のペレットベッドを通過します。ポリオレフィンとスチレン系製品の重要な機械です。限界が厳しいことがあいます。処理空気の露点は周囲の露点と同じなので、均衡下限がシーズンとポリマーによって400 ~ 1,000 ppmになります。湿気の多い海岸付近の工場では、湿潤の季節に熱気乾燥機で1,000 ppmに達することさえありません。
4. 乾燥剤による除湿乾燥機
プロセス空気は、水蒸気を吸着する分子ろ過ベッドまたはハニカムローターを経て、マイナス30〜マイナス50℃の露点を生成するもので、その後加熱され、乾燥ホッパーに供給されます。回送空気は除湿され、閉ループで再循環されます。この技術は、高潤濡性のリサイクル樹脂を低ppmの範囲まで下げてこれまで確実に維持してきており、他の法則はありません。設備投資と運用コストは高めですが、rPET、rPA、rPC、rPBT、rTPUにとっては他の方法がないのです。
5. 真空乾燥
絶対圧を下げることで、水の沸点を下げて気の圧力グラディエントを険しいものにするには、熱風を必要としません。セグメント式回転式真空乾燥機では、パウダーを充填、加熱、真空、排出ステーションを経由して運搬し、rPETの乾燥時間を4～6時間から約20～40分に短縮します。具体的なエネルギー密度は、継続的に温風に必要ないため魅力的ですが、制御面の複雑さ、真空シールのメンテナンスと入場資本がより高いことなどから、単一素材を連続処理するための最適な装置となっています。
6.赤外線回転乾燥機
中波赤外線発振器は、徐々に回転するドラム内で直接ペレットを加熱し、空気を加熱するのではなく、原料の溶解を可能にする。エネルギーは大量の空気マスク内ではなく、ポリマー中に吸収されるため、温めが速く、特定エネルギーが低い。赤外線は、rPETのための前処理乾燥と結晶化段階として非常に有効であり、通常10から20分で、ミルク状末端粒末を3,000ppmから300から600ppmに軽減する。その後、コンパクト乾燥剤段階がこの作業を完了します。色に依存する吸収により、暗いペレットと明るいペレットは異なる速度で加熱されるため、制御戦略に一定の余裕が必要です。
7 キログラムおよび 8 キログラム。マイクロ波および圧縮空気の膜乾燥
マイクロ波乾燥は水の二極体と直接結びつくため、エネルギーはほとんどが水分に入り、ポリマーへはほとんど行きません。ハイドロリゼーションに敏感な樹脂のために興味深いですが、この方法は限られた工業規模での作業に適しており、均一化を管理するのに困難です。圧縮空気の膜乾燥機は非常に低い露点に到達し、小規模のラボや低生産量の用途（30 kg／時間程度まで）に適していますが、圧縮空気の消費量が増えるため、大きな生産規模では具体的な効率は魅力的ではありません。
| 技術 | 作動原理 | 実現可能な残存湿度 | 典型的な特定エネルギー | 適した材料 | 実用的な産出量バンド | 相対的な資本コスト | 相対的運用コスト |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Centrifugal Dewatering Machine | 穴あきスクリーンに対して中央力によって自由水の機械的分離 | 3,000〜10,000 ppm（0.3〜1.0％） | 8～20 kWh/時 | すべてのポリマー、湿式切断後の必須の最初のステージ。 | 300～6,000キログラム/時間 | 低。 | 低。 |
| 振動流動化ベッド乾燥機 | 振動デッキは、加熱された上方向の空気流の中でペレットベッドを流動化させます。 | 500 から 1,500 ppm の範囲 | 30～60 kWh/t | rPS（またはABS） | 500〜5,000 kg/h | 中型 | 低中 |
| ホットエアドライヤーと熱シロ | 環境空気を加熱して、絶縁されたペレットベッドを通して送風させています | 400 ～ 1,000 ppm、周囲の露点に制限される | 60～120キロワット時/t | rPP、rPE、rPS、rHIPS、その他のもののプレドライ | 100 ～ 3,000 kg/h | 低。 | 中型 |
| 乾燥剤除湿乾燥機 | 分子量シーブローターまたはツインタワー吸着によって、-40 ℃の露点を持つ閉ループ空気を生成できます。 | 20 から 200 ppm | 90 から 160 kWh/t、熱回収時は 70 から 110 | rPET、rPA、rPC、rPBT、rABS、rTPU、rPLA | 30 から 2,000 kg / h 単位 | 高 | 高 |
| 真空乾燥 | 絶対圧の低下により、水の沸点が下がりグラデーションが険しくなる | 20 から 100 ppm | 40～70 kWh/㌔ | rPET、rPA、rPC、単一材料連続印刷 | 200〜1,500 kg/h | 非常に高い | 低中 |
| 赤外線回転乾燥機 | 中波赤外線は回転しきるドラム内部でポリマーを直接加熱します。 | 300～600ppm単独、脱水仕上げで50ppm以下 | 25～45kWh/t | rPETの予凍結製造と結晶化、rPLA、rPA | 100～1,200kg/h | 高大型 | 低。 |
| マイクロウェーブ乾燥 | 絶縁体加熱は、ペレット内の水極子と直接関連します | 依存する用途によって 100 ～ 400 ppm | 40～80 kWh/㌔ | 専用および水溶性の低いグレード | 50 ～ 500 kg/h | 非常に高い | 中型 |
| 圧縮空気膜乾燥機。2. 圧縮空気準備ユニット（フィルター、調整器、潤滑器）では、ドレンチェックとエレメント交換が必要です。ドレンで潮れたフィルターはアクチュエータ内に水を引き込み、寒冷な地域では凍結します。漏れている空気システムはエネルギーを浪費し、バッグハウスのパルス圧を低下させます。毎週のチェックを行い、漏れをタグ付けして修復しましょう。 | 圧縮空気からの水蒸気をメンブランで分離した後、加熱する | 30 から 150 ppm | 180～300 kWh / t | 研究室、サンプル準備、少量生産部品 | 最大 30 kg/h | 低。 | 非常に高い |
この表の正しい読み方は、ルートが互補的であり、競合するものではないということです。高性能のrPETペレットファイニッシング線では、遠心脱水を実行して、次に結晶化を伴う赤外線または高温空気の前処理を行い、その後コンパクトドライヤーを使用します。各段階は、最も安価で除去できる水を除去し、高価な-40℃の空気は残りの数百ppmにのみ対処する必要があります。安価な段階を省略し、脱水装置を過剰に規模を拡大する工場は、運転時間ごとにその代価を支払います。
乾燥パラメーター ― 材質別
乾燥温度、滞留時間、露点は、3つの独立したスライダーではなく、3つの関連づけられた変数です。温度と時間を上げ、目標値に達しません。以下のパラメータは、Polyretec の技術者がペレット仕上げ段を試運転する際に始めに使用する範囲であり、これらは素材がすでに 1% 以下の無水分に機械的に水分を除去した状態を前提としています。
| リサイクル材料 | 乾燥温度 | 滞留時間 | 露点の要件 | 目標湿度 | ドライヤーのタイプ | 過度の乾燥、工程上のリスク |
|---|---|---|---|---|---|---|
| rPP および rPE（フィルム由来） | 80〜90℃ | 0.5～1.0時間 | 環境条件に適している | 500 ppm未満 | 脱水プラスホットエアーサイロ | 長期間100℃以上を保たなければ、安定性の低いリサイクル物の酸化と黄変が促進されます。 |
| rPP および rPE（剛性再生由来） | 85〜95°C | 0.5～1.5時間 | 環境条件に適している | 400 ppm未満 | 脱水プラス流動床プラスシロ | 凝結物・粉塵はペレットより表面の水分量が多く、まずスクリーンで除去する必要がある |
| rPS と rHIPS | 70〜80 ℃ | 1 から 2 時間 | -20度C以下の環境 | 1,000 ppm未満 | 熱風、透明度の高いグレード用乾燥剤 | 85℃以上でピーセル表面が融けてホッパーにブリッジが発生します |
| rABS | 80〜90℃ | 2～4時間 | −20～−40℃ | 1,000 ppm未満 | 乾燥剤ホッパー | 90℃を超える長時間の使用で、ブタジエン成分が劣化し、表面の光沢が失われます。 |
| rPET、結晶段 | 160 ～ 170 C、攪拌 | 20～40分 | この段階で環境条件に適している | 35パーセント以上の結晶性 | 搾取炉または赤外線回転ユニット | 搾取無しでは、ベッドがTg 78 ℃で固体質量に焼き合板となります。 |
| rPET、乾燥段 | 160 ～ 170 C | 4～6 時間 | −40 °C は必須 | 50 ppm 以下、繊維用には 20 ppm 以下を目標にしています。 | 乾燥剤ホッパー、保温されたもの | 180℃以上では、熱による黄変およびアセトアルデヒドの生成が促進されます。 |
| rPA6 | 80 ℃ | 4～6 時間 | −40 °C | 800～1,500 ppm | タイト制御付き乾燥剤ホッパー | 500 ppmを超えると溶融物質が固くなり、部品が脆くなります。100 ℃を超えると、ポリマーが酸化して黄色に変化します |
| rPA66 | 80〜90℃ | 4～6 時間 | −40 °C | 800～1,200 ppm | 乾燥剤ホッパー | rPA6と同じ過乾燥範囲、ガラス繊維を含んでいる製品は低い範囲をよりよく忍び乗ります |
| rPC | 115～125 ℃ | 3 から 4 時間 | −30 ～ −40 °C | 200 ppm 以下。 | 乾燥剤ホッパー | 130℃以上または8時間以上は、クリアグレードで目に見える黄変が生じます。 |
| rPBT | 120〜130℃ | 3 から 4 時間 | −40 °C | 200～400 ppm | 乾燥剤ホッパー | rPETに近い水分解感度;再乾燥せずに不規則な返却物を再利用しては決してならない |
| rTPU (ポリエステルタイプ) | 95～105℃ | 2～3時間 | −40 °C | 300 ppm 以下、フィルムでは 200 ppm 以下 | 乾燥剤ホッパー、浅いベッド | 85ショア・Aよりも軟いグレードのブロックおよびケーキ；ベッドの深さを低く保ち、円錐形の排出部を使用する |
| rPLA | 45〜55 ℃の前段階で、その後 80〜95 ℃ | 2時間プラス 3〜4時間 | −40 °C | 250 ppm 以下。 | 2段階の乾燥剤 | 非晶質rPLAはTg (58℃付近) よりも高くで融点を示します。温度を上げる前にゆっくりと結晶化してください。 |
| rPOM | 80〜100 ℃ | 2～3時間 | −20～−40℃ | 200 ppm 以下。 | 乾燥剤ホッパー、キャップされた温度 | 110℃を超えないようにしてください。熱分解により、ホモポラールが放出され、抽出が必要になります。 |
| rPMMA | 80〜90℃ | 3 から 4 時間 | −30℃ | 400 ppm未満 | 乾燥剤ホッパー | 光学グレード製品では、短期間の水分異常からもハゼが発生するため、各バッチを検査する必要があります。 |
リサイクル素材に対応する窓の設置方法
リサイクル原料は、原料と比べてたまに均一でなく、3つの調整がほとんど必要です。第一は、スレッドサイズ分布が広いのでディストリビューション時間を20〜30％拡張します。第二は、前の加熱処理で残存された安定剤が少ないため、流れの温度上限を5〜10℃低くします。第三は、パラメータ表に厚い信頼を置くのではなく、実体の生産流に実質的な水分試験を実施して目標値を確認してください。汚染、フィラー含有量、粒子の幾何学形状がすべて均衡を変化させることからです。
ペレットの形状については、ひとりにまつるべき点があります。水の拡散速度は、最短の拡散経路の二次方程式に従って規定されます。水中で切断された直径4mmの球形ペレットの乾燥時間は、同一条件下で2.5mmの糸切断式レンズペレットの乾燥時間の約2倍です。もし、乾燥速度が生産ラインのボトルネックであれば、カッター側でペレットのサイズを変更することは、より大きな乾燥舟を購入するよりも安くつくことがあります。
乾燥機原理、サイジング、タンク容量計算
乾燥システムには、乾燥空気を生成する吸着ユニット、プロセスヒーター、実際の質量転送が行われる乾燥ホッパー、および濾過と後冷却を備えた回収回路の4つの機能ブロックがあります。リサイクル工場でのほとんどの乾燥失敗はホッパーや空気量の問題によるもので、吸着効果に問題があるわけではありません。通常、除湿機自体は正常に機能しながら、ホッパーは材料を通過させるために空気を吸い込んでいるか、送風機は40％ほど破格のものです。
吸着：ツインタワー対ハニーコームロータ
双塔システムでは、分子シートを備えた全二つの容器に空気を充填します。通常は、13Xまたは4Aタイプになります。一方の塔では、戻り空気の水分が吸着し、もう一方の塔では、200～280℃の高温空気で再生され、冷却されます。交換バルブにより、タイマ制御または露点値制御に基づいて両塔を交互に使用します。双塔ユニットは堅牢で、ほこりに耐性があり、安定した-40℃の露点を実現しますが、交換の際には短期間の露点急上昇が発生します。これは、許容範囲内でなければなりません。
ハニカム回転式システムでは、絶縁材浸透された回転輪が、吸着、再生、冷却の各セクターに分かれて連続的に回転します。回転が絶えず行われるため、露点出力はほぼ無振れで、通常-40～-50℃の間です。回転式システムはコンパクトであり、露点の安定性が優れています。これは、食品グレードのrPETと繊維グレードの材料において特に重要で、単一の露点変動がスピニングバッチを台無しにする場合にも該当します。再生温度は通常180～220℃で、ツインタワーよりも低くなりますので、エネルギーバランスを向上させます。
乾燥ホッパーのサイジング
2．ホッパー容積はスループットと必要な滞留時間から直接計算できます。作業式は次のとおりです。
リトル量のホッパーは、kg/hの揚散時間を時間で掛け、kg/リトルの集積密度で割ったのち、安全因子1.2から1.3を掛けて換算される出力量に等しい。
安全係数は、乾燥ベッドに参加しないコーン容積、材料レベルより高いフリーボード、フルに満たされたホッパーの上部で空気の分布が悪くなることを含む。変化するボリューム密度を有するリサイクル材料については、1.3という値を使用する。実例: rPET粒子、500 kg/h、乾燥時間5時間、ボリューム密度は0.82 kg/Lである。これから、500 x 5 ÷
プロセス空気量のサイジング
空気の量は、材料を乾燥温度にまで上げるために必要な熱と放出される水蒸気の両方を運搬しなければなりません。業界における経験則では、1時間あたりの処理空気量が1キログラム/時間のスループットに対して1.8～2.5立方メートルであるとされており、高温レジンキャップの乾燥や初期湿度の高い材料の場合は、より高い値が用いられます。1時間あたり約1.5立方メートル未満の処理空気量では、駆動板は上から下まで冷却され、下層は乾燥温度に達することなく、これが「一晩まですっかり走ったが、300ppmのレジンキャップを出力している」という問題を引き起こす古典的原因になります。
| 材料と生産量 | 乾燥時間 | 大量密度 | 計算されたボリューム | ホッパーを選択 | プロセス用空気量 | 概算の加熱器の電力消費量 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 150 kg/hのrPETペレット | 5 時間 | 0.82 kg/L | 1,190 L | 1,200 L | 330～375 m3/h | 15～20 kW |
| 300 kg/hのrPETペレット | 5 時間 | 0.82 kg/L | 2,378 L | 2,500 L | 660〜750 m3/h | 30～38 kW |
| 500 kg/hのrPETペレット | 5 時間 | 0.82 kg/L | 3,963 L | 4,000 L | 1,100-1,250 m3/時間 | 50 ～ 62 kW |
| rPETフレイク、500 kg/h | 5 時間 | 0.38 kg/L | 8,553 L | 9,000 L | 1,100-1,250 m3/時間 | 55 ～ 68 kW |
| rPA6ペレット、200kg/ h | 5 時間 | 0.68 kg/ℓ | 1,912 L | 2,000 L | 400〜460 m3/h | 12〜16 kW |
| rPC 粒子、250 kg/時間 | 4 h | 0.60 ～ | 1,970 L | 2,000 L | 500〜575 m3/h | 20 から 26 kW |
| rABS 粉末、400 kg/h | 3時間 | 0.6 ～ | 2,600 L | 2,600 L | 760～880 m3/h | 24 から 32 kW の範囲 |
| rTPU ペレット、150 kg/h | 2.5 h | 2％ | 786 L | 800 L | 300〜340 m3/h | 10 から 14 キーワット |
性能を決めるホッパーの機械設計の詳細情報
- コーン角度1。60度の内蔵コーン角は、フリーフローするペレットのための実用的な最小角度です。粘り気のあるリサイクル生地、柔らかいrTPU、および高粗固分含有ペレットは、材料がデザイン居留時間よりも長く停滞するウォール沿いのゾーンを回避するために、65~70度または質量流れのインスペクターが必要です。
- 空気散布コーンプロセス空気はコーンから入ってきて、全面積を均一に分散させる必要があります。適正に計算されたスプレーダーのコーンにより、空気が中心部分で短い経路を通り、ベッドの外周部分を有効に乾燥してしまうのを防げます。
- 保護対策。2. 保険（価値の0.15％）：180米ドル。160℃のrPET処理に対応する標準的な厚さは、50ミリメートルのステンレス製の外皮を備えた鉛筆酸セラミックウールです。4,000リットルのホッパーに保温材を入れないと、数キロワットが常に無駄になり、原料が温度に達しない冷たい壁層が形成されます。2. フィラメントの破損、重量乱れ、使用不可能な紡績率
- 戻り空気のフィルター処理。回収ペレットは細かい粒子を放出します。差圧計を備えたカートリッジフィルターは、粉塵によって不備になってしまうデシカント層を保護します。これは長期間にわたってゆっくりと姿を見せる静かな露点の劣化の最も一般的な原因です。
- 戻り気のアフターカーラー戻り空気は、吸着能力が温度によって急激に低下するため、デシケントに到達する前に冷却する必要があります。戻り空気の温度が60度を超える場合は、実現可能な結露点が著しく低下します。
- 露点センサーの設置乾燥機の吹き出し口と加熱器の前で測定し、記録します。露点の傾向線は、乾燥剤の消耗、フィルターの針に影響、または変読弁の漏れの早い警告となります。2.先に説明したように、3つのポイントで測定し、流出箇所を特定します。湿部での流出は、熱湿式洗浄機が熱すぎている、時間が長すぎている、または混合酸の濃度が3パーセント以上上昇していることを意味します。乾燥部での流出は、乾燥器の空気が150℃以上である、フラクメントが熱ゾーンに停滞している、または洗浄液が表面にアルカリを残していることを意味します。乾燥機を責めてしまう前に、洗浄槽のオーバーフローと表面のpHを確認してください。3.バレルの直径を、その長さに沿った複数のポイントと、いくつかの時計位置で測定し、ねじれを確認します。0.1mmを超えるねじれには専門家による評価が必要です。
実施すべきエネルギー最適化措置
三つの対策で、常に稼働しているリサイクル工場では信頼性の高い利益が得られます。閉ループのリターンエア回収システムでは、すでにリターン流れに含まれている熱を再利用することで、一般的に、全体的な乾燥エネルギーを15～25%削減できます。スループットに応じた制御では、実際のエキストルー需要に合わせて空気量とヒーターの出力を調整し、常に設計最大値で稼働するのではなく、シフトの大半で設計基準よりも低い水準で稼働することを可能にします。脱水剤再生排気を入力プロセスエアに活用し、それまで屋根へ排気されていた熱を回収することで、ライン稼働状況をほとんど変えずに、rPETの乾燥工程を140 kWh/トンの範囲から90 kWh/トンの範囲に引き下げることができます。
リサイクルPETの深層調査：結晶化、SSPおよびIV回収
リサイクルPETは、乾燥が単なる準備手順ではなく価値創出の一部である唯一の一般的なリサイクル樹脂です。適切に配置されたクリスタライゼーションおよび乾燥設備は、固溶度を保護し、オプションの固体ポリコンデンサンステージでは、これを建設的に再構築することができます。適切に配置されていない場合、同じ材料がホッパーに固体プラグとして詰まってしまうか、またはドライヤーで販売に適した分子量が低すぎるままになります。
なぜ結晶化が先に行われなければならないのか
無定形 rPET 酒石（特に水中で手早く凝固させたもの）のガラス転移温度はほぼ 78℃。直に 160℃の乾燥温度に加熱すると、表面がゴム状の間を通って、張りついて、隣接する酒石が溶着します。ベッドは、機械的に脱離すべきながたまとして固化します。160〜170℃で20〜40分間、継続的に機械的に攪拌して、または酒石を動かすように混合して、結晶性を 35〜40% 以上に高めることができます。結晶的領域は乾燥温度で柔らかくなりませんので、ベッドは自由に流動します。
リサイクル業者にとって重要な細かな点：ボトル由来の rPET チューブは、ボディ壁部ではすでに部分的に結晶化されていますが、首部およびベース部では無定形ですので、チューブ製成装置から出てきたチューブ流れは結晶化度に多少のばらつきがあり、剥離されたアンモニアリサイクルで製造された新鮮な無定形 チューブほど容赦のないものではありません。チューブ製造ラインに結晶化段階が含まれていない場合は、チューブから完全に無定形のペレットが生成されるので、アンダーウォーター カットの rPET ペレッティングラインには必ずクリスタライザーを設置する必要があります。
ソリッド状ポリカンドデンテーションとIV回収
ソリッド状ポリカンドデンテーション(ソリッド状ポリカンドデンテーション、以降SSPと略称)は、ポリエステルの結合反応を固体中で制御的に継続するものです。結晶化されて乾燥したペレットを、200～215℃、融点より低く、窒素大気中または真空中で8～16時間保持します。非活性または真空状態の環境は、反応によって放出されるエチレンスルファーおよび水を絶えず除去し、鎖拡張を促進します。内在粘度は、通常ではSSP入口では0.70～0.74dl/gで、出口では0.80～0.86dl/gに上昇し、製品は瓶詰め対応品や手提げ帯対応品の規格を満たす状態に復元されます。
SSPには、IVよりも食品グレード生産者がもっと重視するもう一つの利点があります。これは揮発性汚染物質を除去することです。PETの主要な揮発性成分であるアセトアルデヒドは、溶融処理されたリサイクル材料の場合5〜15ppmからSSP処理後に1ppm以下になります。レジデンタルソリューション、レモンからのリモネンや消費後流れからの他の移行物質も減少し、これは食品接触用として認可を受けるために必要な汚染除去パフォーマンス証拠です。
| ステージ | 温度 | 滞留時間 | 大気 | 目標成果 | スキップまたは誤動作した場合の失敗モード |
|---|---|---|---|---|---|
| 機械による水分除去 | アンビエント | 秒単位 | 空気 | 1パーセント以下の自由水量 | 下流加熱裝置では、液体水が沸騰してエネルギーが廃棄されてしまいます。 |
| 先制乾燥 9 先制乾燥 (保管前または粗い再粉砕時) | 130〜150 ℃ | 10～30分 | 熱風または赤外線 | 水分 500～1,000 ppm | 乾燥装置は理由もなく大きく設定され、過負荷になっています |
| 結晶化 | 160 ～ 170 C、攪拌 | 20～40分 | 搗込み混乱熱風 | 35パーセント以上の結晶性 | ベッドが乾燥ホッパー内で固体ブロックに焼結 |
| 乾燥剤乾燥 | 160 ～ 170 C | 4～6 時間 | −40 °C の露点空気、閉ループ状態 | 湿度 50 ppm 未満 | 次の溶融パスにおいて 0.02から0.10dl/gの酵素分解による IV 量減少を確認しました |
| ソリッド状ポリカンドデンテーション | 200〜215℃ | 8～16 時 | 窒素または真空 | IVは0.80から0.86 dL/g、アセトアルデヒドは1 ppm以下 | 材料はボトル等級ではなく、ファイバまたはシート等級となります。また、材料は平面上に置かれています、目詰まりが生じています、汚染箇所があります。 |
| 制御された冷却 | 40℃以下に下げる | 20から60分 | 乾燥空気 | パックの温度が40℃以下 | 負荷が運搬中に冷気によって冷却されると、バッグ内に結露が生じます |
| バリアー包装 | アンビエント | 即時対処 | シールされたアルミ箔ライナー、乾燥剤入りサイドパック | 100 ppm以下の水分をお客様に提供します。 | 乾燥に費やされた毎kWhが出荷時に戻ります |
食品グレードのrPETの水分要件
食品接触再生PETは、再生業界の中で最も厳しい仕様を持ちます。生産者は出荷時の水分を50 ppm以下、天然樹脂製造機のホッパー入口では20 ppm以下、アセトアルデヒドを1 ppm未満、内因的粘度を厳密に管理し、コンバータとの合意に基づき狭い範囲内に保つことが求められます。EU 10/2011 ではプラスチック食品接触材料に関して、EFSA は再生処理に関する意見を述べ、FDA は反対意見のない通知を発出しています。これらすべては、繰り返し再現可能な工程管理に基づきます。つまり、乾燥とSSP の各段階は、操作のみでなく、計測・記録を行う必要があるのです。露点計や製品モリブデンログと同様に、消毒ステップ自体も重要な場所を占めます。
湿気測定、サンプリング、および許容基準
リサイクリングプラントに、湿度をppmレベルまで測定できなければ、乾燥機の性能がいかに優れていても、エンジニアリング用や食品グレードの市場に製品を販売できません。測定は、念慮の余地や研究室独自の手法ではなく、乾燥プロセスを正式な仕様文書に変換する唯一の手順です。実用的には、四つの方法があり、それぞれ異なる問題に答えます。
カール・フィッシャー定量法（参考方法）
電気学的カル・フィッシャー試金法は、ISO 15512方法AおよびASTM D6869に記述されているプラスチック用の基準法です。重さ計測されたペレットサンプルを密閉されたオーブンで、ポリマーの溶解温度から通常20~30℃低い温度で加熱し、放出される水をドライネートンによって処理し、ヨウ素ベースの反応でそれを立体均等に消費します。分解能は単一桁ppmに達し、得られた値は任意の揮発性物質ではなく水に対して特定のものです。食品系の高品質なrPETに関する製品の顧客は、この試金法を仲裁基準として認めることになっています。コスト、試薬の取扱い、検査時間15~40分/試料がその代償になります。
乾燥による損失：生産設備の標準装備品。
ISO 15512メソッドBおよびASTM D6980で規定された条件下で加熱されて減量が測定される乾燥による減少は、速く、通常5〜15分で、安価であり、シフトベースで簡単に操作できます。弱点は特異性です。すべての揮発剤が計算されるため、ポストカスタマー生産物の残留洗浄剤、加工補助剤、モノマー、または吸収されてしまった溶剤が水としてカウントされます。リサイクルされた材料の場合はこのバイアスが現実のもので、毎日100〜300ppm加算することもあります。正しいアプローチは、各材料流に対してカール・フィッシャー点定法を一度実施し、水分濃度と減量の比を取得し、それを日々の生産管理に適用することです。
結露点モニタリング：プロセスインジケータ
蒸気ポイント計は、原料ではなく、加工空気を測定しますが、プラント内では最も価値の高い連続モニタリング信号です。冷却ミラー法による計測機器は最も正確で、校正基準として使用されています。容易に設置可能で安価であるため、乾燥機の出口に設置されるのは、容量性ポリマーセンサーです。測定すべき場所は、2か所あります。それは、乾燥機へ送られる乾燥空気の温度が-40℃以下であることと、すりベッドから吸出される返却空気の湿度が測定されていれば、原料は十分に乾燥している状態です。返却空気の蒸気ポイントが取付空気供給の蒸気ポイントと寄り添い、均等になることで、原料が十分に乾燥していることを確認することができます。
インラインの近赤外およびその他の迅速な方法
近赤外分光光度計はペレット輸送ラインに搭載でき、サンプリングをせずに連続的な水分読み取りが可能です。校正は物質別であり、カルフischerと組み合わせた参照データセットが必要です。また、濃い色や強い紋章を持つリサイクル物質は校正が難しくなります。この機能の有効性を発揮するのは、高量のシングルストリーム作業で、水分をバッチテストからリアルタイムにドライヤー出力を調整する制御変数に変えることです。
| 方法 | 原理 | 使用可能範囲 | 典型的な試験時間 | 参考標準 | 最高の用途 | 主要な制限 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| オーブン付きクーロメトリックカール・フィッシャー法 | 乾燥室中の水分を対象としたヨウ素定量測定 | 5 ppm から 5,000 ppm まで | 15～40分 | ISO 15512 方法A、ASTM D6869 | 分析証明書、食品規格、仲裁 | 試薬コスト、訓練されたオペレーター、シフトコントロールの遅れ |
| ハロゲンガスヘッドの乾燥による減少 | 制御された加熱下における重量の減少 | 100ppmから5%まで | 5～15 分 | ISO 15512 方法B、ASTM D6980 | 各生産シフトのコントロール | 熱量揮発物をすべて水としてカウントします(リサイクル物に偏っています) |
| 冷却ミラーセーパイントプールメーター | 冷却されたミラーの凍結を光学的に検出する | −60 ～ +30 °C の露点 | 連続的に可能な時間 | 機器の校正プロトコール | インストールされたセンサーの参考校正 | コストと汚染された空気への感受性 |
| 静電容量式露点検出器 | ポリマー膜キャパシタンスは水蒸気によって変化します | −60 ～ +20 °C の露点 | 継続的 | 機器の校正プロトコール | 永久的なドライヤーの計測器および警報 | 期間中に誘導が生じるため、毎年再調整が必要です。 |
| インラインの近赤外 | 特有の赤外線領域で、水分の吸収を実現します。 | 200 ppm 上方、校正によって異なる | 継続的 | 方法固有の検証 | 単一材料フローの連続的なコントロール | 材料ごとの校正が必要。注意が必要で、主に濃い色のくずが生ずる場合です。 |
| 溶融圧力または気泡検査 | 押出された糸またはパージの微気泡の目視検査 | 品質は良好ですが、概ね500 ppmを超えている | 2～5分 | 自社製による実践テスト | 稼動開始時の迅速な合否判断 | 定量化は不可能であり、低レベルの水分変換の損傷を逃がしてしまいます。 |
サンプリングプロトコールによって数値の信頼性が確保されます。
バッドサンプルは良い製品を壊す。お客様による監査に耐えうるプロトコルはこうなっています。ドライニングホッパーの排出口またはパッキングヘッドでサンプリングし、常駐しているオープンバッグからは決してサンプリングしないでください。密閉された金属またはガラス容器、または直ちに脱気および密閉されたホイル袋を使用し、サンプリングから 10 分以内に試験を行ってください。充填の開始、中央、および終わりの各位置でバッチ全体にわたって 3 回サンプリングし、中間値ではなくうち最高値をレポートしてください。なぜならお客様は最も悪いバッグを探すからです。サンプリング時間での周囲温度と相対湿度をレコードしてください。各生産キャンペーンでは、定期的なドライフードロスを測定した結果と比較して、カール・フィッシャー測定を実施し、オフセットの有効性を確認しましょう。最後に、露点温度をドライヤーの供給側で連続的に測定し、潜在的な気温発生の傾向を分析結果証明書に記載してください。
受け入れる基準は、単なる数字ではなく「上限額と方法」と表記すべきである。例えば、「水分が50 ppm以下」という文言は、「ISO 15512 A 方式によるカウロメートル式カール・フィッシャー法によって、包装口のサンプリングによる測定」などの方法を表記しなければ意味を持たない。この方式を明記しているリサイクル企業は紛争を起こすことがめやかに、これを示さない企業は例外なく受託バッチごとに検査方法について議論を行っている。
包装と保管：湿気の再獲得を防ぐ
湿気を除去することだけでは十分ではありません。もう片側は、湿気を通さないようにしなければなりません。その方が遥かに安価です。2. 湿気を除去することは、ボンドの硬さや処理の安定性に直接影響する重要な前処理工程です。プラスチック材料内の残存湿気は、押出加工中に気化し、ペレット内に孔や不一致を生じます。この湿気関連の欠陥は、有効な硬さを低下させ、その後の加工時の構造的完全性を損なわせます。50 ppmまで乾燥した湿気の多いリサイクル材の1トンを加工袋に詰めると、港に届くまで1,500 ppmを上回る水分含量に戻ります。したがって、包装の決定は、乾燥機の決定と同じような技術的な注意をもって行う必要があります。
梱包する前に冷やします
160℃の乾燥ホッパーを出たパウダーは、袋を密閉する前に40℃以下に冷却する必要があります。2つの理由があります。まず、密閉された袋内の温められたパウダーは、ヒッドスペースに残留水分を導き、その水分は冷やした袋壁に凝結し、パウダーの上に落ちます。さらに、高温のパウダーは封入されたパッケージ内で酸化が促進されるため、乾燥後にお冷風機で冷却すると両方の問題を解決できます。
バリアー梱包オプション
| 包装の規格 | バリアーの性能 | 30°C、80%相対湿度で30日間の推定湿度 | 適している | 相対的なコスト |
|---|---|---|---|---|
| 非ライニングされた PP織り布バッグ、25 kg | ほとんど不可。 透水性の織物。 | 完全な均衡価値を達成します。 | rPP、rPE、rPSのみ | 低。 |
| PE内プレート付き網カバ、25kg | 中程度。シールの品質によって限定される場合があります。 | 通常、30～60%の均衡値 | rABS、rPS、短期保管 rPC | 低中 |
| PEライナー付き大量袋、1,000～1,250kg | 中 ~ 程よく、気候制御に依存 | 核心部は外層よりもかなり乾燥しています。 | 1% に減らす | 中型 |
| アルミニウムホイルを被せたケース付大量袋 | 高気密です。シールされた場合の透水率はほぼゼロです。 | 包装値の50～150ppm以内で保持します。 | rPET、rPA、rPBT、rTPU、食品等級 | 高 |
| 乾燥剤入りチューブ付き真空包装袋 | 非常に高い、積極的に水分を除去する | パッキング価値で効果的に安定します。 | 繊維グレードのリサイクルPET、医療および光学グレード、サンプル | Premium |
| シールされたライナー付きヘイカート | ライナーのグレードに応じて中 ~ 程高い | 中袋型製品と同等の性能を有します。 | 大規模なコンバーターでの自動供給 | 高大型 |
| 乾燥空気で覆われた貯蔵シロ | 大量処理：ブランケットが保持されている | 連続的な乾燥空気の供給により安定 | 現場消費の固定 | 高い資本、低い運転コスト |
倉庫とショップフロアのルール
- 吸湿性の高いグレードの素材を保管する場合は、倉庫の相対湿度を60％以下に維持する。結露が発生する床や外壁から床上げ用フォームを設置する。
- 密封された袋を直射日光や高温の壁に直接置かないでください。温度変化は空気を、そして結果として湿気を、不完全な密閉に通すためです。
- バッグを完全に室温に均等程度戻してから開けましょう。 冷たい袋を開ける際に温暖で高湿度の工場では、直接真子に水が凝縮します。
- 技術資料シートにボトル開封からの使用可能期間を定義してください。 通常、rABSとrPCでは8時間、rPETとrPBTでは4時間、ファイバグレードのrPETとrTPUでは2時間です。それ以降は、材料は乾燥機に戻ります。
- 吸湿性グレードの袋に再乾燥指示を記載して、お客様の操作員が誰にも電話をしなくても各パラメータの値を確認できるようにします。
- 湿気の多い地域を通る海上輸送の場合、ライン内に除湿剤の袋を入れ、コンテナ用除湿袋を使用します。廃棄されたコンテナの価値から計ると、コストは微々たるものです。
Polyretec 除湿乾燥装置
Polyretecでは、脱水および乾燥段を洗浄およびペレタイジングラインの一部として構築し、単にアクセサリーとして追加していません。2. Polyretecでは、乾燥ファンと脱水および乾燥段全体を、洗浄およびペレタイジングラインの一部として構築し、単にアクセサリーとして追加していません。遠心脱水装置、加熱乾燥回路や結晶化乾燥機は、上流にある洗浄機と下流に位置するペレタイジングエキストルーダーとに合わせて設計されており、管流量、水分目標、フレークグレードなどが整合しています。2つの製品ファミリーは、主な使用頻度の高いリサイクル原料をカバーし、3つ目の製品ファミリーは再生ケミカルをペレット化するための循環を完了します。次のスペック表は、Polyretecの標準ラインの容量を使用しています。これは重要です。脱水装置から出る残留水は、その後の各工程の負荷を決めるので、ペレタイザ出力と乾燥能力の不一致が、試運転時に最もよく見られるボトルネックです。Polyretec の洗浄ラインは、フードグレードの PET ストリームでは 500 kg/h から 6,000 kg/h、ソフト PP および PE ストリームでは 500 kg/h から 1,500 kg/h までのスループットを実現しており、下部のペレット仕上げ装置はこれらのスループットクラスに直接対応した構成になっています。
製品モジュール1：ポリアップ離心除水機
脱水機は、初期コストが最も低く、すべてのパオリテックのウェットペレーティング機構に搭載されている最初のモジュールです。硬化されたペダルを備えた垂直タイプのロータで、ペレットと水混合物を三角形の紐または穴あきネットに対して加速し、水は通過しながらペレットが押し上げられて排出されます。ネットのあたりは、ペレットサイズに合わせて選択され、細部は水とともに分離され、製品に混ぜ込まれません。舗装された軸受で運転される脱水装置は、連続３シフトのリサイクリングシフトに耐えうる設計となっています。
| 仕様 | 500 kg/hクラス | 1,000kg/hクラス | 2,000 kg/h クラス | 3,000 kg/h級 |
|---|---|---|---|---|
| ノミナルペレットの供給能力 | 300～600キログラム/時間 | 700〜1,200kg/h | 1,500から2,200 kg/h | 2,500〜3,200 kg/h |
| 主要なモーターパワー | 7.5 kW | 11 to 15 kW | 18.5 〜 22 kW | 30 から 37 kW |
| ロータースピード | 1,200 から 1,450 rpm の範囲 | 1,200 から 1,450 rpm の範囲 | 1,000～1,400rpm | 1,000～1,400rpm |
| 画面絞りオプション | 0.8 ～ | 0.8 ～ | 0～2.5ミリメートル | 0～2.5ミリメートル |
| 出口の湿度、硬質フィルムペレット | 0.3から0.6％ | 0.3から0.6％ | 0.4〜0.8％ | 0.4〜0.8％ |
| 出口の湿度、柔らかいフィルムペレット | 0～2.0％10. | 0～2.0％10. | 1.5 〜 | 1.5 〜 |
| 材料のご連絡 | ステンレス鋼304や316の選択可能 | ステンレス鋼304や316の選択可能 | ステンレス鋼304や316の選択可能 | ステンレス鋼304や316の選択可能 |
| 水リサイクル接続 | はい、ラインの水ループに | はい、ラインの水ループに | はい、ラインの水ループに | はい、ラインの水ループに |
| 典型的な特定エネルギー | 12 ～ 20 kWh/t | 10～16 kWh/t | 9〜14 kWh/トン | 8〜13キロワット時/トン |
製品モジュール2：ポリアップ熱風乾燥と熱いシーロシステム
rPP、rPE、rPS および rHIPS のペレットについては、脱水機、Polyretec のホットエア乾燥および温度制御シロを採用すれば完璧な解決策となります。ペレットは、上方に暖氣を送り込む断熱シロに運ばれ、レベル制御による排出で滞在時間を一定にします。このシロは、具合上げから包装に移行する際のバッファとして機能するため、Polyretec は、ネームプレートスループットで最低 45 分の生産を確保できるようにシロの容量を考慮しています。温度は、制限レンジ切断機で高限制に制御され、微粒子フィルタ構造のサイクロンが排気中にあるすすぎを回収します。
| 仕様 | 300 kg/hの構成 | 600 kg/h構成 | 1,000kg/h構成 | 1,500 kg/h構成 |
|---|---|---|---|---|
| シロ作動量 | 600 L | 1,200 L | 2,000 L | 3,000 L |
| 加熱能力 | 18 キロワット | 30キロワット | 48 kW | 72 kW |
| 送風機の空気量 | 600 m3/h | 1,200 m3/時間 | 2,000 m³/h | 3,000 m3/h |
| 送風機のモーター電力 | 2.2 kW | 4.0 kW | 5.5 kW | 7.5 kW |
| 動作温度範囲 | 60～130°C | 60～130°C | 60～130°C | 60～130°C |
| ネームプレートでの滞在時間 | 45～90 分 | 45～90 分 | 45～90 分 | 45～90 分 |
| 典型的なアウトレット湿度、rPP、rPE | 400 ppm未満 | 400 ppm未満 | 500 ppm未満 | 500 ppm未満 |
| 基盤 | 50ミリメートルの鉛筆、ステンレススキン | 50ミリメートルの鉛筆、ステンレススキン | 50ミリメートルの鉛筆、ステンレススキン | 50ミリメートルの鉛筆、ステンレススキン |
| 制御 | タッチスクリーンを備えた PLC | タッチスクリーンを備えた PLC | タッチスクリーンを備えた PLC | タッチスクリーンを備えた PLC |
製品モジュール3：ポリアップ結晶化および乾燥剤乾燥システム
天寄せ性のがある鋳物の場合では、Polyretecは付属設備として結晶化・乾燥システムとともに提供しています。揺動型結晶器で非晶質のrPETを自由に流れる結晶状態に調整し、次に、ハニカムロタリ式除湿機によって供給される、絶縁された乾燥ホッパーで、温度上限-40℃の凝固点まで素材の温度を維持します。供給凝固点と戻り凝固点の両方を計測し、戻り温風はフィルタ処理され、ローターに到達する前で冷却されます。全構成がインターロックされたため、凝固点が適切な範囲を超えていたら警報が出るようになっています。
| 仕様 | 150 kg/h構成 | 300 kg/hの構成 | 500 kg/hの構成 | 1,000kg/h構成 |
|---|---|---|---|---|
| 結晶化装置の作業量 | 200 L。 | 400 L | 600 L | 1,200 L |
| 結晶化装置の温度 | 160 ～ 170 C、攪拌 | 160 ～ 170 C、攪拌 | 160 ～ 170 C、攪拌 | 160 ～ 170 C、攪拌 |
| ドライングホッパーの容量 | 1,200 L | 2,500 L | 4,000 L | 8,000 L |
| プロセス用空気量 | 350 m3/h | 700 m3/時間 | 1,200 m3/時間 | 2,300 m3/h |
| プロセスヒータ・パワー | 18 キロワット | 36 kW | 0 | 110 kW |
| 再生ヒーター電力 | 9 kW | 15 kW | 24kW | 45 kW |
| 供給デウポイントが保証される | −40 °C 以上 | −40 °C 以上 | −40 °C 以上 | −40 °C 以上 |
| 乾燥温度範囲 | 60〜180℃ | 60〜180℃ | 60〜180℃ | 60〜180℃ |
| 実現可能な出口湿度、rPET | 50 ppm 以下 | 50 ppm 以下 | 50 ppm 以下 | 50 ppm 以下 |
| 機器設備 | 供給および返却凝結点、ベッド用熱電対、データロギング | 供給および返却凝結点、ベッド用熱電対、データロギング | 供給および返却凝結点、ベッド用熱電対、データロギング | 供給および返却凝結点、ベッド用熱電対、データロギング |
これらの3つのモジュールは組み合わせることが可能です。軟質ポリカーボネートやポリエチレンのリサイクルプラントでは、一般的にモジュール1とモジュール2を購入します。食品用のPETプラントでは、モジュール1とモジュール3を購入し、モジュール2を乾燥機と合流する前の経済的な予処理段階として使用します。完全なリサイクルオペレーションを構築するプラントでは、Polyretecは洗浄ラインとニューエンジェネレションカップリングラインをこれらのモジュールに統合することで、あらゆる工程の水分バランスを一度にシステムレベルで設計し、設置後における個別のサプライヤー間での調整ではなく、一体化を実現します。顧客がリサイクルラインに下流の混合機能も必要な場合は、WanplasはPolyretec装置に直接統合する対になるツインスクリープレーティングシステムを提供します。
適切に乾燥したリサイクルペレットの適用産業
再生樹脂の各下流市場はそれぞれ独自の水分上限を持っており、価値チェーンを上り進むことはほとんど常にppm値を下げることを意味します。1,000 ppmしか達成できないリサイクル器は、厚圧出しおよび低級押出品に限られる。カール・フィッシャー証明書により 50 ppm を実証できたリサイクル器は、通常の入力素材と同等の価値がある、繊維、食品接触用シート、およびエンジニアリング合成物に応用することができる。
| 使用エンド製品のセグメント | 典型的な再生樹脂 | 湿度指定値 | 具体的な最終製品 | 仕様が満たされない場合どうなるのですか。 |
|---|---|---|---|---|
| 一般的な射出成型 | rPP、rHDPE、rABS | 500 〜 1,000 ppm | ボックス、パレット、バケツ、家電、自動車下部クリップ | 扇状および表面ストライプがコスメティックのレベルダウンを強制する |
| フィルムとパッケージ | rLDPE、rLLDPE、rPP | 300〜500 ppm未満 | リサイクルポリ袋、建設用フィルム、二次包装フィルム、ビニール袋 | ピン穴やウェブ壊れはライン速度と生産量を低下させます。 |
| パイプおよび配管の押出 | rHDPE、rPP | 400 ppm未満 | 非圧力排水管、ケーブル保護用コンジット、コルゴート管のコア層 | ストランドの壁の空洞がリングの強度を低下させ、静水圧試験で不合格となります。 |
| シートおよび熱成形 | rPET、rHIPS、rPP | rPET の場合は 50 ppm 以下 | 食品トレー、ブリスターパッキング、保護シート、展示パネル | シートに気泡やIVロスが生じ、サーマフォーミングの性能が破綻 |
| 繊維と非織物 | rPET | 20 ～ 30 ppm 以下。 | ステープルファイバー、充填ファイバー、地質テキスタイル、ストラップテープ | フィラメントの破損、重量乱れ、毛羽立ち |
| エンジニアリング複合体 | rPA6、rPA66、rPC、rPBT | 樹脂で200〜1,500 ppm | ガラス入りブラケット、電気ハウジング、コネクタ本体、電気器具部品 | 顧客の引張強さ試験だけで現れる分子量の減少 |
| 食品と相互作用するリサイクル樹脂 | 食品グレードのrPET | 文書化された方法で 50 ppm 以下です。 | 飲料フォーマー、フードトレイ、ボトル対ボトルアプリケーション | 認証取消のリスク。単なる品質上の問題ではない |
| 建築および施工 | rPP、rHDPE、木材プラスチック複合材料のフィード | 800 ppm 未満 | 床材のプロファイル、張り樋パネル、排水板、ジオセル | 太いプロファイルにおける表面発泡と寸法不安定性 |
Polyretecの主な適用分野の二つは、この表に直接マッチします。一つはプラスチック製品の生産であり、廃プラスチックを再利用可能なペレットに変え、上記の成形、押出、混合作業に供給します。もう一つは再生資源の利用であり、一次レジンへの依存を軽減します。どちらの場合も、ペレットが書かれた湿度仕様を満たしている必要があります。なぜなら、それを満たしていれば、再生材料が高品質の原料となり、繰り返しの顧客を確保できるからです。2. Polyretecの洗浄ラインの経験は50か国以上で100以上のリサイクルプロジェクトに対して浸透しており、24人以上のエンジニアからなるチームが支援しています。そのソフトPPおよびPEクラッシングおよび洗浄ラインは、500から1500kg/hの範囲のフィルム、織の袋、農業用フィルムに適しています。
選択ガイド: 材料と乾燥構成の組み合わせ
適切な乾燥設定は、どのポリマーを使用するか、毎日何時間乾燥するか、そして顧客が購入仕様書に書いた目標湿度の3つの情報によって決められます。以下の表は、上記の3つの入力値を、推奨されるPolyretec機器組み合わせに変換します。これを初回設定として使用し、実際の材料に対する水分検査を行って、汚染レベルや原料パウダーの形状によって滞留時間が実際に3分の1の方向に変化する可能性を考慮してください。
| 材料流 | 出力 | 目標湿度 | おすすめのポリレテック構成設定 | キーのサイズ設定ポイント |
|---|---|---|---|---|
| rLDPEおよびrLLDPEフィルムペレット | 300～600キログラム/時間 | 500 ppm未満 | 脱水装置 500 kg/hクラス・ホットエアサイロ 600 kg/h構成 | 硬すぎないペレットは表面の水を多く保持する；90分間の棚舗時間を完全に確保する |
| rPP および rHDPE の剛性再生ペレット | 1,000～1,500kg/h | 400 ppm未満 | 排水装置（2,000 kg/hクラス）+流動床+高温空気シロ 1,500 kg/h構成 | スクリーンは、サイロよりも細かい部分を除去しなければなりません。これらは不適切な水分量を持っています |
| rPS と rHIPS ペレット | 200～500 kg/h | 1,000 ppm未満 | 排水機（500 kg/hクラス）、空気乾燥シロ（上限 80 °C） | 結着を防ぐために、温度をしぼりつかせる範囲以下に保ちます |
| rABS 粉末、家電機器由来 | 300〜500 kg/h | 1,000 ppm未満 | 85℃で500kg/hの処理能力を持つ除湿装置と乾燥材制御システム | ３時間の滞留時間で、-20 ℃の露点は十分です。 |
| シートグレードのrPETペレット | 300〜500 kg/h | 50 ppm 以下 | 水分除去装置と結晶化および乾燥材制御システムを備えた500kg/hの処理能力 | 4,000 Lのホッパー、1,200 m3/hの空気、40℃の露点を除く |
| 食品接触用グレードのrPETペレット | 500 ~ 1,000 kg/時間 | 50 ppm 以下で除去処理を行います | 固体状態のポリコンデンサー段とドライエア冷却装置を備えた1,000kg/h設定の結晶化・乾燥装置 | 認証ファイルでは露点の記録が必須です。 |
| ファイバグレードのrPETペレット | 500～800 kg/h | 20 ～ 30 ppm 以下。 | リジデンスを長くした構成の結晶化・乾燥装置および真空密閉フーリー パッキング | 滞留時間を6時間延長し、露点マイナス45℃に保つ |
| rPA6およびrPA66ペレット | 100 ～ 300 kg/h | 800 ～ 1,500 ppm 範囲 | 80℃で、時間制御が厳しくなっている乾燥装置構成 | 過度に乾燥させないでください。高温と低温の両方にアラームを設定してください。 |
| rPC と rPC-ABS 粒子 | 150～300 kg/h | 200 ppm 以下。 | 120℃で 300 kg/h の乾燥装置構成 | 色を保護するために完全停留時間を8時間に制限 |
| rTPU ペレット | 100 ～ 250 kg/h | 300 ppm 以下 | デシケンテーションシステム 150 kg/h 構成、浅い床、100 ℃ | 関斜面の角度が大きく、ベッドの深さが低いと、詰まりが生じません。 |
| 混合使用済みポリオレフィン | 3,000 kg/h以上 | 600 ppm未満 | 脱水装置 3,000 kg/hクラス・フリーサイクルベッド・2台の並列ホットエアサイロ構成 | 並列シローにより、色替え時にシロー片をクリーンできます |
サービス、テスト、およびサポート
乾燥仕様は、その実装に匹敵するものであるため、Polyretec は湿度性能をデータシートでの主張ではなく、提供可能な内容として扱います。以下のサポートパッケージは、Polyretecのお客様が標準で受け取るものであり、Wanplasブランドの約束が、すべてのWanplas工場で共有されています。
入荷物質の試験とパイロット試験
様式のパッツンまたはフレークのサンプルを送信すると、Polyretecの技術者がその水分、ボリューム密度、パッツンサイズ分散、及び微粉残り率を測定し、目標仕様に対する乾燥試験を行います。結果は、時間の経過による乾燥率変化曲線、推奨温度、滞留時間、及び析出点、およびその結果に基づく装置サイズのレポートとなります。このステップを通じて、リサイクルプロジェクトで発生する最もお金のかかるミスである、乾燥ホッパーの小型化と、必要のない乾燥装置の購入を防止します。
出荷前に工場試験
すべての脱水機、乾燥シロ、乾燥剤システムは、梱包される前に工場内で稼働させられ、試験されます。湿度ポイントの性能は、校正済みの器具を使用して保証値と照合され、ヒーター出力と送風量が測定され、温度制御ループが調整され、安全ロックが機能をテストされます。Wanplasの開かれた工場方針のもと、お客様は実際に試験に立ち会っていただくか、測定データを付属した記録されたテストを受け取ることができます。
インストール、試運転、およびトレーニング
24 人を超える Polyretec のエンジニアチームは、工場が供給する 50 か国以上で、100 件以上のリサイクリングプロジェクトを成功させた経験を基に、設置と試運転のサポートを行っています。試運転には、お客様の材料に対する湿度計測結果の確認だけでなく、機械の動作確認も含まれます。運用方法のトレーニングでは、日常の起動・停止、スクリーンとフィルターの清掃間隔、乾燥剤の状態評価、露点の傾向解釈、湿度サンプリング方法、および露点アラームがトリガーされたときの対応手順などが含まれます。
交換部品および長期サポート
- 毎年 500 米ドルの無償部品供給全工場をわたる共用のワンプラス方針で、洗浄サービスにおける重要な消耗品であるスクリーン、シール、フィルターカートリッジ、ガスケットについてまとめています。
- 保証期間中の破損部品の交換も無料で対応、Wanplas ブランドの約束の一環でもある運送保証も含む。
- 生産能力の保証そのため、汚泥が蓄積され、ベルトが中心軸から偏移してしまいます。
- 品質規格の保証3年保証のほか、納入された機器が合意した品質基準を満たさない場合は、返金に加え10％の補償を受けられます。
- リモート技術サポートエンジニアが制御装置データを見直し、世田谷制裁員が診断手順に一貫して従事できるように、ビザの待ち時間がなくなります。
- 工場運営方針。中国の表記では「約 Cr12Mo1V1」）は高炭素高クロモウム冷間可鍛性鋼で、通常は HRC 58 ～ 62 へ固化します。優れた耐摩耗性を備えており、きれいな材料または軽度の汚染された材料を切断するためのグラナーラー刃のデフォルトの選択になっています。
乾燥設備のための実用的なメンテナンスカレンダー
| 間隔 | タスク | なぜ重要なのか。 |
|---|---|---|
| その毎のシフト | 供給損失点、ホッパー温度、および一度の湿度値を記入する。 | こうした傾向データを作成することで、品質低下を許容する前に品質不良部品の発生を防ぐことができます。 |
| 毎日（10分） | リターンエアフィルターの差圧を確認し、フィネル収集器を空にします。 | 目隠しフィルターは床に空気を供給しなくなり、露点を静かに破壊します。 |
| 毎週 | 脱水スクリーンの目隠し、摩耗、および損傷したウェッジワイヤーを確認します。 | 使用劣化したスクリーンは、製品に繊維ゴミを混入し、乾燥機に水を送り込みます。 |
| 毎月 | ホッパーの放出がマスフローであることを確認し、絶縁とドアシールを検査してください | ファンネルフローは、停滞帯を形成し、発生時間が設計よりもはるかに長くなります。 |
| 四半期ごと | ドライイングロス分析器をカルフィッシャーの参照品と比較してください | 材料流れが変化しても生産コントロール番号を正確に保つこと。 |
| 年一回 | 霧点センサーを再計算し、乾燥剤の容量を評価し、再生ヒーターをメンテナンスしてください。 | 乾燥剤の疲労は徐々的であり、校正された測定なしでは見ることはできません。 |
よく寄せられる質問
再生プラスチックペレットの許容水分はどのような水分率ですか?
完全にポリマーと後処理工程によって決まります。非吸湿性のrPP及びrPEは通常500ppm以下で受け入れられます。ステリンカップの場合には1,000ppm以下、rABSの場合1,000ppm以下、rPCの場合200ppm以下、rPBTの場合200から400ppmの間、rPETの場合はシートや射出成型の場合50ppm以下、繊維の場合20から30ppm以下で受け入れられます。再生PA6は例外で、指定は天井ではなく窓とすることが多く、通常800から1,500ppmです。乾燥不全となったポリアミドは靭性を失い、処理が困難になるためです。受け入れ基準を常に試験方法とともに書かなければ、方法のない数値は論争の種になるので注意しましょう。
熱気乾燥機でリサイクルPETパウダーを乾燥することは可能ですか?
いいえ、仕様には適しません。熱風乾燥機は、露点が通常プラス 10～プラス 25℃の間の環境空気を加熱し、相対湿度を変更しますが、絶対的な水分含量は変わりません。ポリエステルにおいて、空気が到達できる均衡下限は数百ppmであり、50ppmの目標値からは大きく上回っています。熱風は、rPETを数千ppmから500～1,000ppmに安価に下げる前処理および加熱段としては実に役立ちますが、作業を完了させるには、明確な露点がマイナス40℃の真空乾燥機が必要です。
リサイクルPETの粒は乾燥前に結晶化処理を受ける必要があります。
非晶質 rPET のガラス転移温度はおよそ 78°摂氏です。これを温度を直接160°摂氏の乾燥温度に上げると、ペレットの表面が粘着性のゴムの状態に変化し、隣接するペレットが融着してベッド全体が固体の塊に焼結し、ホッパーから取り出さなければなりません。160～170°摂氏で20～40分間にわたり振動処理された結晶化で結晶性がおよそ35％以上になると、この温度では結晶化した部分が柔らかくならず、ベッドは自由に流れ続けます。
ドライヤーが問題か、ホッパーが問題かを判断するにはどうすればよいですか?
ドライヤー出口での供給露点温度とベッドの3つの深さでの温度を測定します。もし露点温度がマイナス40度以下であるが、下部ベッド温度が設定値から15度以上低い場合、問題は除湿装置ではなく、空気量または空気分配です。もし露点温度がマイナス20度附近に上がってきている場合、返却空気フィルター、返却空気温度、枯草状の状態を確かめてみましょう。大ざっぱに言うと、露点障害はドライヤーの問題であり、温度落差障害はホッパーやブロワーの問題です。
再生されたプラスチックペレットを過干渉させていいのか?
はい、2つの特定のファミリーの場合。約500ppm以下で乾燥したリサイクルされたポリアミドは、その残留水によるプラスチケーション効果を失います。このため、溶融粘度が上昇し、薄い部品の充填が困難になり、成形部品の衝撃強度が低下します。130℃以上で長期間保存されたリサイクルされたポリカーボネートは黄変し、明確で淡い色の材質の価値を低下させます。ポリオレフィン、スチレン系およびポリエステルの場合、実質的な危険は、過度の温度による熱損傷と酸化損傷であり、乾燥自体によるものではありません。したがって、温度上限と滞留時間上限を設定しましょう。
ドライパールはいつまでに水分を吸収しますか？
吸湿性の高い樹脂の場合、50 ppmに乾燥させたリサイクルPETは、23℃、相対湿度60%の開放空気の中で、数時間で1,000 ppm以上になり、その平衡値である数千 ppmに上昇し続けます。リサイクルPA6は、開放状態で1週間も置いておけば、重量が0.1%以上増加します。非吸湿性のリサイクルrPPとrPEはほとんど変化しません。これは、樹脂表面に留まる水分しか保持していないためです。故にバルブパッケージング、密閉する前に40℃以下に冷却すること、そして書面による開封後使用期間など、ドライヤーそのもののしなやかさと同様に重要です。
乾燥と固体状態のポリコンデンスにどのような違いはありますか。
乾燥は水を除去し、すでにある分子量を保持します。固体型多結合反応は、窒素または真空下で200〜215℃で8〜16時間間、結合反応を固体相で続け、インtrinsic viscosityを0.72 dl/gから0.80〜0.86 dl/gに上げ、同時にアセトアルデヒドを1 ppm 未満に削除します。再資源化されたペレットの乾燥は必須であり、固体型多結合反応によりシート等級の rPET はボトル及びスティープ用等級に改良されます。
実際に再生されたペレットの乾燥がどのくらいのエネルギーを消費しますか?
機械式脱水は、液体水を移すのでなく蒸発するため、約8キロワットから20キロワットの電力を消費します。そのため、最もコストが安い段階です。ホットエア乾燥には60から120キロワットの電力が必要となります。また、脱湿剤による乾燥は90から160キロワット、閉ループ式の熱回収を利用した場合は70から110キロワットです。赤外線前処理は、25から45キロワットの電力を要求するため、エネルギーを大量の空気流ではなくポリマーに供する点で魅力的です。技術上の目標は、より安価な各段階でできるだけ多くの水を除去することで、高価なマイナス40度以下の空気を使って最後に残りの数百ppmの水分を除去することです。
ペレタイジングエクストラーダに真空排気口がある場合、別の乾燥機が必要ですか？
はい。ペレット化時に、排気バレル部では溶融物から水分を除去することにより、抽出工程自体を保護します。しかしプロセッサーでペレットは再び表面の水を吸収して水浴槽や水リングを通過し、ペレットが冷却されるとすぐにバインディングした水分を吸収し始めます。真空排気とペレット乾燥はラインの異なる点で異なった問題を解決し、エンジニアリング用や食品グレードに販売する工場では、両方が必要です。
結論
生産後のリサイクルプラスチックパウダーの湿気除去は、一つの診断と一つの分野にまとめることができます。診断は、ポリマーに表面水または結合水があるかどうかです。表面水は、9～120 kWh/トンの電力消費で、簡単な装置による遠心脱水機とホットエアシロで除去できます。ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステルベースのポリウレタンに含まれる結合水は低結露点しか用いて除去できません。また、環境温度を高くして解消を試みるたびに、溶液に加えられる高温の処理時間が、溶解体内に蓄積される水溶融分解によって回復不可能な損傷につながります。
このビジネスにおいては測定技術が重要です。綿繊維やシートなどを充填するリサイクル企業は、送風機の蒸気ポイントを連続的に記録する、分離時潤滑損失を毎シフトチェックする、季節ごとにカルフライシャーでクロスチェックする、乾燥後 40℃未満に冷却するなどした場合、繊維やシート、エンジニアリング複合材料、食品接触材料の市場に参入できるスペックを保持できるでしょう。送風機の設定値表示やノーワーな布袋に依存したリサイクル企業は、高加工効率を出せる事業の上流方にあるビジネスを行っているので喪失することになるでしょう。このビジネスの設備価格の差は、ほとんどのプラントオーナーが想定しているよりも小さく、収益の差は大きくなっているのです。
Wanplasの工場であるPolyretecは、2010年からプラスチックリサイクリング設備を構築しており、2017年にブランドを設立し、100件以上のプロジェクトを納入し、50カ国以上でサービスを展開しています。24人のエンジニアと500kg/hから6,000kg/hまでの洗浄およびペレタイジングラインのほか、その除水機、高温空気乾燥シロ、結晶化システム、乾燥システムは、ペレタイザーに取付けるアクセサリーではなく、全工場における統合的な湿度調整機構として設計されています。
新しいペレット仕上げ段階を指定している場合や、説明できない水分結果がある場合は、ペレットまたはフレークの代表的なサンプルをお送りください。Polyretecのエンジニアは、入荷した水分、ボリューム密度、およびペレットサイズ分布を測定し、ご指定の仕様に対する乾燥試験を実施し、実験結果に基づいた成果の湿度曲線、推奨されるプロセス範囲、およびサイズ設定された装置構成をレポートとしてお送りします。当社のオープンファクトリーポリシーのもと、工場へ訪問いただき、装置の製造と試験をご覧いただけ、お客様の材料の乾燥試験をご自身でもご覧いただけます。ポリマー、スループット量、および水分目標をお知らせください。お客様のニーズに適した設定の推奨が、すぐにつきます。
