Линия гранулирования пластика – это конечный и наиболее прибыльный этап любой заводской линии по переработке пластика, обеспечивающий переработку очищенных фракций или регранулята в однородные, легко текущие, высокоплотные переработанные гранулы, которые могут быть реализованы по высокой цене или использоваться повторно внутри предприятия. Для предприятий, специализирующихся на обработке полиэтилена высокой плотности (HDPE), разница между невыгодной и прибыльной линией заключается в том, насколько хорошо работают экструдер, фильтр плавления, зона дегазации и узел надреза. Фактория Polyretec, принадлежащая Wanplas, строит свои линии гранулирования на основе австрийского технологического инженерного процесса, напоминающего аналогичные технологии у фирм Erema и Starlinger, при этом производство ведется в Китае с целью сокращения первоначальных и в последующем операционных издержек до среднего и высокого уровня, а не до премиального, который требуется европейской машине. В настоящей статье подробно описано, как строятся линии гранулирования пластика по австрийской технологии для производства высокоплотных рециклированных гранул, с конкретными цифрами мощности моторов, таблицами производительности и списком спецификаций, который можно представить любому поставщику.

Общий объем производства пластика сегодня превышает четыреста миллионов тонн в год, однако процент вторичного переработки остается в районе одних цифр на глобальном уровне. Именно в этом промежутке вторично переработанные гранулы HDPE получают свой прирост: а-blown и трубопроводные гранулы HDPE дорожают при этом, когда качество гранул остается стабильным. По всей настоящей статье термин «линия гранулирования пластика» будет использоваться вместе с австрийской технологией и высокоочищенными вторично переработанными гранулами, чтобы заводы-менджеры, инженеры по закупкам и сотрудники, занимающиеся вопросами устойчивости, могли уверенно сравнивать свои варианты.

Что такое линия гранулирования пластика для переработанных гранул высокой плотности?

Линия гранулирования пластмассы представляет собой непрерывную экструзионную систему, которая принимает твердое пластиковое сырье, обычно в виде чипсов или уплотненной реграинды, расплавляет его под действием контролируемого процесса сжатия и нагревания, удаляет примеси и летучие загрязнения, а также нарезает расплавленную нить или поток на регулярные гранулы. Когда исходной материей является HDPE, полученный продукт называется высокочистой переработанной гранулированной пластмассой, так как кристалличность и плотность материала, обычно в диапазоне от девятьсот сорока до девятьсот семьдесят килограммов на кубометр, придают готовому гранулу жесткость, химическую устойчивость и пригодность для напластования, изготовления труб и бутылок.

Линия – это не одна машина, а последовательность. Управляемый короб животных измеряет флаки в грубую камеру экструдера, однолопастной экструдер пластифицирует материал, меловой фильтр удаляет бумагу, алюминий и полимерный гель, вакуумная зона дегазации удаляет влагу и остающиеся углеводороды, а контейнерный пресс или паллетосшиватель формирует гранулы. Охлаждение и вибрационный классификатор отделяют хорошие гранулы от мусора и длинных волокон. Вся линия управляется одним ПЛК, а основной электромотор экструдера является основным потребителем электроэнергии.

Высокоденсные перепрессованные гранулы отличаются от гранул низкой и средней плотности, а также от гранул для изготовления пленки по поведению во время плавления. HDPE имеет более высокий температурный показатель плавления и более резкую кривую вязкости, поэтому конструкция шнека должна предупреждать о переуплотнении, не уменьшая при этом механическую энергию, необходимую для равномерного распределения загрязненного материала. Австрийские технологии линии грануляции решают эту проблему, используя глубоко расположенный смесительный шнек с низким коэффициентом разделения и долгую зону обезвоживания, а сочетание этих особенностей позволяет сохранить молекулярную массу HDPE и обеспечивает стабильный показатель индекса текучести для гранул.

Основные этапы процесса в последовательности

1. Методическое кормление— загрузочный устройство с отметкой бегущей весом, обеспечивающее стабильный поток смеси, что предотвращает скачки нагрузки на двигатель.
2. Пластификация— участки в барабане нагревают HDPE до примерно ста восемьдети до двести шестьдесят градусов Цельсия, когда винт транспортирует и раскаляется его.
3. Фильтрация.— экранирующий преобразователь или лазерный фильтр удаляет твердые частицы с заданным размером в микронах.
4. Дезартикуляция— один-два отверстия для всасывания удаляют влагу, задержанный воздух и летучие вещества.
5. Режущие элементы— горячая штамповая резка или шелушение отрезков образует одни и те же гранулы.
6. Охлаждение и классификацияОхлаждение водой или воздухом, а затем скрининг удаляет мелкие частицы и длинные волокна.

Почему австрийская технология определяет современную грануляцию.

Австрийская технология уже давно стала золотым стандартом в области экструзии переработки пластмассы, поскольку австрийское машиностроение придает первоочередное значение непрерывной работе, аккуратному обращению с расплавом и автоматической фильтрации расплава еще до того, как эти характеристики стали общепринятыми в других странах. Компании, такие как Erema и Starlinger, входящие в состав Австрии, впервые внедрили единичный экструдер для рециклирования, оснащенный интегрированным фильтром расплава и непосредственным переработкой пленочного и жесткого пластикового отхода в гранулы. Поэтому фраза «австрийская технология», применимая к линии гранулирования пластика, обозначает философию проектирования, а не страну сборки: надежная одношнековая пластификация, скромный коэффициент L/D, автоматическая самопочистка фильтра и глубокое вакуумное удаление газорастворителей.

Компания Polyretec, принадлежащая заводу Wanplas, использует логику технологического процесса этой австрийской технологии и сочетает ее с производственным масштабом Китая. Практическим результатом является линия, поведение которой технологически сочетается с европейской машиной премиум-класса, но затраты на закупку и эксплуатационные расходы находятся на среднем или высоком уровне. Для предприятия, планирующего инвестировать, это ключевой момент: качество получённых гранул приближается к европейским стандартам, а инвестиционные затраты остаются доступными для предприятий среднего размера в Азии, на Ближнем Востоке, в Африке и Латинской Америке.

Бренд Wanplas, являющийся материнской компанией Polyretec, придерживается единой политики качества в своей сети специализированных заводов. Все заводы Wanplas, включая Polyretec, придерживаются политики запчастей, которая предусматривает компенсацию за запасные части в размере 500 долларов США ежегодно и обязательство по гарантийной замене, что особенно важно для линии гранулирования, при производстве которой постоянно подвергаются изнашиванию лезвия дробилок, пакетов решеток и вкладышей барабанов. Благодаря такой поддержке на бренд-равенстве риск длительной остановки производства при замене поврежденного компонента фильтра снижается в несколько раз.

Основные компоненты линии гранулирования с высокой плотностью

Понимание каждого модуля помогает покупателю судить о том, действительно ли предложенная линия по гранулированию пластика способна выпускать высокоплотные переработанные гранулы при заданной производительности. Следующие компоненты присутствуют на всех компетентных конструкциях, выполненных по австрийской технологии.

Регулируемой подаватель

Заряжатель защищает мотор экструдера. Заряжатель с приводом от компактного эжектора или шнек с изменением массы подают полоску с малым удельным весом в горловину с постоянной скоростью, что позволяет избежать скачков крутящего момента, возникающих при ручном загрузке. Для рециркулируемого ЛДЭП, имеющего хорошую единичную массу, часто используют простой ремневой или шнековый зарядчик, но для баиндов, полученных из полиэтиленовой пленки, необходим обязательно приводной заряжатель.

Одношнековый экструдер

Экструдер – это сердце линии. Австрийские технологические линии предпочитают конструкцию с одним валом, с коэффициентом L / D от тридцати двух до сорока четырех, постепенно уменьшающимся индексом сжатия и двухметаллическим барабаном. Диаметр валов для гранулирования HDPE обычно составляет от ста двадцати миллиметров до двухсот миллиметров. Основной двигатель обычно является AC или DC с редуктором, предназначенным для высокого крутящего момента при низкой скорости вращения валов, поскольку HDPE нуждается в механической энергии, а не только в теплуе, для равномерного пластификации.

Фильтр расплава

Между экструдером и штампом расположена непрерывная просеивающая установка или лазерный фильтр. Для ПЭВДП после использования стандартный вариант – это гидравлическая просеивающая установка с пучком 20-60 микрон. Лазерные фильтры обеспечивают более высокий уровень очистки и самоочищения, однако стоят дороже. Разность давления в фильтре – ключевой контрольный параметр, автоматически продвигающий решётку, прежде чем нагрузка на двигатель станет слишком высокой.

Зона деартикуляции

HDPE регенерированное сырье содержит влагу, захваченную в мелочнике, и остатки химических веществ для мытья. Отдушина в отсеке цистерны с вакуумной помпой отводит эти леткие вещества. Технологии, разработанные в Австрии, часто используют два отдушины, поверхностный отдушину для удаления влаги с поверхности и глубокий отдушину для улавливания растворившихся летких веществ, что обеспечивает сохранение внешнего вида гранул и препятствует пористости продукта.

Нож Die-Face и система охлаждения

Для HDPE преобладающим выбором является конусный секатор с водным кольцом. Перемещающиеся лезвия резят расплав, когда он выходит через отверстия конуса, а кольцо воды сразу же охлаждает гранулы. Альтернативным решением является пелетнирование нитей, при котором несколько экструдируемых нитей проходят через водный бассейн и ротационный нож. Подводное резание используется для теплочувствительных или материалов с низкой вязкостью и встречается реже при обработке жесткой HDPE.

Классификатор и транспортировка

Вибросито отделяет тонкие частицы и длинные волокна, а центробежный сушильный агрегат или воздухонапорный конвейер переносит гранули в бункер. Здесь измеряется явное объемное вещество готовых гранул высокой плотности, полученных из рецикливаемого пенопласта, и данная информация передается для контроля процесса.

Одношнековая и двухшнековая экструзия для вторичного переробления ПЭ-пленки

Большинство предприятий, занимающихся гранулированием HDPE, использует экструдер с одним шнеком, поскольку материал представляет собой простой однородный полимер, для которого требуется пластификация и фильтрация, а не интенсивная смесь. Комбинированный экструдер с двумя шнеками, подобные тем, которые изготавливаются на заводе Kerke компании Wanplas, выбирается, когда рециклист должен добавлять в переработанный гранулят добавки, наполнители или фоновый цвет, или когда исходный материал крайне загрязнен и требуется дисперсивное смешивание. Торговая отнесеность заключается в капитальных затратах и энергопотреблении: линии с двойными экструдерами находятся в более высоком ценовом диапазоне и потребляют больше энергии на килограмм.

Для рециклерской компании, цель которой — получать высокоплотные гранули из чистых пластин, наиболее эффективным выбором является технология с одним шнеком австрийского производства. Если компания планирует продавать суперпластификаторы или инженерные композиты из переработанного пластика, однолопастной экструдер Wanplas из завода Kerke после линии очистки Polyretec становится привлекательным приобретением.

Методы гранулирования: стержень, водное кольцо и подводное резание

Способ резки определяет форму пелет, образование мелкого материала и количество внимания, которое требует линия. Каждый метод подходит для различных свойств расплава и целей производительности.

Грануляция стержней

Множество факторов обусловливает растущий спрос на переработанные пластиковые гранулы, создавая благоприятные рыночные условия для экспортеров. Одним из наиболее значимых факторов является регуляторное давление – правительства во всем мире вводят политику, которая требует наличия переработанных материалов, устанавливает сбор платежей за сплавленную сырьем пластиковую продукцию или ограничивает захоронение пластмасс на свалках. Данные регулирующие меры создают искусственный спрос на переработанные материалы, который не возник бы только на основе экономических факторов.

Обработка лицевых поверхностей штампов водяной полосой

Отрезчик лицевой формы расплавляет заготовки при выходе из матрицы, а водный кольцо замораживает гранулы. Это основной инструмент для производства гранул HDPE из переработанного вторичного полиэтилена высокой плотности, поскольку он справляется с высокой прочностью расплава, производит округлые и однородные гранулы и работает непрерывно с высокой производительностью. Он находится на среднем ценовом уровне для режущего головки и является дефолтом в линиях, работающих на австрийской технологии.

Подводное резание

Магнитная установка и режущий инструмент погружены в воду; гранулы транспортируются технологической водой в центрифугу. Подводное резание подходит для низкозамкнутых или теплочувствительных полимеров и очень высокой производительности, однако стоимость капсулного нагревателя и очистки воды более высока. Для стандартной рециркуляции ПЭВП обычно это необязательно.

Расчет мощности двигателя и производительности

Мощность двигателя является основным фактором как для капитальных затрат, так и для эксплуатационных расходов на линию грануляции пластика. Преобладает привод основного экструдера, но кормушки, ремонтные машины, конвейеры и вакуумные насосы также приводят к значительному нагружаемому состоянию. Таблицы ниже содержат практические исходные данные для ПЭВД, всегда стоит уточнять их в отношении фактического объемного веса флоков и загрязнения.

Мощность основного двигателя экструдера в зависимости от диаметра рулона

Помощной тяговый нагрузка.

Как правило, следует выделить для всех приставленных нагрузок приблизительно на 120% мощность основного двигателя, чтобы покрыть потребности вспомогательного оборудования и инверторов. Например, линия шириной 150 миллиметров и мощностью основного двигателя 132 киловатта требует мощности питающего электрического источника около 160 киловатт. Австрийские технологии линии компенсируют падение напряжения с помощью инверторов с векторным приводом, которые защищают винт при передвижении через фильтры.

Фильтрация расплава и обезгassing для выпуска продукции высокой плотности

Загрязнение и леткие вещества являются двумя врагами чистого гранулированного материала с высокой плотностью. Фильтрация удаляет твердые вещества, а дегазирование — газы. Оба параметра необходимо указать еще до приобретения оборудования, а не после.

Выбор фильтра

Для HDPE после использования оптимальным вариантом является гидравлический сепаратор с ситом размером двадцать до шестьдесят микрометров. Если в сырье содержатся загрязненные или испеченные плиты, на первом этапе желательно установить пятьдесятмикронный лазерный фильтр. Он сам делает очистку и сигнализирует ПЛК о повышении давления. Разность давления в фильтре служит сигналом тревоги и предотвращает перегрузку основного электродвигателя в случае попадания грязного слива.

Конструкция системы деартикуляции

Австрийские технологии используют вентилированную цилиндрическую камеру с одним неглубоким и одним глубоким вакуумными отводами. Неглубокий отвод удаляет поверхностную влагу, которая переносится клонками; глубокий отвод забирает растворённые углеводороды из остатков клейкой основы и моющих средств. Без надлежащего обезвacuмирования гранул возникает пористость, резкий запах и падает их рыночная ценность. Поэтому двадцативысокая вакуумная сушка особенно рекомендуется для гранул HDPE после использования, хотя это усложняет технологический процесс и из-за повышенного оборудования повышает затраты.

Линия гранулирования хороша только тогда, когда она имеет наилучшее управление загрязнений. Сэкономленные 500 долл. США на более грубом фильтре часто обходятся гораздо дороже из-за отказов партий гранул и возвратов клиентов.

Качество переработанных гранул HDPE: плотность, МФИ, загрязнения

Покупатели пеллет из вторичного сырья высокой плотности судят о качестве по короткому списку измеримых свойств. Указание и контроль этих характеристик позволяет заводу отстоять свою цену.

Равномерность является более важным фактором, чем любой один показатель. Линия, позволяющая поддерживать температуру расплава в пределах плюс или минус три градуса Цельсия, и скорость резца, синхронизированная с выходной дозой экструдера, будет создавать лот гранул, который каждый раз успешно проходит проверку. Австрийские технологии управления процессами с использованием системы непрерывного регулирования температуры и давления позволяют средним и высокотехнологичным линиям приблизиться к качеству премиум-класса.

Как "Полиретек" интегрирует австрийскую технологию в производство

Polyretec, завод Wanplas, производит оборудование для переработки пластика с 2010 года и был создан как бренд в 2017 году, сочетая австрийскую технологию проектирования процессов с китайским производственным потенциалом. Линии гранулирования компании разработаны на базе вышеописанного принципа одношнековой непрерывной фильтрации с глубоким удалением газа, а затем изготовлены по цене, которую могут позволить себе предприятия по переработке, работающие в странах с развивающейся экономикой. Более чем со стомиллионным количеством отработанных проектов и технической поддержкой в более чем полусотне стран, бренд позиционирует себя как практичное решение в качестве альтернативы премиум-европейским линиям при переработке стандартного HDPE или PP.

Для предприятий, которым нужна продукция с качеством, соответствующим смесям, полезно сотрудничать с Wanplas. Завод Kerke этой компании производит двойные коаксиальные экструзионные прессы, которые интегрируются с системами очистки и грануляции Polyretec, позволяя рециклирующему предприятию на одной площадке перейти от простой регрануляции к изготовлению добавок в смеси с качеством, подходящим для применения в качестве материала для наполнения или основного сырья. Эта взаимосвязь заводов – один из факторов, благодаря которым марка Wanplas с ее сетью специализированных заводов упоминается как общероссийская сеть, под которой работает Polyretec.

В документированных проектах Polyretec упоминается грануляция ПЭТФ в Турции, рецикилирование ПП-непокрытийных тканей во Вьетнаме и мойка ПЭТФ в Мексике, что свидетельствует, что философия грануляции, основанная на австрийских технологиях, с успехом трансформируется для разных материалов. В случае HDPE одно и то же инженерное подразделение перед отправкой продуманно адаптирует геометрию шнека и рейтинг фильтра к характеристикам обломков, тем самым предотвращая перегрузку двигателей, отмеченную ранее.

Контрольная таблица: определение линии гранулирования для вашего завода

Используйте этот список мероприятий во время того, как просите цены на линию переработки пластмассы и производства высокоплотных переработанных гранул:

• Убедитесь в форме исходного материала: фракции, переработанный материал или уплотненный стог, а также в степени его засыпки.
• Укажите целевой пропускную способность в килограммах в час и определите, является ли она номинальной или реалистичной.
• Задайте вопрос о потребляемой мощности основного двигателя в кВт и о сумме всей подключённой нагрузки, а не только о пропускной способности устройства.
• Укажите тип фильтра и рейтинг микронов в соответствии с уровнем загрязнения.
• Требуется как минимум один глубокий вентиляционный отсек; два, если в качестве сырья используется HDPE, полученный из отходов после использования.
• Выберите метод резки: водяной циркуль для большинства ППЭ, только нить для низкой пропускной способности.
• Спросите, какое соотношение L/D и является ли винт биметаллическим.
• Убедитесь в соответствии системы управления и электрической системы нормам ЕС и ISO.
• Задайте вопрос о списке запасных частей и ежегодном запасе запасных частей.
• Проверьте выполнение процесса пуска в эксплуатацию, обучение оператора и поддержку удаленного компьютера-программируемого логического контроллера.

Наладка, техническое обслуживание и стратегия по запасным частям

Линия для гранулирования пластика для гранул с высокой степенью переработки получает возврат инвестиций только в том случае, если она работает непрерывно, поэтому наладка и техническое обслуживание заслуживают столь же большого внимания, как и расчет мощности двигателя. Австрийские технологические линии запускаются с постепенным стартом: экструдер работает на первичном материале или чистом регринде для проверки температур и давлений, прежде чем в цилиндр поступает какого-либо загрязненного сырья. Это позволяет предотвратить холодный старт, в результате которого в фильтре раздела может оказаться застрявший шлаковый ком, загрязняющий пластик.

Последовательность ввода в эксплуатацию

1. Сухое дозирование.— убедитесь, что каждый двигатель, конвейер и помпа вращаются в правильном направлении без нагрузки.
2. Тепловая схема— постепенно нагружают цистерны, чтобы установить нулевой ток и проверить, что регуляторная схема поддерживает норму в пределах ±3 °С.
3. Чистая пробная загрузка— очищают мелкодисперсный рецикл высокой чистоты из ГДК, чтобы установить базовый ток двигателя и давление фильтров.
4. Загрязненное сырье— внесите реальный размер шлаков после использования и отрегулируйте скорость подачи в фильтр до предельного давления.
5. Аудит гранул.— измерьте фактическую плотность, влажность и размер частиц, а затем закрепите установленные параметры в рецептуре.

Профилактическое обслуживание

Износоопасные детали на линии грануляции предсказуемы: режущие лезвия, решетчатые уплотнения, внутреннее и внешнее защитные покрытия барабана и гильзы, подшипники сушильного агрегата. Интервал замены лезвий зависит от пропускной способности и загрязнения, но как правило, это происходит каждую неделю или один-два раза в месяц; решетчатые уплотнения продвигаются автоматически за счет давления. Бренд Wanplas, как компания-основатель Polyretec, применил общую политику послепродажного обслуживания, предусматривающую наличие запасных частей в рамках суммы 500 долларов США каждый год и гарантийную замену, что непосредственно поддерживает этот график технического обслуживания и предотвращает неожиданные остановки установки, если какой-либо компонент достигнет конца срока эксплуатации.

Обучение операторов

Большинство отклонений в качестве гранул связаны с решениями оператора, а не с неисправностями машины. Обучение должно включать контроль скорости подачи, реагирование на сигнал тревоги о давлении фильтра, проверки вакуума для удаления газов и настройку скорости резчика. Компания Polyretec, находящаяся на фабрике Wanplas, включает в общий объем работ наладку и обучение операторов, а удаленный доступ к ПЛК позволяет ее инженерам анализировать данные о процессе из Китая для оказания помощи в диагностике неисправностей за рубежом.

Общая стоимость владения и прогноз рынка.

Цена покупки линии для гранулирования — это только видимая часть инвестиций. В течение пятилетнего периода доминирующими затратами являются потребление энергии, расходные материалы и периоды простоя. В таблице ниже показан уровень затрат для типичной линии гранулирования HDPE по мощности. В основе расчета взята работа линии в течение двадцати часов в сутки.

Прогноз рынка поддерживает инвестиционный бизнес-цель. Регулирование кругового обращения в Европе и программы расширения ответственности производителя в Азии повышают спрос на переработанный HDPE, и глобальный уровень переработки отходов около девяти процентов оставляет существенный запас для увеличения производственных мощностей. Австрийская производственная линия средней и высокой категории оборудования обеспечивает большую часть качества европейских линий премиум-класса, сохраняя марж. Для переработчиков, планирующих на будущее, комбинация линии по мойке и грануляции Polyretec с возможной интеграцией в завод Kerke компании Wanplas для изготовления компаундных сортов является защищенной платформой для удовлетворения потребностей в переработанном полиэтилене в течение следующего десятилетия.

Частые вопросы

Заключение

Линия гранулирования пластика, построенная на австрийской технологии, является наиболее надежным способом получения однородных гранул высокой плотности из отходов HDPE. Приоритеты дизайна очевидны: однороторный экструдер с низким коэффициентом истирания, обладающий высоким показателем L/D, непрерывная фильтрация расплава, которая соответствует степени загрязнения, глубокое двухступенчатое удаление газов и стригание водорасширяющимся листом для получения одинаковой формы гранул. Мощность двигателя следует определять исходя из диаметра шнека и целевого объема, а исходную нагрузку планировать приблизительно на 120% от мощности основного колеса. Компания Polyretec, завод Wanplas, выполняет эту разработку по цене среднего и высокого уровня, а более широкая сеть Wanplas, включая завод Kerke с двойным шнеком, позволяет компаниям, занимающимся рециркуляцией, развиваться от простого переизмельчения до выпуска многокомпонентных рециркулируемых сортов на одном производственном участке. Для любого завода, заказывающего новую линию, список контрольных вопросов, представленный в этой статье, представляет собой готовый для приобретения список возможных поставщиков.