Rozwiązanie do recyklingu i granulacji PP o wydajności 1500 kg/h: udany odbiór fabryczny (FAT) linii dwuślimakowej SAT110 dla Indii
Dwuślimakowa linia SAT110 z granulacją podwodną, w której rozdrobniony recyklat PP jest kompaundowany z pierwotnym PP i dodatkami z wydajnością około 1500 kg/h.
Kontekst projektu
To rozwiązanie, przygotowane na zamówienie specjalnie z myślą o szybko rosnącym rynku recyklingu i kompaundowania tworzyw w Indiach, ma sprostać kluczowemu wyzwaniu produkcyjnemu klienta: wysokowydajnemu i jednorodnemu kompaundowaniu rozdrobnionego recyklatu PP z pierwotnym PP oraz różnymi dodatkami w postaci ciekłej i proszkowej.
Tworzywa z recyklingu mają naturalne wady fizyczne – niejednorodną gęstość nasypową, wysoką wilgotność i zmienny wskaźnik szybkości płynięcia (MFI). W połączeniu ze ścisłym wymaganiem klienta dotyczącym wydajności ok. 1500 kg/h oznaczało to, że projekt pilnie potrzebował układu wytłaczającego najwyższej klasy: z intensywnym ścinaniem uplastyczniającym, głębokim odgazowaniem, bardzo dokładną filtracją i granulacją zdolną dostosować się do zmian materiału.
Właściwości materiału i wyzwania
Niestabilne przetwórstwo rozdrobnionego recyklatu PP
Materiały z recyklingu łatwo zatrzymują wilgoć i zanieczyszczenia, co powoduje tworzenie się mostków w strefie zasilania. Niestabilny wskaźnik szybkości płynięcia (MFR) bezpośrednio wywołuje znaczne wahania ciśnienia w głowicy wytłaczarki, co poważnie pogarsza jednorodność granulatu.
Wyzwania w mieszaniu dyspersyjnym wielu składników
Różnica lepkości między pierwotnym PP a wprowadzanymi dodatkami (w tym dodatkami ciekłymi) wymaga bardzo precyzyjnej konfiguracji ślimaków, która zapewni skuteczne mieszanie dystrybucyjne i dyspersyjne oraz zapobiegnie aglomeracji dodatków.
Problemy z filtracją stopu
Tworzywa z recyklingu zawierają nieuplastycznione cząstki lub zanieczyszczenia nieorganiczne. Jeśli nie zostaną skutecznie zatrzymane, łatwo zatykają drobne otwory płyty dyszowej i powodują wykruszanie się ostrzy noży granulatora podwodnego.
Rozwiązanie USEON
Wytrzymały układ napędowy wytłaczarki
Układ wykorzystuje główną wytłaczarkę dwuślimakową SAT110 o klasycznym, „złotym” stosunku L/D = 40 oraz wysokosprawny silnik Siemens 500 kW klasy IE3. Szeroki zakres prędkości obrotowej 60–400 obr./min pozwala łatwo regulować szybkość ścinania dla różnych receptur modyfikowanego PP.
Precyzyjna filtracja i stabilizacja ciśnienia
Linię wyposażono w dwukolumnowy zmieniacz sit pracujący w sposób ciągły, o powierzchni filtracji 3000 cm², który skutecznie zatrzymuje zanieczyszczenia recyklatu. Dodatkowo zastosowano pompę stopu o pojemności skokowej 1000 cm³ z regulacją w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego, która ponownie stabilizuje ciśnienie przefiltrowanego stopu i zapewnia wypływ bez pulsacji.
Skuteczne odgazowanie i wtrysk dodatków ciekłych
Na 5. i 8. segmencie cylindra rozmieszczono wielostopniowe stacje odgazowania próżniowego z dwustopniową pompą próżniową z pierścieniem wodnym, które dokładnie usuwają substancje lotne i wilgoć. Układ wtrysku cieczy sterowany falownikiem zapewnia precyzyjne, proporcjonalne dozowanie dodatków.
Wysokiej klasy system granulacji podwodnej
Zastosowano wysokiej klasy granulator podwodny z silnikiem 15 kW sterowanym falownikiem oraz hydraulicznym układem automatycznej regulacji noży. Płyta dyszowa ze stali stopowej odpornej na ścieranie i noże ze stali szybkotnącej hartowanej próżniowo zapewniają nie tylko stabilne cięcie, ale też idealnie kuliste granulki.
Aby sprostać tym wyzwaniom, podczas testów odbiorczych linii SAT110 (L/D 40:1) firma USEON zaprezentowała kilka ukierunkowanych rozwiązań konfiguracyjnych:
Film z realizacji
Podsumowanie
Po rygorystycznym odbiorze fabrycznym (FAT – Factory Acceptance Testing) przeprowadzonym przez zespół inżynierów USEON linia osiągnęła docelową stabilną wydajność 1500 kg/h. Przy przetwarzaniu złożonych receptur zawierających przemiał układ wykazał bardzo małe wahania ciśnienia stopu. Granulat z granulacji podwodnej miał jednolitą wielkość, bez „ogonków” i sklejeń, a odwodniony materiał w pełni spełnił wymagania klienta dotyczące zaawansowanych zastosowań w formowaniu wtryskowym.
Linia została odebrana i jest gotowa do wysyłki do Indii, stanowiąc solidne wsparcie dla globalnej rozbudowy mocy produkcyjnych klienta.
FAQ
Jak dobrać najodpowiedniejszy system granulacji przy kompaundowaniu PP z udziałem recyklatu?
O: Zdecydowanie zalecamy system granulacji podwodnej. Ponieważ lepkość i wytrzymałość stopu różnią się w poszczególnych partiach recyklatu, przy tradycyjnym granulatorze żyłkowym łatwo dochodzi do częstego „zrywania żyłek” podczas ich przeciągania przez wannę chłodzącą. W granulacji podwodnej obracające się noże tną gorący stop natychmiast po wyjściu z głowicy, w komorze z wodą o stałej temperaturze, co całkowicie eliminuje ryzyko zrywania żyłek. Powstały granulat jest okrągły (kulisty lub soczewkowaty) i ma lepszą sypkość, co znacznie poprawia stabilność zasilania u klientów, którzy przetwarzają go dalej metodą wtrysku.
Jak przy przetwarzaniu rozdrobnionego recyklatu PP o wysokiej wilgotności i dużej zawartości zanieczyszczeń rozwiązać takie problemy jak „pęcherze” i „żółknięcie wskutek degradacji” w gotowych wyrobach?
O: Kluczem jest połączenie wielostopniowego, intensywnego odgazowania z precyzyjną regulacją temperatury. Na wybranych segmentach cylindra głównej wytłaczarki zaprojektowaliśmy kilka komór odgazowania próżniowego, połączonych z wydajną dwustopniową pompą próżniową z pierścieniem wodnym (15 kW). Zapewnia ona głęboką próżnię, która natychmiast usuwa wilgoć i niskocząsteczkowe produkty degradacji. Jednocześnie precyzyjna regulacja temperatury w zamkniętej pętli, realizowana przez sterownik PLC Siemens, zapobiega miejscowemu przegrzewaniu w cylindrze i skutecznie eliminuje żółknięcie oraz porowatość.
Dlaczego w tego typu wysokowydajnym układzie SAT110 do recyklingu i kompaundowania „pompa stopu” jest niezbędna?
O: Wytłaczarka dwuślimakowa to doskonałe urządzenie do kompaundowania, ale nie idealna pompa budująca ciśnienie. Przy recepturach z przemiałem wahania zasilania powodują niestabilne narastanie ciśnienia na wylocie wytłaczarki. Szeregowo zainstalowana pompa stopu zdejmuje ze ślimaków obowiązek wytwarzania wysokiego ciśnienia, dzięki czemu mogą się one skupić na mieszaniu. Pompa stopu przejmuje to zadanie i dostarcza stabilne, wolne od pulsacji wysokie ciśnienie, które przetłacza materiał przez głowicę granulacji podwodnej. To fizyczna podstawa jednolitej wielkości granulek i ochrony przed miejscowym zatykaniem głowicy.
W Indiach przez cały rok panują wysokie temperatury. Jak zapobiec przegrzewaniu się wody w granulacji podwodnej podczas ciągłej pracy z pełnym obciążeniem i zapewnić długą żywotność noży?
O: Ze względu na wysoką temperaturę otoczenia wyposażyliśmy obieg wody w duży zbiornik o pojemności 1450 l i wydajną pompę obiegową 11 kW, które zapewniają wystarczający przepływ wody chłodzącej i bufor cieplny. W układzie tnącym głowica ma wykonaną na zamówienie płytę dyszową ze stali stopowej odpornej na ścieranie, współpracującą z 12-nożowym granulatorem napędzanym silnikiem 15 kW o prędkości 3000 obr./min. Ponadto układ wyposażono w hydrauliczny przełączający zawór rozruchowy. Te solidne rozwiązania sprzętowe razem zapewniają stabilne cięcie i długą żywotność układu przy ciągłej pracy z dużym obciążeniem.
Zapytaj o ofertę
Prosimy podać materiał, recepturę i docelową wydajność.
- 01Analiza procesu
- 02Rozmowa z inżynierem
- 03Propozycja linii
Souder Chen
Kierownik działu kompaundowania
W USEON od 2008 roku. Dwuślimakowe linie do kompaundowania, devolatylizacji i recyklingu.