Kompaundowanie wysokonapełnionego PP+CaCO₃: linia dwuślimakowa SAT110 z granulacją podwodną

Klientem jest duże przedsiębiorstwo produkujące tworzywa sztuczne i rury, specjalizujące się w kompaundowaniu polimerów o wysokiej zawartości napełniaczy nieorganicznych.

Aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu produkcyjnemu, klient zaplanował inwestycję w wysokowydajną linię do kompaundowania PP+CaCO₃.

Podstawowym wymaganiem była kompletna linia pod klucz, która przy przetwarzaniu dużych ilości proszku węglanu wapnia zapewni ciągłe i stabilne podawanie oraz granulację, a do tego wysoki stopień automatyzacji ograniczający konieczność ingerencji ręcznej.

Przy projektowaniu wysokowydajnej linii do kompaundowania z wysokim stopniem napełnienia zwykle pojawia się kilka wyzwań inżynieryjnych:

1. Podawanie proszku i kontrola środowiska pracy

   Proszek CaCO₃ dodawany w dużych proporcjach ma niską gęstość nasypową i łatwo się pyli. Podawanie go bezpośrednio do głównego otworu zasypowego często powoduje mostkowanie materiału i utrudnia ograniczanie zapylenia w hali produkcyjnej.

2. Budowanie ciśnienia w układzie przy dużej wydajności

   Przy docelowej wydajności zbliżającej się do 4000 kg/h płynięcie stopu materiałów wysokonapełnionych jest ograniczone. Może to powodować wahania ciśnienia w głowicy, które zakłócają ciągłość granulacji.

3. Wymiana ciepła i formowanie granulatu przy dużej wydajności

   Duża przepustowość oznacza bardzo wysokie wymagania dotyczące wymiany ciepła w jednostce czasu. Tradycyjne metody chłodzenia z trudem zapewniają wydajną wymianę ciepła i jednorodne formowanie granulatu na ograniczonej powierzchni.

Na podstawie właściwości materiału i docelowej wydajności projektu dostarczyliśmy kompletną konfigurację linii – od obsługi surowców po pakowanie gotowego produktu:

1. Transport i dozowanie materiałów

   Obejmuje stację rozładunku worków big bag, podajniki próżniowe oraz kilka dozowników grawimetrycznych ubytkowych (LIW) dla poszczególnych składników receptury.

2. Wytłaczarka główna

   Wytłaczarka dwuślimakowa SAT110 o stosunku L/D równym 56.

3. Podawanie boczne i odgazowanie

   Boczny podajnik ślimakowy (z układem próżniowym) przeznaczony do dodawania proszku; wytłaczarka główna jest wyposażona w dwustopniową wodnopierścieniową pompę próżniową.

4. Filtracja stopu i budowanie ciśnienia

   Między cylindrem wytłaczarki a głowicą zainstalowano szeregowo płytowy zmieniacz sit o dużej powierzchni filtracji oraz pompę stopu.

5. Granulator podwodny

   Obejmuje zawór przełączający z napędem hydraulicznym, głowicę tnącą UWP, suszarkę odśrodkową oraz układ obiegu wody o dużej wydajności.

1. Boczny podajnik ślimakowy

   Wprowadzenie proszku z boku do środkowo-tylnej części wytłaczarki pozwala ominąć strefę uplastyczniania polimeru. Pomaga to ograniczyć ryzyko mostkowania w głównym otworze zasypowym. W połączeniu z miejscowym odgazowaniem próżniowym sprzyja też skuteczniejszemu podawaniu proszku i mniejszemu zapyleniu w hali.

2. Stosunek L/D=56

   Wydłużona konfiguracja ślimaków zapewnia odpowiednie strefy ścinania, dyspersji i mieszania, które sprzyjają jednorodności mieszaniny polimeru PP i dużej ilości napełniaczy nieorganicznych.

3. Zastosowanie pompy stopu

   Pompa stopu zainstalowana między wytłaczarką dwuślimakową a płytą dyszową UWP ma odizolować pulsacje wytłaczarki i zapewnić względnie stabilne, liniowe budowanie ciśnienia. To rozwiązanie mechaniczne ma kluczowe znaczenie dla utrzymania ciągłej pracy wysokowydajnej granulacji podwodnej.