Solução de reciclagem e granulação de PP de 1.500 kg/h: linha de dupla rosca SAT110 para a Índia aprovada no FAT
Linha de dupla rosca SAT110 com granulação subaquática, que faz o compounding de PP reciclado moído com PP virgem e aditivos a cerca de 1.500 kg/h.
Contexto do projeto
Desenvolvida especificamente para o mercado de reciclagem e compounding de plásticos da Índia, em rápida expansão, esta solução sob medida responde ao principal desafio de produção do cliente: um compounding uniforme e de alta capacidade de PP reciclado moído com PP virgem e diversos aditivos líquidos e em pó.
Por causa das desvantagens físicas inerentes aos plásticos reciclados (densidade aparente irregular, alto teor de umidade e índice de fluidez (MFI) variável) e da exigência rigorosa do cliente de uma vazão de cerca de 1.500 kg/h, o projeto precisava com urgência de um sistema de extrusão de primeira linha, com forte cisalhamento de plastificação, desvolatilização profunda, filtração de alta precisão e granulação capaz de se adaptar.
Características do material e desafios
Instabilidade de processamento do PP reciclado moído
Os materiais reciclados retêm umidade e impurezas com facilidade, o que provoca a formação de pontes na zona de alimentação. O índice de fluidez (MFR) instável causa diretamente grandes oscilações de pressão na matriz da extrusora e afeta seriamente a uniformidade dos pellets.
Desafios na mistura dispersiva de vários componentes
A diferença de viscosidade entre o PP virgem e os aditivos incorporados (inclusive aditivos líquidos) exige uma configuração de rosca extremamente precisa, com mistura distributiva e dispersiva intensa para evitar a aglomeração dos aditivos.
Interferências na filtração do fundido
Os plásticos de grau reciclado contêm partículas não fundidas ou impurezas inorgânicas. Sem uma retenção eficiente, elas entopem facilmente os microfuros da matriz e lascam as facas da granulação subaquática.
Solução da USEON
Acionamento robusto da extrusora
O sistema usa a extrusora principal de dupla rosca SAT110, com a consagrada relação L/D=40 e um motor Siemens de alta eficiência IE3 de 500 kW. A ampla faixa de rotação de 60–400 rpm permite controlar com facilidade a taxa de cisalhamento para diferentes formulações de PP modificado.
Filtração de precisão e estabilização da pressão
Equipada com um trocador de telas contínuo de duas colunas, com 3.000 cm² de área de filtração, para reter com eficácia as impurezas do reciclado. Além disso, uma bomba de massa fundida de 1.000 cm³ de deslocamento, com controle de realimentação em malha fechada, foi integrada para voltar a estabilizar a pressão do fundido filtrado e garantir uma descarga sem pulsação.
Desvolatilização eficiente e injeção de líquidos
Estações de degasagem a vácuo em vários estágios, com bomba de vácuo de anel líquido de dois estágios, ficam no 5º e no 8º módulo do cilindro para extrair por completo os voláteis e a umidade. Um sistema de injeção de líquidos com inversor de frequência garante a incorporação precisa e proporcional dos aditivos.
Sistema de granulação subaquática de alto nível
Usa um granulador subaquático de alto padrão com motor de 15 kW acionado por inversor de frequência e dispositivo hidráulico de ajuste automático das facas. A placa matriz de aço-liga resistente ao desgaste e as facas de aço rápido temperado a vácuo garantem não só um corte estável, mas também pellets perfeitamente esféricos.
Para enfrentar esses desafios, a USEON demonstrou nos testes de aceitação várias configurações técnicas específicas na linha SAT110 (L/D 40:1):
Vídeo do projeto
Resumo
Após um rigoroso FAT (teste de aceitação em fábrica) conduzido pela equipe de engenharia da USEON, esta linha de produção atingiu a meta de vazão estável de 1.500 kg/h. Com formulações complexas contendo material moído, o sistema apresentou oscilação mínima da pressão do fundido. Os grânulos da granulação subaquática saíram com tamanho uniforme, sem “caudas” nem aderência, e o material desaguado atendeu plenamente aos requisitos exigentes do cliente para moldagem por injeção.
O sistema já foi aprovado e está pronto para embarque para a Índia, dando base sólida à expansão global de capacidade do cliente.
Perguntas frequentes
Como escolher o sistema de granulação mais adequado para o compounding de PP com material reciclado?
R: Recomendamos fortemente um sistema de granulação subaquática. Como a viscosidade e a resistência do fundido variam entre lotes de reciclado, um granulador de fios convencional leva facilmente a frequentes “quebras de fio” durante o estiramento na banheira de resfriamento. Na granulação subaquática, facas rotativas cortam o fundido em alta temperatura dentro de uma câmara de água com temperatura constante no instante em que ele sai da matriz, o que elimina totalmente o risco de quebra de fios. Os pellets resultantes são redondos (esféricos ou lenticulares) e têm melhor escoamento, o que melhora muito a estabilidade da alimentação para os clientes que fazem moldagem por injeção.
No processamento de PP reciclado moído com muita umidade e impurezas, como resolver problemas como “bolhas” e “amarelamento por degradação” nos produtos finais?
R: A principal medida é combinar uma desvolatilização intensa em vários estágios com um controle de temperatura bem ajustado. Projetamos várias câmaras de degasagem a vácuo em módulos específicos do cilindro da extrusora principal, ligadas a uma potente bomba de vácuo de anel líquido de dois estágios (15 kW). Isso fornece um vácuo alto e profundo que extrai imediatamente a umidade e os produtos de degradação de baixa massa molar. Ao mesmo tempo, o controle de temperatura em malha fechada por CLP Siemens evita superaquecimento localizado dentro do cilindro e elimina com eficácia o amarelamento e a porosidade.
Por que uma “bomba de massa fundida” é indispensável neste tipo de sistema SAT110 de reciclagem e compounding de alta capacidade?
R: A extrusora de dupla rosca é um excelente equipamento de compounding, mas não uma bomba perfeita para gerar pressão. Com formulações que contêm material moído, as oscilações de alimentação tornam instável a geração de pressão na parte final. Com uma bomba de massa fundida instalada em série, as roscas ficam livres da tarefa de gerar alta pressão de descarga e podem se concentrar na mistura. A bomba de massa fundida assume então a função de fornecer uma pressão alta, estável e sem pulsação para forçar o material através da matriz de granulação subaquática. Essa é a garantia física fundamental para obter pellets de tamanho uniforme e evitar entupimentos localizados na matriz.
Na Índia, as temperaturas são altas o ano todo. Como evitar o superaquecimento da água da granulação subaquática em operação contínua a plena carga e garantir a vida útil das facas?
R: Para enfrentar o ambiente de alta temperatura, equipamos o sistema de circulação de água com um tanque grande de 1.450 L e uma potente bomba de circulação de 11 kW, que garantem vazão suficiente de água de resfriamento e capacidade de amortecimento térmico. No sistema de corte, o cabeçote usa uma placa matriz sob medida de aço-liga resistente ao desgaste, combinada com um granulador de 12 facas acionado por motor de 15 kW a 3.000 rpm. Além disso, o sistema conta com uma válvula hidráulica de partida com reversão. Juntas, essas configurações robustas garantem estabilidade de corte e longa vida útil ao sistema em operação contínua sob alta carga.
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Souder Chen
Diretor da divisão de compounding
Na USEON desde 2008. Linhas de dupla rosca para compounding, desvolatilização e reciclagem.