Производственная линия для уплотнения, переработки и грануляции полиэтиленовой пленки высокой плотности (ПНД/HDPE)

Выбор подходящего оборудования для переработки пластмасс требует глубокого понимания характеристик и состояния перерабатываемого материала, а также учета специфических требований к конечному вторичному продукту.

2.1 Сложности подачи легких и объемных полимерных пленок

По сравнению с измельченными жесткими пластиками, ПНД-пленка обладает значительно меньшей насыпной плотностью. Поскольку такие рыхлые пленочные материалы занимают большой объем, обеспечить их равномерную и стабильную подачу в стандартное экструзионное оборудование зачастую бывает непросто. В комплексной линии по переработке и грануляции пластика за измельчение, смешивание, предварительный нагрев и уплотнение материала перед экструзией отвечает аппарат типа «шредер-компактор» (cutter compactor). Увеличение насыпной плотности материала оптимизирует процесс его подачи, обеспечивая более непрерывную и стабильную работу оборудования.

2.2 Удаление влаги и летучих веществ

Остаточная влага и летучие вещества могут привести к образованию пузырьков, дефектам поверхности или другим технологическим проблемам в процессе экструзии и грануляции. Степень выраженности этих явлений зависит от происхождения материала, условий его хранения и конкретных параметров технологического процесса.

Система вакуумной дегазации позволяет удалить влагу и летучие компоненты из расплава полимера. Для эффективной переработки пленки из ПНД (полиэтилена низкого давления) критически важны надлежащая предварительная подготовка материала и точно настроенные параметры переработки.

2.3 Очистка расплава от загрязнений

Посторонние частицы могут негативно сказаться на внешнем виде и однородности гранул ПНД, полученных в результате переработки. Использование соответствующей системы фильтрации расплава позволяет удалить твердые загрязнения из полимерной массы перед этапом грануляции.

При выборе конфигурации системы фильтрации необходимо учитывать тип и концентрацию загрязнений, вязкость расплава, требуемую степень очистки и производительность линии. Поскольку фильтрация расплава не способна устранить абсолютно все виды загрязнений, по-прежнему необходимы сортировка исходного сырья и его предварительная подготовка.

2.4 Обеспечение стабильного качества гранул

Заключительный этап переработки пластика включает формование гранул из расплава полимера и удаление остаточной влаги. На характеристики конечного продукта влияют такие факторы, как условия грануляции, свойства расплава, конструкция фильеры и эффективность процесса обезвоживания.

При выборе оборудования для грануляции пластика производителям следует тщательно проанализировать требования к качеству готовых гранул, а также специфические запросы, связанные с их дальнейшим использованием в производстве.

Серия ACERETECH ACS-H предназначена для переработки и грануляции полимерных пленок. В данной серии реализована интеграция узла измельчения-уплотнения (компактора) с одношнековой экструзионной системой, что позволяет объединить несколько этапов переработки в одну производственную линию. В рассматриваемом примере переработки и грануляции пленки из ПНД (полиэтилена низкого давления) состав оборудования включает:

Ленточный конвейер, оснащенный металлодетектором.
Узел измельчения-уплотнения (компактор) объемом 2000 л, оборудованный частотно-регулируемым приводом (ЧРП) и шиберной заслонкой с сервоприводом.
Одношнековый экструдер (диаметр шнека 160 мм, отношение длины к диаметру L/D = 42) с системой инфракрасного нагрева.
Систему вакуумной дегазации.
Пластинчатый фильтр расплава серии 500.
Систему грануляции на водяном кольце.
Вибросито и центробежную установку для обезвоживания гранул.
Централизованную систему управления на базе ПЛК Siemens и компонентов Schneider Electric.

В следующих разделах подробно описаны функции каждого этапа процесса переработки ПНД-пленки.

Для подачи ПНД-пленки в узел измельчения-уплотнения на линии переработки используется ленточный конвейер, оснащенный металлодетектором.
Металлодетектор позволяет выявлять металлические загрязнения до того, как они попадут в технологическое оборудование. В зависимости от настроек системы управления, при обнаружении металла может быть подан звуковой сигнал или остановлена ​​работа оборудования.
Такое решение не только защищает механизмы, но и обеспечивает более точный контроль подачи материала. Тем не менее, ПНД-пленка, поступающая в систему, должна предварительно проходить осмотр и сортировку, чтобы минимизировать риск загрязнения.

Компактор объемом 2000 л предназначен для измельчения и уплотнения легких пленочных материалов перед их подачей в экструдер. Устройство оснащено частотно-регулируемым приводом (ЧРП) для изменения скорости работы, а шиберная заслонка с сервоприводом регулирует интенсивность подачи материала.
В процессе работы вращающиеся ножи измельчают пленку на более мелкие фрагменты. Тепло, выделяющееся в результате трения, способствует предварительному нагреву и частичной сушке материала, а процесс уплотнения повышает его насыпную плотность. При работе с полимерными пленками низкой плотности данные функции помогают решить проблемы с подачей материала и подготовить его к последующему процессу экструзии. Фактические рабочие параметры следует корректировать с учетом таких факторов, как толщина пленки, насыпная плотность, влажность и требуемая производительность переработки.

После процесса уплотнения материал поступает в одношнековый экструдер для расплавления и пластикации.

Данная установка для переработки полимерных пленок и производства гранул, имеющая специальную конфигурацию, оснащена шнеком диаметром 160 мм с отношением длины к диаметру (L/D), равным 42, а также системой инфракрасного нагрева. Шнек подает уплотненный материал в нагретый цилиндр, где полимер расплавляется, образуя непрерывный поток расплава.
Стабильность процесса экструзии зависит от равномерности подачи, температурных настроек, частоты вращения шнека, давления расплава и характеристик самого материала. Эти параметры должны быть оптимизированы применительно к конкретному типу перерабатываемой ПЭВП-пленки (HDPE-пленки).

Система вакуумной дегазации обеспечивает удаление влаги и летучих веществ из расплавленного полимера в процессе экструзии.
Этот этап особенно важен при переработке материалов, содержащих остаточную влагу или летучие компоненты. Эффективная дегазация позволяет минимизировать дефекты, вызванные присутствием этих веществ, и повысить стабильность переработки расплава.
Фактическая эффективность процесса зависит от степени предварительной подготовки материала, условий вакуумирования, производительности и ряда других рабочих параметров. Если материал чрезмерно влажный или загрязненный, может потребоваться дополнительная предварительная обработка.

В конфигурации ACS-H предусмотрен пластинчатый фильтр расплава серии 500, отличающийся большой площадью фильтрации. Данная система обеспечивает непрерывную фильтрацию расплава, что позволяет свести к минимуму производственные простои, связанные с заменой фильтрующих элементов.
При переработке ПЭВП-пленки фильтрация расплава позволяет удалить твердые загрязнения перед этапом грануляции. При работе с полимерами, имеющими низкий показатель текучести расплава (ПТР), выбор фильтра должен осуществляться с учетом вязкости расплава, характеристик давления, производительности и требуемой тонкости фильтрации.
Выбор конкретной модели фильтра зависит от типа материала и условий применения. Эффективность фильтрации и продолжительность рабочих циклов могут варьироваться в зависимости от степени загрязненности материала и условий эксплуатации.

После фильтрации расплав ПНД (полиэтилена низкого давления) проходит через фильеру, где он нарезается на гранулы с помощью системы гранулирования типа «водяное кольцо».
Данная система автоматически регулирует скорость резки, обеспечивая получение гранул однородного размера. Высокоточные датчики позволяют поддерживать постоянное давление ножей в процессе работы.
Размер и форма гранул зависят от состояния расплава, конфигурации фильеры, скорости резки, состояния режущих ножей и других технологических параметров. На этом этапе экструдированный расплав превращается в гранулы вторичного пластика, готовые к транспортировке и дальнейшей переработке.

После гранулирования материал проходит через вибросито, а затем — через центробежную установку для обезвоживания.
Вибросито отделяет технологическую воду от гранул, а центробежная установка удаляет остатки влаги с их поверхности. Благодаря этому комбинированному процессу гранулы вторичного ПНД подготавливаются к сбору, хранению и использованию в дальнейшем производстве.
Конечное содержание влаги должно соответствовать требованиям, предъявляемым к конкретной области применения материала.

Линия, включающая уплотнитель-измельчитель (компактор) и систему гранулирования серии ACS-H, оснащена интеллектуальным шкафом управления с программируемым логическим контроллером (ПЛК) Siemens и компонентами от Schneider Electric.
Эта система управления обеспечивает централизованное управление, мониторинг технологических параметров и защиту оборудования. Координируя работу конвейера, уплотнителя-измельчителя, экструдера, фильтра расплава, гранулятора и оборудования для обезвоживания, операторы могут эффективно контролировать весь процесс переработки пластика.
На этапе ввода в эксплуатацию необходимо провести комплексную оценку ключевых параметров, таких как скорость подачи, частота вращения ротора уплотнителя, температура экструзии, частота вращения шнека, давление расплава, состояние вакуумной системы и скорость гранулирования.
Четко определенные и согласованные рабочие процедуры позволяют обеспечить стабильные условия переработки. Фактическую производительность, энергопотребление и качество гранул следует проверять путем проведения испытаний для конкретного перерабатываемого материала, а не делать выводы исключительно на основе конфигурации оборудования.

Статьи по теме

Решения для мойки полимерных пленок
Решения для измельчения полимерных пленок

Гранулы вторичного ПНД, полученные из соответствующих отходов полимерных пленок, могут использоваться в различных производственных процессах — в зависимости от их характеристик и требований, предъявляемых к конечному продукту. Возможные области применения включают:

Экструзия пленок: подходит для марок переработанного ПНД (полиэтилена низкого давления), соответствующих техническим требованиям, предъявляемым к конкретному виду пленки.
Экструзия труб: подходит для случаев, когда переработанный материал отвечает необходимым эксплуатационным стандартам и нормативным требованиям.
Литье под давлением: подходит для изготовления изделий, свойства которых соответствуют характеристикам переработанного полимера.

Пригодность гранул переработанного ПНД зависит от таких факторов, как состав полимера, содержание примесей, показатели текучести расплава, механические свойства, а также стабильность характеристик от партии к партии. Перед использованием таких гранул для производства конкретных изделий рекомендуется провести испытания материала и проверку его пригодности в технологическом процессе.

Переработка пленки из ПНД (полиэтилена низкого давления) требует скоординированного контроля на нескольких этапах: подача, уплотнение, экструзия, вакуумная дегазация, фильтрация расплава, грануляция и обезвоживание. Комплексная линия для переработки и грануляции пластика позволяет обеспечить стабильные условия переработки для широкого спектра отходов ПНД-пленки.
Система грануляции ACS-H от компании ACERETECH представляет собой типовое решение, включающее измельчитель-уплотнитель (компактор) объемом 2000 литров, одношнековый экструдер диаметром 160 мм, систему вакуумной дегазации, пластинчатый фильтр расплава и систему грануляции с водяным кольцом.
Для предприятий, планирующих внедрение линии по переработке и грануляции ПНД-пленки, оптимальная конфигурация оборудования зависит от характеристик исходного сырья, целевой производительности, требований к фильтрации и желаемых качественных показателей получаемых гранул.

Свяжитесь с компанией ACERETECH, чтобы обсудить ваши потребности в оборудовании для переработки пластика или договориться о проведении онлайн-тестирования с использованием вашего конкретного сырья.