Daftar peralatan yang diperlukan untuk lini produksi bahan komposit plastik ganda yang dapat terbiodegradasi

Pembentukan jalur produksi komposisi plastik biodegradable membutuhkan daftar peralatan yang terperinci yang mencakup setiap tahap mulai dari pengolahan bahan baku hingga pengemasan pellet yang sudah jadi. Resin biodegradable seperti PLA, PBAT, PBS, dan campuran berbasis pati berperilaku berbeda dari poliolefin konvensional: mereka mudah menyerap kelembaban, sensitif terhadap suhu, dan mudah mengalami degradasi hidrolitik. Setiap peralatan pada jalur harus dipilih dengan mempertimbangkan karakteristik bahan ini. Kerke, pabrik Wanplas dengan lebih dari 12 tahun pengalaman khusus dalam extruder komposisi ganda putar, telah menginstal lebih dari 2.000 mesin di lebih dari 70 negara dan mengoperasikan fasilitas manufaktur seluas 19.997 meter persegi. Sebagai penyedia terkemuka nomor 5 di China untuk extruder ganda putar, Kerke membawa pengetahuan teknis yang mendalam dalam desain jalur produksi komposisi plastik biodegradable. Artikel ini menyediakan daftar peralatan yang komprehensif, item demi item, yang mencakup setiap komponen yang diperlukan untuk membangun jalur produksi komposisi plastik biodegradable yang beroperasi penuh, mulai dari silo penyimpanan dan pengeringan dehumidifier melalui extruder ganda putar, sistem pelletizing, konveyor pendingin, dan instrumen pengendalian kualitas. Apakah Anda merencanakan jalur uji 500 kg / jam atau fasilitas produksi skala industri 2.000 kg / jam, panduan ini akan membawa Anda melalui setiap mesin, spesifikasi, dan kriteria seleksi yang Anda butuhkan.

1. Overview Arsitektur Jalur Produksi

Jalur produksi plastik komposit ganda yang dapat terbiodegradasi adalah sistem terintegrasi dari tahap-tahap peralatan yang terhubung satu sama lain yang mengubah butiran resin mentah, bubuk, dan aditif menjadi butiran komposit yang seragam dan berkualitas tinggi, siap untuk konversi downstream. Arsitektur mengikuti alur proses linier, tetapi setiap tahap mengandung fitur desain khusus untuk menyesuaikan sensitivitas termal dan reologis polimer biodegradable. Pemahaman tentang alur proses yang lengkap sangat penting sebelum memasuki spesifikasi peralatan individu.

Jalur produksi dimulai dengan penerimaan dan penyimpanan bahan baku, di mana resin masuk unloader, diperiksa, dan dipindahkan ke silo penyimpanan yang tertutup atau bin. Dari penyimpanan, bahan dikirimkan ke sistem pengeringan yang mengurangi kadar air hingga tingkat yang aman untuk ekstrusi. Bahan yang kering kemudian dimasukkan melalui sistem pemasukan presisi ke ekstruder ganda, di mana pemanasan, pengadukan, devolatilasi, dan reaksi kimia terjadi. Melt melewati pengubah layar untuk filtrasi, kemudian masuk ke sistem pembentukan butiran di mana ia dipotong menjadi butiran, didinginkan, dan dikirim ke penyimpanan produk jadi.

Tabel berikut menjelaskan tujuh tahap peralatan utama dan fungsi utama mereka:

Setiap tahap harus ditentukan bersama dengan tahap-tahap lainnya. Misalnya, jika ukuran ekstruder terlalu besar sementara sistem pemasakan terlalu kecil, maka kualitas cairan dan formulasi akan tidak konsisten. Jika ukuran sistem pengeringan lebih kecil dibandingkan dengan kapasitas produksi ekstruder, maka akan menghasilkan kerusakan yang berkaitan dengan kelembaban. Daftar peralatan dalam bagian berikut ini mengatasi setiap tahap dengan rekomendasi model, parameter teknis, dan kriteria pemilihan yang spesifik.

2. Peralatan Pengumpulan, Penyimpanan, dan Pengeringan Bahan Baku

Kategori peralatan pertama pada setiap lini produksi senyawa biodegradable menangani penerimaan bahan baku, penyimpanan, dan pengeringan. Resin biodegradable, terutama PLA dan PBS, menyerap kelembaban atmosfer dengan agresif. Prosesing bahan-bahan ini tanpa pengeringan yang memadai akan menyebabkan pemecahan rantai hidrolitik, penurunan berat molekul, penurunan sifat mekanis, dan kerusakan yang terlihat seperti pembentukan busa, garis-garis perak, dan perubahan warna pada butiran akhir. Daftar peralatan penyimpanan dan pengeringan harus dirancang dengan kontrol kelembaban sebagai tujuan teknik utama.

2.1 Silo dan Bin Penyimpanan

Penyimpanan bahan baku dimulai dengan silo atau wadah yang tertutup dan tahan kelembaban yang dibuat dari stainless steel atau polietilen kelas makanan. Untuk jalur produksi skala menengah yang biasa memproses 1.000 kg/jam, disarankan untuk memiliki minimal tiga silo penyimpanan: satu untuk resin utama (PLA, PBAT, atau PBS), satu untuk pengisi atau bahan peningkat kekuatan (talc, karbonat kalium, pati), dan satu untuk masterbatch tambahan atau bahan tambahan berupa bubuk. Setiap silo harus dilengkapi dengan saluran udara desikant atau koneksi penguras nitrogen untuk menjaga atmosfer dalam yang kering.

Kapasitas silo harus menyediakan setidaknya 48 jam cadangan produksi. Untuk jalur 1.000 kg/jam, setiap silo resin primer harus dapat menampung 20 hingga 25 ton. Silo harus dilengkapi dengan sensor level (tipe kapasitif atau radar) untuk pemantauan inventaris, dan cone pengeluaran bagian bawah dengan kemiringan minimal 60 derajat untuk memastikan pengeluaran bahan yang mengalir bebas tanpa terjadinya penyumbatan, yang merupakan masalah umum pada bubuk berbasis pati.

2.2 Pemanas Dehumidifier

Pengeringan dehumidifier adalah peralatan yang paling penting pada tahap ini. Berbeda dengan pengeringan udara panas konvensional, pengeringan dehumidifier menggunakan sirkulasi udara dalam lingkaran tertutup yang melewati lapisan desiccant (biasanya saringan molekul) untuk mencapai titik embun -40 derajat Celcius atau lebih rendah. Udara yang sangat kering ini dipanaskan dan dialirkan melalui lapisan resin, mengeluarkan kelembaban dari matriks polimer dengan efektif.

Kapasitas pengeringan harus sesuai dengan produktivitas extruder. Untuk resin biodegradable, target kelembaban berikut harus dicapai sebelum bahan masuk ke sistem pemasukan:

Untuk lini campuran PLA dengan kapasitas 1.000 kg/jam, diperlukan pengering dehumidifier dengan kapasitas hopper minimal 4.000 kg untuk memastikan pasokan bahan yang terus-menerus selama siklus pengeringan 4 hingga 6 jam. Pengering harus memiliki sistem udara tertutup dengan bed desikant regeneratif, pemanas udara proses dengan kontrol suhu PID, dan hopper pengering yang terisolasi untuk mengurangi kehilangan panas. Kecepatan aliran udara harus diukur menjadi 1,2 hingga 1,5 meter kubik per menit per kilogram bahan di hopper.

2.3 Konveyor Vakuum dan Pengangkutan Bahan

Transfer bahan antara silo, pengering, dan pemasok harus dilakukan tanpa reintroduksi kelembaban. Sistem pengangkutan vakum lebih disukai daripada elevator pita terbuka atau ember karena beroperasi dalam pipa tertutup yang dapat dibersihkan dengan udara kering. Sistem conveyor vakum yang umum meliputi pompa vakum (blower saluran samping atau pompa kaki), pipa transfer stainless steel dengan permukaan dalam yang halus, hopper penerima dengan assembly filter, dan katup pengeluaran. Untuk bahan bubuk yang dapat terbiodegradasi seperti pati atau karbonat kalium, conveyor harus menyertakan filter stainless steel yang disinter dengan fungsi jet pulsa yang membersihkan diri sendiri untuk mencegah akumulasi dan penyumbatan bubuk.

Kecepatan pengangkutan harus 1,5 hingga 2 kali throughput extruder untuk memungkinkan siklus transfer batch tanpa mengurangi pasokan ke feeder di bawahnya. Misalnya, extruder dengan kapasitas 1.000 kg/jam membutuhkan conveyor vakuum dengan kapasitas 1.500 hingga 2.000 kg/jam. Diameter pipa harus 60 hingga 90 mm untuk resin yang dipelintir dan 90 hingga 120 mm untuk bahan bubuk untuk mencegah terjadinya bridging dan gangguan aliran.

3. Sistem Dosis Akurat dan Pemberian Pakan

Sistem pengukuran dosis dan pemasakan menentukan akurasi formulasi senyawa biodegradable yang akhir. Formulasi biodegradable biasanya mengandung 50 hingga 85 persen resin dasar, 10 hingga 30 persen pengisi atau peningkat kekuatan, 1 hingga 5 persen kompatibilis, dan 0,5 hingga 3 persen berbagai tambahan termasuk pelumas, antioksidan, dan masterbatch warna. Bahkan perbedaan kecil dalam rasio tambahan dapat berdampak signifikan pada sifat mekanis, kecepatan degradasi, dan perilaku pemrosesan senyawa akhir. Sistem pemasakan harus menyediakan aliran bahan yang konsisten, akurat, dan dapat diulangi ke lubang pemasakan ekstruder.

Kerke menawarkan lima jenis sistem pemberian makanan, masing-masing sesuai dengan jenis bahan dan persyaratan formulasi yang berbeda:

3.1 Pengepakan dengan Kerugian Berat

Pembawa bahan dengan kerugian berat (LIW) adalah standar emas untuk lini komposisi yang dapat terurai. Pembawa ini beroperasi berdasarkan prinsip gravimetrik: seluruh rangkaian pembawa dipasang pada sel beban dengan presisi tinggi yang secara terus-menerus mengukur kerugian berat saat bahan dikeluarkan. Sistem kontrol berbasis siklus tertutup menyesuaikan kecepatan putar pembawa untuk menjaga kecepatan pemasukan target dalam akurasi +/- 0,5 persen. Untuk formulasi yang dapat terurai yang membutuhkan pengukuran dosis tambahan yang akurat, pembawa LIW wajib digunakan.

Konfigurasi pengisi LIW yang biasa digunakan untuk jalur 1.000 kg/jam terdiri dari hopper berkapasitas 50 liter, mekanisme pengisian ganda dengan dua silinder yang berputar bersamaan (untuk bubuk dan pelet), sel sensor beban berkapasitas 3 kg dengan resolusi 0,05 persen, dan sistem pengisian yang secara otomatis menambah isi hopper tanpa menghentikan siklus pengisian. Untuk pemberian resin utama, disarankan untuk menggunakan pengisi LIW yang lebih besar dengan hopper berkapasitas 150 liter dan mekanisme pengisian dengan satu silinder. Untuk bahan tambahan cair seperti plastisator atau agen pengikat, digunakan pengisi LIW cair dengan kepala pengaduk pompa gigi.

3.2 Pemberi bahan volumetrik

Pengaduk volumetrik menyalurkan bahan dengan volume tetap per satuan waktu, yang diukur berdasarkan densitas bulir yang diketahui. Meskipun kurang akurat dibandingkan dengan pengaduk LIW (+/- 2 hingga 3 persen akurasi standar), mereka cocok untuk bahan dengan densitas bulir yang konsisten dan untuk aplikasi di mana sedikit perubahan formulasi dapat diterima. Pada lini komposisi biodegradable, pengaduk volumetrik biasanya digunakan untuk aliran resin utama, di mana bahan dipelintir dan memiliki densitas bulir yang stabil.

3.3 Pemberi Makan Samping

Pemakan samping, yang juga dikenal sebagai pemakan samping dengan dua propeler, memasukkan bahan ke samping tabung ekstruder, bukan melalui lubang pemakan utama. Konfigurasi ini sangat penting untuk memasukkan bahan pengisi seperti talc, karbonat kalium, serat kaca, atau tepung pati ke aliran cair. Dengan memasukkan bahan pengisi ke bawah aliran, pemakan samping meningkatkan penyerapan dan dispersi, serta mengurangi debu dan penyumbatan lubang pemakan. Untuk senyawa biodegradable yang mengandung 20 hingga 40 persen bahan pengisi mineral, biasanya diperlukan pemakan samping dengan kapasitas 200 hingga 400 kg/jam.

3.4 Pemberi Makan Crammer

Feeder crammer dirancang untuk bahan dengan kepadatan rendah, seperti busa pati, flake film yang dapat terurai, atau campuran bubuk yang ringan. Feeder ini menggunakan geometri propeler yang mengecil dengan auger crammer yang menyempurnakan bahan sebelum masuk ke lubang pemberian pada ekstruder. Untuk lini yang memproses film biodegradable yang terdaur ulang atau campuran pra-pemrosesan berbasis pati, feeder crammer meningkatkan kepadatan pemberian secara efektif hingga 2 hingga 3 kali, sehingga ekstruder dapat mencapai produktivitas yang ditetapkan.

3.5 Sistem Pemberian Air

Sistem penyediaan cairan digunakan untuk menyuntikkan bahan tambahan cairan seperti plastisator, agen pengikat, atau pewarna cair langsung ke tabung ekstruder. Sistem penyediaan cairan terdiri dari pompa pengukuran presisi (pompa gigi atau pompa piston), tangki penyimpanan stainless steel dengan pengadukan, saluran pemasok yang dipanaskan untuk menjaga viskositas cairan, dan nozzle injeksi yang dipasang pada tabung ekstruder. Untuk senyawa biodegradable yang memerlukan penambahan plastisator cair sebesar 2 hingga 5 persen, penyediaan cairan dengan kapasitas 0,5 hingga 5 kg/jam dan akurasi +/- 1 persen adalah yang tepat.

4. Extruder Ganda Putar Berputar - Unit Komposisi Kerangka

Extruder ganda rotasi berputar adalah jantung dari jalur produksi komposisi biodegradable. Berbeda dengan extruder tunggal, yang bergantung pada aliran gaya untuk transportasi bahan, extruder ganda rotasi berputar menggunakan elemen gigi berputar yang saling bersentuhan yang menciptakan displacement positif, aksi pembersihan sendiri, dan pengaturan pengadukan shear. Hal ini membuatnya ideal untuk polimer biodegradable yang memerlukan pengadukan distribusif dan dispersif yang menyeluruh tanpa paparan termal yang berlebihan. Desain gigi dan tabung modular memungkinkan pengaturan jalur pemrosesan untuk formulasi biodegradable khusus.

Seri KTE co-rotating parallel twin-screw extruder Kerke mencakup KTE-16B (skala laboratorium) hingga KTE-135D (skala industri berkapasitas tinggi). Untuk komposisi biodegradable, model KTE-95D dan KTE-135D adalah yang paling sering dipilih. Tabel spesifikasi berikut menjelaskan KTE-95D, extruder kelas menengah yang versatile dan cocok untuk lini produksi dengan output 500 hingga 1.000 kg/jam:

4.1 Desain Propeler untuk Plastik Biodegradable

Konfigurasi propeler adalah faktor paling penting yang menentukan kualitas pengadukan dan paparan termal dalam extruder ganda. Kerke merancang setiap assembly propeler menggunakan perangkat lunak desain berbasis komputer, memilih dari berbagai elemen pengangkut, blok pengaduk, elemen berbalik, dan cincin pengaduk. Untuk komposisi biodegradable, tata letak propeler biasanya mengikuti arsitektur berikut ini:

• Zona pemasukan dan pengangkutan (L/D 4 hingga 8): Elemen pengangkutan dengan jarak terbuka yang lebar mengangkut material dari lubang pemasukan ke dalam tabung dengan gesekan minimal, mencegah pencairan atau pembentukan jembatan yang terlalu dini.
• Zona pencairan dan campuran awal (L/D 8 hingga 16): Elemen pengangkutan dengan jarak yang sempit diikuti oleh blok pengaduk 30 derajat dan 60 derajat memulai pencairan dan memulai campuran distribusif. Zona ini harus menerapkan gaya geser yang cukup untuk mencairkan resin tanpa menyebabkan degradasi termal.
• Zona pemberian sisi dan dispersi (L/D 16 sampai 24): Port ventilasi mengawali pembukaan pemberian sisi. Setelah introduksi filler, blok pengaduk 90 derajat dan elemen pengaduk khusus memberikan pengadukan dispersif untuk memecah agregat filler.
• Zona devolatilisasi (L/D 24 hingga 32): Elemen pengangkut terbalik menciptakan sekat cairan sebelum saluran pengeluaran vakum, sehingga mencegah aliran vakum. Bagian ventilasi menggunakan elemen pengangkut yang memiliki jarak terbang yang jauh untuk memaksimalkan luas permukaan untuk pengambilan bahan-bahan yang mudah menguap.
• Zona pencampuran dan pengukuran akhir (L/D 32 hingga 40+): Blok pengaduk tambahan memastikan homogenisasi, diikuti oleh elemen pengangkut yang menambah tekanan untuk sistem cetakan dan pelletizing.

4.2 Pengendalian Suhu Tabung

Pengendalian suhu tabung yang akurat sangat penting dalam pemrosesan polimer biodegradable. Misalnya, PLA memiliki jendela pemrosesan yang sempit, yaitu 170 hingga 200 derajat Celsius. Mengalahkan suhu 210 derajat Celsius menyebabkan degradasi termal yang cepat dan perubahan warna. Setiap zona tabung pada KTE-95D dilengkapi dengan pengendalian suhu PID independen dengan pemanas aluminium yang dipasang, yang memberikan pemanasan, dan saluran pendingin air internal yang memberikan pendinginan aktif. Akurasi pengendalian suhu adalah +/- 1 derajat Celsius pada keadaan stabil. Tingkat kontrol ini mencegah terjadinya titik panas lokal yang dapat memicu degradasi termal dari polimer biodegradable yang sensitif terhadap panas.

4.3 Sistem Vakuum dan Devolatilasi

Proses komposisi biodegradable menghasilkan gas-gas volatil yang signifikan, termasuk kelembaban sisa, monomer, dan produk sampingan degradasi. KTE-95D dilengkapi dengan sistem devolatilisasi vakuum yang memiliki pompa vakuum berbentuk ring air yang mampu mencapai vakuum maksimal 0,08 hingga 0,1 MPa. Port vakuum ditempatkan di zona devolatilisasi dan termasuk insert saluran buang yang dirancang untuk mencegah penyumbatan bahan. Sistem pengumpulan kondensat menangkap gas-gas volatil yang diekstrak, mencegahnya masuk ke pompa vakuum. Untuk formulasi dengan kandungan gas volatil yang tinggi, sistem vakuum dua tahap dengan pompa pendukung dan pompa roots dapat ditentukan.

5. Sistem Filtrasi dan Pengganti Saringan

Filtrasi pencairan menghilangkan kontaminan seperti partikel gel yang tidak mencair, yang terhubung, fragmen logam, dan materi asing dari cairan polimer sebelum mencapai alat pembentuk pelet. Pada produksi senyawa biodegradable, filtrasi sangat penting karena kontaminan menyebabkan kerusakan pada produk dengan dinding tipis seperti film biodegradable, wadah kemasan makanan, dan film mulsa pertanian. Bahkan partikel gel yang kecil dapat menyebabkan titik lemah pada film biodegradable, menyebabkan kegagalan yang terjadi lebih cepat selama pemakaian.

5.1 Jenis Pengganti Layar

Ada dua desain pengganti saringan utama yang digunakan dalam lini komposisi biodegradable: pengganti saringan slide-plate yang manual dan pengganti saringan kontinu (juga disebut back-flush atau double-piston). Pengganti saringan slide-plate manual membutuhkan penghentian produksi singkat untuk mengganti saringan filter, sehingga cocok untuk lini yang lebih kecil atau formulasi dengan tingkat kontaminasi yang rendah. Pengganti saringan kontinu menggunakan desain dua ruang yang memungkinkan penggantian saringan tanpa menghentikan ekstruder, menjaga aliran dan tekanan cairan yang stabil.

Untuk jalur biodegradable yang beroperasi 500 kg/jam atau lebih, pengganti layar kontinu sangat dianjurkan. Penghentian yang diperlukan untuk penggantian layar secara manual menyebabkan lonjakan tekanan yang dapat merusak rantai polimer biodegradable melalui gesekan yang berlebihan. Selain itu, pengaktifan kembali setelah penggantian layar menghasilkan butiran yang tidak sesuai spesifikasi yang harus dipisahkan dan diolah kembali, sehingga mengurangi hasil keseluruhan.

5.2 Pemilihan Mesh Filter

Pemilihan ukuran jaring saringan tergantung pada ukuran zat pencemar yang akan dihilangkan dan penurunan tekanan yang dapat diterima. Untuk senyawa biodegradable yang ditujukan untuk aplikasi film, kisaran ukuran jaringan 80 hingga 120 (180 hingga 125 mikron) adalah yang biasa. Untuk senyawa kelas injeksi, 40 hingga 80 mesh (425 hingga 180 mikron) biasanya cukup. Ukuran jaringan yang lebih halus memberikan filtrasi yang lebih baik tetapi meningkatkan penurunan tekanan dan memerlukan penggantian saringan yang lebih sering. Konfigurasi paket saringan biasanya menggunakan susunan bertingkat: saringan pendukung kasar (20 hingga 40 mesh) yang mendukung saringan penyaringan halus (80 hingga 120 mesh), yang dipegang di tempatnya oleh plat pemecah.

Untuk senyawa yang mengandung beban pengisi tinggi atau kandungan biodegradable yang terdaur ulang, disarankan penggunaan pengubah layar pembersihan otomatis. Sistem ini secara periodik mengubah sebagian kecil aliran cairan melalui filter untuk membersihkan permukaan layar, memperpanjang umur layar dari beberapa jam menjadi beberapa hari, dan mengurangi waktu downtime untuk penggantian layar.

5.3 Integasi Pompa Pemanasan

Pompa cair (pompa gigi) yang dipasang antara pengubah layar dan cetakan pembentukan pelet dapat menstabilkan tekanan dan kecepatan aliran cair, yang sangat penting untuk menghasilkan pelet yang seragam. Pompa cair menyerap fluktuasi tekanan dari ekstruder dan memberikan output volume yang konstan ke cetakan. Untuk lini komposisi biodegradable, disarankan menggunakan pompa cair dengan gigi gigi yang keras, rumah yang dipanaskan, dan siklus umpan balik sensor tekanan. Pompa harus disesuaikan untuk menangani 1,2 hingga 1,5 kali throughput maksimum ekstruder agar memungkinkan ekspansi kapasitas di masa mendatang.

6. Sistem Pelletizing dan Pemotongan

Sistem pelletizing mengubah benang cair yang keluar dari die ekstruder menjadi pelet yang seragam. Pilihan metode pelletizing sangat mempengaruhi bentuk pelet, keseragaman ukuran, kepadatan, dan perilaku proses downstream. Untuk plastik yang dapat terbiodegradasi, kualitas pelet sangat penting karena pelet yang tidak teratur atau pelet dengan ekor menyebabkan masalah dalam pemasakan pada mesin injeksi dan ekstruder film. Kerke menawarkan enam konfigurasi sistem pelletizing, masing-masing sesuai dengan bahan, tingkat throughput, dan persyaratan kualitas pelet yang berbeda.

Untuk produksi senyawa biodegradable berkapasitas tinggi, ekstruder KTE-135D yang dipasangkan dengan sistem pembentukan pellet di bawah air adalah konfigurasi yang paling umum. Tabel spesifikasi berikut menjelaskan KTE-135D:

6.1 Perbandingan Metode Pelletizing

Tabel berikut membandingkan enam metode pelletizing yang ditawarkan oleh Kerke, dengan aplikabilitas khusus pada senyawa plastik biodegradable:

6.2 Komponen Sistem Pelletisasi di Bawah Air

Untuk produksi senyawa biodegradable pada skala industri, sistem pelletisasi di bawah air adalah konfigurasi yang paling disukai. Sistem ini memotong benang cair di wajah cetakan di bawah air, dengan partikel yang segera dikondensasi dan dipindahkan oleh aliran air ke pengering sentrifugal. Komponen utama termasuk plat cetakan yang dipanaskan dengan banyak lubang pelletisasi, kepala pemotong dengan tekanan pisau yang dapat disesuaikan, kamar air dengan air beredar yang dikontrol suhunya, pompa larutan air partikel, pengering sentrifugal, dan sistem pengolahan air.

Plat die dipanaskan untuk menjaga suhu cair pada permukaan die, mencegah pengkristalan yang terlalu dini yang akan menyebabkan penyumbatan lubang die. Untuk polimer biodegradable, suhu plat die biasanya ditetapkan 5 hingga 10 derajat Celcius di atas titik leleh polimer. Kepala pemotong menggunakan 4 hingga 8 pisau yang terbuat dari karbida tungsten atau baja alat, berputar dengan kecepatan 1.500 hingga 3.000 rpm tergantung pada persyaratan ukuran pellet. Diameter pellet ditentukan oleh diameter lubang die dan biasanya 2,5 hingga 4,0 mm untuk senyawa biodegradable. Panjang pellet dikontrol oleh rasio kecepatan pemotong dengan throughput extruder.

6.3 Pemotongan panas pada permukaan bilah die air

Untuk jalur biodegradable berkapasitas sedang (200 hingga 2.000 kg/jam), sistem pemotongan panas pada wajah tabung air menawarkan keseimbangan yang sangat baik antara kualitas pelet dan biaya peralatan. Dalam sistem ini, cairan dipotong pada wajah tabung oleh pisau yang berputar, dan pelet dilemparkan ke dalam lingkaran air pendingin yang mendinginkan dan mengangkutnya. Pelet berupa bola dengan permukaan yang halus, dan sistem ini membutuhkan ruang yang lebih sedikit dan investasi modal yang lebih rendah dibandingkan dengan sistem pembuatan pelet di bawah air. Namun, sistem lingkaran air terbatas pada tingkat throughput yang lebih rendah dan dapat menghasilkan pelet yang lebih besar atau pelet halus jika jarak antara pisau dan tabung tidak dipelihara dengan tepat.

7. Peralatan Pendinginan, Pengangkutan, dan Penyimpanan Pellet

Setelah pelletisasi, pellet harus didinginkan, dikeringkan, dipindahkan, dan disimpan sebelum dipaketkan. Peralatan pendinginan dan pemindahan memastikan bahwa pellet mencapai suhu dan tingkat kelembaban yang stabil, sesuai untuk penyimpanan dan proses downstream. Pendinginan yang tidak tepat menyebabkan penggumpalan pellet, terjadinya sambungan di silo penyimpanan, dan penyerapan kelembaban yang dapat merusak kualitas senyawa biodegradable.

7.1 Chiller bergerak dengan lapisan cair

Untuk sistem pembentukan pellet yang didinginkan dengan udara, digunakan pendingin lapisan cair yang bergetar untuk mengurangi suhu pellet setelah dipotong. Pendingin ini terdiri dari lantai berpori yang bergetar melalui mana udara sekitar atau dingin dipancarkan ke atas. Pellet diteruskan sepanjang lantai oleh getaran sambil didinginkan oleh aliran udara. Untuk pellet yang dapat terbiodegradasi, suhu keluaran harus di bawah 40 derajat Celsius untuk mencegah penggumpalan. Pendingin lapisan cair dengan luas lantai 3 hingga 5 meter persegi dapat menangani 500 hingga 1.500 kg/jam pellet, tergantung pada kepadatan dan kapasitas panas dari komposisi.

7.2 Pemanas Kering Sentrifugal

Untuk sistem pembentukan pellet berbasis air (di bawah air dan lingkaran air), pengering sentrifugal menghilangkan air permukaan dari pellet. Pengering ini menggunakan keranjang berputar dengan pengangkat internal yang melemparkan pellet ke layar sambil udara dihirup melalui lapisan pellet. Pengering sentrifugal yang dirancang dengan baik dapat mengurangi kelembaban permukaan pellet menjadi kurang dari 0,1 persen. Untuk pellet yang dapat terbiodegradasi, pengering harus menyediakan pasokan udara yang dipanaskan (40 hingga 60 derajat Celsius) untuk memberikan pengeringan sekunder yang lembut dan mencegah penyerapan kelembaban selama proses pengeringan.

7.3 Sistem pengangkutan pellet

Pellet yang kering dan dingin kemudian dipindahkan ke tempat penyimpanan atau kemasan menggunakan sistem pengangkutan pneumatik atau konveyor pita. Pengangkutan pneumatik lebih disukai untuk pellet yang dapat terbiodegradasi karena beroperasi dalam pipa yang tertutup, sehingga mengurangi penyerapan kelembaban. Sistem pengangkutan harus menggunakan pengangkutan fase padat dengan kecepatan rendah (2 hingga 5 meter per detik) daripada pengangkutan fase mereduksi (15 hingga 25 meter per detik) untuk mencegah kerusakan pada pellet dan pembentukan partikel halus. Untuk jalur dengan kapasitas 1.000 kg/jam, konveyor pneumatik dengan diameter pipa 50 mm dan pengisi katup berputar biasanya dianjurkan.

7.4 Penyimpanan dan Kemasan Pellet yang Selesai

Pellet yang sudah jadi disimpan dalam silo yang tertutup rapat atau langsung dipaketkan dalam kantong tahan kelembaban. Untuk penyimpanan dalam jumlah besar, silo stainless steel dengan ventilasi dehidrasi menjaga kelembaban pellet selama penyimpanan. Untuk produk yang dipaketkan, digunakan mesin pembungkus otomatis dengan sistem pengukuran berat dan penutup panas. Setiap kantong harus mencakup paket dehidrasi dan terbuat dari bahan tahan kelembaban (seperti polypropylene yang dilapisi aluminium) untuk menjaga kualitas pellet selama pengiriman dan penyimpanan. Untuk pellet yang dapat terbiodegradasi, waktu penyimpanan harus diminimalkan, dan silo harus dibersihkan dengan nitrogen kering untuk penyimpanan jangka panjang yang melebihi 30 hari.

8. Daftar Peralatan Tambahan dan Utility

Selain peralatan produksi utama, jalur produksi senyawa biodegradable membutuhkan berbagai peralatan tambahan dan utilitas untuk mendukung operasi yang terus-menerus dan efisien. Sistem-sistem ini sering diabaikan selama perencanaan proyek awal, tetapi kehadirannya yang tidak memadai atau ukurannya yang terlalu kecil dapat menyebabkan hambatan produksi, masalah kualitas, dan waktu downtime yang tidak terduga.

8.1 Mixer Berkecepatan Tinggi

Mixer berkecepatan tinggi (juga disebut mixer berintensitas tinggi) digunakan untuk mencampur komponen berupa bubuk sebelum ekstrusi. Untuk senyawa biodegradable, mixer mencampur bubuk atau butiran resin dasar dengan bahan pengisi, aditif, dan masterbatch warna untuk menghasilkan campuran pra-ekstrusi yang homogen dan konsisten dalam pengaliran ke mesin ekstruder. Mixer berkecepatan tinggi yang biasa digunakan untuk jalur dengan kapasitas 1.000 kg/jam memiliki volume kerja 500 liter, motor 30 hingga 45 kW, dan beroperasi pada kecepatan 500 hingga 1.500 rpm. Mixer harus memiliki agitator berkecepatan tinggi dan rendah untuk efisiensi pencampuran yang optimal serta katup pengeluaran yang kompatibel dengan pengangkutan pneumatik.

8.2 Chiller Air

Chiller air menyediakan air dingin untuk pendinginan drum, air pelletizing, dan pendinginan pasca-dryer. Kapasitas pendinginan harus mencakup semua beban pendinginan pada jalur. Untuk extruder KTE-95D yang beroperasi dengan kecepatan 800 kg/jam, kebutuhan pengurangan panas total adalah sekitar 120 hingga 150 kW, yang membutuhkan chiller dengan kapasitas nominal minimal 180 kW (mencakup kerugian efisiensi). Chiller seharusnya diatur dengan sirkulasi tertutup, pertukaran panas dari stainless steel, dan menara pendingin atau kondensor yang didinginkan dengan udara. Untuk jalur yang dapat terbiodegradasi, stabilitas suhu air sebesar +/- 1 derajat Celsius sangat penting untuk pengaturan suhu drum yang konsisten.

8.3 Menara Pendingin

Menara pendingin menolak panas dari kondensor chiller dan peralatan lain yang didinginkan dengan air. Untuk jalur senyawa biodegradable 1.000 kg/jam, menara pendingin dengan kapasitas menolak panas 200 hingga 250 kW biasanya diperlukan. Menara harus disesuaikan dengan suhu bulat basah lingkungan setempat dan harus menyertakan sistem pengolahan air untuk mencegah penumpukan, korosi, dan pertumbuhan biologis dalam sirkulasi air pendingin.

8.4 Kompresor udara

Udara kompresi diperlukan untuk pengangkutan pneumatik, katup pneumatik, silinder yang dioperasikan dengan udara, dan udara instrumen. Sebuah garis kompos yang dapat terurai biasanya membutuhkan 5 hingga 10 meter kubik per menit udara kompresi pada tekanan 0,6 hingga 0,8 MPa. Kompresor harus jenis bebas minyak untuk mencegah kontaminasi pelet kompos yang dapat terurai, dan harus menyertakan pengering udara yang dingin dan filter partikel untuk memberikan udara yang bersih dan kering.

8.5 Sistem Vakuum

Sistem vakuum untuk devolatilisasi terdiri dari pompa vakuum berbentuk cincin air, pemisah kondensat, dan tangki penyimpanan vakuum. Kapasitas pompa harus disesuaikan dengan beban volatil dari formulasi. Untuk komposisi PLA dengan kandungan volatil 3 hingga 5 persen, pompa vakuum dengan kapasitas 100 hingga 200 meter kubik per jam biasanya cukup. Sistem harus mencakup pot pengumpulan kondensat dengan saluran pembuangan otomatis untuk mencegah cairan yang terperangkap masuk ke dalam pompa.

8.6 Sistem Listrik dan Kontrol

Sistem kontrol garis mengintegrasikan semua peralatan ke dalam arsitektur kontrol yang terintegrasi. Kerke menggunakan perangkat keras PLC Siemens dengan HMI layar sentuh 15 inci untuk antarmuka operator. Sistem kontrol mengelola kecepatan ekstruder, suhu tabung, kecepatan pemasok, tekanan vakum, kecepatan pelletizer, dan suhu sistem air. Fitur pencatatan data dan pemantauan jarak jauh memungkinkan insinyur produksi untuk melacak parameter proses dan mendiagnosis masalah secara jarak jauh. Panel listrik harus mencakup perlindungan fase, perlindungan kelebihan beban motor, dan sirkuit penghentian darurat yang sesuai dengan standar CE.

8.7 Sistem Pengumpulan Debu

Untuk garis yang memproses bahan pengisi berupa bubuk atau pati, sistem pengumpulan debu sangat penting untuk keselamatan pekerja dan kebersihan. Sistem ini mencakup kap lampu penangkap di titik transfer, saluran, pengumpul debu cartridge dengan pembersihan jet pulsa, dan kipas keluar. Pengumpul debu harus memiliki rating untuk jenis debu tertentu dan harus mematuhi peraturan kesehatan dan keselamatan kerja setempat untuk paparan partikel udara.

9. Matriks Seleksi Peralatan Berdasarkan Kapasitas Tahunan

Memilih konfigurasi peralatan yang tepat untuk garis produksi senyawa biodegradable terutama tergantung pada kapasitas produksi tahunan yang diinginkan. Matriks seleksi berikut menampilkan target kapasitas tahunan yang umum dengan model extruder Kerke yang direkomendasikan, sistem pembuatan pellet, dan konfigurasi garis yang diperkirakan. Matriks ini mengasumsikan operasi shift tunggal sebesar 2.000 jam per tahun untuk kisaran kapasitas rendah dan operasi tiga shift sebesar 6.000 jam per tahun untuk kisaran kapasitas yang lebih tinggi.

Matriks seleksi di atas memberikan titik awal untuk pemilihan peralatan. Beberapa faktor tambahan mempengaruhi konfigurasi akhir, termasuk formulasi biodegradable yang spesifik, jumlah kelas produk yang akan diproduksi, tingkat otomatisasi yang diperlukan, dan infrastruktur pabrik yang tersedia. Untuk pelanggan yang tidak yakin tentang model yang sesuai, Kerke menawarkan ekstruder ganda laboratorium (KTE-16B hingga KTE-35D) untuk uji formulasi dan pengembangan proses, yang memungkinkan peningkatan berdasarkan data ke peralatan skala produksi.

Untuk aplikasi khusus seperti senyawa biodegradable berbasis pati dengan beban pengisi yang sangat tinggi (40 hingga 60 persen pati), sistem ekstrusi dua tahap yang menggunakan ekstruder ganda seri KTE sebagai mesin utama dan ekstruder tunggal seri SE sebagai mesin sekunder dapat direkomendasikan. Ekstruder ganda menangani pengadukan intensif dan devolatilasi, sementara ekstruder tunggal memberikan tekanan stabil untuk pembuatan pellet. Konfigurasi ini sangat efektif untuk bahan yang cenderung mengalami aliran yang meledak atau bocor dalam ekstruder satu tahap.

10. Aplikasi dalam Komposisi Plastik Biodegradable

Daftar peralatan yang dijelaskan dalam artikel ini mendukung seluruh jenis aplikasi pengembangan plastik yang dapat terbiodegradasi. Setiap keluarga polimer biodegradable memiliki karakteristik pengolahan yang berbeda yang mempengaruhi pemilihan peralatan, desain baut, profil suhu tabung, dan metode pembentukan pellet. Memahami persyaratan khusus aplikasi ini memastikan bahwa garis produksi diatur untuk kinerja optimal dengan bahan yang diinginkan.

10.1 Pembuatan Komposisi PLA (Asam Polilaktat)

PLA adalah polimer biodegradable yang paling banyak diproduksi, yang berasal dari pati tanaman yang difermentasi. Ini adalah termoplastik kristalin dengan titik leleh 150 hingga 180 derajat Celcius dan suhu transisi kaca 55 hingga 65 derajat Celcius. Komposisi PLA membutuhkan pengendalian kelembaban yang hati-hati (di bawah 250 ppm), pemotongan baut yang moderat, dan suhu tabung 170 hingga 200 derajat Celcius. Komposisi PLA yang umum termasuk PLA yang diisi dengan talc untuk meningkatkan ketahanan terhadap panas, PLA yang dicampur dengan PBAT untuk meningkatkan kekuatan, dan PLA dengan plastisir untuk aplikasi film yang fleksibel. Konfigurasi ekstruder ganda untuk PLA biasanya menggunakan rasio L/D 40:1 dengan dua port ventilasi vakum untuk devolatilasi yang menyeluruh.

10.2 Komposisi PBAT (Polybutylene Adipate Terephthalate)

PBAT adalah kopolimer biodegradable yang fleksibel, yang digunakan terutama sebagai komponen campuran dengan PLA atau pati untuk meningkatkan fleksibilitas dan kekuatan. PBAT memiliki titik leleh 110 hingga 120 derajat Celsius dan diproses pada suhu yang relatif rendah (160 hingga 190 derajat Celsius). Barang-barang PBAT yang diolah mendapat manfaat dari pengisian samping untuk menambahkan pati atau pengisi karbonat kalium, dan dari konfigurasi bilah pengaduk distribusif dengan zona perendaman yang diperpanjang. PBAT lebih tidak sensitif terhadap kelembaban dibandingkan dengan PLA, tetapi tetap harus dikeringkan hingga di bawah 500 ppm untuk mencegah hidrolisis selama proses.

10.3 Pembuatan PBS (Polybutylene Succinate)

PBS adalah poliesternya yang semi-kristal dan dapat terbiodegradasi dengan ketahanan panas yang baik (suhu defleksi panas 90 hingga 95 derajat Celcius) dan kemampuan proses yang sangat baik. Senyawa PBS digunakan dalam film pertanian, kemasan yang dapat terurai, dan peralatan makan sekali pakai. Proses PBS pada suhu 180 hingga 210 derajat Celcius dan membutuhkan gesekan yang moderat. Untuk senyawa PBS yang diperkuat dengan serat alami seperti serat bambu atau selulosa, pemberi samping sangat penting untuk memasukkan serat ke dalam cairan tanpa mengurangi panjang serat secara berlebihan. Suhu silinder di zona pemberi samping harus diturunkan untuk mencegah pembakaran serat.

10.4 Campuran berbasis pati

Starch termoplastik (TPS) diproduksi dengan menggulakan pati asli dengan plastisator (biasanya gliserol atau sorbitol) di ekstruder. Kemudian TPS dicampur dengan PLA, PBAT, atau PBS untuk menghasilkan senyawa biodegradable dengan kemampuan proses yang baik dan tingkat biodegradasi yang tinggi. Pengolahan pati membutuhkan pemasok crammer untuk bubuk pati dengan kepadatan rendah, pemasok cairan untuk plastisator, dan zona devolatilasi yang diperpanjang untuk menghilangkan air yang dilepaskan selama penggulaan. Konfigurasi silinder harus mencakup blok pengaduk intensitas tinggi di zona penggulaan, diikuti oleh elemen terbalik untuk penutupan pabrik sebelum port ventilasi.

10.5 PHA (Polyhydroxyalkanoate) Campuran

PHA adalah keluarga poliesternya yang dapat terbiodegradasi yang diproduksi melalui fermentasi bakteri. Senyawa PHA memiliki jendela pengolahan yang sempit dan cenderung mengalami degradasi termal di atas 180 derajat Celcius. Penggabungan senyawa PHA membutuhkan konfigurasi baut yang lembut dengan blok pemadatan shear yang lebih rendah, waktu tinggal yang lebih singkat, dan suhu silinder yang lebih rendah (150 hingga 175 derajat Celcius). Sistem pembentukan pellet harus menggunakan cincin air atau pemotongan di bawah air dengan plat die yang telah didinginkan untuk mencegah menempelnya pellet, karena pellet PHA dapat licin pada suhu di atas 40 derajat Celcius.

10.6 Produksi Masterbatch yang Biodegradable

Selain pengadukan langsung, garis peralatan yang sama dapat menghasilkan masterbatch yang dapat terurai: dispersi pigmen, pengisi, atau bahan tambahan yang terkonsentrasi dalam resin pembawa yang dapat terurai. Produksi masterbatch membutuhkan pengadukan shear yang lebih tinggi untuk dispersi pigmen dan layar penyaring yang lebih halus (120 hingga 200 mesh) untuk menghilangkan gel. Konfigurasi propeler untuk produksi masterbatch biasanya menggunakan elemen pengadukan yang lebih dispersif dan rasio L/D yang lebih panjang (44:1 hingga 48:1) untuk memastikan dispersi yang lengkap dari beban pigmen yang tinggi (40 hingga 60 persen).

11. Instalasi, Pengaturan, dan Dukungan Pasca-Penjualan

Mendapatkan daftar peralatan hanyalah langkah pertama. Instalasi yang tepat, pengaturan, dan dukungan terus-menerus sama pentingnya untuk mencapai produksi yang stabil dan memaksimalkan pengembalian investasi. Kerke, didukung oleh merek Wanplas, menyediakan layanan dan dukungan yang komprehensif yang dirancang untuk mengurangi waktu pengaktifan dan memastikan keandalan produksi dalam jangka panjang.

11.1 Pengujian Sebelum Pengiriman

Setiap extruder Kerke menjalani protokol pengujian ketat sebelum keluar dari pabrik. Pengujian ini mencakup operasi kontinu selama 72 jam di bawah kondisi beban yang disimulasikan, verifikasi semua zona suhu tabung, kalibrasi akurasi pengisi, validasi kinerja sistem vakuum, dan inspeksi semua pengaman. Pelanggan diundang untuk menyaksikan pengujian sebelum pengiriman, baik secara langsung atau melalui link video jarak jauh. Laporan pengujian yang mendetail yang mencatat semua parameter yang diukur disertakan dengan mesin. Pengujian ini memastikan bahwa peralatan tiba di lokasi pelanggan siap untuk dipasang tanpa terdapat kerusakan yang tidak diharapkan.

11.2 Instalasi dan pengaturan

Kerke mengutus insinyur berpengalaman ke lokasi pelanggan untuk mengawasi pemasangan dan pengujian. Tim pemasangan membantu dengan penempatan peralatan, koneksi utilitas (elektrik, air, udara), dan integrasi semua komponen jalur. Pengujian meliputi pengujian tanpa air, pengujian dengan formulasi produksi yang sebenarnya, optimasi parameter, dan produksi sampel pelet awal untuk verifikasi kualitas. Periode pengujian yang biasa untuk jalur senyawa biodegradable lengkap adalah 10 hingga 15 hari kerja, tergantung pada kompleksitas jalur dan kesiapan lokasi.

11.3 Kebijakan Spare Parts

Menurut janji merek Wanplas, Kerke menyediakan spare parts gratis sebesar USD 500 setiap tahun untuk setiap mesin. Ini mencakup komponen penting yang mudah aus seperti elemen baut, liner tabung, O-rings, seal, dan screen filter. Selain itu, komponen yang rusak dalam jangka waktu garansi akan diganti secara gratis. Kerke menjaga inventaris spare parts yang komprehensif di pabrik seluas 19.997 meter persegi, memastikan pengiriman cepat komponen pengganti untuk meminimalkan waktu downtime produksi. Untuk pelanggan yang berada di lokasi terpencil, Kerke menyarankan untuk menyediakan kit spare parts di tempat, termasuk screen cadangan, band pemanas, termokopel, dan baut pengumpan.

11.4 Pelatihan Operator

Pelatihan operator yang komprehensif diberikan selama periode pengoperasian. Pelatihan mencakup operasi mesin, prosedur keselamatan, perubahan konfigurasi baut, perawatan rutin, pemecahan masalah, dan prosedur pengendalian kualitas. Pelatihan disesuaikan dengan formulasi dan konfigurasi peralatan pelanggan, sehingga operator dapat mengelola produksi sehari-hari secara mandiri. Kerke juga menyediakan manual operasi yang terperinci, diagram konfigurasi baut, dan jadwal pemeliharaan dalam format elektronik dan cetak.

11.5 Pengawasan dan Dukungan Jarak Jauh

Ekstruder Kerke dilengkapi dengan kemampuan pemantauan jarak jauh yang memungkinkan insinyur pabrik di kantor pusat Kerke untuk mengakses data PLC mesin, memeriksa parameter proses, dan mendiagnosis masalah secara real time. Fitur dukungan jarak jauh ini secara signifikan mengurangi waktu pemecahan masalah bagi pelanggan internasional, karena banyak masalah dapat diselesaikan tanpa harus menunggu seorang insinyur untuk melakukan perjalanan ke lokasi. Dukungan jarak jauh tersedia melalui koneksi yang terlindungi VPN dan termasuk dalam paket layanan purna jual standar.

11.6 Kebijakan kunjungan pabrik terbuka

Sebagai bagian dari kebijakan pabrik terbuka merek Wanplas, Kerke menyambut semua pelanggan potensial dan yang sudah ada untuk mengunjungi fasilitas produksinya. Kunjungan ke pabrik memungkinkan pelanggan untuk memeriksa kualitas peralatan secara langsung, melihat mesin yang sedang dipasang dan diuji, membahas persyaratan teknis dengan staf teknis, dan menyaksikan uji coba dengan formulasi khusus mereka. Pabrik Kerke terletak di Nanjing, Cina, dengan akses yang mudah ke bandara internasional dan koneksi kereta cepat. Kunjungan dapat disusun dengan waktu singkat dan disesuaikan dengan minat dan jadwal setiap pelanggan.

12. Panduan Kesalahan Umum dan Penyelesaian Masalah

Meskipun memiliki daftar peralatan yang dirancang dengan baik, produksi senyawa biodegradable dapat mengalami masalah operasional. Tabel berikut menjelaskan kesalahan-kesalahan yang paling umum, penyebabnya, dan solusi yang dianjurkan. Memahami masalah-masalah ini sebelumnya dapat membantu operator mencegah kerusakan dan menjaga kualitas pelet yang konsisten.

12.1 Jadwal Perawatan Pencegahan

Program pemeliharaan preventif yang terstruktur memperpanjang umur peralatan dan mencegah waktu downtime yang tidak direncanakan. Interval pemeliharaan berikut direkomendasikan untuk lini produksi senyawa biodegradable yang beroperasi selama 6.000 jam per tahun:

• Harian: Inspeksi hopper feeder untuk mengecek adanya sambungan; verifikasi titik set temperatur drum; periksa tingkat air pompa vakum; inspeksi pisau pelletizer untuk mengecek kerusakan; bersihkan saringan filter jika penurunan tekanan melebihi batas.
• Mingguan: Lubrikasi gearbox sesuai spesifikasi produsen; inspeksi dan pembersihan insert ventilasi vakum; periksa semua indikator aliran air pendingin; inspeksi filter pengangkutan pneumatik; verifikasi kalibrasi feeder dengan penurunan berat.
• Bulanan: Inspeksi elemen baut untuk mengecek kerusakan; periksa kondisi liner tabung dengan scope lubang; uji semua interlock keamanan; inspeksi koneksi listrik untuk terminal yang lepas; ganti filter kompresor udara.
• Setiap kuartal: Ganti minyak gearbox; inspeksi dan ganti ring pengapian pada pompa pengapian; kalibrasi semua sensor suhu; inspeksi dan pembersihan isi menara pendingin; lakukan analisis getaran pada motor utama dan gearbox.
• Setiap tahun: pemeriksaan keseluruhan pada baut dan tabung; penggantian elemen baut yang sudah aus; pemeriksaan dan perbaikan lubang pada plat pembentuk; perawatan atau penggantian pisau pembuat pellet; pembaruan sistem PLC dan perangkat lunak secara menyeluruh.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa rasio L/D yang dianjurkan untuk komposisi plastik biodegradable?

Untuk formulasi biodegradable yang paling banyak digunakan, termasuk campuran PLA dan PBAT, rasio L/D yang disarankan adalah 40:1 hingga 48:1. Ini memberikan panjang tabung yang cukup untuk pembakaran, pengadukan, devolatilisasi, dan pengeluaran gas tanpa paparan termal yang berlebihan. Rasio L/D yang lebih pendek (32:1 hingga 36:1) dapat digunakan untuk formulasi sederhana dengan kandungan pengisi yang rendah, tetapi mereka membatasi kemampuan untuk menambahkan feed samping dan port pengeluaran gas. Rasio L/D yang lebih panjang (lebih dari 48:1) meningkatkan waktu tinggal dan dapat menyebabkan degradasi termal pada polimer biodegradable yang sensitif terhadap panas.

Apakah proses ekstruder gigi kembar yang sama dapat memproses PLA dan PBAT?

Ya, extruder seri KTE yang sama dapat memproses PLA dan PBAT dengan mengubah konfigurasi baut dan profil suhu tabung. Namun, diperlukan siklus pembersihan yang menyeluruh antara perubahan bahan untuk mencegah kontaminasi silang. Bahan pembersih haruslah resin biodegradable yang kompatibel atau komposisi pembersih komersial. Untuk operasi yang membutuhkan perubahan bahan secara sering, desain tabung dengan koneksi klem dapat mengurangi waktu perubahan dari beberapa jam menjadi beberapa menit.

Metode pelletisasi mana yang paling cocok untuk plastik yang dapat terbiodegradasi?

Pelletizing di bawah air dan pemotongan permukaan tabung air panas adalah pilihan yang paling umum untuk senyawa biodegradable. Pelletizing di bawah air menghasilkan butiran bulat yang seragam dengan permukaan yang halus, sehingga cocok untuk jalur dengan kapasitas tinggi dan untuk bahan yang lengket saat dipotong. Pemotongan tabung air menawarkan biaya peralatan yang lebih rendah dan cocok untuk jalur dengan kapasitas sedang yang menghasilkan 200 hingga 2.000 kg/jam. Untuk formulasi yang sensitif terhadap kelembaban di mana kontak dengan air tidak diinginkan, pelletizing benang yang didinginkan udara adalah alternatif, meskipun memerlukan ruang lantai yang lebih banyak dan menghasilkan butiran silindris, bukan bulat.

Berapa luas lantai yang dibutuhkan untuk lini komposisi biodegradable yang lengkap?

Luas lantai tergantung pada kapasitas dan konfigurasi jalur. Jalur 500 kg/jam yang berbasis pada ekstruder KTE-75D biasanya membutuhkan 200 hingga 300 meter persegi, sementara jalur 1.500 kg/jam yang berbasis pada KTE-110D mungkin membutuhkan 400 hingga 600 meter persegi, termasuk penyimpanan bahan baku, peralatan utilitas, dan area penyimpanan pellet yang jadi. Luas tersebut harus mencakup jarak yang cukup di sekitar ekstruder untuk pengambilan baut (biasanya 3 hingga 4 meter di ujung penggerak), jarak yang cukup di atas untuk akses pengisian (minimum 3 meter), dan lorong akses untuk perawatan dan pembersihan.

Berapa tingkat kelembaban yang dapat diterima untuk resin biodegradable sebelum diproses?

PLA harus dikeringkan hingga kadar kelembaban di bawah 250 ppm (0,025 persen) sebelum ekstrusi. PBAT kurang sensitif, namun tetap harus di bawah 500 ppm. PBS membutuhkan pengeringan hingga di bawah 300 ppm. Campuran berbasis pati membutuhkan pengeringan hingga di bawah 1.000 ppm untuk mencegah pembentukan busa dan degradasi hidrolitik selama ekstrusi. Melampaui batas kelembaban ini menyebabkan pemecahan rantai hidrolitik, yang mengurangi berat molekul dan merusak sifat mekanis secara tidak dapat diubah. Pemanas kering dehumidifier harus dipantau terus-menerus, dengan titik embun dan suhu pengeringan dicatat untuk pelacakan kualitas.

Berapa sering elemen baut harus diganti pada ekstruder ganda?

Frekuensi penggantian elemen baut tergantung pada tingkat abrasi bahan dan waktu operasi. Untuk senyawa biodegradable yang mengandung pengisi mineral seperti talc atau karbonat kalium dengan kadar 20 hingga 30 persen, inspeksi elemen baut harus dilakukan setiap 3.000 hingga 4.000 jam operasi dan elemen yang sudah aus harus diganti setiap 8.000 hingga 12.000 jam. Untuk senyawa PLA atau PBAT yang tidak mengandung pengisi, elemen baut dapat bertahan selama 15.000 jam atau lebih. Tanda-tanda kerusakan meliputi peningkatan jarak antara ujung sayap baut dan dinding tabung, penurunan kapasitas produksi pada kecepatan baut yang tetap, dan kualitas pengadukan yang buruk. Kerke menggunakan baja alat kecepatan tinggi W6Mo5Cr4V2 dengan permukaan yang nitrid, untuk elemen standar, dan menawarkan elemen yang dilapisi karbida tungsten untuk aplikasi yang sangat abrasif.

Apakah Kerke dapat menyediakan extruder skala laboratorium untuk pengembangan formula?

Ya, Kerke menawarkan ekstruder ganda laboratorium mulai dari KTE-16B yang dirancang untuk uji formulasi, pengujian bahan, dan pengembangan proses. Unit laboratorium ini mereplikasi perilaku pemrosesan ekstruder skala produksi, sehingga dapat dilakukan skala-up yang dapat diandalkan. Ekstruder laboratorium ini memiliki desain katup dan silinder modular yang sama dengan model produksi, sehingga pekerjaan formulasi yang dilakukan pada mesin laboratorium dapat langsung dipindahkan ke garis produksi. Kerke juga menawarkan layanan pengujian sampel di pabriknya, di mana pelanggan dapat mengirimkan bahan baku mereka untuk pengujian pembuatan campuran dengan dokumentasi parameter proses yang lengkap.

Berapa waktu rata-rata untuk lini komposisi biodegradable yang lengkap?

Waktu pengaturan standar biasanya 60 hingga 90 hari sejak konfirmasi deposit. Pengaturan khusus dengan tata letak silinder khusus, pengisian sisi yang berulang, atau sistem pengolahan bahan otomatis mungkin memerlukan waktu 90 hingga 120 hari. Kerke menyediakan jadwal proyek yang rinci setelah konfirmasi spesifikasi teknis, termasuk jadwal desain teknis, produksi, pengujian sebelum pengiriman, pengiriman, dan pemasangan. Untuk proyek yang mendesak, Kerke terkadang dapat menawarkan produksi yang dipercepat dengan mengalihkan sumber daya produksi tambahan, dengan syarat kapasitas pabrik.

Kesimpulan

Pembuatan garis produksi senyawa gigi kembar plastik yang dapat terurai membutuhkan daftar peralatan yang komprehensif yang mencakup tujuh tahap utama: penyimpanan dan pengeringan bahan baku, pengukuran dan pemberian dosis yang akurat, ekstrusi gigi kembar, penyaringan pembakaran, pembentukan pellet, pendinginan dan pengangkutan pellet, serta sistem utilitas tambahan. Setiap tahap harus ditentukan dengan hati-hati mengingat karakteristik pemrosesan polimer yang dapat terurai, termasuk sensitivitas terhadap kelembaban, jendela pemrosesan termal yang sempit, dan kemungkinan mengalami degradasi hidrolitik dan termal. Matriks pemilihan peralatan yang disediakan dalam artikel ini menampilkan target kapasitas tahunan ke model ekstruder Kerke tertentu, mulai dari KTE-50D untuk produksi skala uji hingga KTE-135D untuk garis industri berkapasitas tinggi yang memproses hingga 2.500 kg/jam.

Kerke, pabrik Wanplas dengan pengalaman khusus lebih dari 12 tahun dalam extruder compounding ganda, lebih dari 2.000 mesin yang terpasang di lebih dari 70 negara, dan fasilitas produksi seluas 19.997 meter persegi, menyediakan garis produksi kompos biodegradable yang lengkap dengan dukungan teknis penuh. Mulai dari extruder laboratorium KTE-16B untuk pengembangan formulasi hingga extruder produksi KTE-135D dengan pembuatan pellet di bawah air, setiap mesin didukung oleh pengujian sebelum pengiriman, instalasi dan pengaturan di tempat, spare parts gratis US$ 500 per tahun, pelatihan operator yang komprehensif, dan dukungan pemantauan jarak jauh. Kebijakan pabrik terbuka menyambut Anda untuk mengunjungi fasilitas Kerke di Nanjing, China, untuk memeriksa kualitas peralatan, membahas persyaratan teknis dengan staf teknis, dan menyaksikan uji coba dengan formulasi biodegradable khusus Anda.

Jika Anda merencanakan lini produksi komposisi plastik yang dapat terurai, kirimkan detail formulasi, kapasitas target, dan spesifikasi produk kepada tim teknis Kerke untuk mendapatkan proposal konfigurasi peralatan yang disesuaikan. Apakah Anda membutuhkan lini turnkey yang lengkap atau mesin individu untuk memperbarui setelan yang sudah ada, Kerke dan merek Wanplas siap untuk mendukung proyek Anda dari konsep hingga produksi penuh. Kami mengundang Anda untuk mengatur kunjungan pabrik, meminta uji coba sampel, atau membahas kebutuhan daftar peralatan dengan spesialis teknis kami.