廃プラスチックフレークツインスクリュープラントの完全な機械構成
フレークからペレットへの混合ラインが何をする必要があるか
A waste plastic flake twin screw compound pellet plantは、洗浄・乾燥された不規則なフレークを、均一で投与可能な、汚染物質を制御したペレットに変換します。Wanplasの工場であるKerkeは、12年以上のコンパウンドエクストラクションに特化した経験、19,997平方メートルの工場、70カ国以上で稼働している2,000台以上の機械、そして100人以上の専門家からなるチームを擁しています。これらのラインは、一つの設計ルールに基づいて構築されています。すなわち、チェーン内のすべての機械は、フレークから特定の不確定要因を除去するために存在します。
このような枠組みが重要なのは、フレイクが従来の意味での原材料ではないからです。 新しい樹脂は、既知の溶融流動度、既知の添加物パッケージ、既知のボリューム密度、およびサプライヤーによって設定された水分率を持つペレットとして納入されます。 フレイクは、フレイクの形状によって変化するバルク密度、その洗浄ラインの運転方法によって異なる水分含量、バレごとに異なる残留汚染量、そして、すでに安定化剤の一部を消費した熱の履歴を備えています。 フレークをペレットのように扱う混合ラインでは、不安定な溶融流動速度、目立つ黒い点、一貫しない色、および顧客の成形工場でスプレイが発生する水分レベルのペレットが生成されます。
この記事では、機器の全体的なチェーンを機器ごとに説明します。各ユニットについて、実際に機器が何をするのか、技術スケジュールに記載する必要がある主要な仕様、構成を決定する選択ロジック、そして価格ではなく材料の挙動に基づいて構成されたラインで繰り返し見られるエラーについて説明します。さらに、フレークタイプとライン構成をリンクする適応表、2つのKerke機械ファミリーと仕様表、要件から構成への推奨表、ワークショップレイアウトとユーティリティ図、そして承認基準(サインオフを決定する基準)を追加します。
ここでの範囲は意図的に狭く、深いものです。これはハードウェアの構成とパラメータについてのものであり、サイトの選定、人員配置、または許可に関するものではありません。以下のすべての内容は、フレークがすでに洗浄され、使用可能な状態に乾燥させられていることを前提としており、テーブルに置かれている質問は、どのマシン、どのサイズ、どのオプションをライン仕様に記載すべきかというものです。
全ラインの概要と材料流路
フレークコンパウンド工場を通る物質の流れは直線的ですが、その周りの制御ループはそうではありません。まず流れを理解することで、その後の各機械の決定を正当化することが容易になります。以下のシーケンスは、洗浄された後消費者または産業用フレークを、単段回転式ツインスクリュー押出機に送り、水浴式ストランドペレタイジングを行う主流の構成を説明しています。
フレイクは、バルクバッグまたはバッファーバンカーからスクリューローダーまたは空気輸送ラインに放出されます。硬化した表面に到達する前に、永久磁石ドラムと金属検出器を通過します。メインの重量損失給送装置の上部のホッパーに落ち、そこで制御された質量速度でツインスクリューエキストラクターの最初のバレルセクションに供給されます。添加剤、マスターバッチ、充填剤、または安定剤は、主軸受けまたはバレルのさらに先のサイド給送装置から、主軸受けまたはサイド給送装置に供給されます。バレル内では、フレイクは真空下で輸送され、溶融、分散、均一化、および脱溶剤化されます。溶融物はエキストラクターから出て、圧力を安定化する溶融ポンプを通過し、固形物汚染を除去するスクリーンチェンジャーまたは連続フィルター、そしてダイを通過します。ストランドは冷却水浴槽の上を引き抜かれ、エアナイフで水分を除去され、ストランドペレタイザーで切断されます。ペレットは遠心分離装置、振動流動化ベッド乾燥機、微粒子と長い断片を除去する振動分類機、および除塵段を通過し、完成したペレットは生産時間にわたって均一化するために混合シロに供給され、その後、自動計量および袋詰めステーションに供給されます。
二つの返却パスが物流に対抗して動作します。クラスファイアからの細粉および排除されたペレットは、制御された割合でフィーダの入口に戻すことができます。フィルタのバックフラッシュまたはスクリーンの交換パージは、別途収集され、再加工材料として扱われ、決して盲目的にフィーダに戻されません。以下の表は、このプロセススケジュールとしてのチェーンをまとめています。
| ステップ | 機器 | チェーン内の機能 | キー制御変数 |
|---|---|---|---|
| 1 | バルクバッグ卸し機/バッファー倉庫 | フレークのシフトバッファを保持し、ブリッジングを切断します | レベル、ブリッジングアラーム |
| 2 | ねじ込みローダーまたは空気輸送 | フレークを給与ホッパーに移します | 伝送率、フィルター差圧 |
| 3 | 永久磁気ドラム | バレルの前に鉄分を含む破片を除去します | 磁場の強さ(ガウス) |
| 4 | 金属探知機 | 非鉄およびステンレスの破片を検出し、不良品として処理します | mmでの検出感度 |
| 5 | 重量減少型メインフィーダ | メートルは制御された質量速度で粉状に飛散します | フィードの正確性、リフィルサイクル |
| 6 | 添加物およびマイクロフィーダ | 用量マスターバッチ、安定化剤、相溶性改善剤 | 低速時の投与精度 |
| 7 | ツインスクリュー押出機 | 溶解、分散、均一化、脱揮発 | 溶融温度、トルク、ねじ回転速度 |
| 8 | サイドフィーダ | 溶融の下流部にフィラー、繊維、または軽量再粉砕剤を導入します | サイドフィーダ速度、充填レベル |
| 9 | 真空脱溶 | 水分、モノマー、揮発性残留物を抽出 | 真空レベル(mbar) |
| 10 | 溶融ポンプ | ダイへの放電圧を安定化 | インレットとアウトレットの圧力 |
| 11 | スクリーンチェンジャーまたは連続フィルター | 溶融物から固体汚染を除去します | スクリーンの差圧 |
| 12 | ダイとペレタイジングシステム | ペレットを形作り、カットします | 溶融圧力、カッター速度 |
| 13 | 水分除去と乾燥 | ペレットの湿度を目標値に調整します | 残存水分率 |
| 14 | 分類器とダスト除去 | 細かいゴミ、長い切れ端、そしてほこりを除去 | スクリーンの開口部、空気量 |
| 15 | ブレンドサイロ | 時間ごとの変動を平均化 | シロ回転率、ブレンド比 |
| 16 | 重量計測と袋詰め | 25 kgの袋またはバルク袋に詰める | 重量の許容誤差 |
フレーク混合ラインは、お客様が受け入れるペレット品質の仕様から逆方向に指定する必要があり、今月入手可能なフレークからは逆方向に指定する必要はありません。
フレイクの投入、運搬、および金属除去
インフィード部は、ラインの残りの部分がどれだけの予定外のダウンタイムを被るかを決定します。フレークブリッジ、フレークのサイズ別分離、およびフレークの金属運搬。これらの三つの問題のいずれも、ラインの先頭で対処されない場合、どこかの下流部で停止を引き起こします。
スクリューローダーと空気輸送
スクリューローダーは、軽くて薄い、または繊維状のフレークの場合に、より安全なデフォルトです。これは、材料を正確に移動し、粒子の重量による分類を行わず、大きなフィルタ面も必要としません。このシステムの限界は、レイアウトの柔軟性の欠如と機械的な摩耗面です。フレークが長い距離を移動しなければならない場合、通路を横切らなければならない場合、または一つのソースから複数のホッパーに供給しなければならない場合には、空気圧輸送が好まれます。このシステムの欠点は、粒子と壁の衝突による微粒の生成、受け入れ側で軽い粒子と重い粒子の分離、そして定期的な逆波動洗浄が必要なフィルタです。粒子密度が約0.15 t/m³以下のフレークの場合、広々とした真空輸送受け入れ装置が通常の答えとなります。スクリューローダーでは、材料が単に混ぜられてしまい、輸送されません。
バルク密度は忘れられがちなパラメータです
バルク密度は、エクストラーダが指定された生産量を実際に吸収できるかどうかを制御します。洗浄済みPETボトルフレークは通常、0.30~0.40 t/m³、剛性HDPEフレークは0.30~0.45 t/m³、洗浄済みフィルムフレークはフレークサイズと曲げ具合によって、0.10~0.25 t/m³です。ペレット供給で800 kg/hの評価を受けたツインスクリュー式エクストラーダは、フレーク密度が低い場合、供給口、供給スクリューの形状、必要に応じてクラマー供給装置がすべて実際の材料に合わせて設定されていない限り、体積的にかなり低い数値に制限されます。正しい方法は、機械のサイジング前に実際のサンプルでバルク密度を測定し、一般的な数値を受け入れるのではなく、適切な材料を選択することです。
金属保護層
金属保護には常に二層が必要です。永久磁気ドラムまたは磁気格子は、鉄系の破片を受動的に連続的に除去します。その後に金属探知機を設置するのは、意図的なものです。磁石は高周波の鉄系の破片を除去するため、探知機が常にトリガーされ、オペレータの警報への感度が低下することを防ぎます。
| 保護ユニット | 典型的な仕様 | それが何を捕まえたのか | 選択メモ |
|---|---|---|---|
| 永久磁気格子 | 8,000~12,000ガウスの表面磁場 | 約1 mm以上の鉄質断片 | 最もコストが低いレイヤーで、各シフトで手動による清掃が必要 |
| 永久磁気ドラム | 9,000 ~ 12,000 ガウス、自己清掃回転 | 鉄製の破片、連続使用 | 連続線の場合に推奨され、シフト中断はありません |
| 金属探知機、重力式シャンクタイプ | 鉄: 1.5~2.5 mm、非鉄: 2.0~3.5 mm、ステンレス: 3.0~5.0 mm | アルミニウム、銅、黄銅、ステンレス | 感度はシャットの開口部に依存します。小さな開口部では小さな粒子を検出できます。 |
| 金属探知機、コンベアタイプ | 鉄: 2.0~3.0 mm、非鉄: 2.5~4.0 mm | 同じく、ベルトリジェクトゲート | フレークが重力ではなくベルトで供給される場合に使用します |
| 拒否フラップバルブ | 100 ms 未満の応答 | 分野: プラスチック押出および混合設備の製造。正確な技術・工業用語を使用します。規格コード(ISO、ASTM、UL、RoHS、REACH)、単位(℃、MPa、mm、g/cm³、kV/mm)、ポリマー略語(PP、PE、PVC、ABS、PC、PA、PET、PBT、POM、TPU、PPS、PEEK)、商標名、モデル・部品番号を正確に記載します。翻訳しないでください。すべてのHTMLタグ、{プレースホルダー}、および中括弧を保持します。フォーマルな技術用語。テキスト: 汚染されたスラグを分離する | 拒否ボリュームは、検出器のレイテンシに十分な大きさである必要があります |
重量損失式重量測定給食パッケージ
スターバーフィードされたコロ旋回式ツインスクリュー押出機では、フィーダはプロセスを支援するのではなく、それを定義します。スクリューの回転速度はせん断と滞留時間の分布を設定しますが、スループットと配合比率はすべてフィーダによって決まります。精度が低い重量測定式のフィーダを使用すると、どれほど押出機が優れていても、すべての下流の品質指標が不安定になります。
分野: プラスチック押出および混合装置の製造。正確な技術・工業用語を使用する。規格コード(ISO、ASTM、UL、RoHS、REACH)、単位(℃、MPa、mm、g/cm³、kV/mm)、ポリマーの略語(PP、PE、PVC、ABS、PC、PA、PET、PBT、POM、TPU、PPS、PEEK)、商標名、モデル・部品番号を正確に記載し、翻訳しない。HTMLタグ、{プレースホルダー}、および中括弧をすべて保持する。フォーマルな技術用語。テキスト: なぜ重量損失ではなく体積損失なのか
ボリュメトリックフィーダはねじ回転数によって量を測定し、常に一定のボリューム密度を前提としています。フレークは、その前提を継続的に破ります:ボリューム密度は、フレークサイズ分布、ホッパーのレベル、静的荷重、および湿度によって変化します。ウェイトベースフィーダはホッパーの重量を継続的に計測し、実際に排出された質量に関する制御ループを閉じ、ボリューム密度の変化をリアルタイムで補正します。フレークラインでは、両者の違いは改良ではなく、制御された混合物と近似的な混合物の違いです。
典型的なフレークコンパウンドライン用のフィーダセット
実用的な構成では、フレーク用にメインの重量損失フィーダーを使用し、充填剤または第二のポリマー流用に一台または二台のフィーダー、そして添加物パッケージ用に一台のマイクロフィーダーを使用します。Kerkeは体積計測システム、ツインスクリュー側方フィーダー、クラマーフィーダー、重量損失フィーダー、液体フィーダーを提供しているため、パッケージを材料の挙動に合わせて調整することができ、標準化を強いる必要はありません。
| フィーダ位置 | タイプ | 典型的な範囲 | 正確性 | 取り扱い材料 |
|---|---|---|---|---|
| メインフィード | ツインスクリュー損失重量、広い吐口 | 50 ~ 3,000 kg/h | 設定値の±0.5% | 洗浄粉末、再粉砕 |
| 低ボリューム密度用メインフィード | クランマーによる重量減少 | 30 ~ 1,200 kg/h | ±0.5% ~ ±1.0% | 0.15 t/m³以下のフィルムフレーク |
| 第二のポリマー | ツインスクリューロスインウェイト | 20 ~ 800 kg/h | ±0.5% | 希釈用のバージン樹脂、相溶性媒体 |
| フィラー サイド ストリーム | サイドフィーダーへの重量損失 | 50 ~ 1,500 kg/h | ±0.5% | カルシウムカーボネート、タルク、ガラス繊維 |
| 添加微細フィード | シングルスクリューマイクロ重量減少計 | 0.5 ~ 50 kg/h | 低速時の±1.0% | 抗酸化剤、チェーンエクステンダー、カラーマスターバッチ |
| 液体添加剤 | 質量流量フィードバック付きメータリングポンプ | 0.2 ~ 40 kg/h | ±1.0% | 液体潤滑剤、結合剤、オイル |
三つの設定詳細が、精度を保持するフィーダパッケージと、受入日にのみ精度を保持するパッケージを区別します。まず、補充サイクルが速く、繰り返し可能でなければなりません。補充中に量測的に動くロスインウェイトフィーダでは、長い補充期間は平均精度を低下させます。次に、フィーダを振動を遮断したプラットフォームに取り付ける必要があります。振動を送信するペレタイザーやブロワーは、ロードセルにノイズの多い重量信号を生成し、コントローラが流量変動と解釈します。最後に、マイクロフィーダには、特定の添加剤に適した攪拌設計が必要です。多くの抗酸化剤や加工補助剤の粉は、低放出速度で容易に橋渡りします。
ツインスクリューマイナーマシン:コア仕様セット
エクストラーダは、ラインが何をできるか、何をできないかを決定するマシンです。技術的な比較のために十分な情報を提供する十の仕様があり、すべての仕様を確認せずに購入を決めることは、不十分な情報に基づいた決断です。
ねじ径と生産量
スクリューの直径は体積的エンベロープを設定します。共回転する並列ツインスクリュー押出機では、同じ材料とスクリュー速度の場合、実用的な生産量は直径の立方に比例しますが、実際の機械ではトルクと熱伝達によってこの曲線が平らになります。リサイクルされたフレークの場合、特定の直径で実現可能な生産量は、バルク密度が低く、脱揮発化がバルク長を消費するため、通常はペレット供給時の値の60~85%です。
L/D比
L/D は、プロセス作業を行うために利用可能な長さです。各機能はバレルの長さを消費します:給料、溶融、混合、サイド給料、排気、圧力の蓄積。次のセクションの表は、長さの予算がどのように使用されているかを示しています。フレーク作業の一般的な構成ルールとして、L/D 36 はきれいな単一ポリマーのフレークに対応し、L/D 40 が主流の選択肢であり、L/D 44 は二つの真空ゾーンが必要な場合に使用され、L/D 48 は重く満たされた配合物、反応性押出、またはサイド給料と二段階脱溶性を組み合わせたラインに留保されています。
特定のトルク
Nm/cm³で表される特定のトルクは、同じ直径の2つのエクストラーダを比較するための最も有用な数値です。これは、ギヤボックスとシャフトが単位体積あたりどれだけのトルクを発生できるかを表します。特定のトルクが高いマシンは、同じ溶融温度でより高いスクリュー速度で動作することができます。または、同じ速度でより高い充填量で動作することができます。これは、最初にトルクが制限されるのではなく、より高い特定のトルクを発生できるためです。標準的なマシンは7~9 Nm/cm³程度です。高トルク構成は11~13 Nm/cm³に達し、ボリュームではなくトルクが制限されるリサイクルコンパウンドの場合に適切な選択です。
バレル構造、加熱、冷却
バレルはモジュール式のセクションで構成されているため、構成を変更することができます。一般的な機械には、8~12のバレルセクションがあり、それぞれが鋳造またはセラミックバンドヒーターで個別に加熱され、ソレノイド制御の軟水回路で個別に冷却されます。バレルライナーは、標準用途ではニトリド化され、研磨用途ではバイメタル化されます。再生フレークに鉱物充填剤、ガラス繊維、または洗浄時の残留砂を使用する場合、バイメタルライナーとそれに対応する耐摩耗スクリューエレメントはアップグレードではなく、必須です。研磨された再生フィードのニトリド化された表面は、その寿命を大きく短縮する可能性があります。
| 仕様 | 典型値または範囲 | なぜそれがフレークで重要なのか |
|---|---|---|
| ねじ径 | 20 mm の実験室から 133 mm の生産まで | ボリューム容量とスループット上限を設定します |
| L/D比 | 36 / 40 / 44 / 48 | プロセス関数の数を一つのバレルに収めるかどうかを決定します |
| 特定のトルク | 7~9標準、11~13高トルク、Nm/cm³ | 再生合成物がトルク制限されているかどうかを判断します |
| 最大ねじ速度 | サイズに応じて500~800 rpm | 高速化により出力が向上しますが、劣化したポリマーでは摩擦熱も発生します |
| メインドライブ電力 | トルクと速度に合わせてサイズ設定、11 kW から 1,000 kW 以上 | 工場全体のインストール済み電源基盤 |
| ギアボックス | 硬化および研磨されたヘリカルギヤ、強制潤滑、オイルクーラー | 最大トルクでの連続使用、オイル温度を監視 |
| バレルセクション | 8 ~ 12 のモジュラセクション | 換気と側面供給を移動できるようにします |
| バレル加熱 | カストアルミニウムまたはセラミックバンドヒーター、ゾーン制御 | ゾーン制御により、劣化したポリマーの局所的な過熱を防止します |
| バレル冷却 | 軟水回路、ゾーンごとのソレノイドバルブ | フィラーの積込みによる急激な熱スパイクへの迅速な対応 |
| バレルライナー | ニトリド化標準、研磨物供給用二金属 | 塗布物または砂を含むリサイクルフレークの耐用年数を決定します |
| ねじ軸 | スプラインド高トルクシャフト、硬化工具鋼製の部品 | 要素の互換性とトルク伝達余裕 |
| 溶融温度検出 | 放電部にインマージョン熱電対、さらに圧力トランスデューサー | 劣化を制御するのは、バレルの設定値ではなく、実際の溶融温度です |
ねじ要素の構成とせん断管理
スクリュー構成は、実際に混合ラインを設計する場所です。同じネームプレート仕様を持つ2つのエキストルダーで、スクリュー構成が異なれば異なるペレットが生成されます。リサイクルフレークでは、原料樹脂よりも構成が重要になります。これは、ポリマーが既に熱安定性の余裕の一部を失っているためです。
3つの要素ファミリー
搬送要素は材料を前方に運ぶ。これらはピッチで表され、長いピッチは低い充填量と低いせん断力で速く搬送し、短いピッチは高い充填量と圧力を生み、より遅い搬送を実現する。練るブロックは分散と分散作用を行う。これらはディスク間のスタガー角度で表され、45度の前方スタガーは中程度の前方搬送混合要素、60度はより積極的で、90度は中立搬送で、単位長さあたりの最大の局所的せん断強度を生み出す。逆方向要素、すなわち逆ピッチ搬送ねじや逆練るブロックは、材料を後方に押し戻すことで溶融シールを作り出し、真空ゾーンを隔離し、局所的滞留時間を延長する。
長さ予算がどのように使われているか
40 L/Dの機械で、洗浄されたフィルムフレークをフィラー側流と共に処理する場合、実用可能な長さの割り当ては次のとおりです。0~6 L/Dでは、長ピッチ要素を用いて供給および輸送を行います。6~12 L/Dでは、45度および60度の練りブロック群で始まり、短い逆要素で終わる最初の溶融セクションを行います。12~16 L/Dでは、輸送および側方供給エントリを行います。16~22 L/Dでは、フィラーの湿潤化のための60度および90度のブロックを用いた分散混合を行います。22~26 L/Dでは、狭いディスクを用いた分散混合を行います。26~28 L/Dでは、真空ゾーンの前で溶融シールを行います。28~34 L/Dでは、低フィル率で長ピッチ要素を用いた真空脱溶化を行います。34~40 L/Dでは、徐々にピッチを短くして排出に至るまで圧力を蓄積します。
| 要素の種類 | 指定 | 主要機能 | せん断強度 | フレークラインで使用される場合 |
|---|---|---|---|---|
| 長ピッチ輸送 | 1.5D ~ 2.0D ピッチ | 高速輸送、低い充填量 | 非常に低い | Feed zone、真空区域 |
| 標準的な輸送 | 1.0Dピッチ | 中程度の満載状態での輸送 | 低 | 移行と転送のセクション |
| 短ピッチ輸送 | 0.5D から 0.75D のピッチ | 圧力の蓄積 | 低~中 | 溶融ポンプの前方の放出ゾーン |
| 前方締め込みブロック | KB45 | 溶融と優しい分散混合 | メディア | 主な溶融グループ |
| 前方締め込みブロック | KB60 | より強い分散、中程度の前方輸送 | 中程度から高 | フィラー分散、顔料の湿潤 |
| ニュートラルマッサージブロック | KB90 | 最大の局所せん断、純粋な輸送なし | 高 | アグロメラートの崩壊、カーボンブラックの分散 |
| 逆捏ねブロック | KB45 逆 | 溶着シール、滞留時間の延長 | 高 | 真空ゾーンとサイドフィーダの前方 |
| 逆方向転送要素 | 逆ピッチねじ | 逆ブロックよりも低いせん断力で完全溶融シール | メディア | せん断に敏感なポリマーの真空処理 |
| 歯状混合部品 | ギヤまたはタービン部品 | 低シェアでの分散混合 | 低~中 | 劣化したポリマーにおける色の均一化 |
リサイクルフレークの実用的なルールは、それを達成する最小のせん断値で分散剤を購入することです。洗浄ラインから届くリサイクルポリオレフィンは、少なくとも一度の溶融履歴を経ており、多くの場合は二度も経験しています。溶融温度が配合物が必要とする値よりも高くなると、ポリプロピレンでは鎖切断が、ポリエチレンでは交差結合が促進され、どちらも最終的なペレットの溶融流動率の変化として現れます。中程度のKB45およびKB60グループを二つ備えた構成は、紙面上では強力に見える高度なKB90グループの単一グループよりも、完成したペレットの特性をより良くすることが多いです。
Kerkeは、コンピュータ支援による要素レイアウトでスクリューアセンブリを設計し、強力な自己洗浄特性を備えた混練型ジオメトリを使用しています。また、シリーズ全体で要素の互換性を維持し、入力フレーク流が変化した場合に現場で構成を変更できるようにしています。実際には、リサイクル工場では機械の寿命中に何度もフレークソースを変更するため、新しい材料用にスクリューを再配置できること、新しいシャフトセットを購入することなく新しい材料に対応できることは、購入時に選択したどの構成よりも価値があります。
真空脱溶システム
脱水は、きれいに成形されるリサイクルされたペレットと、ばらつき、空洞、および臭いの不満を生み出すペレットを直接分離する最も重要な工程です。廃棄プラスチックフレークには、洗浄時の表面水分、吸湿性ポリマー中の吸収水分、残留する洗浄剤および界面活性剤、印刷インク溶剤、ラベルの接着剤残留物、および以前の熱処理により生成された低分子量の分解生成物が含まれています。これらすべては、ダイの中の溶融物から除去する必要があります。溶融物中にまだ溶けているものは、ペレットの欠陥となります。
単段式とツインステージ式の真空
約30~100mbarの絶対圧力に達する水リングポンプを備えた単一の真空ゾーンは、主に残留表面水分である揮発性負荷を除去した洗浄・前乾燥されたポリオレフィンフレークに対して十分です。この方式は簡単で、水蒸気に耐性があり、維持費が安価です。二段式の配置では、バレル全体に沿って二つの独立した真空ゾーンを設け、通常は溶融セクションの後とさらに下流に配置し、第二段ではより深い真空を作ります。第一段では、水蒸気と軽い揮発性物質の主な負荷を取り除き、第二段では、5~20mbarの絶対圧力で、第一段が到達できない残留分を除去します。これは、駆動側の圧力差がすでに消費されたためです。
ポンプ技術の選択
水リングポンプは、抽出された蒸気が主に水で構成されている場合の標準的な選択です。このポンプは、濡れたガスを損傷することなく処理でき、キャリーオーバーに耐えることができ、保守も安価ですが、シール水の蒸気圧によって達成可能な真空度は制限されており、そのため、30 mbar 程度で平坦化します。ロータリーバインエンジンポンプは、はるかに深い真空度を実現しますが、液体水や高分子のキャリーオーバーに耐えられず、コンデンサーとノックアウト分離器によって保護する必要があります。バックアップポンプの前に設置されたルートブロワーは、低い絶対圧下でポンピング速度を上げますが、これは大型機械におけるデボリタイゼーション速度を決定する要因です。大量に印刷されたフィルムフレークの場合、ポンプの前にコンデンサーを設置することは任意ではありません。これを設置しないと、ポンプ内に溶剤が蓄積され、数週間以内に性能が低下します。
| 構成 | 実現可能な真空 | 適切なフィード | 残留揮発性結果 | 複雑度レベル |
|---|---|---|---|---|
| 大気通気口のみ | 環境 | 乾燥した、清潔な後工業処理の再粉砕 | Only entrained air is removed | 低 |
| 単段式、水リングポンプ | 30 ~ 100 mbar(絶対圧) | 洗浄・乾燥されたポリオレフィンフレーク | 水分は通常 0.10% 未満 | 低 |
| コンデンサー付きの単段 | 25 ~ 60 mbar 絶対 | 軽く印刷されたフィルムフレーク | 水分 0.08%以下、臭いが軽減 | メディア |
| ツインステージ、水リングプラス回転羽根 | 5 ~ 20 mbar(絶対値) | 印刷フィルム、混合された消費者向けフレイク | 水分が0.05%以下で、VOCの乗り越えが少ない | 中程度から高 |
| ルーツブースター付きツインステージ | 2 ~ 10 mbar(絶対値) | PETフレーク、エンジニアリングポリマー、臭気に敏感なグレード | 水分 0.02%以下、最低残留揮発性物質 | 高 |
真空ゾーンが設計通りに機能するかどうかを左右する二つのハードウェアの詳細があります。ベントポートには、溶融物がポート内に漏れ込まないようにするためのスタッフィングネジまたはベントインサートが必要です。ポリマーを排出するベントバルーンは、シフトごとに数回クリーニングのために停止する必要があります。また、真空ラインには、アクセス可能な収集容器を備えたサイクロン分離器が必要です。微粉末やオリゴマーは常に混入されるためです。分離器を小さく設定すると、稼働後三ヶ月で真空性能が低下する原因のひとつです。
サイド排気およびサイド給餌の位置
サイドデバイスは、メインフィード口では解決できない二つの問題を解決します。一つは、低ボルク密度の材料を、すでに溶融物で部分的に満たされているバレルに入れること、もう一つは、混入した空気を引きずらずに排出することです。
サイドフィーダ
ツインスクリュー側送入装置は、溶融ゾーンの下流側のバレルセクションに材料を導入します。フレークコンパウンドラインでは、3つの目的で使用されます。まず、ポリマーが溶融した後に、カルシウムカーボネートやタルクなどの鉱物フィラーを添加するため、フィラーは冷たいフレークと混合されるのではなく、溶融物によって湿らせられます。これにより、分散性が向上し、溶融セクションの摩耗が軽減されます。次に、グラスファイバーは、主な咽頭に添加された場合、溶融要素によって断ち切られるため、バレルの後方に添加され、ファイバーの長さを保持します。最後に、非常に低密度の再加工粉またはフィルムフレークを、専用の排気口を備えた側送入装置を通して導入することができます。これは、主な咽頭が体積的にそれを吸収できないためです。
サイドフィーダの位置設定は、長さのトレードオフです。14~18 L/Dで供給すると、分散のために十分なバレル長が得られますが、追加された材料がより多くのせん断にさらされます。22~26 L/Dで供給すると、繊維長または熱に敏感な添加物が保たれますが、その後の混合長が少なくなります。40 L/Dの機械で、充填済みのリサイクルポリオレフィンを処理する場合、16~20 L/Dが一般的な妥協値です。
サイド排気
サイドベント、またはサイド脱ガスユニットと呼ばれるものは、ベントポートに取り付けられたツインスクリュー装置で、スクリューが回転して、逃げ出す粉をバレル内に押し戻しながら、ガスを放出します。これは、大量の空気が低密度の供給で入ってくる場合には不可欠です。そのような状況では、単なる開放型のベントは、粉を工房内や真空ラインに吹き飛ばしてしまいます。サイドベントは通常、溶融の上流側、つまり含まれた空気の負荷が最も大きいバレルの最初の三分の一に配置されます。
各デバイスの位置を簡潔にまとめると、バレルの最初の三分の一では大気または側面からの排気を行い、混入した空気を放出します。中間の三分の一ではフィラーと繊維を供給し、最終の三分の一では溶融物が完全に形成され、揮発物が実際に拡散できるように真空脱揮発化を行います。ポリマーが完全に溶融する前に真空ポートを早めに設置すると、ポートが無駄になります。未溶融のフレークがポートを塞ぐだけです。
溶融ポンプと排出圧力の安定化
共回転式ツインスクリュー押出機は供給されています。つまり、そのスループットは給料装置によって設定され、排出圧力は、ダウンストリームの抵抗がその時点でどのような値になっているかによって決まります。これは混合にとっては優れた配置ですが、ペレット化にとっては不適切です。ペレットの形状はダイでの安定した体積流量に依存するからです。
エクストラーダと濾過装置、またはフィルターと金型の間に設置された溶融ギヤポンプは、変動する流れをほぼ一定のものに変換します。ポンプは低い制御された入口圧で溶融物を吸引し、金型が必要とする出口圧で供給します。制御ループは、ポンプの回転数を調整することで入口圧を一定に保ち、エクストラーダを下流の乱れから隔離します。
リサイクルフレークラインでの測定可能な利点は明確です。ダイレクトカップリング機では、出口圧力の変動は通常プラスまたはマイナス 8~15 barの範囲から、閉ループ制御下のメルトポンプではプラスまたはマイナス 1~3 barに下がります。ペレットの重量分布もそれに応じて引き締まり、容積による投入を実施するお客様にとっては重要です。エクストラーダがもはやダイ全体の圧力を生成する必要がないため、圧力構築ゾーンを短縮でき、排出セクションではスクリューをより低い充填速度で運転することができ、これにより溶融物の温度が数度下がります。多くの構成では、同じ溶融物温度上限で 10~20% 追加の使用可能生産能力が得られます。
| パラメータ | 溶融ポンプなし | 溶融ポンプを使用 | 実用的な結果 |
|---|---|---|---|
| 圧力の変動 | ±8 ~ ±15 bar | ±1 ~ ±3 bar | 安定したストランド径、ストランド断線の少なさ |
| ペレット重量の散乱 | より高い | 減少 | エンドユーザーにとってより高精度な投与 |
| Die melting temperature | ベースライン | 3~8度低い | 既にリサイクルされたポリマーの劣化の少ない |
| 使用可能なスループット | 100ポイントのベースライン | 110 ~ 120 インデックスポイント | 同じ品質ウィンドウでより多くの出力 |
| フィルタのロード許容範囲 | 画面が読み込まれるとスループットが低下します | 変更点までのスループット | 画面の切り替え間での一貫した出力 |
| 複雑さと保守 | 低 | メディア | サービスするための追加の加熱ユニット、シール、およびドライブ |
溶融ポンプは、水中または水環形状のペレタイジングを行うライン、すなわちダイ圧力の安定性がペレットの形状を直接制御する場合、および重いフィルタリングを行うラインでは特に有用です。後工業用のきれいなフレークと軽いフィルタリングを備えた単純なストランドラインでは、溶融ポンプは必須ではなく、合理的な選択肢となります。
溶融フィルタリングとスクリーン交換
濾過は、完成したペレットの商業グレードを最も直接的に決定するステップです。同じエクストラーダを備えた2つのラインは、完全に異なる市場に販売することができます。これは、1つのラインでは120メッシュで連続的に濾過を行い、もう1つのラインでは手動スクリーンの変更で40メッシュに濾過するためです。正しい濾過選択は、フレークの汚染レベルと必要な連続運転性能に基づいて行われ、デフォルトの設定ではありません。
画面変更タイプ
手動スライドプレートスクリーンチェンジャーは最も単純な装置であり、非常に清潔な産業廃棄物再生粉末でのみ使用できます。これは、各変換が流れを中断するためです。二つの位置を備えた油圧式単ピストンスクリーンチェンジャーは、エクストラーダを停止せずに変換が可能ですが、短時間の圧力と流れの乱れを生じます。二ピストン、四つの位置を備えた油圧式スクリーンチェンジャーは、リサイクルフレークの主要な構成です。これは、二つのピストンにわたって四つのスクリーン容器を備えているため、半分のフィルタリング面積を変更しながら、残りの半分の面積が使用中の状態に残り、わずかな圧力の波動しか生じずに連続的な流れ経路が確保されます。バックフラッシュバージョンでは、小さな溶融流を装填されたスクリーンを通して再導路し、スクリーンの物理的な変更間隔を延長します。
連続レーザーフィルター
汚染がひどくなっている消費者向けフレーク、特に紙繊維、木材、ゴム、アルミ箔の残留物を含む材料では、連続的な自己洗浄レーザーフィルターが適切な技術です。溶融物は、穴が打ち抜かれて一定の直径に設定された穴あきドラムを通過します。このドラムの穴の直径は通常90~250ミクロンです。スクレーパーは常に残留した汚染物質を取り除き、排出スクリューを通して排出します。メリットは、中断のない運転、一定の差圧、そして同じ供給量で従来のスクリーンパックが数分で詰まるようなフィルタリングの微細さです。トレードオフは、高度な複雑さ、排出された汚染物質とともに小さなポリマー損失の連続性、および高度なメンテナンス技術の必要性です。
| 濾過溶液 | 典型的な細さ | 汚染耐性 | 流動連続性 | 最もマッチしたフレーク | 相対的なコストレベル |
|---|---|---|---|---|---|
| 手動スライドプレートチェンジャー | 40~100メッシュ | 非常に低い | 各変更時に中断 | クリーンな後工業処理再粉砕 | 低 |
| 油圧式単ピストン、2位置 | 40~120メッシュ | 低 | 変更時の短期的な混乱 | ソートされた後工業的なフレーク | 低~中 |
| デュアルピストン、4ポジションの油圧 | 40~150メッシュ | メディア | 連続的な小さな波動 | 消費者後の洗浄済みフレーク | メディア |
| バックフラッシュ付きデュアルピストン | 60~150メッシュ | 中程度から高 | 連続 | 可変負荷の洗浄フレーク | 中程度から高 |
| 連続レーザーフィルター | 90 から 250 ミクロン | 高 | 完全に連続的 | 消費後の大量に汚染されたフレーク | 高 |
| レーザーフィルターと細かい研磨スクリーン | レーザープラス 120~200メッシュ | 高 | 完全に連続的 | 要求の高い用途向けのフレイク | 非常に高い |
スクリーンパック構造と差圧
スクリーンパックは単一のメッシュではありません。作業パックは、層状になっています。負荷を担うためにブレーカプレートの近くに20~30メッシュの粗いサポートスクリーン、目標メッシュでの主なろ過層、そして流量を分散させる中間層があります。一般的なポリオレフィンリサイクリングパックでは、20メッシュのサポート層、40メッシュの中間層、80メッシュの主ろ過層が使用されています。フレーク品質が許す場合には、主ろ過層を120メッシュに移動することも可能です。
フィルターの両側の差圧は、スクリーン寿命を管理する運転信号です。フィルターの前後で圧力を測定するセンサは、差圧をPLCに計算させます。一般的な制御スキームでは、警告閾値を約60~80バールの差圧に設定し、自動またはプロンプトされた切替点を100~120バールに設定します。切替点を超えて運転すると、単位の特定のポリマーと設計圧力に合わせて調整されることにより、スループットが低下するだけでなく、圧力による摩擦により溶融温度が上昇し、歪んだスクリーンを通過することで汚染が発生する可能性があります。
ペレタイジング方法の比較
ペレタイジングは最後の形状作成工程であり、材料に最も適さない工程です。フレークコンパウンドラインでは、4つの方法が主流ですが、それぞれが特定の材料に対して正しい解答です。生産量だけを基準に選択することは、溶融の粘性、付着性、および水分感受性を考慮せずに行うことであり、リサイクルライン上で最もよく見られる設定上のエラーです。
水浴式ストランドペレーティング
Meltは、ストランドダイスを通してストランドとして押し出し、冷却水浴槽の上を引き、エアナイフで乾燥させ、固定刃に対する回転刃で切断されます。これは最も寛容な構成で、広い粘度変化を許容し、ストランドが破断するために溶融物が不安定であると操作者にすぐに通知されます。また、中断後に再起動するのが最も容易です。出力は、ダイによって設定された直径とハウオフとカッターの速度比によって設定された長さを持つ円筒形のペレットです。その限界は、ダイ面積あたりのスループットと、ストランドを破断した後に操作者が再度糸を通す必要があることですが、自動ストランド輸送によってその必要性は軽減されます。
水リングダイフェイス切断
Meltは、ハウジング内の回転する刃によってダイ面で切断され、水のリングが流れます。ペレットは、水のリングに投げ込まれ、冷却され、遠心乾燥機に運ばれます。これにより、ストランド切断の問題が完全に排除され、安定したストランドを形成しない低粘度の溶融物を処理できます。ペレットの形状は円筒型ではなく、円錐型です。ポリオレフィンリグンドに適しており、同じフットプリントでストランド切断よりも高いスループットを達成できます。
水中ペレタイジング
ダイスプレートは温度制御された水槽に浸漬され、カッターは完全に水中でダイス面に対して動作します。ペレットは即座に処理水中に運ばれます。これにより、最も球状の、最も均一なペレット、最高の生産能力、そして最も優れたダスト制御が可能になります。これはエンジニアリングプラスチック、PET、熱可塑性エラストマー、および厳しいジオメトリ仕様を必要とする製品の標準となります。また、最も寛容な構成でもあります。安定した溶融圧力、正確なカッターガップ制御、慎重な起動が必要となり、四つの構成の中で最も複雑なものです。
空気冷却式ホットフェイス切断
ペレットは、ダイス面で切断され、冷却を提供する空気流によって運ばれます。プロセス用水は一切使用されません。このため、水分に敏感な製品や水に反応する製品、また充填された化合物の製造に適しています。この方法は、化合物が空気流の中で凝結しすぎず、凝集しないように十分に速く固化する場合にのみ使用できます。そのため、主に高充填率、高融点、粘着性のない材料に限定されます。
| 方法 | 適した材料 | ペレットの形状 | 乾燥後の典型的なペレットの水分 | 実用的な容量上限 | 相対的なコストレベル | 複雑さ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 水浴式ストランドペレーティング | PP、PE、PS、ABS、ほとんどの充填化合物、混合リサイクルフレーク | 円筒形、2~4 mm | 0.05 ~ 0.20% | ラインあたり最大約1,500~2,500 kg/h | 低 | 低 |
| 水リングダイフェイス切断 | PP、PE、低粘度ポリオレフィンリグリンド、ワックス改質合成物 | レニカル | 0.05~0.15% | 最大約 2,000 ~ 3,000 kg/時間 | メディア | メディア |
| 水中ペレタイジング | PET、PA、PC、TPE、エンジニアリング合成物、高出力ポリオレフィン | ほぼ球形で、非常に均一 | 0.02 から 0.10% | 適切な金型プレートを使用した場合、5,000 kg/h 以上 | 高 | 高 |
| 空気冷却式ホットフェイス切断 | 高充填化合物、粘着性のない高融点材料 | 不規則から円錐状 | 乾燥しており、水と接触していません | 最大約800~1,500 kg/h | メディア | メディア |
| 空気冷却ストランドペレタイジング | 充填マスターバッチ、水分に敏感な化合物 | 円筒形 | 乾燥しており、水と接触していません | 最大約 500 ~ 900 kg/時間 | 低~中 | 低 |
| 偏心水霧ホットカット | 浸漬せずに部分的な水冷却が必要な化合物 | レニカル | 0.10 ~ 0.30% | 最大約 1,000 kg/時間 | メディア | メディア |
Kerkeは、上記のすべての六つの切断構成を、その切断およびペレタイジングシステムの範囲の一部として構築しています。つまり、ペレタイザーは、ラインが構築されたカッターに合わせてフィードストックを強制するのではなく、フィードストックに合わせて選択することができます。混合フレーク操作で、原料を変更することが予想される場合、ストランドラインは最も寛容なデフォルトであり、後で特定のグレード専用の第二ラインにウォーターリングまたは水中システムを追加することができます。
ペレットの脱水と乾燥
ペレットの水分は、最終ユーザーが到着時にテストする仕様であり、技術的に優れた混合物が却下される理由でもあります。脱水と乾燥工程では、熱の履歴を追加することなく、ペレットを水分が多い状態から定義された残水率にまで引き上げる必要があります。
遠心脱水ユニットは最初の段階です。ペレットと水が接触面から入ってくると、ローターが穴あきスクリーンを通して水を投げ出し、ペレットは上部から出ていきます。これは、表面の水を機械的に除去することで、蒸発するよりもはるかに低コストで実現できます。適切なサイズの遠心乾燥機では、完全に湿ったペレットを単一の通過で約0.3~0.8%の表面水分にまで乾燥させることができます。
振動式流動床乾燥機は第二段階です。ペレットは振動する穴あきデッキを通過し、暖かい空気は床上方に流れます。ペレットが流動化されているため、すべての表面が空気流に接触し、滞留時間は均一です。ポリオレフィンの場合、典型的な空気温度は60~80℃で、滞留時間は2~6分です。この段階では、ペレットはほとんどのポリオレフィン顧客が受け入れる0.05~0.15%の範囲に達します。
吸湿性ポリマーの場合、第三段階が必要となります。これは、水分が表面ではなくポリマー中に溶解しているためです。デヒュマライジングドライヤーを使用し、乾燥剤回路と露点がマイナス40度の状態で、PETのホッパー滞在時間は4~6時間、PAの場合は3~4時間です。PETは乾燥前に結晶化が必要です。なぜなら、無定形PETは高温ホッパー内で凝集するからです。
| ステージ | 機器 | 典型的な運用状態 | 水分が得られました | 適用範囲 |
|---|---|---|---|---|
| 大量の水の除去 | 遠心脱水ユニット | 分野: プラスチック押出および混合設備の製造。正確な技術/産業用語を使用します。規格コード(ISO、ASTM、UL、RoHS、REACH)、単位(℃、MPa、mm、g/cm³、kV/mm)、ポリマー略語(PP、PE、PVC、ABS、PC、PA、PET、PBT、POM、TPU、PPS、PEEK)、商標名、モデル/部品番号を正確に記載してください。翻訳しないでください。すべてのHTMLタグ、{プレースホルダー}、および中括弧を保持してください。フォーマルな技術用語。テキスト: 粒子サイズによって回転速度が設定される。周囲の温度 | 0.3 ~ 0.8% の表面 | すべての水切りペレット |
| 表面乾燥 | 振動流動化ベッド乾燥機 | 60~80度、2~6分 | 0.05~0.15% | PP、PE、PS、充填合成物 |
| 拡張された表面乾燥 | 延長デッキ付き流動化ベッド | 70~90度、6~10分 | 0.03 ~ 0.08% | 要求の高い用途向けのABS、PS |
| 結晶化 | 攪拌装置付き結晶化乾燥装置 | 160~180度、20~40分 | 凝集を防ぎます | ホッパー乾燥前のPETペレット |
| 深層乾燥 | 乾燥剤による脱湿乾燥機 | 結露点はマイナス40度、4~6時間 | PETの場合は0.005%以下、PAの場合は0.02%以下 | PET、PA、PC、PBT |
繰り返しトラブルを引き起こす設定の詳細:流動層乾燥機では、実際のペレット生産量に対応する十分な空気量が必要であり、空気量の要件はペレット質量ではなく水の負荷に比例します。ストランドペレーティングから水リングカットに切り替えるラインでは、同じペレット出力のために乾燥機に大量の水が運ばれ、ファンとヒーターのサイズを変更しない限り、既存の乾燥機は性能が低下します。
分類、除去、混合、袋詰め
ラインのバックエンドでは、正しく製造されたペレットの流れを、売れる、均一で、正しく梱包された製品に変換します。この部分は、プロセス機器のように見えないため、定められた仕様を下回ることが常にあり、お客様が苦情を言う原因でもあります。
振動分類機
2層の振動分級機は、サイズ分布の両端を除去します。 上段には、ストランドラインでは融着ダブルや長い切断、ダイフェイスラインでは起動時の凝集体が残っています。 下段では、罰金とほこりが別の収集ポイントに運ばれます。 3 mmのペレットの典型的なデッキの開口は、上デッキでは5~6 mm、下デッキでは1.5~2 mmです。 長いカットを除去することは重要です。なぜなら、成形機の供給口がそれらに橋を架け、細粉を除去することは重要です。細粉はペレットよりも早く溶けるため、お客様のプロセスにおいて局所的な劣化を引き起こすからです。
ダスト除去
重力またはサイクロン式のダスト除去装置は、ペレットを逆流する空気流を通して運び、ダストとアンゲルヘアーをペレット流から取り除きます。この装置は分類後、混合シロに先に設置されます。ダスト含有量は、要求の高いペレット購入者が検査する仕様であり、リサイクル材料では、ダスト負荷は原料樹脂に比べてより高くなります。これは、ペレット表面が不規則であるため、また、転送時に細粉が生成されるためです。ペレタイザーとバギングステーションの間の空気転送ステップの数を減らすことは、ダストをより効果的に削減する設計決定であり、どのダスト除去機よりも効果的です。
ブレンドサイロ
廃棄フレークから生成されるリサイクル合成物は、入力量が時間ごとに変動するため、時間ごとに異なる。ブレンドシロはその変動を平均化します。複数の内部ダウンチューブを備えた重力ブレンドシロでは、同時に多くのレベルから材料を取り出します。そのため、異なる時間に生成された材料が出荷時に混合されます。4~8時間分の生産量を保持できるサイズのシロは、顧客に届く溶融流動速度と色の変動を有意に減らします。この単一の機械は、ラインの他の部分へのアップグレードよりも、より高い品質の一貫性を実現することが多くあります。
重量計測と袋詰め
二つの梱包形式がほぼすべてのリサイクルペレット取引をカバーしています。500~1,000kgのバラ袋は、大量の荷物を扱う工業顧客向けに使用されます。25kgの袋は、物資が再販売される場合や手動で扱われる場合に使用されます。自動ネット重量計付きの袋詰めステーションには、総重量チェック装置、シーリングユニット、およびパレット化コンベアが標準装備されています。名目袋重量のプラスまたはマイナス0.1~0.2%の測定精度は妥当な仕様であり、リサイクルグレードでは商業的利益をもたらすことなく、主にコストを増加させるだけです。
| バックエンドユニット | キー仕様 | 保護する品質指標 | サイジングに関するガイダンス |
|---|---|---|---|
| 2層振動分級機 | 上部 5~6 mm、下部 1.5~2 mm | 長いカット、ダブル、内容の細分化 | ライン出力の 1.5 倍のデッキ領域 |
| サイクロン式ダスト除去装置 | 逆流空気、調節可能な空気量 | ダストとエンジェルヘアの含有量 | ペレットの落下速度に合わせた空気量 |
| 重力混合シロ | 複数チューブの内部引き下げ | 溶融流動速度と色の変化 | 4~8時間の生産量 |
| バルクバッグ充填ステーション | 500 ~ 1,000 kgの負荷セル | 重量の正確さ、埃の排出 | 出力量 1,500 kg/h ごとに 1 つのステーション |
| 25 kgのバギングステーション | 純重量、±0.1 ~ ±0.2%の許容範囲 | 宣言された重量の適合 | ラインレートプラス20%に合わせたスループット |
| 梱包時の金属検査 | 鉄: 1.5 mm、非鉄: 2.5 mm | お客様への最終的な金属保証 | オプションですが、要求の高い購入者にとっては貴重です |
電気制御システムと設置電力
制御システムは、機械の集合体をラインに変えるものです。リサイクルフレーク工場では、バージンの混合ラインにはない追加の負荷があります。リサイクルペレットは、その供給元と製造条件に関する文書を付けて販売されることが増えていますので、どの入力材料からどの製品が生成されたかを記録する必要があります。
アーキテクチャ
主流の構成では、ラインマスターとして、カラートッチスクリーンのヒューマンマシンインターフェイスを備えたPLCが使用されます。メインドライブはベクトルインバータまたはトルクフィードバックを備えたサーボドライブで動作します。バレルの温度ゾーンは、独立したコントローラで制御され、PLCに報告されます。フィーダには、フィールドバス上に独自のコントローラが搭載されており、レシピの変更はすべてのフィーダに一斉に伝播します。真空システム、ペレタイザー、乾燥機、および分類機は相互に連動しているため、いずれかの機器に障害が発生しても、無調整の停止ではなく、制御されたシーケンスが実行されます。
明示的に指定する価値のある関数
レシピ管理システムは、すべてのフィーダセットポイント、すべての温度ゾーン、ねじ回転速度、溶融ポンプ回転速度、真空セットポイント、およびカッター回転速度を含む完全なパラメータセットを保存し、フィールドごとではなく原子レベルでレシピを適用する必要があります。データロギングシステムは、スループット、トルク比、溶融圧力、溶融温度、フィルタ差圧、真空レベル、およびエネルギー消費量を、1~5秒のサンプリング間隔で記録し、少なくとも90日間保存する必要があります。アラーム管理システムは、警告とトリップを区別し、最初に発生した原因をログ記録する必要があります。セキュアな接続を介したリモートサービスインターフェイスを使用すると、工場のエンジニアは、生産中のPLCデータを表示し、遠隔で診断に協力できるため、輸出ラインでのダウンタイムを最小限に短縮することができます。
インストールされた電力と実際の負荷
電気スケジュール上のインストール電力は、プラントが使用する電力とは異なります。ヒーターは、安定状態ではなく起動時の電力に合わせてサイズが決められており、バレルが熱くなったら低負荷でサイクルします。これは、プロセス熱のほとんどがシェアから生まれるためです。以下の表は、250 kWのメインドライブを中心に構築された中規模ラインの典型的な分布を示しています。
| 消費者 | インストール済みの評価シェア | 典型的な安定状態の負荷率 | メモ |
|---|---|---|---|
| 主エクストラーダ駆動 | 55 ~ 62% | 60~80% | 充填物の含有量とねじ回転速度に応じて負荷が上昇します |
| バレル加熱 | 10~14% | 10~25% | 起動時は高い、安定した生産時は低い |
| 真空システム | 3~6% | 85 ~ 100% | ほぼ全負荷で継続的に稼働 |
| 溶融ポンプとろ過 | 3~5% | 50〜70% | 油圧ユニットが中断している |
| ペレタイジングと水回路 | 6~10% | 70~85% | カッター駆動装置と処理水ポンプが含まれています |
| 水分除去と乾燥 | 6~9% | 60~80% | 流動化床上のファンとヒーター |
| 輸送、分類、ダスト除去 | 4~7% | 50〜70% | ブロワーがこのグループを支配しています |
| 制御、照明、付属機器 | 2~3% | 80 ~ 100% | 連続的な小さな負荷 |
妥当な計画値として、安定生産時の測定されたプラント負荷は、設置電力の55~70%です。適切に構成されたツインスクリューラインでの洗浄されたポリオレフィンフレークペレタイジングの特定エネルギーは、すべての付属装置を含むペレット1キログラムあたり0.20~0.35キロワットです。充填された化合物は上限に向かい、深いツインステージ真空装置を備えたラインでは、1キログラムあたり0.02~0.04キロワットが加わります。これらの数値は、受け入れプロトコルに記載する必要があります。これらは測定可能であり、2つの競合するライン構成を比較する最も公正な方法です。
フレイクタイプによるライン調整
同じブロック図は、フレークがどのようなものかによって、非常に異なるマシンをサポートします。本セクションでは、商用リサイクルで主流となっている5つのフレークファミリーを、具体的な構成決定に対応させています。
PPとPEフィルムフレーク
低密度が最大の問題です。フィードシステムにはクランマーフィーダーまたはサイドフィード方式が必要で、エクストラーダーはトルク制限ではなく体積制限にあります。溶融は容易ですが、分散は容易ではありません。実際の作業は、印刷インク残留物と残留水の脱溶性です。スクリュー構造は穏やかで、KB45グループと長ピッチの真空セクションを備えています。フィルタリングは手厚く行わなければならず、フィルムフレークは一般的な流れの中で最も高い汚染負荷をもたらします。
PETボトルのフレーク
PETは水分に敏感であるため、制御変数は水分です。バレル内の高真空脱溶化を目的としたラインを除き、押出前に結晶化と深い乾燥が必須です。加工中に内在粘度が低下するため、マイクロフィーダーで投入されるチェーンエクステンダーが一般的です。溶融温度の制御は厳格で、濾過はきめ細かく、ペレットの均一性とその後の結晶化ステップのために水中ペレット化が好まれます。
HDPE と PP の硬質フレーク
これは最も簡単なファミリーです。バルク密度は適切であり、洗浄後の汚染は中程度で、ポリマーはこのプロセスに十分に耐えます。標準的な40 L/D機械(単段真空装置、60~80メッシュのデュアルピストンスクリーンチェンジャー、ストランドまたは水リングペレタイジング装置)でほとんどの作業が行えます。主要な構成上の問題は、入荷するフレークに鉱物フィラーや砂が含まれているかどうかです。これは、二金属バレルと硬化したスクリューエレメントを決定します。
ABSとPSフレーク
スチレン系ポリマーはせん断に敏感であり、過熱すると色移りや黄変しやすくなります。構成上の優先事項は低融点、中程度のスクリュースピード、優しい練り、そして短い圧力蓄積ゾーンを可能にする溶融ポンプです。残存モノマーと揮発物には効果的な真空が必要です。80~120メッシュの範囲での濾過は通常のことで、これらの材料は通常、黒い点が見える部品に使用されるため、不合格とみなされます。
PAとPCフレーク
エンジニアリングポリマーは、全般的に最高の仕様が求められます。押出前に深い乾燥、二段階真空、緻密な溶融温度制御、細かいろ過、水中のペレット化などが必要です。PAは溶融温度で吸湿性があり、水解に敏感です。PCは水分と滞留時間の両方に対して非常に敏感です。両方とも、高い特定トルクを活用することで、溶融温度を上げることなく、より高い出力で機械を運転できます。
| フレイクタイプ | 推奨L/D | ネジ構成の重視 | 真空ステージ | 濾過 | ペレタイジング方法 | バレルと要素材料 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PP/PEフィルムフレーク | 44 | Gentle KB45、長いピッチの真空ゾーン、クランマーまたはサイドフィード | 二つ、コンデンサー付き | レーザーフィルターまたはバックフラッシュ付き40~60メッシュ | 水浴式ストランドまたは水リング | ニトリド化標準、砂が存在する場合は二金属 |
| PETボトルのフレーク | 40 to 44 | 短い溶融グループ、低シェア、チェーンエクステンダーのマイクロ投与 | 二つ目は、ルーツの支援です。 | 80~120メッシュまたはレーザーフィルター | 下流の結晶化装置付きの水中 | バイメタル |
| HDPE / PP 硬質フレーク | 36 ~ 40 | 標準のKB45およびKB60溶融グループ | 一つ | 60~80メッシュ、デュアルピストン4ポジション | 水浴式ストランドまたは水リング | ニトリド化、充填用フィード用のバイメタル |
| ABS/PSフレーク | 40 | 低シェアの歯付き分配要素、溶融ポンプ | 1~2 | 80~120メッシュ | 水浴式ストランド | ニトリド化 |
| PA/PCフレイク | 44 ~ 48 | 高い特定トルク、制御された滞留時間、厳密な温度 | 2 | 100~150メッシュまたはレーザーフィルター | 海中 | 腐食に強いオプションのバイメタル |
| 充填されたまたはガラス繊維リサイクルコンパウンド | 44 ~ 48 | 16~20 L/Dのサイド給油、KB60分散グループ | 1~2 | 40~80メッシュ | 水浴式ストランドまたは水中 | バイメタル必須 |
Kerke KTEシリーズツインスクリュー押出機
KTE シリーズは、混合およびリサイクルフレークペレタイジングのために Kerke が開発した並列共転回式ツインスクリュープラットフォームです。ラボラトリ用の混合試験用 KTE-16B から、高出力生産用の KTE-135D まで、幅広いモデルをラインナップしています。このシリーズのすべてのユニットは、同じモジュラー式バレル構造、同じスプライン式高トルクシャフトシステム、および同じコンピュータ支援スクリューエレメントライブラリを共有しています。そのため、ラボ機で実績を上げた構成は、生産機への移植が再設計を要することなく可能になります。アスペクト比、バレル構造、スクリュー配置、排気構成、給料パッケージ、および電気制御は、プロジェクトごとに指定されるもので、固定されたものではありません。
廃棄物フレークの混合に関しては、D接尾辞の高トルク構成が該当する範囲です。なぜなら、充填されたまたは汚染されたリサイクル原料は、容積制限よりもトルク制限が頻繁に発生するからです。以下の表は、目安の構成を示しています。最終的な数値は、実際の材料、そのボリューム密度、および必要なペレット仕様に基づいて確認されます。
| モデル | ねじ径 | L/Dオプション | 最大ねじ速度 | メインドライブ電力 | 特定のトルク | 推定のフレーク出力 | 典型的な業務 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KTE-20B | 21.7 mm | 36 / 40 / 44 | 600 rpm | 4 ~ 11 kW | 7 ~ 9 Nm/cm³ | 3 ~ 20 kg/h | 実験室での配合試験 |
| KTE-35B | 35.6 mm | 36 / 40 / 44 | 600 rpm | 15 ~ 37 kW | 8~10 Nm/cm³ | 30 ~ 120 kg/h | パイロットライン、小ロットグレード |
| KTE-52D | 51.4 mm | 40 / 44 / 48 | 600 rpm | 55~90 kW | 11 ~ 13 Nm/cm³ | 150 ~ 450 kg/h | エントリープロダクション、特殊フレーク |
| KTE-65D | 62.4 mm | 40 / 44 / 48 | 600 rpm | 90~160 kW | 11 ~ 13 Nm/cm³ | 300~800 kg/h | 主流の硬質フレークペレタイジング |
| KTE-75D | 71 mm | 40 / 44 / 48 | 600 rpm | 160~250 kW | 11 ~ 13 Nm/cm³ | 500~1,300 kg/h | フィルムフレークと充填されたリサイクル合成物 |
| KTE-95D | 93 mm | 40 / 44 / 48 | 550 rpm | 315 ~ 500 kW | 11 ~ 13 Nm/cm³ | 1,200 ~ 2,600 kg/h | 高出力の単一ラインプラント |
| KTE-135D | 133 mm | 40 / 44 / 48 | 500 rpm | 800~1,200 kW | 11 ~ 13 Nm/cm³ | 2,800~6,000 kg/h | 大規模な地域再生プラント |
KTE シリーズ用のねじアセンブリは、コンピュータ支援設計によって配置されており、強力な自己洗浄特性を備えたクネード型ジオメトリを採用しています。これは、再生原料を供給する場合に重要で、デッドゾーンに滞留した材料は劣化し、最終的に黒い点として現れます。この要素セットは、輸送、プラスチケーション、せん断、分散、均一化、排気、および圧力の蓄積という全ての機能チェーンを実現し、要素は互換性があるため、フレーク流が変化した場合に構成を変更することができます。
Kerke SEシリーズ、二段階システム、およびカッティングシステム
すべてのフレークペレタイジング作業が単一のツインスクリューマシンで最適に解決されるわけではありません。Kerkeは、単一段のツインスクリューコンフィギュレーションが作業に必要な機械よりも多すぎる場合、または材料に十分な機械がなくなっている場合に対応するため、2つの追加プラットフォームを構築しています。
SEシリーズ シングルスクリュー押出機
SE シリーズは、主にプラスチックリサイクルを対象とした単一スクリュプラットフォームで、出力は30 kg/hから800 kg/hです。クリーンな単一ポリマーのフレークを単純に再びペレット化する作業で、複合化が必要でない場合、単一スクリュマシンはよりシンプルな機械構成、純粋な輸送および溶融作業に対する低い比特消費量、および摩耗部品の複雑さの低下を実現します。また、二段階システムの標準的な第二段階でもあります。
| モデル | ねじ径 | L/D | 最大ねじ速度 | メインドライブ電力 | 目標的な出力 | 典型的な業務 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SE-75 | 75 mm | 30 to 33 | 120 rpm | 22 ~ 37 kW | 80 ~ 180 kg/h | 小規模の再ペレタイジング業務 |
| SE-90 | 90 mm | 30 to 33 | 110 rpm | 37~55 kW | 150~300 kg/h | クリーンな単一ポリマーのフレーク |
| SE-105 | 105 mm | 30 to 33 | 100 rpm | 55~90 kW | 250~450 kg/h | 二段階システムの第二段階 |
| SE-120 | 120 mm | 30 to 33 | 90 rpm | 90~132 kW | 400~650 kg/h | 中出力の再ペレタイジング |
| SE-150 | 150 mm | 30 to 33 | 80 rpm | 132 ~ 200 kW | 600 ~ 800 kg/h | 高出力の単一ポリマーフレーク |
KTE-SE 二段押出システム
二段階システム、ときにはマザー・ベイビー方式と呼ばれるものは、ツインスクリュー第一段階をシングルスクリュー第二段階と並列に配置します。ツインスクリュー段階では、低圧と低溶融温度で混合、分散、脱揮発化を行います。シングルスクリュー段階は、フィルターとダイに圧力を加えるだけです。このシステムの利点は、二つの機能が分離されていることです:ツインスクリューは高い排出圧力で動作する必要がないため、溶融温度と摩擦履歴が低くなります。シングルスクリューは、ペレタイザーに非常に安定した圧力を供給します。熱に敏感なリサイクル材料、非常に深い脱揮発化が必要な化合物、および高い濾過抵抗のためにツインスクリューが不利な運転点に追い込まれる可能性があるラインなどに適しています。
カットおよびペレタイジングシステム
Kerkeは、水冷式ストランドペレタイジング、空冷式ストランドペレタイジング、空冷式ダイフェイスホットカット、水冷式ダイフェイスホットカット、偏心式水霧ホットカット、および水中グラニュレーションをマッチングした製品ラインナップとして提供しています。ペレタイザーは、先に示した比較表で定められた溶融粘度、付着性、水分感度、およびターゲットペレットの形状に基づいて選択されます。エクストラーダの選択によって固定されるわけではありません。
補助機器
ラインは、添加物パッケージの混合に使用する高速ミキサー、不良品の処理や起動時の洗浄に使用するプラスチック顆粒化装置と粉砕装置、プロセス用水回路用の水冷装置、およびスクリューエレメント、バレルライナー、シャフトなどのエクストラーダコア部品(予備品として保管)で完備されています。
完成したペレットの用途産業
上記の設定決定は、ペレットがどのような用途で使用されるかによってのみ意味を持ちます。下流の各工程は、非常に異なる変動レベルを許容するため、ラインの仕様は、プラントが対象とする最も厳しい市場に基づいて設定する必要があります。
射出成形製品
射出成形は、リサイクルされたポリオレフィンとスチレンペレットの最大の単一出口です。溶融流量の安定性に敏感で、溶融流量が変化すると充填行動が変わり、部品が寸法公差外に移動する可能性があります。また、表面にスプレイを生じさせる湿気や、目に見える部品に黒い斑点を生じさせることにも敏感です。典型的な出力品には、箱、パレット、家庭用品、バケツ、庭具、工具ケース、自動車のボンネット下部の部品などがあります。
パイプ押出
非圧力配管、ケーブル保護管、および排水システムで使用されるリサイクルペレットは、管壁に汚染物質が存在する場合、圧力集中点となります。そこで、灰分含量と充填剤の均一性は、色よりも重要です。
シートとボードの押出
シートおよび厚板ラインは、製品が見えない場合やラミネートされている場合には、色の変化に比較的寛容ですが、ジェルや溶けない粒子は表面の欠陥として現れるため、これらに対する耐容性は低くなります。この出口では、濾過の細さが制御仕様となります。
梱包
食品以外の包装、産業用包装、輸送用包装、および二次包装では、大量のリサイクルポリオレフィンが使用されています。制御パラメーターは、脱溶出に関連する臭気と、混色に関連する色の一貫性、およびカラーマスターバッチの投入精度です。
自動車内装部品
自動車内装用途では、機械仕様に加えて臭気および排出物の制限が課されています。残留揮発成分が直接測定されるため、二段階真空システムは自動車内装の市場で自らの費用を回収します。ホイールアーチライナー、トランクトリム、エアダクト、カーペット下の部品などは、一般的にリサイクル原料を使用した部品です。
建築材料
木塩素複合材料のデッキ、土圧構造部品、断熱材のキャリア、および建設現場の保護製品では、より広い品質範囲とより高い充填率が許容されます。これは、プロセスを調整中の工場にとって当然の最初の市場であり、木塩素複合材料の配合は、側面供給の二軸スクリュー構造に対する標準的な作業の一つです。
これらの出荷先以外にも、Kerkeがサービスを提供する幅広い化合物製造分野でも、同じKTEプラットフォームが使用されています。カラーマスターバッチ、フィラーマスターバッチ、ブラックマスターバッチ、添加剤マスターバッチ、繊維マスターバッチ、エンジニアリングプラスチック化合物、生分解性プラスチック、ケーブル化合物製造、PVC化合物製造、熱可塑性エラストマー、木材プラスチック複合材料、R-PETフレークリサイクルなどです。最初は単一のリサイクルフレークグレードからスタートした工場は、しばしば同じマシンプラットフォーム上でマスターバッチや化合物製造に拡大します。そのため、購入時にフィードとねじの柔軟性を指定するのが良い方法です。
ライン構成の推奨に関する要件
下の表は、購入者が調査段階で実際に知っている3つの変数(目標出力、フレークタイプ、汚染度)を具体的な開始構成に変換しています。これは議論の出発点であり、実際の材料での試運転の代替ではありません。
| 目標出力 | フレイクタイプ | 汚染等級 | 推奨メインマシン | 濾過溶液 | ペレタイジング方法 | 真空構成 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100~250 kg/h | クリーンな後工業用PPまたはPEリグリンド | 低 | KTE-52D、L/D 40 | 油圧式単ピストン、80メッシュ | 水浴式ストランド | 単段式ウォーターリング |
| 200 ~ 450 kg/h | 洗浄済みHDPE硬質フレーク | 低~中 | KTE-52D または KTE-65D、L/D 40 | デュアルピストン4ポジション、60~80メッシュ | 水浴式ストランド | 単段式ウォーターリング |
| 300~800 kg/h | 洗浄済みPPまたはPEフィルムフレーク、印刷済み | 中程度から高 | KTE-65D、L/D 44、クランマーフィード | 連続レーザーフィルター、130マイクロメートル | 水リングダイフェイス | コンデンサー付きツインステージ |
| 500~1,300 kg/h | 混合後処理済みポリオレフィンフレーク | 高 | KTE-75D、L/D 44、バイメタルバレル | 連続レーザーフィルターと研磨スクリーン | 水リングまたは水浴式ストランド | ツインステージ、ルーツアシスト |
| 500 ~ 1,200 kg/h | 充填されたまたはガラス繊維リサイクルコンパウンド | メディア | KTE-75D、L/D 48、18 L/Dのサイドフィーダ | デュアルピストン4ポジション、40~60メッシュ | 水浴式ストランド | シングルからツインステージへ |
| 600~1,500 kg/h | PETボトルのフレーク | 低~中 | KTE-75D, L/D 44, 二重金属、チェーンエクステンダー投与 | 100~120メッシュまたはレーザーフィルター | 結晶化装置付きの水中 | ツインステージ、ルーツアシスト |
| 400 ~ 900 kg/h | 可視部品用のABSまたはPSフレーク | 低 | KTE-65D、L/D 40、溶融ポンプ | デュアルピストンの4ポジション、100~120メッシュ | 水浴式ストランド | シングルからツインステージへ |
| 1,200 ~ 2,600 kg/h | 洗浄済みポリオレフィンフレーク、単一流れ | メディア | KTE-95D、L/D 44 | 連続レーザーフィルター | 水中または水リング | ツインステージ、ルーツアシスト |
| 2,800 kg/h以上 | 地域規模の混合ポリオレフィンフレーク | 中程度から高 | KTE-135D、L/D 44 ~ 48 | 連続レーザーフィルター、ツインユニット | 海中 | ツインステージ、ルーツアシスト |
| 熱に敏感なグレード、あらゆる出力 | 劣化したまたは多層構造のポリマー | 任意 | KTE-SE 二段階システム | 汚染等級に合わせて選択 | 水浴式ストランドまたは水中 | 最初のステージのツインステージ |
| 30 ~ 800 kg/h | 単一ポリマーのクリーンな再ペレタイジング、混合なし | 低 | SEシリーズ シングルスクリュー | 油圧スクリーンチェンジャー、60~100メッシュ | 水浴式ストランド | 大気圧または単段 |
ワークショップのレイアウトとユーティリティの需要
フレーク混合ラインは長い機械です。レイアウト制約は通常、建物が既に選択されているときに発見され、その時点で修正するには高いコストがかかります。以下の図は、代表的な三つのラインサイズの計画範囲を示しています。
長さはエクストラーダ、ストランド浴槽、乾燥および分類装置によって決まります。高さはエクストラーダの上にある給料台とブレンドシロによって決まります。重量測定式の給料台は通常、エクストラーダ軸の上方2.5~3.5メートルに設置されており、その上にはバルクバッグの取り扱いのために余裕が必要となり、そのために大きなラインではクリアー高さの要件が6メートル以上に達します。
| 計画項目 | 300~500 kg/hのライン | 800~1,300 kg/hのライン | 2,000~3,000 kg/hのライン |
|---|---|---|---|
| アクセスを含むラインフットプリント | 140 ~ 200 m² | 260~380 m² | 450~700 m² |
| 保管庫を含むワークショップの総面積 | 500 ~ 800 m² | 1,000~1,600 m² | 2,000~3,200 m² |
| 必要なクリアー高さ | 5.5~6.5 m | 6.5~8 m | 8~10 m |
| オーバーヘッドクレーン | 3~5t(オプション) | 5~10tを推奨 | 10~16 tが必要 |
| 設置済みの電力容量 | 180~300 kW | 400~650 kW | 900~1,600 kW |
| 冷却水流、軟水回路 | 10~18 m³/時 | 25 ~ 45 m³/h | 55 ~ 100 m³/h |
| ペレタイジング用処理水 | 8 ~ 15 m³/h | 20 ~ 35 m³/h | 45 ~ 80 m³/h |
| 0.6~0.8 MPaの圧縮空気 | 0.6~1.2 m³/分 | 1.5 ~ 2.5 m³/min | 3~5 m³/min |
| ダスト除去用抽出空気量 | 3,000 ~ 6,000 m³/h | 8,000 ~ 14,000 m³/h | 18,000 ~ 30,000 m³/h |
| エクストラーダベースでの床荷重 | 強化された基礎、平らにしました | アンカーボルトを使用した強化された基礎 | エンジニアリングされた基礎、振動を遮断 |
| シフトあたりのオペレーター数 | 2~3 | 3 から 4 | 4~6 |
二つのレイアウトの詳細が後々お金を節約します。まず、エクストラーダのオペレータ側に、完全なバレル長と同じ長さの明確な引き出し長さを残しておきます。これにより、隣接する装置を解体することなくネジを引き出すことができます。次に、プロセス用水タンクとチラーを配置し、ペレタイザーへのパイプの長さを短くします。長いプロセス用水の流れはポンプ負荷を増加させ、水温の制御を遅くさせるため、一貫性のないペレット冷却として現れます。
受け入れテストと試運転
ライン仕様は、受入基準が記載されている場合にのみ適用可能です。以下の手順は、両者を保護するための実践であり、製造開始前に書面で合意する必要があります。
出荷前
機械は工場で完全に組み立てられ、材料を使用せずに運転されます。これにより、ドライブ機能、ギヤボックスのオイル温度と圧力、バルブの加熱ラムプとゾーンの安定性、熱電対と圧力トランスデューサーの応答、真空ポンプの最終圧力、スクリーンチェンジャーの油圧機能、カッターのドライブ、およびすべての安全インターロックが確認されます。 試験的な生産が、サンプルが提供されたお客様のフレークサンプルに続きます。これは、お金が動く前に実際の飼料から実際のペレットを生成することができるため、最も有用なテストです。
インストール後
調達には、アライメント、ユーティリティ接続の確認、ノーロード機能テストの再実行、加熱保存、パージ材料を使用した起動、そして段階的に負荷を増やして実行することが含まれます。30%の定格スループットから始まり、60%、100%と順に増やされ、各レベルでサンプルが採取されます。スループットは、時間を指定した期間中にバッグに入った出力を計量することによって確認され、フィーダのセットポイントを読み取るのではなく、この方法で確認されます。特定のエネルギーは、同じ期間にわたって入力パネルで測定されます。
| 受け入れ項目 | 方法 | 典型的な基準 |
|---|---|---|
| スループット | 安定状態での袋詰め出力の時間制限付き重量測定 | 合意した材料に関する契約数値を満たすか、それを上回る |
| 特定エネルギー | 同じ時間間隔でのパネルエネルギーメーター | ポリオレフィンフレークの場合、0.20~0.35 kWh/kg(材料ごとに合意) |
| 溶融流動速度の一貫性 | 8時間の実行中に30分ごとにサンプルを取得 | 等級に関する合意された範囲内の変動 |
| 灰分含量 | ペレットサンプルの実験室灰化 | 宣言されたフィラー内容と許容範囲内に一致します |
| ペレットの水分 | 完成したペレットの水分分析器 | ポリオレフィンでは0.10%以下、吸湿性の高いグレードではより厳しい |
| 黒い斑点 | 定められたペレットの質量または圧縮されたプレークに対する視覚的カウント | 合意された単位重量当たりの数よりも少ない |
| 色の偏差 | 合意された参照物に対する分光光度計 | 品質に対する合意された限界値内のデルタE |
| ペレットのサイズ分布 | Sieve解析 | 合意した割合を下回る罰金と超過料金 |
| 連続運転 | 定格出力での延長稼動 | 合意期間中の予定外の停止なしの安定した運転 |
| ノイズレベル | オペレータの位置での測定 | 合意された職場の制限内 |
| 安全ロック | 各ガード、トリップ、および緊急停止の機能テスト | すべての機能が確認され、記録されました |
スループットの受け入れに関する注意事項として、契約書には、材料、そのボリューム密度、水分、および測定対象のペレット仕様を明記する必要があります。きれいなペレットの供給で測定された定格出力と、0.12 t/m³の印刷フィルムフレークで測定された定格出力は同じ数値ではありません。受け入れ時の紛争はほとんどの場合、材料に関連付けられていなかったスループット数値にまで遡ります。
Kerkeからのサービスとサポート
ペレタイジングラインは長寿命の資産であり、その寿命の間に使われ方が変化するため、サポートパッケージは機器仕様と同じくらい重要です。Wanplasの工場であるKerkeは、自社の技術サポートに加えて、グループのサービス約束を提供しています。
購入前の材料試験
お客様は、ラボまたはパイロットマシンで試運転を行うために、代表的なフレークサンプルを送っていただくことができます。試運転により、実際のペレット、測定されたスループット、測定された特定エネルギー、およびスクリュ構成の推奨が得られます。リサイクル原料の場合、これはマシンのサイズを決定するための唯一の信頼できる方法です。ペレット飼料の公開スループット値は、フレークに移行しないためです。
出荷前のテストと設置サポート
すべての機械は、発送前に工場で組み立てられ、機能試験が行われ、お客様が材料を提供する場合は、積載試運転の結果が記録されます。現場では、エンジニアが設置と試運転を行い、上記の段階的な積載試運転を実施し、制御システムに保存されたレシピとして操作パラメーターを引き渡します。
予備部品ポリシーと消耗部品計画
Wanplasのグループポリシーでは、毎年500米ドル分の無料部品を提供し、保証期間内に損傷した部品の無料交換を行っています。この権利を超える場合、実用的なアプローチとして、部品の耐用年数をカレンダーではなく、稼働時間や処理トン数で計画することが推奨されます。以下の表は、原料の実際の磨耗性に合わせて調整する必要がある推奨的な耐用年数を示しています。
| 着用部品 | 清潔なフレークでの推定寿命 | 研磨剤または充填フレークでの推定寿命 | 計画ノート |
|---|---|---|---|
| ブロック要素の混練 | 10,000~18,000運転時間 | 4,000〜9,000運転時間 | 予備として完全な溶解グループセットを保持する |
| 伝送要素 | 14,000~22,000運転時間 | 7,000 ~ 12,000 運転時間 | 溶融グループの近くに着用します |
| バレルライナー、ニトリド処理 | 12,000~20,000運転時間 | 4,000~8,000運転時間 | フィラーが存在する場合は、bimetallic を指定してください |
| バレルライナー、バイメタル | 25,000~40,000運転時間 | 12,000~20,000運転時間 | バイメタルを前払いする主な理由 |
| スクリーンチェンジャーシール | 6,000~12,000運転時間 | 4,000~8,000運転時間 | 計画されたバレルサービス中に交換 |
| ペレタイザー用ナイフ | 800 ~ 2,000 回の稼働時間 | 300 ~ 900 運転時間 | ペレットカット品質に合わせた再粉砕スケジュール |
| 板 | 15,000~25,000運転時間 | 6,000~12,000運転時間 | ナイフを交換するたびに、穴のジオメトリを検査します |
| 真空ポンプサービスキット | 年間 | 6~9ヶ月ごと | コンデンサの状態がこの間隔を決定します |
| ギアボックスオイルとフィルター | 4,000~6,000時間ごと | 3,000~5,000時間ごと | オイル分析はギアボックスの再構築よりも安価です |
トレーニング、リモートサポート、工場見学
オペレーターおよびメンテナンストレーニングでは、起動および停止の手順、レシピの取り扱い、ネジ構成の原則、スクリーンの変更手順、摩耗の検査、および一般的な不具合のトラブルシューティングについて説明します。リモートサービスインターフェイスを使用すると、Kerkeのエンジニアは、生産中のPLCデータを確認し、診断に関する支援を行うことができ、これにより輸出ラインへの対応時間が大幅に短縮されます。Wanplasのオープン工場方針が適用されます。お客様は工場を訪れ、製造中の機械を検査し、実際に試運転をご覧いただけます。
よくある質問
完全な廃プラスチックフレークツインスクリュープレッサー工場にはどのような機械が必要ですか?
完全なラインには、フレークストレージとインフィード輸送、磁気および金属検出保護、重量損失式グラビメトリックフィーダ、ベント付きバレルセクションを備えた共同回転ツインスクリュー押出機、真空脱溶システム、フィラーまたは繊維用のオプションのサイドフィーダ、溶融ポンプ、溶融濾過およびスクリーン交換ユニット、ペレタイジングシステム、脱水および乾燥、振動分類および除塵装置、ブレンドシロ、自動重量計測および袋詰め、および集中型PLC制御システムが含まれます。上流の粉砕および洗浄装置は、お客様がフレーク準備段階を必要とする場合には、Wanplas社から提供されます。
リサイクルされたフレイクペレタイジングのために、ツインスクリューエクストラーダはどのL/D比を持つべきですか?
清潔な単一ポリマーのフレークの場合、通常36から40のL/Dが十分です。水分、印刷インキ、または残留揮発物を持つフレークの場合、44のL/Dが好まれます。これは、2つの真空脱揮発ゾーンに十分な溶融シールを備えるためです。重く充填された化合物、反応作業、または複数のサイドフィード位置とツインステージの排気がすべて1本のバレルに収まる構成では、48のL/Dが使用されます。プロセスに必要以上のL/Dを購入すると、滞在時間が増え、既に劣化したリサイクルポリマーは自由になりません。
廃棄プラスチックフレークの混合には、どのペレタイジング方法が最適ですか?
水浴式ストランドペレーティングは、混合リサイクルフレークに最も寛容で複雑さが最も低い選択肢であり、その原料が変化することを予想する工場ではデフォルトの方法です。水リングダイフェイスカットは低粘度のポリオレフィンリグリンドに適しており、同じ設置面積でより高いスループットを達成します。水中ペレーティングはエンジニアリングプラスチックやPETにとって最も優れたペレットジオメトリーと最高の容量上限を提供しますが、安定した溶融圧力が必要であり、最も複雑な操作が必要です。空気冷却ホットフェイスカットは、プロセス用水を必要としない充填された粘着性のない化合物に限られます。
リサイクルフレークペレットの製造では、溶融フィルタリングはどの程度細かいものが必要ですか?
濾過精度は汚染レベルによって決まり、一般的により細かいスクリーンを好むという理由ではありません。工業生産後の清浄なフレークは80~120メッシュのパックを許容します。洗浄された消費者後のフレークは通常40~80メッシュで、その背後に粗いサポートスクリーンが設置されています。汚染が深刻な場合や紙を含む材料の場合は、90~250ミクロンの穴あき率を持つ連続的な自己清浄レーザーフィルターが必要です。そうした精度の従来のスクリーンパックでは、20~40分ごとに交換が必要となり、ライン稼働を妨げることになります。
リサイクルフレークを脱溶解するにはどの程度の真空レベルが必要ですか?
30~100 mbarの絶対圧に達する単段式水環状真空ポンプは、洗浄されたポリオレフィンの通常の表面水分や軽い揮発性物質を取り除きます。 印刷用フィルムフレーク、溶剤残留物、または残留揮発性が厳しく制限されているエンジニアリングポリマーの場合、5~20mbarの絶対圧まで到達するロータリーバインドまたはルーツアシストされたセットを備えた二段構造を使用し、コンデンサーとサイクロン分離器で保護します。 深い真空は、ペレット中の残留水分を低下させ、臭気や揮発性の残留物をお客様のプロセスへの移行を抑えます。
リサイクルラインのツインスクリュー押出機の後で、なぜ溶融ポンプが使用されるのですか?
共回転式ツインスクリュー押出機は供給が不足しているため、その排出圧力は供給量の変化やフィルターの負荷によって変動します。溶融ポンプは押出機と金型を分離し、出口圧力の変動を約±1~3バールに抑える代わりに、±8~15バールに抑えることができます。これにより、ストランドまたは金型面の切断が安定化され、ペレットの重量分布が均一化され、圧力の蓄積ゾーンを短縮できるため溶融温度が数度下がり、通常、同じ品質範囲で10~20%の追加の使用可能な生産性が得られます。
廃棄物フレーク混合ラインにはどれくらいのインストール電力が必要ですか?
完全なラインのインストール電力は、加熱、真空、ペレタイジング、脱水、乾燥、輸送、およびダスト除去を考慮すると、通常はメインエキストルダーの駆動定格値の1.6~2.0倍です。安定した生産時の測定負荷は、通常、インストール電力の55~70%です。バレルヒーターは起動時用にサイズが決められており、シェアヒーティングが優勢になると低負荷で稼働します。ポリオレフィンフレークペレタイジングの特定エネルギーは、すべての付属装置を含めて、一般に0.20~0.35 kWh/kgです。
フレークペレーティングラインを承認する前に、どのような受け入れテストを実行する必要がありますか?
適切な順序には、出荷前のノーロード走行、加熱およびインターロック機能のテスト、お客様のフレークサンプルを使用した荷重試運転、バッグに入った出力の重量を時間で計測して確認することによる生産量の検証、1kgあたりのkWh単位の測定特有エネルギー、およびペレット品質のチェックが含まれます。品質チェックには、溶融流動率の安定性、灰分含量、水分、黒点数、色の偏差(デルタE)、そしてふるい分析が含まれます。 あらゆる生産性の数値は、明示された材料、ボリューム密度、およびペレット仕様に関連させる必要があります。
一つのラインで複数の異なるフレークタイプを処理することはできますか?
はい、一定の範囲内で可能です。交換可能なねじ部品を備えたモジュール式のバレル、クランマオプションとサイドフィーダーの両方を含む給餌パッケージ、そして最悪の汚染を想定したサイズのろ過ユニットなど、関連する材料の一族をカバーできます。非常に異なる一族間のクロス運用は可能ですが、ねじの再構成、異なる乾燥装置、そして注意深い浄化が必要です。非常に異なる品種を大量に処理する場合、通常は2つの専用ラインが1つの妥協ラインよりも優れています。
結論
廃プラスチックフレークツインスクリュー複合ペレット工場の完全な機械構成は、カタログから選択できるものではなく、入荷材料に関する次の二つの事実に基づく連鎖的な決定の結果です。入荷材料のバルク密度が給与パッケージとエクストラーダーの体積サイジングを決定し、汚染量がフィルター技術、バレルとスクリューエレメントの摩耗材料、およびラインが必要とする真空容量を決定します。L/D比からペレタイジング方法、ドライヤーのサイジングまで、すべての決定は、これら二つの出発点と、工場が販売する予定のペレット仕様に基づいています。
持ち帰りに価値のある設定原則は簡単です。バレルを、二つの独立した金属除去層で保護します。物質の体積密度が変動する場合は、常に重量測定的に供給し、ボリューム測定ではなく。混合物が満たされている場合は、生産モーターの原動力よりも特定のトルクを購入します。要求される分散を達成するための最小のせん断力に合わせてねじを設定します。実際の汚染負荷にフィルタリング技術を合わせるのではなく、吸引力に合わせます。ペレタイザーは、単にスループットではなく、溶融特性に基づいて選択します。真空システムは、作業圧力でのポンプ速度でサイズを決め、ネームプレート上の最終値ではなく。製造が始まる前に、指定された材料に関連付けられた測定可能な受け入れ基準を契約に記載します。
Kerkeは、12年以上の専用混合押出技術を持つWanplas工場で、19,997平方メートルの工場、70カ国以上で稼働中の2,000台以上の機械、KTEシリーズのツインスクリュープラットフォーム(KTE-16BからKTE-135Dまで)、SEシリーズのシングルスクリュープラットフォーム、KTE-SEダブルステージシステム、6つのペレタイジング構成、および完全な給餌および付属パッケージを備えています。これらのラインは、組み立て部品ではなく、マッチしたシステムとして構築されています。グループのコミットメントは、出荷前のテスト、現地での設置と試運転、オペレーターおよびメンテナンストレーニング、リモート技術サポート、毎年500米ドルの無料部品、保証期間内に損傷した部品の無料交換、およびオープン工場ポリシーにわたって適用されます。
フレークペレーティングラインが計画されている場合、最も有効な次のステップは、実際のフレークの代表的なサンプルと、目標出力量、および材料が満たすべきペレット仕様を送ることです。試運転により、測定されたスループット、測定された特定エネルギー、スクリュ構成の推奨、および下流でテストできる実際のペレットが得られます。これらの情報をもとに、推測ではなく、実際のデータに基づいた判断が可能になります。お客様は、カスタマイズされた全ライン構成の提案のために、目標容量と材料の説明を共有することも、工場を実際に訪問し、製造中の機械を確認し、試運転を観察することも歓迎します。どのようなコミットメントもなされないうちにこれらを行うことができます。







