ツインスクリュー複合押出生産ラインに適した工場の作業場面積がどれくらいになるかという問題には、一見すると簡単な答えがあり、実際には複雑な導出が必要です。簡単な答えは、中規模の単一ラインは機械クラスによって、およそ180から450平方メートルの長方形の生産スペースを占め、そのラインを適切に稼働できる完全な工場には、倉庫、混合、実験室、ユーティリティルームなどが加えられると、約2.2から2.8倍の面積が必要になるということです。複雑な部分は、特定のプロジェクトがその範囲内のどこに位置するかを決定するすべてのことです：スクリューの直径、長さ対直径比、ペレタイジング方法、サイドフィーダの数、粉が袋に入れられているか、またはバルクシロに入れられているか、ビジネスモデルがどれくらいの原料在庫を必要としているか、そして所有者が今日の時点でどれだけのスペースを第二、第三のラインのために凍結する覚悟があるかです。
この点を誤ると、購入注文書にはまったく反映されないような大きなコストがかかります。あまりにも密閉されたコンパウンド工場では、隣接する機器を解体せずにネジを締めることができず、フォークリフトをストランドペレチザーまで運ぶこともできず、スクリーンチェンジャーのハイドロライティックも収まるスペースがありません。さらに、倉庫が三週間でいっぱいになったため、保守用の通路に原料袋を保管することになります。あまりにも手広く設計された工場では、半分空のシェルに資本を燃やし、効率の悪いユーティリティ配線に費用をかけます。エンジニアリングの目標は、今日のラインに快適にフィットするワークショップ、構造変更なしに容量を拡張できるワークショップ、そしてブラックマスターバッチと軽色のエンジニアリングプラスチックコンパウンドが交差しないように材料流れを線形に保つことです。
このガイドでは、寸法論理を層ごとに説明します。それはマシンクラスとスループットから始まり、ライン長を走行メーター予算として構築し、通路とねじ引き範囲の幅を追加し、明確な高さとクレーン容量を設定し、次にマシンを工場に変える補助ゾーンとユーティリティを追加します。すべての図は、最終的な寸法が一般配置図で確認された特定の構成に依存するため、保証ではなく計画範囲として提示されます。Kerkeは、12年以上にわたり専ら共同回転式並列ツインスクリュー混合装置に特化したWanplasの工場であり、その図面はすべてのプロジェクトの一部として発行されており、以下の範囲は、図面が存在する前に顧客から届いた質問にエンジニアリングチームが答えるために使用されています。どれくらいの建物を借りるか、または建てる必要があるのか。
マシンクラスの開始: スループット、モータ出力、トルク等級
ワークショップのサイジングは、機械クラスから始まります。スクリュの直径はバレルの長さを、バレルの長さは引き出しエングルフを、そしてインストールされたモータの出力はトランス、冷却負荷、換気速度を駆動します。 中国および輸出市場では、共同回転式並列ツインスクリュー混合機は、名目スクリューダイヤメータ（ミリメートル）で表記され、SHJ-35、SHJ-52、SHJ-65、SHJ-75、SHJ-95、SHJ-135などのラダーが用いられています。 KerkeのKTEシリーズは、KTE-16Bの研究用機器からKTE-135Dの生産用機器まで、同じ階層をカバーしており、同等性は直接的です。KTE-75は、他のSHJ-75クラスのエクストラーダと同じクラスに属し、必要なスペースも同じです。
以下のスループット数値は、適度な比特エネルギー投入量で充填されたまたは強化された合成物を前提としています。実際の出力は、配合によって大きく変動します。SHJ-65で使用される高い充填率を持つカルシウムカーボネートマスターバッチでは上の数値を超える可能性がありますが、低回転速度で動作する熱に敏感なケーブル合成物では下の数値よりも低くなる可能性があります。ワークショップの計画には、機械ではなくレシピを考慮するため、範囲の中央値を使用してください。
マシンクラス参照表
| モデルクラス | 典型的なスループット（kg/h） | 主モーター（kW） | トルクグレード Md/a³ (N·m/cm³) | 共通のL/D | 主な役割 |
|---|---|---|---|---|---|
| SHJ-20 / SHJ-25（実験室） | 2–15 | 4–11 | 7–10 | 36–48 | 製剤試験、スケールアップデータ |
| SHJ-35 | 20–50 | 15–22 | 8–11 | 40–48 | 試験生産、特殊添加剤マスターバッチ |
| SHJ-52 | 100–200 | 55–90 | 9–12 | 40–52 | カラーマスターバッチ、小ロットのエンジニアリングプラスチック |
| SHJ-65 | 200–400 | 90–160 | 9–13 | 40–52 | ガラス繊維強化・充填化合物のワークホースクラス |
| SHJ-75 | 400–700 | 160–250 | 10–13 | 44–52 | 中量の混合、ケーブル、およびTPEライン |
| SHJ-95 | 800–1500 | 315–500 | 10–14 | 44–56 | 大容量フィラーマスターバッチ、商品化合物 |
| SHJ-135 | 2000–3500 | 710–1120 | 11–15 | 44–56 | 大規模な連続混合、樹脂工場サービス |
この表から直接導かれる三つの結果があり、それらはすべての他の事柄の基調を定めます。 まず、階段を上るごとにモータの出力がほぼ倍になります。そのため、電気室、ケーブルトレンカ、およびバスバーの定格は、床面積よりも速く拡大します。 第二に、トルクグレードは、特定の出力でどれだけ短いラインを作ることができるかを決めます。12～14 N・m/cm³の高トルクギヤボックスを備えたSHJ-65は、8 N・m/cm³の機械が行う必要がある作業を、SHJ-75が行うことで、建物の長さを3～4メートル短くすることができます。 第三に、L/Dでは直接に引き出しエングルフを設定します。要求の厳しい脱溶性作業に対して56 L/Dを指定するお客様は、44 L/D構造と比較して約1メートルの常時確保された通路を追加しています。
サプライヤーを比較する際の実用的な計画ノート：Coperion や Leistritz などのヨーロッパのメーカーは、同じ寸法論理でレイアウト図を公開しているため、Kerke KTE-75 を収容できるワークショップは、アンカー位置やユーティリティ接続ポイントをわずかに変更するだけで、同等の輸入機械を収容できます。建物の構造はブランドではなくクラスの決定事項です。サプライヤー間で変わるのは、ギアボックスの長さ、モーターの取り付け配置、および潤滑スキッドがベースフレームの下にあるか、またはその横にあるかという点です。これらの要因により、片側の通路が 200 から 400 ミリメートル広くなることになります。
行間の長さの分析: セクションごとのメーターベンチ
最も有用な計画手法は、複合ラインを一つの機械として考えるのをやめ、それを八から十一の独立したステーションの動作中のメートル予算として扱うことです。各ステーションにはライン軸に沿った設置面積があり、各ステーションのペアには作業間隔が必要です。合計は、両端の通路が追加される前に最小のベイ長さになります。以下の予算は、水冷式ストランドペレタイジングを備えたSHJ-75クラスのラインについて記述されています。これは、エンジニアリングプラスチック、ケーブルコンパウンド、および熱可塑性エラストマーを生産するコンパウンダーにケルケが供給する最も一般的な構成です。
駅ごとの長さ予算（SHJ-75 クラス参照）
| 駅 | Function | 軸方向の長さ（m） | 計画ノート |
|---|---|---|---|
| 重量減少型フィーダプラットフォーム | 樹脂、充填剤、添加剤、色素の流れを主管路に重量測定法で投入 | 1.5–2.5 | 通常はメザニン上にあり、床面積にはアクセス階段の着地面も含まれます |
| メインツインスクリュー押出機 | バレルトレイン、ねじ軸、加熱ゾーン、冷却ゾーン | 3.4–4.2 | バレル長は、ねじ径にL/Dを掛けることで求められる。48 L/Dで75 mmの場合、3.6 mとなる。 |
| ギアボックス、カップリング、主モーター | トルク分割、ドライブ、潤滑スキッド | 2.5–3.2 | ファンのクリアランスと端子ボックスへのアクセスのために、モーターの後ろに0.8 mを追加します |
| サイドフィーダー（ツインねじ） | ガラス繊維、鉱物フィラー、またはリグリンドの下流導入 | 0.4–0.8 軸方向、0.9–1.4 横方向 | 幅が長さよりも大きいため、第二のサイドフィーダまたはサイドベントを設置すると、軸方向に0.5 mを追加します |
| 真空排気ステーション | 水リング式真空ポンプ、分離タンク、凝縮水処理 | 1.0–1.6 | 通常、バレルの横に設置されます。床排水口と揮発性ガス捕集フードが必要です |
| 溶融ポンプとスクリーン交換装置 | 圧力の構築、溶融のろ過、金型供給の安定化 | 1.2–1.8 | 油圧パワーユニットは、スクリーン交換プレートへの1.0 mの側面アクセスが必要です |
| Strand the head | ストランド形成、板交換アクセス | 0.4–0.7 | ダイの清掃と起動時のパラゲン回収のために、前方に1.2 mを確保してください |
| ストランド水浴 | ストランドクエンチと凝固 | 3.0–6.0 | 長さはスループットとポリマーの結晶性に比例し、ゆっくり結晶化するグレードでは長い浴槽が必要です |
| エアナイフおよびブロワードライヤー | 切断前に表面水の除去 | 1.5–2.5 | ブロワは騒音源です。横方向に0.2 mを加えた音響エンクロージャーを検討してください |
| ストランドペレタイザー | ローターとベッドナイフによるペレット長さへの切断 | 1.0–1.5 | ナイフの再研削のためにローターを引き出すには、0.8 mの前方クリアランスが必要です |
| 振動分類スクリーン | 微粒子、長い粒子、凝集体の除去 | 1.0–1.6 | 振動遮断装置に取り付け、棄却収集ボンベのスペースを確保してください |
| 製品シロと梱包ステーション | ブレンディングサイロ、ビッグバッグまたはバルブバッグ充填、パレタイジング | 2.0–3.5 | ライン端からではなく、側面からフォークリフトのアクセスが必要 |
| 駅間の作業間隔 | サービスアクセス、ケーブルとホースの配線、排水 | 0.3–0.5 個、2.5 個–4.0 合計 | 初稿レイアウトで最も忘れられがちなアイテム |
SHJ-75ラインの場合、中点を加算すると約20メートルとなり、これは18～22メートルの計画範囲にぴったり収まります。他のクラスについても同様に行うと、ほとんどの複合プラント設計者が使用する基準長が得られます。これらの値はライン長であり、ベイ長ではありません。ベイには、材料の供給のための送り口と、パレットの取り出しのための荷受け口が必要であり、それぞれ通常2.0～3.0メートルです。
典型的な全体線長とベイ長
| モデルクラス | ライン長、ストランドペレタイジング（m） | ライン長、水環または水中 (m) | 推奨ベイ長さ（m） | 水浴槽の長さ（m） |
|---|---|---|---|---|
| SHJ-35 | 8–11 | 7–9 | 13–16 | 2.0–3.0 |
| SHJ-52 | 12–15 | 10–12 | 17–20 | 3.0–4.0 |
| SHJ-65 | 15–18 | 12–15 | 20–24 | 3.5–5.0 |
| SHJ-75 | 18–22 | 15–18 | 23–28 | 4.0–6.0 |
| SHJ-95 | 22–28 | 18–23 | 28–34 | 5.0–6.0 |
| SHJ-135 | 28–35 | 23–29 | 35–42 | 6.0–8.0 |
ペレタイジング方法の選択はライン長さに最も大きな影響を与える要因であり、Kerkeは6つのバリエーションを提供しています：水冷ストランドペレタイジング、空冷ストランドペレタイジング、空冷ダイフェイスホットカット、水リングダイフェイスホットカット、偏心水霧ホットカット、完全水中グラナレーション。水リングおよび水中システムでは、水浴槽とエアナイフドライヤーが削除され、コンパクトなプロセス用水ループ、遠心ドライヤー、および水槽に置き換えられます。その結果、ラインの長さは3～5メートル短くなりますが、横方向のスキッドフットプリントは6～10平方メートル増加し、プロセス用水の処理要件もより厳しくなります。低粘度のグレード、粘着性のある熱可塑性エラストマー、および安定したストランドを形成しない高充填化合物の場合、このトレードは任意ではなく、ワークショップは最初からそれに基づいて計画する必要があります。
幅計画: メンテナンス通路とねじ引き出しエングルフ
幅は、ほとんどの複合成形ワークショップのレイアウトで失敗する要因です。長さは図面上で明らかですが、幅はそうではありません。ツインスクリュー押出機は狭い機械で、ベースフレームの横幅は通常1.2～1.8メートルです。経験の浅いプランナーはこの数値を見て、ラインが4メートルのベイに収まるだろうと判断します。そうではありません。バレルを開く必要があり、スクリューシャフトを外す必要があり、サイドフィーダが横方向に突き出し、真空スキッドが横に配置され、機械が熱い状態のまま、ツールを持った2人が互いに通過しなければなりません。
1.2メートルの通路規則
統治原則は、機械の主中心線の両側に、少なくとも1.2メートルの明確なメンテナンス通路が存在することです。これは、機器の最も広い突出部からではなく、ベースフレームから測定されるものです。これは、機械への永続的アクセス手段に関するISO 14122のアクセスおよびエグレスの理念と、熱い機器に関する一般的な産業慣行と整合します。実際には、オペレータ側は1.5メートルに広げるべきです。なぜなら、コントロールキャビネット、給料再充填ステーション、およびサンプリングポイントがそこに存在するからであり、25キログラムのバッグを運ぶオペレータは、レンチを持つ技術者よりも多くのクリアランスが必要だからです。
投影を加えることで、ラインごとのコロナリ幅が現実的になります。サイドフィーダーを備えたSHJ-65の機械本体は、横幅がおよそ2.2～2.6メートルです。したがって、コロナリは2.4メートルの機械幅に1.5メートル、さらに1.2メートルを加えると、約5.1メートルになります。サイドフィーダーとサイド脱ガスユニットを備えたSHJ-135は、機械幅が3.8～4.5メートルに達し、コロナリ幅は7メートルを超えます。以下の表は、コンセプト段階で使用された数値をまとめています。
モデルクラスによる通路幅とねじ引き出しクリアランス
| モデルクラス | サイドフィーダー付きマシン幅（m） | 推奨された廊道幅（m） | 48 L/Dでのねじ長さ(m) | 引き出し可能封筒、ネジ + 1.5 m (m) |
|---|---|---|---|---|
| SHJ-35 | 1.4–1.8 | 4.0–4.5 | 1.7 | 3.2 |
| SHJ-52 | 1.8–2.2 | 4.5–5.0 | 2.5 | 4.0 |
| SHJ-65 | 2.2–2.6 | 5.0–6.0 | 3.1 | 4.6 |
| SHJ-75 | 2.6–3.2 | 5.5–6.5 | 3.6 | 5.2 |
| SHJ-95 | 3.0–3.8 | 6.5–7.5 | 4.5 | 6.0 |
| SHJ-135 | 3.8–4.5 | 7.0–8.5 | 6.4 | 7.9 |
引き出し式の通路をどこに置くか
引き出しエンベロープは、通路余裕に吸収されるのではなく、独自の決定に値するものです。セグメント化された共同回転ツインスクリュー押出機のスクリュー軸は、機械軸線に沿って引き出され、予約された距離は、軸の長さに加えて、抽出トロリー、昇降スリング、およびその背後に立っている技術者のための1.5メートルの安全余裕と等しいものです。48 L/Dで構築されたSHJ-75の場合、軸の長さは3.6メートル、エンベロープは5.2メートルです。52 L/Dの場合、同じ機械には5.4メートルが必要となり、56 L/Dの場合には5.7メートルが必要となります。
そのスペースを確保するための実用的な方法は三つあり、それぞれに建物面積のコストがかかります。
- 金型端部の軸方向の予備スペース。 シャフトが自然に進む方向に出てくるため、技術的には最もきれいです。 問題は、下流の装置がまさにそのスペースを占有しているため、水浴槽とペレタイザーを車輪付きまたはレールに取り付けたフレームに設置する必要があることです。 これは、SHJ-75クラス以上のケルケ線で推奨される配置であり、永久的な床面積を増やすことなく、ロールバック路線を妨げないようにするという規律だけが必要です。
- ドライブ端に軸方向の予備スペース。レイアウトでモーターを壁に接する場合に使用します。レンタルシェルではほとんど実用的ではありません。
- クレーンと分割的アプローチによる側方抽出。 バレルの各セクションをずらし、ひとつずつ引き上げ、シャフトを段階的に引き出します。 これには軸方向の余裕が少なくなりますが、クレーンの範囲と通路の幅がより広く必要となり、通常は抽出側で2.0メートルではなく1.2メートルです。
どのルートを選択する場合でも、その通路は床にマークされ、保管ゾーンとして扱われる必要があります。工場の監査で最もよく見られる問題は、引き出し式の通路が静かにパレットパークになってしまったことです。ハードな切り替えを行う際に最初にネジを外す必要があると、メンテナンスの時間が倍になります。エポキシのトッピングを施したときに施される、対照的な色の永久的な床マークは、費用はかからず、数時間を節約できます。
サイドフィーダと真空ステーションの側面要件
サイドフィーダーは主要な横方向の消費機です。SHJ-75のガラス繊維または鉱物充填剤用のツインスクリューサイドフィーダーは、バレルから0.9～1.4メートルの位置に投入され、独自のホッパー、駆動装置、および小さなプラットフォーム上に往々にして重量損失スケールが設置されています。たとえば、ガラス繊維を1つの位置に、鉱物充填剤を別の位置に必要とする配合物では、両方のサイドフィーダーを同じ側に配置することが多く、バレルのメンテナンスのために対向する通路を清潔に保つことができます。レシピに油、可塑剤、またはシラネを供給する液体フィーダーが必要な場合、インジェクションポンプのスキッドはさらに0.6～1.0メートルを追加し、流出を防ぐために束ねられた床面積が必要になります。
真空排気ステーションは第二の横方向の消費者です。SHJ-95用の分離タンク付き水リング式真空ポンプは、およそ1.2×1.6メートルの面積を占め、真空ポートから3～4メートル離れて設置する必要があります。これは、吸引ライン内の結露と圧力損失を防ぐためです。また、床排水口が必要であり、揮発性が高い作業の場合には、工房排気システムに接続された抽気フードが必要です。真空スキッドを後回しに計画すると、工房では吸引ラインが通路を横切って8メートルも延びてしまうことになります。
クリアー高さ、給食メザニン、クレーンの選択
メインマシンのフロアのクリアー高さは、5～6メートルに計画する必要があります。この数値は、マシン自体よりも、3つの積み重ねられた要件によって決定されます。エクストラーダの高さはメインホッパーから約2.2メートルです。垂直面積を消費するのは、その上にある重量測定式の給餌配置、バレルトレインをサービスするために必要なクレーン、またバルクハンドリングプラントでは、メザニンに供給する運搬およびサイロ構造です。
垂直スタックの構築
完成した床から上方に向かって、典型的な混合ベイは次のように積み重ねられます。エクストラーダの中心線は1.0～1.3メートルです。主なトホル開口部は約1.9～2.3メートルです。重量損失フィーダは重力によってそのトホルに排出され、その排出口の先端がそのトホルより0.4～0.6メートル上に位置するため、フィーダプラットフォームのデッキは3.0～3.5メートルになります。フィーダの上には、リフィルホッパーまたは真空輸送受け口が1.0～1.5メートル必要となり、供給アセンブリの上部は約4.5～5.0メートルになります。クレーンのフックは移動中にこのアセンブリをクリアする必要があり、クレーンのギヤはフックの上に位置します。
実用的な結果として、オーバーヘッド移動クレーンを備えたベイでは、下部フックの高さが5.0～6.0メートル、建物の屋根の高さが7.0～8.5メートルが必要となります。フルブリッジクレーンの代わりに、バレル中心線の上にモノレールホイストを使用する場合は、屋根の高さを6.5～7.0メートルに調整できますが、これにより下流側の装置のクレーンカバレッジが失われます。バレルセクションとスクリューシャフトのみを持ち上げる予定で、ギアボックスとモーターの初期設置には移動式クレーンを導入するだけで満足している工場の場合、モノレールオプションは合理的なコスト削減となります。
クレーントンナージュの選択
クレーンの能力は、日常メンテナンス中に持ち上げられる最も重い部品から選択されます。これはほとんど常にギアボックスではなく、バレルセクションです。セグメント化された機械のバレルセクションは通常、4 Dの長さで、二金属ライナーを備えた鍛造または鋳造合金鋼で作られています。そのため、その質量は直径の立方に比例します。ギアボックスとメインモーターは重いですが、インストールや大規模なオーバーホールの際にのみ持ち上げられます。この際には、モバイルクレーンや一時的なガントリーをローラードアから取り入れることができます。
クリアー高さとクレーン容量計画表
| モデルクラス | 最重量のバレル部（約kg） | ネジシャフトペア（約kg） | メンテナンスクレーン (t) | アンダーホックの高さ（m） | 推奨される屋根高さ（m） |
|---|---|---|---|---|---|
| SHJ-35 | 40–70 | 50–80 | 0.5–1 | 4.0–4.5 | 5.5–6.5 |
| SHJ-52 | 90–150 | 120–180 | 1–2 | 4.5–5.0 | 6.5–7.0 |
| SHJ-65 | 170–250 | 200–300 | 2–3 | 5.0–5.5 | 7.0–7.5 |
| SHJ-75 | 260–380 | 300–450 | 3–5 | 5.0–5.5 | 7.0–8.0 |
| SHJ-95 | 500–750 | 450–700 | 5 | 5.5–6.0 | 7.5–8.5 |
| SHJ-135 | 1200–1800 | 1100–1600 | 10 | 6.0–6.5 | 8.5–9.5 |
二つの詳細事項は、建物の設計者と早期に確認する必要があります。まず、クレーンの滑走路の範囲は、バレルトレインを超えて溶融ポンプ、スクリーンチェンジャー、理想的にはペレタイザーにも及ぶ必要があります。ダイヘッドまでの滑走路では、すべての下流のリフトを搬送車の移動が必要になります。次に、クレーンはローラードアに到達できるようにする必要があります。これにより、部品を直接トラックのベッドに下ろすことができます。クレーンが機械をカバーできるが、ドアに到達できない場合は、すべての部品交換で、完成したエポキシの床を横切ることになるため、非常に面倒な作業となります。
メザニン構造に関する注意事項
給餌メザニンには重量式給餌装置が設置されています。重量式給餌装置は、その構造がどの程度正確であるかによってのみ正確性が保証されます。ロスインウェイト給餌装置はグラム単位で質量変化を測定することができます。そのため、エクストラーダベース、ブロワー、または近くのフォークリフト通路から伝達される振動は、投薬ノイズとして認識されます。メザニンは、エクストラーダフレームから構造的に独立したものでなければなりません。柱は、機械基盤から離れたスラブ上に設置され、通常は250ではなく500メートルのスパンで設計されるべきです。デッキの生重量は500から750キログラム/平方メートルで、給餌装置、補充バッグ、およびパレットトラックを運ぶオペレーターをカバーします。階段の幅は900ミリメートルで、上部にある踏み台では25キログラムのバッグを安全に運ぶことができます。3メートル以上の高さでは、手動運搬よりも小型のサービスリフトまたは真空バッグリフターを使用することが強く推奨されます。
補助ゾーン: 倉庫、混合室、実験室、サービス室
生産棟は通常、建物全体のわずか35～45％を占めるだけです。残りの部分は原材料の保管、混合前処理、完成品、品質管理、電気・機械サービスルーム、および循環部です。この部分を過小評価することは最も一般的な計画上の誤りであり、多くの混合工場が稼働から1年以内に通路にバッグが積み上げられているのはこのためです。
原料倉庫の規模設定
原材料の保管容量は、企業が必要とする在庫期間に基づいて決定されます。ほとんどのコンパウンドメーカーでは、15日から30日です。計算は簡単です。ラインのスループットを取り、それを日当たりの運転時間と月当たりの運転日数で掛け、パレット位置に変換します。SHJ-65ラインが、1時間当たり300キログラムを20時間運転した場合の例を挙げると、1日あたり6トンになります。20日間の在庫は120トンです。25キログラムの袋1トンごとに、2つのパレット高さで床に積み上げると、60の床位置になります。1位置あたり1.2平方メートル、フォークリフトの循環に対するアイレの係数が1.8であるとすると、倉庫の要件は約130平方メートルです。
SHJ-95ラインで1200キログラム/時間の計算をすると、24トン/日、20日間で480トンとなり、約520平方メートルの床面積のストレージが必要になります。この規模では、経済性はバルトハンドリングに決定的にシフトします。ベース樹脂は屋外シロの内に移され、空気圧送管で給送メザニンに運ばれます。填充剤、添加剤、顔料のみが袋入りストレージに残されます。建物の壁の外にある2つの60立方メートルのシロは、通常、化合物メーカーが購入する最も安価な床面積である約300平方メートルの床面積を置き換えます。ラッキングが床面積積み重ねの代わりに使用される場合、3段階の選択的ラッキングで床面積はほぼ半分になり、倉庫ゾーンの高さが高くなり、フォークリフトに十分なリフトが必要になります。
前混合および混合ゾーン
ほとんどの混合レシピでは、主流の流れを管理するウェイト損失フィーダーを使用する場合でも、少量の添加物パッケージでは、直接0.1％の配分を行うことは実用的でないため、事前混合ステップが有益です。標準的な配置は、下に冷却ミキサーを備えた高速ミキサーです。500リットルの高速ミキサーは、バッグ投棄ステーション、ダスト除去フード、排出コンテナー、およびオペレータスペースを含めて約25～40平方メートルを占めます。1000リットルのセットでは40～60平方メートルが必要です。Kerkeは、付属機器の一環として高速ミキサーを提供しており、実用的なレイアウトのルールは、混合ゾーンが原材料倉庫に隣接しており、給餌メザニンに接続されていること、また生産ベイの遠い側に配置されていないことです。そうすると、各バッチがラインを横断する必要がなくなります。
バッグ投棄ステーションは粉塵源であり、最初から専用の抽出フード、空のバッグを圧縮する機械、湿式洗浄が可能な床仕上げなど、適切に対応する必要があります。アンチモン三酸化物、アンモニウムポリリン酸、タルク、炭酸カルシウム、またはアルミニウム水酸化物の粉末を取り扱う場合、投棄ステーションは後にこのガイドで取り上げられる粉塵爆発評価の焦点となります。
品質管理研究所
現地の実験室を備えていない混合工場では、推測に頼るしかありません。混合工場のための機能的な品質管理実験室には、40～70平方メートルの面積が必要で、定められた機器セットが設置されています。これらの機器のいくつかは高温になるか、蒸気を発生するため、実験室には独自の換気設備が必要であり、単に生産棟の一角に分割されたスペースとして設置することはできません。
| 実験室のアイテム | 目的 | Footprint (m)²) | 必要なサービス |
|---|---|---|---|
| 溶融流動率テスター（MFR） | バッチ間の粘着性の一貫性、劣化の監視 | 2–3 | 単相電源、局所的な煙抽出 |
| ユニバーサル試験機 | 引張強度、破断時伸び率、曲げ剛性率 | 6–9 | レベル床、クロスヘッドの上方が明確 |
| 衝撃試験機（イゾド・シャルピ） | ノッチインパクト強度の検証 | 3–4 | ベンチマウント、ノッチングカッター付き |
| UL 94 燃焼室 | 試料の不燃性等級 | 4–6 | 外部への専用排気ダクト、燃料ガス供給、消火器 |
| 試料射出成形機 | ペレットから標準試験棒の製造 | 8–12 | 三相電源、冷却水、圧縮空気 |
| ムッフル炉と湿度分析装置 | 灰分含量、充填材の量確認、水分含量 | 3–4 | 耐熱ベンチ、抽出フード |
| カラメーターとライトボックス | マスターバッチと化合物の色合わせ | 3–5 | 制御された照明、安定した温度、直射日光がない |
| サンプル保管および保存棚 | トレーサビリティのための生産ロットごとの保存サンプル | 6–10 | 涼しく乾燥しており、ロット番号でラベル付けされています |
植物がISO 9001の認証を取得する予定である場合、または自動車および電気関連のお客様にサービスを提供する場合は、文書作成のための小さなオフィスエリアを実験室内に設置し、また、原材料の検査と生産テストが競合しないように、倉庫の近くに独立した入庫検査ベンチを設置します。
完成品と出荷
完成品の保管容量は通常、生産量の10日から20日分に設定されます。これは、化合物メーカーが通常は注文に基づいて生産するため、原材料バッファよりも少ない量です。同じパレット計算法が適用されます。異なるのは、取り扱い要件です。25キログラムの袋に入ったペレットをパレット化してストレッチラップで包んだもの、500から1250キログラムの柔軟な中間バルクコンテナ、または大量の商品化合物のために道路タンク車にバルトされたものです。これらはそれぞれ異なる出荷用のベイが必要です。袋詰め製品には標準的なドック高さの積み込みベイが必要です。バルクコンテナの取り扱いには、充填ポイントでブームアタッチメントを備えたフォークリフトと高いクリアー高さが必要です。タンク車の積み込みには、ブロワーと完全に積載された車両を支えるハードスタンドを備えた屋外ベイが必要です。
ユーティリティのサイジング：トランス容量、冷却水、圧縮空気
ユーティリティルームは実際の寸法を持つ物理的な空間であり、荷重が計算されるまではそのサイズを決めることはできません。コンパウンド工場には、床面積を消費する四つのユーティリティシステムがあります。これらは電気供給と配線、プロセス冷却水、圧縮空気、そしてダスト除去です。それぞれに、建物のコンセプト段階で十分に正確な簡易な見積り方法があり、建設前に資格のある電気および機械設計者によってさらに改良する必要があります。
トランス容量の推定
標準的な方法は、工場内のすべての負荷の設置電力を合計し、需要係数を適用し、電力因子を修正して余裕を加えることです。複合式の工場では、需要係数は0.7から0.8の間にあります。バレルヒーターは稼働開始時にのみ全負荷を引き出し、その後25から35パーセント程度でサイクルします。メインドライブはほとんど名表面値で稼働しません。式として表すと、トランスの定格値は、合計設置キロワットを0.7から0.8の需要係数で掛け、約0.9の電力因子で割った後、将来の拡張のために20から30パーセント増やしたものです。
SHJ-95ラインの単一の例を用いて算出すると、メインドライブは400kW、バレルヒーターは合計100kW、サイドフィーダ、グラビメトリックフィーダ、溶融ポンプ、スクリーンコンバーター油圧ユニット、真空ポンプが約45kW、下流のウォーターバスポンプ、ブロワードライヤー、ペレタイザー、振動スクリーン、ペレット輸送が約45kW、高速ミキサー、冷却水ポンプ、タワーファン、空気コンプレッサー、ダストコレクター、建物の照明と換気などの共通サービスが約160kWとなり、合計インストール負荷は750kW近くになります。需要係数0.75を適用すると562kWとなり、電力係数0.9で割ると625kVAとなり、25％の余裕を加えたら781kVAとなり、800kVAのトランスフォーマーが選択されます。同じロジック上のSHJ-65ラインは通常500kVAのユニットに収まり、3つの中規模ラインを持つプラントでは通常1250～1600kVAが必要となります。
冷却水の負荷と流量
プロセス冷却には二つの明確な役割があります。一つは、糸や丸玉が凍結される際にポリマー溶融体のエンタルピーを除去することです。もう一つは、バレル冷却回路、ギアボックスオイルクーラー、および真空ポンプシールウォーターから熱を除去することです。溶融体凍結の役割は、生産量と溶融体温度と排出温度のエンタルピー変化から計算されます。ポリオレフィンを約230℃から60℃に冷却する場合、結晶化の潜熱を含めると、エンタルピー変化は大まかに450から470キロジュール/キログラムです。1200キログラム/時間であれば、約153キロワットの熱を排出することになります。
熱負荷を水流量に変換するには、水の比熱を使用します。毎時間の立方メートルの水流量は、熱負荷（キロワット）を3600で掛け、4.186で温度上昇（ケルビン）を除して、さらに1000で除きます。5ケルビンの温度上昇の場合、153 kWは約26立方メートル/時間を必要とします。メインドライブ定格の10～18％、ギアボックスオイル冷却の2～3％、そして真空シールウォーターを加えて、SHJ-95ラインの全システム負荷は、同じ温度上昇の場合、概ね210～240 kW、または36～41立方メートル/時間になります。
| ユーティリティ | SHJ-52 線 | SHJ-65 線 | SHJ-75 線 | SHJ-95ライン | 部屋/ゾーン面積（m）²) |
|---|---|---|---|---|---|
| 設置済みの電気負荷の合計 (kW) | 200–260 | 340–430 | 470–580 | 700–820 | — |
| トランス選択 (kVA) | 250–315 | 400–500 | 500–630 | 800–1000 | 変電所 40–70、LVルーム30–50 |
| プロセス冷却負荷（kW） | 40–55 | 70–95 | 110–150 | 210–240 | — |
| 5 Kの上昇時の冷却水流量（m）³/h) | 7–10 | 12–17 | 19–26 | 36–41 | タワー、タンク、ポンプスキッド 25–60 |
| ストランドバス用冷水（kW） | 10–15 | 18–28 | 30–45 | 50–75 | チラープラント 15–35 |
| 圧縮空気(m)³/分（0.7 MPa） | 0.6–1.2 | 0.8–1.6 | 1.2–2.2 | 1.8–3.2 | コンプレッサ室 20–40 |
| ダスト除去量（m）³/h) | 3000–5000 | 4000–7000 | 6000–9000 | 8000–14000 | フィルタハウス 20–45 |
冷却システムに関して、二つの設計上の注意事項があります。まず、夏の湿球温度が高い気候では、単独のオープン冷却塔では、ストランドバスが安定した淹れ込みを行うために必要な25～30℃の水を供給できないため、チラーがバスの冷却を担当し、塔がバレルとギアボックスの冷却を担当する必要があります。このような回路を分割することは、すべてを冷却するよりもはるかにエネルギー効率が高いです。次に、ストランドバスの水には微粒子や添加剤の残留物が付着するため、サイドストリームフィルターと定期的な排水と補充の手順が不可欠です。汚れたバスを直接プレートヒートエクチャンターに流すことは、汚れによって生産を一週間停止させる確実な方法です。
圧縮空気と粉埃除去室
複合ラインの圧縮空気需要は、通常の配置である圧縮機ではなくルートブロワーを使用した空気輸送の場合は小さいものです。計測および制御用の空気、ストランドバスでのエアーナイフ、空気式スライドゲート、およびダストコレクターのパルスジェット式洗浄機を合わせると、0.7 MPa で毎分 1 から 3 キュービットメートルの空気が必要となります。冷却乾燥装置、フィルターセット、1 から 2 キュービットメートルの受け皿を備えた 11 から 22 kW のスクリューコンプレッサーは、20 から 40 平方メートルの音響処理された室に収まります。コンプレッサ室を外壁に設置すると、吸入と熱放散が簡素化され、冷たい気候では廃熱を倉庫に導くことができます。
ダストの除去には、隅ではなく、専用の部屋が必要です。バッグダンプステーション、ミキサの排出口、ペレット輸送受け口、振動スクリーンを供給する中央のパルスジェットバッグハウスは、中規模のプラントでは、6000～14000立方メートル/時間を処理します。フィルタハウスには、20～45平方メートルの面積、爆発を防ぐ安全な屋外エリアへの通路、フィルターバッグを取り出すための上部のスペースが必要です。重要なのは、可燃性粉末が存在する場合は、除去された空気を作業場に再循環しないことです。つまり、補給空気システムは、完全な除去量に対応するサイズにする必要があります。
作業領域の計算: 単一ラインから完全な工場まで
ラインの長さ、廊下の幅、引き出しの範囲、および付随的要件が確定すると、総面積の計算は二段階のプロセスになります。第一段階では、ライン自体の生産棟面積が計算されます。第二段階では、工場全体の乗数が適用され、倉庫、混合、実験室、公共施設、オフィス、設備、および循環部が考慮されます。混合工場の乗数は、2.2から2.8の間で安定しており、外部シロの使用と在庫周期が短い工場では下限が適用され、30日間の袋入り原料を保有し、完全な試験室を運営する工場では上限が適用されます。
ステップ1：生産地域
生産ベイは、ベイ長さを回廊幅で掛け、ロールバックパスと共有していない場合は引き出し回廊を加え、シフト供給の袋と添加物の事前計量が保管される15～30平方メートルのローカル材料積載エリア、コントロールデスクと文書作成ステーション用の6～10平方メートルを加えて計算します。これらの項目をSHJ-65ラインに加えると、ベイ長が20～24メートル、回廊幅が5.0～6.0メートルとなり、純粋なラインフットプリントは100～144平方メートルになります。積載、コントロール、および引き出しスペースを加えると、合計180～260平方メートルとなり、これはほとんどの複合プラント設計者が中規模ラインに対して引用する数値です。
ステップ2：全植物倍率
乗数を適用すると、生産棟が建物全体の要件に変換されます。以下の表では、主要なモデルクラスと二つのマルチラインシナリオにわたって計算を実行しています。並列ラインの効率性に注目してください。SHJ-75ラインを並列に配置すると、中央の給水メザニン、冷却水トランク、ダスト除去システム、およびラボが共有され、独立した二つのプラントの単純な合計から10～15％削減できます。
| シナリオ | 名目出力量（kg/h） | 生産棟 (m)²) | 乗数 | 全植物面積（m）²) | 相対資本集約度 |
|---|---|---|---|---|---|
| シングル SHJ-35 パイロットライン | 20–50 | 80–120 | 2.2 | 180–265 | 低 |
| シングルSHJ-52マスターバッチライン | 100–200 | 120–170 | 2.3 | 275–390 | 低～中 |
| シングルSHJ-65混合ライン | 200–400 | 180–260 | 2.4 | 430–625 | メディア |
| シングル SHJ-75混合ライン | 400–700 | 240–320 | 2.5 | 600–800 | 中～高 |
| シングル SHJ-95 高容量ライン | 800–1500 | 350–450 | 2.5 | 875–1125 | 高 |
| シングル SHJ-135 大規模ライン | 2000–3500 | 500–650 | 2.6 | 1300–1690 | 非常に高い |
| 並列にした2本のSHJ-75ライン | 800–1400 | 430–550 | 2.3 | 990–1265 | 高 |
| 混合プラント: SHJ-52 + SHJ-65 + SHJ-95 | 1100–2100 | 600–800 | 2.4 | 1440–1920 | 非常に高い |
全植物領域の分布
多重化率がどこにあるかを確認するのに役立ちます。総面積約700平方メートルの代表的な単一のSHJ-75プラントでは、以下の分布が典型的です。割合は在庫管理方針や、プラントが袋詰め製品を販売しているかバルト販売しているかによって変化しますが、ほとんどのプロジェクトでこの形状は維持されます。
| ゾーン | 全面積の割合 | 推定面積（m）²) | キー制約 |
|---|---|---|---|
| 生産棟（ライン、通路、引き出し、ステージ） | 38–44% | 270–310 | クリアな高さとクレーンの範囲 |
| 原材料倉庫 | 18–24% | 130–170 | 床の荷重とフォークリフト通路 |
| 事前混合および混合ゾーン | 5–8% | 35–55 | ダスト除去と爆発分野 |
| 完成品と出荷 | 10–14% | 70–100 | ドックアクセスと車両のターン半径 |
| 品質管理研究所 | 6–9% | 45–65 | 分離した換気と安定した温度 |
| 電気、冷却、空気、およびダスト室 | 8–12% | 60–85 | 外壁へのアクセスと熱放出 |
| オフィス、設備、および通路 | 6–10% | 45–70 | 出口ルートと火災分離 |
この分布からの一つの構造的観察：原材料倉庫はリストの中で最も弾力的な項目です。週ごとの配送を交渉し、屋外に2つの樹脂シロを設置するコンパウンダーは、建物の22％から12％に倉庫を削減でき、700平方メートルの工場では70平方メートルを解放でき、第二のSHJ-52ラインやより優れた実験室を設置するのに十分なスペースとなります。逆に、長期の保存期間と追跡可能性、および複数の顔料バリエーションを求める顧客にサービスを提供する工場では、より多くのストレージが必要になります。これは、建物の寸法を決定する前に行わなければならないビジネスモデルの決定です。
レイアウト構成の比較: 直線型、L型、並列型
複合プラントでは、3つのレイアウト形状が支配的ですが、選択は、プロセスの好みよりもはるかに多くの場合、利用可能な土地の形状によって決まります。それぞれのレイアウトは、材料流れの距離、汚染リスク、および将来の拡張に関して測定可能な影響をもたらします。
直線型構成
直線またはI字型のレイアウトでは、給餌台から梱包ステーションまで、すべてのステーションが一つの軸上に配置されます。 この方法は、溶融路が直接的で、成形金型から溶融槽へのストランドの走行距離が短く安定していること、またすべての装置が単一の視点から見えることから、プロセスエンジニアに好まれています。 材料は一端から入って他端から出るため、原材料倉庫は供給端の後方に、製品倉庫は梱包端の先に配置され、交差することなく、きれいな一方向の流れが確保されます。
コストは建物の長さに依存します。両端に倉庫を備えたSHJ-95の直線では、少なくとも55～65メートルの面積が必要です。この長さが確保できている場合は、この構成を選択することをお勧めします。Kerkeは、フィラーマスターバッチや専用ケーブルコンパウンドなどの単一製品を使用する高利用率の操業では、デフォルトでこの構成を推奨しています。
L字型構成
L型は、下流部を90度に折り曲げます。通常、これはダイスヘッドまたは水浴槽のすぐ後で行われます。浴槽の後で折り曲げることはより安全な方法ですが、ストランドはすでに固化しているため、ガイドローラーアセンブリで回転させることができます。ダイスヘッドで折り曲げると、ストランドを曲がり角を通過させる必要があり、破断率が高くなり、起動が困難になります。うまく実行されたL型は、約4～5メートルの余分な幅を得る代わりに、建物の長さを6～8メートル節約できます。
L型は、柱が30メートルの直線を妨げるような正方形の敷地や建物に適しています。また、給餌端の位置に関係なく、パッキングステーションを出荷口の隣に配置することができます。欠点として、ペレットの輸送路がやや長くなること、細粉が生成する可能性がある追加の移動ポイント、そして角の部分が、意図的に整理整頓された場合を除いて、自然に散乱物を集める罠となることがあります。
ツイン平行線
複数のラインを並列に配置し、中央にメザニンを設ける構成は、複数ラインの工場にとって最も面積効率の高い配置です。節約できる面は、三つの要因から生まれます。一つのメザニンと一つのアクセス階段を使用する代わりに、二つを使用すること、中央ラインに沿って走る共用の冷却水と圧縮空気の配管、ジオメトリーが許す場合は両機に共用のメンテナンス通路を設けることです。二つの独立したラインと比べると、全体の面積が10～15％削減されます。
リスクはクロス汚染です。三メートルの空き床で分離された二つのラインでは、ほこりが交換され、複合化工場では、天然色のエンジニアリングプラスチックにカーボンブラックが付着したり、フレーム耐燃性添加剤が食品接触グレードの製品に現れたりします。緩和策は簡単ですが、建物に計画的に実施する必要があります。ライン間の部分的な仕切壁をメザニン階まで設置し、共有のプレンムではなくラインごとに専用のダスト抽出フードを設置し、ライン間で移動しないようにカラーコード付きのホッパーを備えた別々の給送セットを設置し、明色のベイでは暗色のベイよりもわずかにプラス圧を設定し、各ラインに保管する別々の清掃ツールセットを設置します。
レイアウト比較表
| 基準 | 直線 (I) | L字形 | Twin Parallel | U字型 |
|---|---|---|---|---|
| SHJ-75 の最小プラット長 | 45–55 m | 32–40 m | 45–55 m | 28–35 m |
| SHJ-75 の最小図面幅 | 9–12 m | 14–18 m | 18–24 m | 16–20 m |
| 起動時のストランド安定性 | ベスト | お風呂上がりに折りたたんでおくと便利です | ベスト | 適度 |
| 材料流の交差 | なし | なし | 共有メザニンのひとつ | インバウンドとアウトバウンドは、片端を共有します |
| クロス汚染のリスク | 低 | 低 | パーティションなしの中間～高 | メディア |
| ユーティリティトランクの効率 | 適度 | 適度 | ベスト | 良い |
| 追加ラインの追加の容易さ | よし、並列のベイを追加しよう | 難しい、ジオメトリーはコミットされている | ベストなので、モジュールを繰り返してください | 貧しい |
| 単位生産あたりの相対的建設コスト | メディア | メディア | 低 | 低 |
第四の配置は、U字型で、原材料を建物の同じ端に入れ、製品を同じ端から出す。これは最もコンパクトなオプションであり、非常に小さな土地や都市部の場所に適していますが、入出荷物のロジスティクスが単一のドックエリアを共有することを強制し、原料粉と完成品の粒の分離を維持することが困難になります。炎抑制剤粉末や食品接触グレードを扱うコンパウンダーの場合、共有ドックは真のコンプライアンスリスクとなり、U字型は、他に選択肢がない場合を除き避けるべきです。
換気、粉塵爆発防止、および火災分類
混合工場は同時に高温環境、粉塵環境、可燃物環境です。建物はこれらすべてに対応しなければなりませんが、その対応策は面積を消費します。メイクアップエアプレナム、フィルタハウス、爆発防止路、出口回廊などは、設備リストに表示されることのない床面積です。
換気率と熱除去
混合用ベイの一般的な換気は、通常、毎時8から12回の空気の交換を指定します。6メートルの高さの300平方メートルのベイでは、体積は1800立方メートルです。したがって、毎時10回の空気の交換は、供給と排気の毎時18000立方メートルに相当します。この数値は、熱負荷と照らし合わせて確認する必要があります。なぜなら、夏場では、通常は熱バランスが空気の交換回数よりも重要になるからです。
ワークショップに放出される感覚熱は、バレルヒーターの表面損失、モーターとギアボックスの損失、水浴槽の表面、および熱いペレット流から来ています。計画上のルールとして、設置された駆動および加熱電力の8～12％が室内で感覚熱として利用されます。400 kWの駆動力と100 kWのヒーターを備えたSHJ-95ラインは、およそ40～60 kWを供給します。感覚負荷を除去するために必要な空気流量は、負荷をキロワットで掛け、約2985で割って、許容される温度上昇をケルビンで除いて計算します。10ケルビンの上昇では、60 kWはおよそ18000立方メートル/時間となり、空気変化計算と一致します。暑い気候では、6～8ケルビンの上昇がより現実的であり、要件は22000～30000立方メートル/時間に向かい、高レベルの屋根抽出と低レベルの調温補給空気が実用的な解決策となります。
局所排気は一般的な換気とは別のものであり、追加的に設置する必要があります。金型ヘッドのフードの場合、予算は1500～3000立方メートル/時間、揮発性物質を放出するグレードの場合は水浴式蒸気フードの場合、2000～4000立方メートル/時間、真空排気口の排出の場合、500～1000立方メートル/時間、バッグ投棄ステーションの場合、1500～3000立方メートル/時間です。局所フードは作業場の外に排気する必要があり、そのダクトには、レイアウト上で予約する必要がある床または屋根のスペースが必要です。
可燃性粉塵の評価
合成工場内のすべての粉が可燃物であるわけではありません。評価は、推測ではなく、粉ごとに行わなければなりません。タルク、炭酸カルシウム、アンチモン三酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの鉱物粉は可燃物ではありませんが、依然として吸入可能な埃であり、除去と個人用保護装置が必要です。有機物や炭素系粉は別の問題です。ポリフェノール抗酸化剤、金属ステア酸塩、木塩が木質プラスチック複合材料に使用される木粉、生分解性複合材料に使用されるデンプンはすべて爆発性の埃雲を形成します。ポリマー粉およびペレット処理で生成される微粉は同じカテゴリーに属します。
正しい手順は、各粉末に関する発火性データを取得または依頼することです。具体的には、最大爆発圧力とISO 6184-1またはASTM E1226などの認定された方法で測定された発火指数、および最小発火エネルギーです。これらの値が保護設計に使用されます。ヨーロッパ市場向けのプラントが建設されている場合、粉塵爆発のリスク評価とエリア分類はATEX指令2014/34/EUで規定されている機器に関するものと、指令1999/92/ECで規定されている職場に関するもので、IEC 60079-10-2に従ったゾーニングが行われます。中国のプロジェクトでは、粉塵爆発防止に関するGB 15577と関連するGB電気規格が適用され、北米のプロジェクトでは、NFPA 652とNFPA 654のフレームワークに従い、NFPA 68による爆発排気とNFPA 69による爆発防止システムが適用されます。
レイアウトに影響を与える実用的な保護対策
- 粉体取扱いエリアのゾーン分類 バッグダンプステーション、ミキサー充填ポイント、およびダストコレクター内部は、通常ゾーン21またはゾーン22に分類され、適切な定格の電気機器が必要であり、これらの作業は、フロアが空いている場所ではなく、明確に定められた物理的に区切られたエリア内で行われなければなりません。
- 安全な屋外エリアへの爆発排気。 集塵器には、遮断されていない排気路を備えたリリーフパネルが必要です。 これは、フィルタハウスが外壁に接する唯一の最も一般的な理由であり、ミキシングゾーンの位置を決定します。
- 集熱器と工程の間の隔離。回転弁または化学的隔離装置により、ダクトを通じて工場内に火が広がるのを防止します。
- 結合と接地 粉体処理チェーン内のすべての金属部品は接合され、接地されており、可動型の中間集積容器は、放出前に接地点に接続された導電性のタイプCユニットであるべきです。
- 家事管理設計 ほこりが蓄積しやすい水平面は最小限にし、棚は傾斜にし、可燃性のほこりに対応した真空掃除機を設置する必要があります。 圧縮空気による吹き流しは禁止されています。これは、設計が回避しようとしているまさにその粉塵の雲を生み出すからです。
- 循環しない。 可燃性粉塵源から抽出された空気は、占有空間に戻されてはなりません。つまり、メイクアップエアシステムは、全抽出量に対応するサイズでなければなりませんし、専用のプラントスペースが必要です。
火災分類と避難
中国の建築火災規則GB 50016に従えば、ポリマーのペレット、粉末、および処理油を扱うプラスチック合成工場は通常、可燃固体を対象とするクラスCの生産施設として分類されます。この分類により、許容される火災区分面積、構造の耐火性能の必要基準、および避難ルールが定められます。レイアウト上の実用的な影響として、各火災区分から少なくとも2つの独立した出口が設置され、出口までの最大移動距離が、クラスCの建物に対して規定されているものと、自動スプリンクラー保護が設置されている場合には拡張されます。また、主要な避難通路は、1.4メートル以上の最小幅と、フォークリフトの通行も可能な場合には1.8～2.0メートルの幅が望ましく、清潔に保たれる必要があります。
さらに、設計仕様書に記載するべき項目として、壁と屋根のパネルは可燃性の発泡材のコアではなく、鉛化物コアを使用すべきです。ポリマーを処理する工場では、ポリマーをコアとしたパネルは避けるべきリスクです。ダイヘッドの近くに、蓋付きのスチール製パーパスコンテナを設置し、熱いパーパス材がエポキシ床に落下したり、プラスチックコンテナに流れないようにしましょう。また、スクリーンチェンジャーに供給される油圧駆動装置には圧力下のオイルが入っており、バンドエリアと適切な消火器を数メートルの範囲内に設置する必要があります。
床荷重、平面性、および機器基礎
混合工場の要素の中で、運転開始後に生産を停止せずに変更することができないのはスラブだけです。そのため、最もスペックを高める価値のあるアイテムです。重要なパラメーターは、荷重容量、平坦性、アンカリングと振動制御の設備です。
積載量
SHJ-75 シリーズの完全なライン (機械、ベースフレーム、ギヤボックス、モーター、水を入れた水浴槽、ペレタイザー、スクリーンを含む) は、およそ 25 平方メートルの面積に分散して 10 から 14 トンの重量を持ちます。平均すると、約 0.5 トン/平方メートルになります。この平均値は誤解を招くもので、荷重は少数のベースフットを通して集中した点荷として到着し、隣の倉庫でははるかに高い圧力が発生します。実用的な仕様値は以下に示されています。
| ゾーン | 設計均一荷重（t/m）²) | スラブ厚さ（mm） | 平坦度要件 | 表面仕上げ |
|---|---|---|---|---|
| エクストラーダと下流のベイ | 1.5–2.0 | 200–250 | ±2 mの直線上で3 mm、装置ゾーンでは2 mm/m | エポキシまたはリチウムシリケート硬化剤、マット仕上げ |
| マシンベースと基礎パッド | 2.5–3.5 ローカル | 300–400厚のパッド | 最終平坦 0.05–ベースレールでは0.10 mm/m | 非収縮グロートベッド 30–50 mm |
| 原料倉庫（床積み） | 2.0–3.0 | 200–250 | ±2 mの直線器具の下に4 mm | 硬化剤、耐摩耗性 |
| ラック付き倉庫 | 3.0–ラック下の脚部 5.0 | 250–300 | ラック通路全体での厳しい許容範囲 | ラックベースプレート付きハーダナー |
| 粉体処理および混合ゾーン | 1.5–2.0 | 200 | ±2 mの直線器具の下で3 mm | 静電気防止コーティング、湿式清掃用コブエッジ |
| 配送エリアとドックエリア | 3.0–5.0 | 250–300 | ±4 mm、ドアから排水が離れている | 高耐久硬化剤、接合部の防護 |
基礎、アンカー、振動
現代の共同回転式ツインスクリュー押出機は、堅牢な溶接されたベースフレームに設置されており、巨大な独立ブロックの基礎は必要ありませんが、適切に準備された平面のパッドが必要です。標準的な配置は、機械のフットプリントの下に厚く加工されたスラブセクションであり、そこにキャストされたアンカープレートまたはM20からM30サイズの後付け化学アンカーが付いており、その後に水平化ウェッジ、バレル軸方向に0.05から0.10ミリメートルの精密水平化、および少なくとも60MPaの圧縮強度の非収縮性セメント系グロートでグロート処理が行われます。バレル軸の正確な位置は重要であり、曲がったバレルトレインはスクリュー要素とバレルライナーの摩耗を加速し、ギアボックスとモーターの間の位置がずれるとベアリング寿命が短くなります。
分離に値する振動源には、ストランドペレタイザー、送風乾燥機、真空ポンプ、振動分級機、および空気圧縮機があります。これらの装置の下に設置されたゴム製またはスプリング式の隔離器は、スラブからの振動を防ぎ、これはメザニン上の重量測定式給料装置や実験室内の精密機器にとって最も重要です。圧縮機室と実験室が壁を共有している場合、圧縮機の下に慣性ブロックを設置することで、わずかな追加コストを支払う価値があります。
掘り土塁、排水路、ケーブル配線
ケーブルとパイプのトランケは、スラブとともに注入されるべきで、後から切断されるべきではありません。典型的な配置は、サービス側に沿って走る、幅400～600ミリメートル、深さ400～500ミリメートルのメイントランケで、フォークリフトの横断に耐えられる取り外し可能なチェッカープレートで覆われています。電力ケーブルと冷却水配管はこのトランケを共有します。信号ケーブル、特に負荷セル配線の場合は、電力ケーブルと十分な間隔を置いた別のトレイまたはコンジットで走らせる必要があり、ドージングノイズを誘発しないようにする必要があります。
排水はしばしば無視されがちです。水浴槽、真空分離装置、およびペレタイザーからは水が流れ出ます。それらの周りの床は、およそ百分の一の傾斜でトランサン排水溝に流れるように設計する必要があります。この排水溝は、サイト接続の前にインターセプターを通過させる必要があります。このステップを省略した工場では、浴槽の周りが常に湿っている状態になり、滑りやすくなり、また、流出した製品がプロセスに戻ってくることでペレットの湿気問題の原因となります。
拡張のためのスペースの確保：カラムグリッドとユーティリティヘッドルーム
ほとんどの成功した複合システム事業は、最初のラインを上回る成長を遂げます。最も安価な拡張は、当初の建物に設計されているものであり、最も高価な拡張は、構造の変更、トランスの交換、冷却水の停止が必要となるものです。設計段階で成長のための予備スペースを確保すると、最初に第二ラインを注文したときにそのコストが回収されます。
カラムグリッドの選択
列間隔は、ベイの再配置の柔軟性を決定します。このセクターの工業建築物では、2つの標準グリッドが主流です。9メートルのスパンは、SHJ-95クラスまでの配合ラインとその通路を快適に収容し、ポータルフレームを経済的なものにします。12メートルのスパンは、1ラインと完全な材料配置帯を収容し、またはSHJ-52ペアなどの2つの小規模ラインを収容し、後で設備を再配置する際の自由度を大幅に向上させます。3ライン以上を稼働させることを予定している工場では、製造ホールに12メートルのグリッド、倉庫に9メートルのグリッドを備えることは、構造コストと柔軟性の適切なバランスをとることになります。
どのグリッドを選択しても、ライン軸は列ラインと平行に配置し、メンテナンス通路またはネジ引き出し回廊内に列が入らないようにオフセットする必要があります。単一の不適切な位置に配置された列は、側方からの抽出手順を強制し、プラントの寿命にわたってネジの交換に必要な時間を増やすことになります。
ユーティリティのヘッドルーム: 30% のルール
共有ユーティリティは、初日需要の少なくとも 30% 余裕の容量で規模を決める必要があります。この余裕は、寛大なものではなく、インフラストラクチャを交換せずに第二の回線を接続できる最小限の余裕です。
| ユーティリティ要素 | 建設のために予約する | 今すぐ予約するコスト | 後で改修するコスト |
|---|---|---|---|
| トランスとメインスイッチボード | 30% の予備 kVA、予備出力方法 | 低～中 | 非常に高い、供給停止が必要 |
| 冷却水ヘッダーとポンプスキッド | パイプサイズを一つ上にして、キャップ付き分岐ピースを使用 | 低 | 高、システムの消耗が必要 |
| 冷却塔と水タンク | 第二セルのスペースと基盤 | 非常に低い | メディア |
| 圧縮空気リングメイン | パイプサイズを一つ上げ、将来の各ラインに分離弁を設置 | 非常に低い | メディア |
| ダスト除去ダクトのリーザー | キャップされたブランチとフィルタ領域のヘッドルーム | 低 | 高い。再ゾーニングが必要な場合があります |
| ケーブルトレンチとトレイ | 初日にフルレングスのトレンチを着用 | 低 | 非常に高い、スラブの切断が必要 |
| クレーン滑走路 | ボルトで固定された端止め、伸縮可能な滑走路梁 | 低 | 高 |
| 外壁機械の入口 | 取り外し可能なパネルまたはオーバーサイズのローラードア | 非常に低い | メディア |
建設前の計画チェックリスト
リース契約が締結される前、または基礎が打設される前に、以下の項目が解決され、一般配置図に記録される必要があります。Kerke は、レイアウトパッケージの一環として、お客様とこのリストを検討し、最終的にどの機械ブランドを選択するかに関わらず、同じ規律が適用されます。
- マシンクラス、L/D、およびペレタイジング方法を確認してください。これらの三つの決定により、ライン長、引き出し範囲、および水システムの範囲が決定されます。
- 建物のフットプリントに、マシンの輪郭だけでなく、サイドフィーダ、真空スキッド、および油圧パワーユニットのプロジェクションを含め、正しいスケールでラインを引きます。
- ネジ抜き通路を永久的な保管不可区域としてマークし、そこに柱、ドアスイング、またはダウンパイプが侵入していないことを確認します。
- クレーンのフックの下のクリアー高さを、フィーダーアセンブリの上部とスリングの長さを加えた500ミリメートルと比較して確認します。
- マシンの仕様を決定する前に、需要係数の方法を使用してトランスフォーマーのサイズを調整し、電力供給会社とともに入力電力容量を確認してください。
- 溶融エンタルピーに加え、バレルとギアボックスの負荷を計算し、地元の夏の条件下でストランド浴槽にチラーが必要かどうかを判断します。
- ダストコレクターを明確な爆発緩和路線のある外壁に設置し、分類ゾーンの境界を確認します。
- 生産棟の最も離れた場所からの出口移動距離を確認し、火災分離室ごとに少なくとも2つの出口を確保してください。
- スラブの厚さ、平坦度の許容範囲、およびアンカー設備ゾーンを、単一のまとまった仕様ではなく、ゾーンごとに指定します。
- 第二ラインのフットプリントを予約し、トレンチを掘り、ユーティリティトランクのヘッドルームを30％に設定します。
- 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。HTMLタグ、{プレースホルダー}、および括弧をすべて保持します。フォーマルな技術用語。テキスト: 倉庫、混合ゾーン、および出荷のフォークリフトの回転半径は、通常、荷物を積んだパレットを運ぶカウンターバランストラックで3.5～4.5メートルです。
- 建物への配送ルートを決定します。ドアの幅、ルート沿いの床の荷重量、およびバレルトレインを卸すクレーンまたはガントリーを指定します。
よくある質問
二重ねじ混合押出生産ラインの最小ワークショップ面積はどのくらいですか？
ストランドペレーティングを行う単一のSHJ-65クラスラインでは、メンテナンス通路、スクリューポール通路、およびローカル材料積載を含む生産スペースの面積は180～260平方メートルになると予測されます。より小型のSHJ-52ラインは120～170平方メートルに収まりますが、SHJ-95ラインでは350～450平方メートルが必要です。これらの数値はラインのみの面積を示しています。倉庫、混合設備、実験室、およびユーティリティルームを含む機能的なプラントでは、生産スペースの面積の2.2～2.8倍が必要となります。
典型的なツインスクリュープランプラントとペレット化ラインはどのくらいの長さですか？
フィーダーのプラットフォームからパッキングステーションまでの長さは、SHJ-35の場合は8～11メートル、SHJ-52の場合は12～15メートル、SHJ-65の場合は15～18メートル、SHJ-75の場合は18～22メートル、SHJ-95の場合は22～28メートル、SHJ-135の場合は28～35メートルです。必要なベイの長さを得るには、両端に2～3メートルのエンドアイルを加えてください。ウォーターリングまたは水中ペレタイジングでは、これらの数値は約3～5メートル短くなります。
混合作業所にはどれくらいの高さが必要ですか、4.5メートルの建物を使用できますか？
グラビメトリックフィーダーを備えたラインの場合、クレーンのフックの下に 5～6メートルの明確な高さを確保する必要があり、これは通常、建物の庇の高さが 7.0～8.5メートルであることを意味します。SHJ-35またはSHJ-52ラインでは、4.5メートルの建物でも、フィーダーを短い垂直コンベアで喉に設置するのではなく、メザニンに設置すれば使用可能ですが、この配置は補充に便利ではなく、オーバーヘッドクレーンの設置スペースがありません。SHJ-65以上のラインでは、4.5メートルでは使用できません。
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}、および括弧を保持します。フォーマルな技術用語。テキスト: スクリューを抜くためにどのくらいのスペースが確保する必要がありますか？
ネジシャフトの長さに1.5メートルの安全余裕を加えてください。シャフトの長さは、L/D比にスクリューの直径を掛けたものと等しくなります。そのため、48 L/Dで構築されたSHJ-75のシャフトの長さは3.6メートルであり、約5.2メートルの空間が必要です。同じ機械を56 L/Dで構築すると、シャフトの長さは5.7メートルになります。この空間は、水浴槽とペレタイザーのためのロールバックパスと共用できますが、決して保管スペースにはならないようにしてください。
オーバーヘッドクレーンが必要なのか、それともモバイルクレーンで十分なのか。
SHJ-52以上のラインでは、バルブセクションとスクリュ軸の取り付けや交換、摩耗検査のたびに持ち上げられるため、バルブセンターライン上にオーバーヘッドトラベリングクレーン、または最低でもモノレール式ホイストを設置することを強く推奨します。ギアボックスとメインモーターの一回限りの設置には移動式クレーンで十分です。日常的なメンテナンスに移動式クレーンを頼ることは、バルブセクションを取り外すたびにレンタルを呼び出すことを意味します。これは、交換作業のボトルネックとなります。
水中ペレタイジングは、ストランドペレタイジングよりも多くの床面積を必要とするのですか？
水中および水リング型ダイフェイスシステムでは、3～6メートルのストランド水浴槽とエアナイフ乾燥機が不要になるため、ラインの長さが3～5メートル短くなります。代わりに、ダイの横にプロセス水スキッド、遠心乾燥機、および水タンクが設置されます。通常、横方向の設置面積は6～10平方メートルで、水処理と温度制御が必要となります。 netto 面積は通常ほぼ同じですが、短くコンパクトな建物ができ、粘着性の高いまたは低粘度の材料をより効率的に処理できます。
新しい混合プラントのトランスフォーマー容量をどのように推定しますか？
各負荷（メインドライブ、バレルヒーター、フィーダ、サイドフィーダ、真空ポンプ、溶融ポンプ、下流装置、ミキサー、コンプレッサー、冷却設備、ダストコレクター、ビルサービスなど）のインストールしたキロワットを合計し、需要係数0.7から0.8で乗算し、電力係数約0.9で割り、さらに20から30％の余裕を加えます。SHJ-65ラインは通常400から500kVA、SHJ-95ラインは800から1000kVAに収まります。マシンの仕様にコミットする前に、常に電力供給会社に利用可能な入力電力を確認してください。
ツインスクリュー複合ラインはどの程度の冷却水を必要とするのですか？
溶融クエンチングの負荷を、スループットを熱容量変化で掛け合わせることで算出します。ポリオレフィンの場合、溶融温度から60℃に冷却する場合の熱容量変化は約450から470キロジュール/キログラムです。バレル冷却用にメインドライブの定格の10から18％、ギアボックスオイル冷却用に2から3％、真空ポンプシールの水用に10％を加えます。合計を5ケルビンの温度上昇で流量に変換します。SHJ-65ラインは通常12から17立方メートル/時間、SHJ-95ラインは36から41立方メートル/時間が必要です。
混合工場では、1時間あたり何回の空気の交換が必要ですか?
生産棟の一般的な換気は、毎時8～12回の空気の交換です。この数値を、合理的な熱負荷と照らし合わせて確認してください。なぜなら、設置されたドライブとヒーターの電力の8～12％が室内に熱として残るためです。また、暖かい気候では、熱バランスが重要になります。金型ヘッド、水浴槽、袋の投棄ステーションに設置された局所排気フードは、一般的な換気に加えて、建物の外に排出する必要があります。
混合作業場は自動的に粉塵爆発の危険区域ですか？
自動ではありませんが、通常は少なくとも一つのこのような領域が含まれています。タルク、炭酸カルシウム、アンチモン三酸化物、アルミニウム水酸化物などの鉱物充填剤は燃えないものですが、ポリリン酸アンモニウム、カーボンブラック、酸化防止剤、金属ステアレート、木粉、ポリマー微粉は爆発性の雲を形成する可能性があります。各粉体に対する爆発性試験を実施し、市場に応じてATEX、IEC 60079-10-2、GB 15577、またはNFPA 652およびNFPA 654のフレームワークに従って、バッグダンプステーション、ミキサー充填ポイント、およびダストコレクターの内部を適切に分類します。
どのフロア積載量と平坦度を指定すればよいですか?
エキストルダーのベイには、200～250ミリメートルの鉄筋スラブの上で1.5～2.0トン/平米、床に積み上げられた原料倉には2.0～3.0トン/平米、ラッキング脚の下および出荷ドックでは3.0～5.0トン/平米を指定します。2メートルの直線器具の下で±3ミリメートルの一般的な平坦さは十分で、設備ゾーンでは2メートルあたり±3ミリメートルに引き締められ、最終的な機械平面調整は、平面調整ウエッジと非収縮グロートを使用して2メートルあたり0.05～0.10ミリメートルに達成されます。
後で拡張する予定の場合、どの列間隔を選択すればよいですか?
A 9 メートルのスパンは、SHJ-95 クラスまでのベイごとに 1 本のラインに対応します。これは最も経済的なポータルフレームです。12 メートルのスパンは、1 平方メートルあたりのコストが高くなりますが、ラインとフルマテリアルステージリップ、または 2 本の小さなラインを収容でき、将来の再配置がはるかに容易になります。どのようなグリッドを使用する場合でも、ライン軸を位置付けて、列のいずれかがメンテナンス通路またはスクリューポール通路内に入らないようにします。
同じベイ内で2ラインを稼働させても汚染の問題はありませんか？
はい、ただし、分離は手順だけで管理されるのではなく、意図的に設計される必要があります。ライン間にメザニンレベルまでの部分的なパーティションを設置し、共有のプレンムではなく、各ラインに専用のダスト抽出フードを設定し、フィーダセットと清掃用ツールを専用にしてカラー分類し、明るい色のベイを暗い色のベイに比べてわずかにプラス圧で保ちます。並列の二つのラインは、二つの独立したプラントと比べると、全面積の10～15％を節約できますが、色が重要な作業や食品接触作業の場合には、その節約を安全に行うには、物理的な対策が必要です。
どのくらいの原材料倉庫スペースが必要ですか？
ビジネスモデルが必要とする在庫期間を基準にサイズを決めます。通常は15日から30日です。スループットをトン/日に換算し、在庫期間で掛け、約1トン/パレットで割り、再び積み高で割り、パレット位置ごとに1.2平方メートルを掛け、さらに約1.8のアイレの係数で掛けます。300キログラム/時間のSHJ-65ラインで、20時間のバッグ入り在庫を20日間保有するには、約130平方メートルが必要です。日産量が20トンを超える場合、屋外の樹脂シロを使用するほうが、屋内の床面積のストレージよりもはるかに安価になります。
品質管理ラボは生産棟内にあるべきですか?
建物の外壁内に設置する必要がありますが、独立した密閉された室に配置し、独自の換気、安定した温度、および制御された照明が必要です。溶融流量測定器、万能試験機、およびカラメーターなどの機器は、清潔で振動のない環境が必要であり、UL 94 燃焼室には、外部への専用排気ダクトが必要です。実験室は、サンプルが迅速に到達できるように、生産スペースの近くに設置し、可能であれば見学窓を設けますが、決して作業場の開放的な隅に設置しないでください。
結論
ツインスクリュー複合押出生産ラインに適したワークショップエリアは、単一の数値ではなく、派生した寸法の積み重ねであり、派生は常に同じ順序で行われます。マシンクラスは、スループット、モータ出力、およびバレル長を設定します。バレル長とL/Dは、スクリューの引き出し範囲を設定します。ステーションごとのメーター予算は、ライン長を設定し、ペレタイジング方法はその長さを3～5メートルずつ移動します。アイレルールと設備計画は、回廊の幅を設定します。給餌配置とクレーンは、明確な高さを設定します。その後に、補助ゾーンとユーティリティが追加され、信頼性のある総面積が得られます。
簡単に説明すると、SHJ-52ラインは約275から390平方メートルの建物が必要、SHJ-65ラインは430から625平方メートル、SHJ-75ラインは600から800平方メートル、SHJ-95ラインは875から1125平方メートル、SHJ-135ラインは1300から1690平方メートルです。SHJ-75ラインを並列に配置すると、メザニン、配線トランク、実験室を共有するため、約990から1265平方メートルが必要になります。機械の中心線の両側に1.2メートルの通路を確保し、抽出用にネジの長さに加えて1.5メートルを予約し、生産スペースでは床につく荷重を1.5から2.0トン/平方メートルとし、8から12回の空気交換をするように換気を設定し、共有ユーティリティの天井高さを30％確保してください。
Kerkeは、70カ国以上で2,000台以上の機械を稼働させ、19,900平方メートルを超える施設を運営するWanplasの工場で、KTEシリーズのプロジェクトの一部として、実験用エクストラーダからKTE-135D生産機に至るまで、ライン配置図、ユーティリティスケジュール、基礎荷重計画を提供しています。これらには、全ての供給およびペレタイジングオプションが含まれています。 プロジェクトに、混合工程の上流で洗浄とリサイクルが含まれる場合、Wanplas の Polyretec 工場は、ケルケのペレタイジングラインに供給する洗浄ラインを提供し、両工場のレイアウトは、一体化されたプラントが一方向に流れるように調整されています。 Kerkeのエンジニアは、このガイドに記載された同じ寸法論理に基づいて作業を行い、一般的なテンプレートではなく、特定の製造方法、生産量目標、および拡張計画に基づいて建物の規模を決定します。 Wanplasブランドは、輸送、生産能力、品質基準、および年間無料の予備品の提供に関する共通のコミットメントをすべてのラインに背付け、またオープン工場のポリシーにより、将来の購入者はレイアウトにコミットする前に、稼働中のラインを実際に見学することができます。 対象の出力、製品ファミリ、および図面寸法を送信してください。レイアウトパッケージも同時に提出いただけます。これにより、建物と機械が順序に従ってではなく、共に設計されるようになります。
