Configuração completa da máquina para a fábrica de pellets compostos de flocos de plástico reciclado

Configuração completa da máquina para a fábrica de pellets compostos de flocos de plástico reciclado

O que uma linha de compactação de flocos para pellets tem a ver

A instalação de produção de pellets de composto de flocos de plástico reciclado transforma flocos lavados, secos e irregulares em pellets uniformes, dosáveis e controlados em relação aos contaminantes, que um moldador ou extrusor downstream pode operar sem alterar sua janela de processo. A Kerke, uma fábrica da Wanplas com mais de 12 anos de experiência dedicada na extrusão de compostos, uma instalação de 19.997 metros quadrados, mais de 2.000 máquinas em operação em mais de 70 países e uma equipe de mais de 100 especialistas, constrói essas linhas em torno de uma regra de projeto: cada máquina na cadeia existe para remover uma fonte específica de variabilidade dos flocos.

Essa questão é importante porque o flake não é uma matéria-prima no sentido convencional. A resina virgem chega como um grânulo com uma taxa de fluxo de fusão conhecida, um pacote de aditivos conhecido, uma densidade aparente conhecida e um nível de umidade definido pelo fornecedor. O flocos chega com uma densidade volumétrica que varia de acordo com a geometria do flocos, um teor de umidade que depende do modo como a linha de lavagem foi operada naquela mudança, uma carga de contaminação residual que varia de balde para balde e um histórico térmico que já consumiu parte do pacote de estabilizadores. Uma linha de mistura que trata o flocos como se fossem pellets produzirá pellets com taxa de fluxo de fusão instável, manchas pretas visíveis, cor inconsistente e um nível de umidade que causa espalhamento na oficina de moldagem do cliente.

Este artigo percorre toda a cadeia de equipamentos, máquina por máquina. Para cada unidade, fornece o que a máquina realmente faz, as especificações principais que devem aparecer no cronograma técnico, a lógica de seleção que decide entre as configurações e os erros que se repetem nas linhas que foram configuradas com base no preço e não no comportamento do material. Em seguida, adiciona as tabelas de adaptação que relacionam o tipo de flocos à configuração da linha, duas famílias de máquinas Kerke com tabelas de especificações, uma tabela de recomendações de requisitos para configurações, layout da oficina e figuras de utilidade, e os critérios de aceitação que devem governar a aprovação.

O escopo aqui é intencionalmente estreito e profundo. Trata-se de configuração e parâmetros de hardware, não de seleção de locais, de pessoal ou de autorizações. Tudo abaixo assume que o flake já foi lavado e secado até um estado utilizável e que a questão em questão é quais máquinas, em quais tamanhos, com quais opções, devem ser incluídas na especificação da linha.

Visão geral da linha completa e caminho do fluxo de materiais

O caminho do material através de uma instalação de mistura de flocos é linear, mas os circuitos de controle ao seu redor não o são. Compreender o fluxo torna mais fácil justificar todas as decisões posteriores relativas às máquinas. A sequência abaixo descreve uma configuração padrão para flocos lavados pós-consumo ou pós-industriais que são enviados para um extrusor de dois parafusos co-rotantes de uma única etapa, com pelotização de fios em banho de água.

O flake é descarregado de um saco a granel ou de um bunker de acumulação em um carregador de parafuso ou em uma linha de transporte pneumático. Ele passa por um tambor magnético permanente e um detector de metais antes de chegar a qualquer superfície endurecida. Ele cai em uma cubeta acima do alimentador principal de perda de peso, que mede-o na primeira seção de barril do extrusor de dois parafusos a uma taxa de massa controlada. Aditivos, masterbatch, enchimentos ou estabilizadores são dosados por alimentadores de perda de peso separados, seja na garganta principal ou através de um alimentador lateral mais adiante no barril. Dentro do barril, o flake é transportado, derretido, disperso, homogeneizado e devolatilizado sob vácuo. A mistura sai do extrusor, passa por uma bomba de mistura que estabiliza a pressão, depois por um trocador de tela ou um filtro contínuo que remove a contaminação sólida, depois pela matriz. Os fios são puxados através de um banho de água de resfriamento, desidratados por uma faca de ar e cortados por um granulador de fios. Os grânulos passam por uma unidade de desidratação centrífuga, um secador de leito fluidizado vibratório, um classificador vibratório que remove finos e cortes longos e uma etapa de dedustagem. O grânulo final é transportado para um silo de mistura para homogeneização ao longo das horas de produção, depois para uma estação de pesagem e embalagem automática.

Dois caminhos de retorno funcionam em oposição ao fluxo de material. Os resíduos e os pellets rejeitados do classificador podem ser encaminhados de volta à entrada do alimentador em uma porcentagem controlada. O reabastecimento do filtro ou a limpeza da mudança da tela são coletados separadamente e tratados como material de reprocessamento, nunca sendo alimentados de volta sem controle. A tabela abaixo resume a cadeia como um cronograma do processo.

Passo	Equipamento	Função na cadeia	Variável de controle chave
1	Descarregador de sacos em massa / bunker de buffer	Mantém uma memória temporária de flocos, interrompendo a ligação	Nível, alarme de ligação
2	Carregador de parafusos ou transporte pneumático	Os grânulos são transferidos para o tanque do alimentador	Velocidade de transporte, pressão diferencial do filtro
3	Tambor magnético permanente	Remove fragmentos ferrosos antes do tambor	Intensidade do campo magnético em gauss
4	Detector de metais	Detecta fragmentos não ferrosos e inoxidáveis, ativando a rejeição	Sensibilidade de detecção em mm
5	Alimentador principal de perda de peso	Os metros são fragmentados a uma taxa de massa controlada	Precisão do feed, ciclo de reabastecimento
6	Alimentadores aditivos e micro	Dose de masterbatch, estabilizador, compatibilizador	Precisão de dosagem a uma taxa baixa
7	Extrusor de dois parafusos	Derrete, dispersa, homogeneiza, devolatiliza	Temperatura de fusão, torque, velocidade do parafuso
8	Alimentador lateral	Introduz preenchimento, fibra ou regrindagem leve abaixo da fusão	Velocidade do alimentador lateral, nível de enchimento
9	Devolatilização a vácuo	Extrai umidade, monômeros e resíduos voláteis	Nível de vácuo em mbar
10	Bomba de fusão	Estabiliza a pressão de descarga para a matriz	Pressão de entrada e saída
11	Alterador de tela ou filtro contínuo	Remove a contaminação sólida da fusão	Pressão diferencial através da tela
12	Sistema de moagem e peletização	Forma e corta o pellet	Pressão de fusão, velocidade do cortador
13	Desidratação e secagem	Aporta a umidade do pellet ao valor-alvo	Porcentagem de umidade residual
14	Classificação e despoluição	Remove pó, cortes longos e poeira	Abertura da tela, volume de ar
15	Misturador de silo	Média as variações hora a hora	Turnover do silo, relação de mistura
16	Pesagem e embalagem	Embalado em sacos de 25 kg ou sacos a granel	Tolerância de pesagem

A linha de compactação de flakes deve ser especificada a partir da especificação de qualidade dos pellets que o cliente aceitará, e não a partir do flake que estiver disponível neste mês.

Injeção de flocos, transporte e remoção de metal

A seção de entrada decide quantos tempos de inatividade não planejados o resto da linha sofrerá. Os pontes de flakes, a segregação de flakes por tamanho e o transporte de metal. Cada um desses três problemas produz uma interrupção em algum ponto abaixo da linha, se não for tratado no início da linha.

Carregador de parafusos versus transporte pneumático

O carregador de parafuso é a opção padrão mais segura para flocos leves, finos ou fibrosos. Ele move o material de forma positiva, não classifica por peso das partículas e não necessita de uma superfície de filtro grande. Suas limitações são a inflexibilidade de layout e uma superfície de desgaste mecânica. A transferência pneumática é preferida quando o floco deve percorrer uma distância maior, atravessar um corredor ou alimentar várias caixas de recebimento a partir de uma única fonte. Seus inconvenientes são a geração de pó devido ao impacto entre as partículas e a parede, a segregação de frações leves e pesadas no receptor e um filtro que necessita de limpeza regular com pulso reverso. Para flocos com uma densidade volumétrica inferior a aproximadamente 0,15 t/m³, um receptor de transferência a vácuo dimensionado generosamente é a resposta usual, pois um carregador de parafuso simplesmente agitará o material sem transportá-lo.

A densidade volumétrica é o parâmetro que é esquecido

O teor de massa controla se o extrusor pode realmente engolir a capacidade especificada. O flocão de garrafa de PET lavado geralmente fica entre 0,30 e 0,40 t/m³, o flocão de HDPE rígido entre 0,30 e 0,45 t/m³ e o flocão de filme lavado entre 0,10 e 0,25 t/m³, dependendo do tamanho do flocão e da ondulação. Um extrusor de dois parafusos com capacidade de 800 kg/h em alimentação de pellets pode ser limitado volumetricamente a um número muito menor em flocão de filme de baixa densidade, a menos que a garganta de alimentação, a geometria do parafuso de alimentação e, quando aplicável, um alimentador crammer sejam todos adequados ao material real. A prática correta é medir o teor de massa em uma amostra real antes de dimensionar a máquina, e não aceitar um valor genérico.

Camadas de proteção metálica

A proteção metálica deve sempre ser de duas camadas, nunca de uma só. Um tambor magnético permanente ou uma grade magnética remove fragmentos ferrosos de forma passiva e contínua. Um detector de metal então captura aço inoxidável austenítico, alumínio, cobre e bronze, que um ímã não pode segurar. Colocar o detector após o ímã é intencional: o ímã remove os impactos ferrosos de alta frequência para que o detector não seja acionado constantemente e desensibilize o operador aos alarmes.

Unidade de proteção	Especificação típica	O que ele captura	Nota de seleção
Grilha magnética permanente	Campo de superfície de 8.000 a 12.000 gauss	Fragmente ferrosos superiores a aproximadamente 1 mm	Camada de menor custo, que requer limpeza manual a cada turno
Tambor magnético permanente	9.000 a 12.000 gauss, rotação de auto-limpeza	Fragmente ferrosos, serviço contínuo	Preferível para linhas contínuas, sem interrupção de deslocamento
Detector de metais, tipo de canal de gravidade	Fe 1,5 a 2,5 mm, não-Fe 2,0 a 3,5 mm, inox 3,0 a 5,0 mm	Alumínio, cobre, latão, inoxidável	A sensibilidade depende da abertura da cuba; uma abertura menor detecta partículas menores
Detector de metais, tipo transportador	Fe 2,0 a 3,0 mm, não-Fe 2,5 a 4,0 mm	Mesmo, com porta de rejeição de correia	Utilizado quando o flocão é entregue em uma correia, em vez de por gravidade
Válvula de flap de rejeição	Resposta inferior a 100 ms	Desvia a lâmina contaminada	O volume de rejeição deve ser suficientemente grande para a latência do detector

Pacote de alimentação gravimétrica com perda de peso

Em um extrusor de parafuso gêmeo co-rotante alimentado com fome, os alimentadores não ajudam no processo, eles o definem. A velocidade do parafuso define a distribuição de corte e permanência, mas o rendimento e a relação de formulação são definidos inteiramente pelos alimentadores. Um pacote de alimentação gravimétrica com baixa precisão tornará instável qualquer métrica de qualidade downstream, independentemente de quão bom seja o extrusor.

Por que perda de peso em vez de volumétrica?

Os dosadores volumétricos medem por rotações de parafuso e assumem uma densidade volumétrica constante. No caso dos flocos, essa suposição é continuamente violada: a densidade volumétrica varia com a distribuição de tamanho dos flocos, com o nível da câmara de alimentação, com a carga estática e com a umidade. Um dosador que mede a massa perde peso continuamente e fecha um ciclo de controle sobre a massa real descarregada, corrigindo a variação da densidade volumétrica em tempo real. Em uma linha de flocos, a diferença entre os dois não é uma refinamento, é a diferença entre um composto controlado e um aproximado.

Conjunto de alimentadores para uma linha típica de mistura de flocos

Uma configuração prática utiliza um alimentador principal de perda de peso para o flocos, um ou dois alimentadores para o enchimento ou uma segunda corrente de polímero, e um alimentador micro para o pacote de aditivos. A Kerke fornece sistemas de medição volumétrica, alimentadores laterais de dois parafusos, alimentadores de compressão, alimentadores de perda de peso e alimentadores líquidos, de modo que o pacote possa ser ajustado ao comportamento do material em vez de ser forçado a um padrão único.

Posição do alimentador	Tipo	Intervalo típico	Precisão	Material manipulado
Alimentação principal	Perda de peso com dois parafusos, garganta larga	50 a 3.000 kg/h	±0,5% da set-point	Floco lavado, recozimento
Alimentação principal para baixa densidade volumétrica	Perdas de peso com o crammer	30 a 1.200 kg/h	±0,5% a ±1,0%	Filme em flocos inferior a 0,15 t/m³
Segundo polímero	Perda de peso por roda dupla	20 a 800 kg/h	±0.5%	Resina virgem para diluição, veículo compatibilizador
Corrente lateral de enchimento	Perda de peso no alimentador lateral	50 a 1.500 kg/h	±0.5%	Carbonato de cálcio, talco, fibra de vidro
Alimentação micro aditiva	Micro perda de peso com um único parafuso	0,5 a 50 kg/h	±1,0% em taxa baixa	Antioxidante, extensor de cadeia, masterbatch de cor
Aditivo líquido	Bomba de dosagem com feedback de fluxo de massa	0,2 a 40 kg/h	±1.0%	Lubrificante líquido, agente de acoplamento, óleo

Três detalhes de configuração separam um pacote de alimentação que mantém a precisão de um que a mantém apenas no dia da aceitação. Em primeiro lugar, o ciclo de recarga deve ser rápido e repetível, porque um alimentador que mede a massa durante a recarga opera volumetricamente e qualquer janela de recarga longa degrada a precisão média. Em segundo lugar, os alimentadores devem estar montados em uma plataforma isolada de vibrações; um granulador ou um ventilador que transmite vibrações para uma célula de carga produzirá um sinal de massa ruidoso que o controlador interpreta como variação de fluxo. Em terceiro lugar, o alimentador micro precisa de um projeto de agitação adequado ao aditivo específico, uma vez que muitos pós antioxidantes e auxiliares de processamento formam pontes facilmente a baixas taxas de descarga.

A máquina principal de dois parafusos: conjunto de especificações principais

O extrusor é a máquina que determina o que a linha pode e não pode fazer. Dez especificações o descrevem de forma completa o suficiente para uma comparação técnica, e uma decisão de compra tomada sem todas as dez é uma decisão tomada com uma imagem incompleta.

Diâmetro do parafuso e rendimento

O diâmetro do parafuso define o envelope volumétrico. Para um extrusor paralelo co-rotante de dois parafusos, o rendimento prático escala-se aproximadamente com o cubo do diâmetro para o mesmo material e velocidade do parafuso, embora em máquinas reais o torque e a transferência de calor limitem essa curva. Em flocos reciclados, o rendimento alcançável a um determinado diâmetro é geralmente de 60 a 85 por cento da figura de alimentação de pellets, porque a densidade em volume é menor e a devolatilização consome a extensão do tanque.

Relação L/D

L/D é a extensão disponível para a realização do trabalho de processamento. Cada função consome a extensão do tambor: alimentação, fundição, mistura, alimentação lateral, ventilação, acumulação de pressão. A tabela da seção seguinte mostra como o orçamento de extensão é utilizado. Como regra geral de configuração para o trabalho com flocos, o L/D 36 é adequado para flocos de um único polímero, o L/D 40 é a escolha mais comum, o L/D 44 é utilizado quando são necessárias duas zonas de vácuo, e o L/D 48 é reservado para formulações muito carregadas, extrusão reativa ou linhas que combinam alimentação lateral com devolatilização em duas etapas.

Momento específico

O torque específico, expresso em Nm/cm³, é o número mais útil para comparar dois extrusores do mesmo diâmetro. Ele descreve quanta força de torque a caixa de engrenagens e os eixos podem fornecer por unidade de volume livre. Uma máquina com maior torque específico pode funcionar a uma velocidade de parafuso mais alta com a mesma temperatura de fusão ou a mesma velocidade com uma carga de preenchimento mais elevada, pois não é limitada pelo torque em primeiro lugar. As máquinas padrão oscilam entre 7 e 9 Nm/cm³. As configurações de alto torque atingem 11 a 13 Nm/cm³ e são a escolha correta para compostos reciclados preenchidos, onde o torque, e não o volume, é o limite.

Construção do tanque, aquecimento e refrigeração

Os tambores são construídos em seções modulares, de modo que a configuração pode ser alterada. Uma máquina típica possui de 8 a 12 seções de tambor, cada uma aquecida individualmente por aquecedores de banda fundidos ou cerâmicos e refrigerada individualmente por um circuito de água macia com controle de solenóide. Os revestimentos dos tambores são nitridados para uso padrão ou bimetálicos para uso abrasivo. Em caso de transporte de flocos reciclados com enchimento mineral, fibra de vidro ou areia residual da lavagem, os revestimentos bimetálicos e os elementos de parafuso resistentes ao desgaste correspondentes não são uma atualização, são uma exigência; as superfícies nitridadas em alimentação abrasiva reciclada podem perder sua vida útil por um múltiplo grande.

Especificação	Valor típico ou intervalo	Por que é importante no floco
Diâmetro do parafuso	20 mm para laboratório a 133 mm para produção	Define a capacidade volumétrica e o limite de rendimento
Relação L/D	36 / 40 / 44 / 48	Determina quantas funções do processo cabem em um tanque
Momento específico	7 a 9 de torque padrão, 11 a 13 de torque elevado, Nm/cm³	Determina se o composto reciclado cheio está limitado pelo torque
Velocidade máxima do parafuso	500 a 800 rpm, dependendo do tamanho	Velocidade elevada aumenta a produção, mas também gera calor de corte no polímero degradado
Potência do motor principal	Dimensionada para o torque e a velocidade, de 11 kW a mais de 1.000 kW	Banco de potência instalado para toda a planta
Redutor	Engrenagens helicoidais endurecidas e polidas, lubrificação forçada, refrigerador de óleo	Frequência contínua a pleno torque, temperatura do óleo monitorada
Seções do tanque	8 a 12 seções modulares	Permite que a ventilação e a alimentação lateral sejam realocadas
Aquecimento do tanque	Aquecedores de banda de alumínio fundido ou cerâmico, controlados por zonas	O controle de zona impede o sobreaquecimento local do polímero degradado
Refrigeração do tanque	Circuito de água macia, válvula solenoide por zona	Resposta rápida aos picos de calor de cisalhamento durante a carga do enchimento
Forro de barril	Padrão nitrido, bimetálico para alimentação abrasiva	Determina a vida útil de flocos reciclados preenchidos ou que contenham areia
Eixo de parafuso	Eixo de alto torque com ranhuras, elementos de aço ferrífero endurecidos	Intercambiabilidade dos elementos e margem de transmissão de torque
Detecção da temperatura de fusão	Termopar de imersão na descarga, mais transdutor de pressão	A temperatura atual de fusão, e não o ponto de referência do tanque, controla a degradação

Configuração do elemento de parafuso e gerenciamento da cisalhamento

A configuração do parafuso é o ponto em que uma linha de mistura é realmente projetada. Dois extrusores com especificações idênticas no rótulo produzirão pellets diferentes se suas configurações de parafusos diferirem, e em flocos reciclados a configuração é mais importante do que em resinas virgens, porque o polímero já perdeu parte do seu margem de estabilidade térmica.

As três famílias de elementos

Os elementos de transporte movem o material para a frente. São descritos pela distância entre eles: uma distância longa transporta mais rapidamente com baixa carga e baixa cisalhamento, enquanto uma distância curta transporta mais lentamente, com maior carga e cria pressão. Os blocos de amassamento realizam o trabalho de dispersão e distribuição. São descritos pelo ângulo de deslocamento entre os discos: 45 graus para a frente é um elemento de mistura moderado, que transporta o material para a frente; 60 graus é mais agressivo; 90 graus é neutro em termos de transporte e proporciona a maior intensidade de cisalhamento local por unidade de comprimento. Os elementos reversos, quer sejam parafusos de transporte com ângulo inverso ou blocos de amassamento reversos, criam um selo de fusão forçando o material a retroceder, o que isola a zona de vácuo e prolonga o tempo de permanência local.

Como é utilizado o orçamento de duração

Em uma máquina de 40 L/D que manipula floco de filme lavado com um fluxo lateral de enchimento, uma alocação de comprimento viável é: 0 a 6 L/D de alimentação e transporte com elementos de passo longo; 6 a 12 L/D da primeira seção de fundição com um grupo de blocos de amassamento de 45 e 60 graus, terminando em um elemento reverso curto; 12 a 16 L/D de transporte e entrada de alimentação lateral; 16 a 22 L/D de mistura dispersiva com blocos de 60 e 90 graus para a umectação do enchimento; 22 a 26 L/D de mistura distributiva com discos estreitos; 26 a 28 L/D de vedação da mistura antes da zona de vácuo; 28 a 34 L/D de devolatilização a vácuo sob baixa carga com elementos de passo longo; 34 a 40 L/D de construção de pressão com passo progressivamente mais curto até a descarga.

Tipo de elemento	Designação	Função principal	Intensidade de corte	Quando utilizado em uma linha de flakes
Transporte de longa distância	Passo de 1,5D a 2,0D	Transporte rápido, baixa taxa de enchimento	Muito baixo	Zona de alimentação, zona de vácuo
Transporte padrão	1,0D de passo	Transporte com enchimento moderado	Baixo	Secções de transição e transferência
Transporte de carga de altura reduzida	0,5D a 0,75D de passo	Criação de pressão	Baixa a média	Zona de descarga à frente da bomba de fusão
Bloco de amassamento dianteiro	KB45	Fundição e mistura distributiva suave	Médio	Grupo de fusão primário
Bloco de amassamento dianteiro	KB60	Maior dispersão, transporte em frente moderado	Médio a alto	Dispersão de enchimentos, humedecimento de pigmentos
Bloco de amassamento neutro	KB90	Máxima cisalhamento local, sem transporte líquido	Alto	Desintegração do aglomerado, dispersão de negro de carbono
Bloco de amassamento reverso	KB45 reverso	Selo de fusão, residência prolongada	Alto	Em frente às zonas de vácuo e aos alimentadores laterais
Elemento de transporte reverso	Rosca de inclinação inversa	Selo de fusão completo com menor cisalhamento do que os blocos inversos	Médio	Antecedência do vácuo em polímeros sensíveis à cisalhamento
Elemento de mistura denteado	Elemento de engrenagem ou turbina	Mistura distributiva a baixa cisalhamento	Baixa a média	Homogeneização da cor em polímero degradado

A regra prática para flocos reciclados é comprar dispersão com o mínimo de cisalhamento que a obtenha. A poliolefina reciclada que chega de uma linha de lavagem já passou pelo menos por uma história de fusão e, muitas vezes, por duas. Cada grau adicional de temperatura de fusão acima do necessário pela fórmula acelera a cisão da cadeia para o polipropileno e a formação de ligações cruzadas para o polietileno, o que se manifesta como variação da taxa de fluxo de fusão no grânulo final. Uma configuração com dois grupos moderados KB45 e KB60 geralmente oferece melhores propriedades do grânulo final do que um único grupo agressivo KB90, mesmo que a configuração agressiva pareça mais forte no papel.

A Kerke desenha conjuntos de parafusos com layout de elementos auxiliado por computador, utiliza uma geometria de co-tipo de amassamento com comportamento de auto-limpeza forte e mantém a intercambiabilidade dos elementos entre as séries, de modo que uma configuração possa ser revisto no local quando a corrente de flocos de entrada se altera. Na prática, uma fábrica de reciclagem mudará várias vezes as fontes de flocos ao longo da vida da máquina, e a capacidade de realinhar os parafusos para um novo material sem ter de comprar um novo conjunto de eixos vale mais do que qualquer configuração individual escolhida na compra.

Sistema de devolatilização a vácuo

A devolatilização é a etapa do processo que mais diretamente separa um grânulo reciclado que se molda limpo de um que produz espalhamento, vácuos e reclamações de odor. Os flocos de plástico residual transportam umidade superficial da lavagem, umidade absorvida em polímeros higroscópicos, resíduos de detergente e surfactante, solvente de tinta de impressão, resíduos de adesivo de etiquetas e produtos de degradação de baixo peso molecular criados por histórias de calor anteriores. Todos estes devem deixar a fusão dentro do tambor, porque qualquer coisa ainda dissolvida na fusão na matriz torna-se um defeito no grânulo.

Vácuo de uma etapa versus vácuo de duas etapas

Um único vácuo com uma bomba de anel de água que atinge aproximadamente 30 a 100 mbar absoluto é adequado para flocos de poliolefina lavados e pré-secados cuja carga principal de voláteis é a umidade residual da superfície. É simples, tolerante ao vapor de água e barato de manter. Uma configuração de dois estágios coloca duas zonas de vácuo separadas ao longo do tambor, geralmente uma após a seção de fundição e outra mais para baixo, e utiliza um vácuo mais profundo na segunda etapa. A primeira etapa remove a carga principal de vapor de água e voláteis leves; a segunda etapa, a 5 a 20 mbar absoluto, remove a fração residual que a primeira etapa não pode alcançar porque a diferença de pressão parcial de propulsão já foi consumida.

Seleção da tecnologia de bombas

Um bomba de anel de água é a escolha padrão quando o vapor extraído é dominado por água. Ela lida com gás úmido sem danos, tolera carry-over e é barata de manter, mas o vácuo alcançável é limitado pela pressão de vapor da água de vedação, razão pela qual plana-se em torno de 30 mbar. Uma bomba de palhetas rotativas alcança um vácuo muito mais profundo, mas é intolerante à água líquida e ao carry-over de polímeros, pelo que deve ser protegida por um condensador e um separador de knock-out. Uma turbina rotativa instalada à frente de uma bomba de apoio aumenta a velocidade de bombeamento a baixas pressões absolutas, o que é o que realmente determina a taxa de devolatilização em uma máquina grande. Em flocos de filme muito impressos, um condensador à frente da bomba não é opcional; sem ele, a bomba acumulará solvente e perderá desempenho em semanas.

Configuração	Vácuo acessível	Alimentação adequada	Resultado volátil residual	Nível de complexidade
Ventilação atmosférica apenas	Ambientee	Reciclagem pós-industrial seca e limpa	Remove apenas o ar transportado	Baixo
Pompa de anel de água de uma única etapa	30 a 100 mbar absolutos	Filo de poliolefina lavado e secado	Umidade normalmente inferior a 0,10%	Baixo
Estágio único com condensador	25 a 60 mbar absolutos	Filme flocado impresso de forma leve	Umidade inferior a 0,08%, odor reduzido	Médio
Estágio duplo, anel de água e válvula rotativa	5 a 20 mbar absolutos	Filme impresso, flocos mistos provenientes de resíduos pós-consumo	Umidade inferior a 0,05%, baixo carry-over de VOC	Médio a alto
Estágio duplo com amplificador de raízes	2 a 10 mbar absolutos	Flocos de PET, polímeros de engenharia, classes críticas em relação ao odor	Umidade inferior a 0,02%, os voláteis residuais mais baixos	Alto

Dois detalhes de hardware determinam se uma zona de vácuo funciona como projetado. A porta de ventilação deve ter um parafuso de enchimento ou um inserto de ventilação que impeça que o derretido suba para a porta; um tambor ventilado que ventila polímero em vez de vapor será desligado para limpeza várias vezes por turno. E a linha de vácuo deve incluir um separador ciclone com um recipiente de coleta acessível, porque pó fino e oligómero sempre serão transportados. Dimensionar o separador de forma inadequada é uma das causas mais frequentes de queda do desempenho de vácuo três meses após a comissionamento.

Posições de ventilação lateral e alimentação lateral

Os dispositivos laterais resolvem dois problemas que não podem ser resolvidos na abertura principal do alimentador: introduzir material de baixa densidade volumétrica em um tambor que já está parcialmente cheio de fusão e permitir que o ar transportado escape sem arrastar pó com ele.

Alimentador lateral

O alimentador lateral de dois parafusos introduz o material em uma seção de tambor abaixo da zona de fundição. Em uma linha de mistura de flocos, é utilizado para três fins. Primeiro, um enchimento mineral, como carbonato de cálcio ou talco, é adicionado após a fusão do polímero, de modo que o enchimento seja encharcado pela fusão em vez de misturado com flocos frios; isto melhora a dispersão e reduz o desgaste na seção de fundição. Em segundo lugar, fibra de vidro é adicionada no final do tambor para preservar a extensão da fibra, uma vez que a fibra adicionada na garganta principal é cortada pelos elementos de fundição. Em terceiro lugar, regrind de baixa densidade volumétrica ou flocos de filme podem ser introduzidos através de um alimentador lateral com uma porta de ventilação dedicada, uma vez que a garganta principal não pode engolir o material volumetricamente.

A posição do alimentador lateral é uma questão de equilíbrio entre comprimento e eficiência. Alimentar a partir de 14 a 18 L/D permite uma grande extensão do tambor para dispersão, mas expõe o material adicionado a mais cisalhamento. Alimentar a partir de 22 a 26 L/D preserva o comprimento da fibra ou o aditivo sensível ao calor, mas deixa menos comprimento para mistura posteriormente. Em uma máquina de 40 L/D que processa poliolefina reciclada preenchida, 16 a 20 L/D é o compromisso comum.

Ventilação lateral

Uma ventilação lateral, às vezes descrita como uma unidade de desgasificação lateral, é um dispositivo de dois parafusos montado em uma porta de ventilação, cujos parafusos rotam para empurrar o pó que escapa de volta para o tambor, ao mesmo tempo que permitem que o gás saia. É essencial quando grandes volumes de ar entram com uma alimentação de baixa densidade volumétrica, porque uma simples ventilação aberta nessa situação fará com que o pó seja espirrado para a oficina e para a linha de vácuo. A ventilação lateral é normalmente colocada no primeiro terço do tambor, acima do derretimento, onde a carga de ar entranhado é maior.

Um resumo compacto de onde cada dispositivo se encontra: ventilação atmosférica ou lateral no primeiro terço do tanque para liberar o ar transportado; alimentação lateral no terceiro terço para o enchimento e a fibra; devolatilização a vácuo no terceiro terço final, onde a fusão está completamente formada e os voláteis podem realmente difundir-se. Colocar uma porta de vácuo muito cedo, antes da fusão completa do polímero, desperdiça a porta, pois as partículas não fundidas simplesmente a obstruem.

Bomba de fusão e estabilização da pressão de descarga

A extrusora de parafusos gêmeos co-rotantes é alimentada por alimentadores, o que significa que seu rendimento é definido pelos alimentadores e sua pressão de descarga é uma conseqüência da resistência downstream que estiver presente naquele momento. Essa configuração é excelente para misturar e péssima para fazer pellets, porque a geometria dos pellets depende de um fluxo volumétrico estável na matriz.

A bomba de engrenagem de fusão instalada entre o extrusor e a unidade de filtração, ou entre o filtro e a matriz, converte um fluxo variável em um quase constante. Ela extrai a fusão a uma pressão de entrada baixa e controlada e a entrega a qualquer pressão de saída que a matriz exigir. O circuito de controle mantém a pressão de entrada constante, ajustando a velocidade da bomba, o que isola o extrusor das perturbações posteriores.

Os benefícios medíveis em uma linha de flocos reciclados são específicos. A flutuação da pressão de saída geralmente diminui de um intervalo de mais ou menos 8 a 15 bar em uma máquina com acoplamento direto para mais ou menos 1 a 3 bar com uma bomba de fusão sob controle de circuito fechado. A distribuição do peso dos pellets se torna mais uniforme, o que é importante para os clientes que dosam por volume. Como o extrusor não precisa mais gerar a pressão total do matriz, a zona de construção de pressão pode ser reduzida e o parafuso pode funcionar com menor preenchimento na seção de descarga, o que reduz a temperatura do fusão em vários graus. Em muitas configurações, isso libera 10 a 20% de capacidade adicional utilizável no mesmo limite de temperatura do fusão.

Parâmetro	Sem bomba de fundição	Com bomba de derretimento	Consequência prática
Flutuação de pressão	±8 a ±15 bar	±1 a ±3 bar	Diâmetro de fio estável, menos rupturas de fios
Dispersão de peso dos pellets	Maior	Reduzido	Maior precisão na dosagem para o usuário final
Temperatura de fusão na matriz	Base	3 a 8 graus Celsius mais baixos	Menor degradação do polímero já reciclado
Produção útil	Base de 100 pontos de índice	110 a 120 pontos de índice	Mais produção na mesma janela de qualidade
Tolerância de carga do filtro	Produção que cai à medida que os filtros se enchem	Produção mantida até o ponto de mudança	Produção consistente entre as mudanças de filtro
Complexidade e manutenção	Baixo	Médio	Unidade aquecida adicional, selos e acionamento para manutenção

A bomba de mistura é mais valiosa em linhas que operam sob a água ou em processos de pelotização com face de matriz em anel de água, onde a estabilidade da pressão da matriz controla diretamente a forma do grão, e em linhas com filtragem pesada, onde a carga do filtro causaria uma queda na produção entre as mudanças de filtro. Em uma linha simples de fio com flocos pós-industriais limpos e filtragem leve, uma bomba de mistura é uma opção razoável e não uma necessidade.

Filtragem do fusão e troca de tela

A filtragem é a etapa que mais diretamente determina o grau comercial do grão final. Duas linhas com extrusoras idênticas podem vender para mercados completamente diferentes apenas porque uma filtra continuamente até 120 malhas e a outra filtra até 40 malhas com trocas manuais de filtro. A escolha correta de filtragem vem do nível de contaminação do flocos e da continuidade do processo desejada, e não de uma preferência padrão.

Tipos de trocadores de filtro

O alterador de tela manual de placa deslizante é o dispositivo mais simples e é aceitável apenas em pós-industriais de reciclagem muito limpos, porque cada alteração interrompe o fluxo. Um alterador de tela hidráulico de pistão único com duas posições permite uma alteração sem parar a extrusora, mas produz uma breve perturbação de pressão e fluxo. Um alterador de tela hidráulico de pistão duplo, com quatro posições, é a configuração principal para flocos reciclados: possui quatro cavidades de tela em dois pistões, de modo que metade da área de filtração pode ser alterada enquanto a outra metade permanece em serviço, proporcionando um caminho de fluxo contínuo com apenas uma pequena ondulação de pressão. As versões de lavagem retroativa redirecionam um pequeno fluxo de fusão através de uma tela carregada para limpá-la, prolongando o intervalo entre as alterações físicas da tela.

Filtros a laser contínuos

Para flocos de pós-consumo altamente contaminados, particularmente material que contenha resíduos de fibra de papel, madeira, borracha ou folha de alumínio, o filtro a laser de autolimpeza contínua é a tecnologia adequada. O derretimento passa por um tambor perfurado, cujos orifícios são perfurados a laser até um diâmetro definido, normalmente de 90 a 250 micrometros. Um raspador remove continuamente a contaminação retida e a descarrega através de um parafuso de descarga. As vantagens são a operação ininterrupta, uma pressão diferencial constante e uma finura de filtração que bloquearia um pacote de malha convencional em poucos minutos com a mesma alimentação. Os compromissos são uma maior complexidade, uma pequena perda contínua de polímero com a contaminação descarregada e uma maior exigência de habilidade de manutenção.

Solução de filtração	Finesse típica	Tolerância à contaminação	Contínuidade do fluxo	Floco mais bem correspondente	Nível relativo de custos
Alterador de placas deslizantes manual	40 a 100 mesh	Muito baixo	Interrompido a cada mudança	Reciclagem limpa de resíduos pós-industriais	Baixo
Pistão hidráulico único, duas posições	40 a 120 mesh	Baixo	Curta perturbação na mudança	Fragmente pós-industriais ordenados	Baixo a médio
Pistão duplo, hidráulico com quatro posições	40 a 150 mesh	Médio	Contínuo, ondulação menor	Flanelado lavado após o consumo	Médio
Duplo pistão com reabastecimento	60 a 150 mesh	Médio a alto	Contínuo	Flocos lavados com carga variável	Médio a alto
Filtro a laser contínuo	90 a 250 micrometros	Alto	Completamente contínuo	Flocos altamente contaminados pós-consumo	Alto
Filtro a laser mais tela de polimento fino	Laser mais 120 a 200 malhas	Alto	Completamente contínuo	Flocos destinados a aplicações exigentes	Muito alto

Construção de tela e pressão diferencial

Uma tela de filtração não é uma única malha. Uma tela de filtração é composta por várias camadas: uma tela de suporte grossa de 20 a 30 malhas, próxima à placa de corte, para suportar o peso, uma camada de filtração principal na malha desejada e, muitas vezes, uma camada intermediária para distribuir o fluxo. Um pacote de reciclagem de poliolefinas comum é composto por 20 malhas de suporte, 40 malhas intermediárias e 80 malhas de filtração principal, com a opção de mover a camada principal para 120 malhas quando a qualidade do floco o permite.

A pressão diferencial através do filtro é o sinal de operação que governa a vida útil da tela. Os transdutores de pressão antes e depois da entrada do filtro alimentam um cálculo diferencial no PLC. Um esquema de controle típico define um limiar de aviso em cerca de 60 a 80 bares de diferença e um ponto de mudança automático ou solicitado em 100 a 120 bares, ajustado para o polímero específico e a pressão de projeto da unidade. Operar além do ponto de mudança não só custa rendimento; aumenta a temperatura do melto através do corte impulsionado pela pressão e pode forçar a contaminação através de uma tela deformada.

Comparação dos métodos de compactação

A pelotização é a última etapa de modelagem e a que mais frequentemente é inadequada ao material. Quatro métodos dominam as linhas de mistura de flocos, e cada um é realmente a resposta certa para um conjunto definido de materiais. Escolher apenas pelo rendimento, sem considerar a viscosidade do material fundido, a aderência e a sensibilidade à umidade, é o erro de configuração mais comum nas linhas de reciclagem.

Pelletização por banho de água

O derretimento é extrudado em fios através de um matriz de fios, estirado sobre um banho de água fria, secado por uma faca de ar e cortado por uma faca rotativa contra uma lâmina fixa. É a configuração mais tolerante: aceita uma ampla variação de viscosidade, permite ao operador identificar imediatamente quando o derretimento está instável, pois os fios se rompem, e é o mais fácil de reiniciar após uma interrupção. O resultado é um grão cilíndrico com um diâmetro definido pela matriz e uma altura definida pela relação entre a velocidade de alimentação e a velocidade da faca. Os seus limites são a capacidade de produção por área da matriz e a necessidade de o operador rethreadar os fios após uma ruptura, embora a transportação automática de fios reduza isso.

Cortação por laminação com anel de água

O Melt é cortado na face da matriz por lâminas rotativas dentro de uma carcaça através da qual flui um anel de água. O pellet é lançado no anel de água, resfriado e transportado para um secador centrífugo. Isso elimina completamente o problema de quebra das tiras e permite tratar fusões de baixa viscosidade que não formam tiras estáveis. A forma do pellet é lenticular, em vez de cilíndrica. Ele se adapta bem à reciclagem de poliolefinas e alcança uma maior taxa de produção do que a corte de tiras, para o mesmo espaço ocupado.

Pelletização subaquática

A placa de matriz é submersa em uma câmara de água com temperatura controlada e a ferramenta de corte desloca-se contra a face da matriz totalmente embaixo d'água. Os pellets são imediatamente resfriados e transportados na água de processo. Isso proporciona os pellets mais esféricos e uniformes, o teto de capacidade mais alto e o melhor controle de poeira. É o padrão para plásticos de engenharia, PET, elastômeros termoplásticos e qualquer produto com especificações geométricas exigentes. É também a configuração menos tolerante: exige uma pressão de fusão estável, controle preciso da distância entre a ferramenta e a matriz e um arranque cuidadoso, além de representar o nível de complexidade mais alto dos quatro.

Cortamento de face quente com refrigeração por ar

Os pellets são cortados na face da matriz e transportados por uma corrente de ar que fornece o resfriamento. Não há água de processo, o que o torna atraente para formulações sensíveis à umidade ou reativas à água e para compostos enlatados. Funciona apenas quando o composto se solidifica suficientemente rápido para não aglomerar na corrente de ar, portanto está amplamente restrito a materiais altamente enlatados, de alta fusão e não aderentes.

Método	Materiais adequados	Forma do pellet	Umidade típica do pellet após secagem	Limite de capacidade prática	Nível relativo de custos	Complexidade
Pelletização por banho de água	PP, PE, PS, ABS, compostos mais repletos, flocos mistos reciclados	Cilíndricos, 2 a 4 mm	0,05 a 0,20%	Até aproximadamente 1.500 a 2.500 kg/h por linha	Baixo	Baixo
Cortação por laminação com anel de água	PP, PE, regrind de poliolefinas de baixa viscosidade, compostos modificados com cera	Lenticulareses	0,05 a 0,15%	Até aproximadamente 2.000 a 3.000 kg/h	Médio	Médio
Pelletização subaquática	PET, PA, PC, TPE, compostos de engenharia, poliolefina de alta produção	Próximo de esférico, muito uniforme	0,02 a 0,10%	Acima de 5.000 kg/h com placa de matriz adequada	Alto	Alto
Cortamento de face quente com refrigeração por ar	Compostos altamente enriquecidos, materiais de alta fusão não aderentes	Irregular a lenticular	Seco, sem contato com água	Até cerca de 800 a 1.500 kg/h	Médio	Médio
Pelletização de areia refrigerada a ar	Masterbatch preenchido, compostos sensíveis à umidade	Cilíndrico	Seco, sem contato com água	Até cerca de 500 a 900 kg/h	Baixo a médio	Baixo
Cortar com jato de água excêntrico	Compostos que necessitam de refrigeração parcial com água sem imersão	Lenticulareses	0,10 a 0,30%	Até cerca de 1.000 kg/h	Médio	Médio

A Kerke constrói todas as seis configurações de corte listadas acima como parte da sua gama de sistemas de corte e peletização, o que significa que o peletizador pode ser escolhido para o material em vez de o material ser forçado para qualquer cortador ao redor do qual a linha foi construída. Em operações de flocos mistos que esperam alterar a matéria-prima, a linha de fios continua a ser a opção padrão mais flexível, com a opção de adicionar um anel de água ou um sistema subaquático mais tarde, em uma segunda linha dedicada a um determinado grau.

Desidratação e secagem do pellet

A umidade do pellet é uma especificação que os utilizadores finais testam à chegada, e é a razão pela qual um composto tecnicamente bom é rejeitado. O processo de desidratação e secagem deve levar o pellet de um estado úmido para uma umidade residual definida, sem adicionar histórico térmico.

A unidade de desidratação centrífuga é a primeira etapa. Os pellets e a água entram tangencialmente, um rotor lança a água através de uma tela perfurada, e os pellets saem na parte superior. Ela remove a água superficial em massa de forma mecânica, o que é muito mais barato em termos de energia do que evaporá-la. Um secador centrífugo bem dimensionado pode levar os pellets de completamente molhados a cerca de 0,3 a 0,8 por cento de umidade superficial em uma única passagem.

Um secador de leito fluidizado vibratório é a segunda etapa. Os pellets percorrem uma plataforma perfurada vibratória enquanto o ar quente passa para cima pelo leito. Como os pellets estão fluidizados, todas as superfícies entram em contacto com a corrente de ar e o tempo de permanência é uniforme. A temperatura do ar é normalmente de 60 a 80 graus Celsius para poliolefinas, com tempos de permanência de 2 a 6 minutos. Esta etapa leva os pellets para a faixa de 0,05 a 0,15 por cento que a maioria dos clientes de poliolefinas aceita.

Para polímeros higroscópicos, é necessário um terceiro estágio, pois a umidade não está na superfície, mas dissolvida no polímero. Utiliza-se um secador desumidificador com um circuito dessecante e um ponto de rosnique de -40 graus Celsius, com tempos de permanência na bandeja de 4 a 6 horas para o PET e de 3 a 4 horas para o PA. O PET requer ainda cristalização antes da secagem, uma vez que o PET amorfo aglomerará em uma bandeja quente.

Etapa	Equipamento	Condição operacional típica	Umidade alcançada	Aplica-se a
Remoção de água em massa	Unidade de desaguação centrífuga	Velocidade do rotor ajustada pelo tamanho dos pellets e pela temperatura ambiente	0,3 a 0,8% da superfície	Todo o pellet cortado com água
Secagem da superfície	Secador de leito fluidizado vibratório	60 a 80 graus Celsius, 2 a 6 minutos	0,05 a 0,15%	PP, PE, PS, compostos repletos
Secagem de superfície estendida	Banco fluidizado com plataforma estendida	70 a 90 graus Celsius, 6 a 10 minutos	0,03 a 0,08%	ABS, PS para aplicações exigentes
Cristalização	Secador de cristalização com agitação	160 a 180 graus Celsius, 20 a 40 minutos	Impede a aglomeração	Pellets de PET antes da secagem na bandeja
Secagem profunda	Secador desumidificador com desumidificador	Ponto de neblina de -40 graus Celsius, 4 a 6 horas	Abaixo de 0,005% para PET, abaixo de 0,02% para PA	PET, PA, PC, PBT

Um detalhe de configuração que repetidamente causa problemas: o secador de leito fluidificado precisa de um volume de ar suficiente para a produção real de pellets, e a necessidade de volume de ar varia com a carga de água, e não com a massa dos pellets. Uma linha que passa de pelotização de fios para corte com anel de água transporta substancialmente mais água para o secador para a mesma produção de pellets, e o secador existente apresentará um desempenho inferior, a menos que o ventilador e o aquecedor sejam redimensionados.

Classificação, dedustagem, mistura e embalagem

O final da linha converte um fluxo de pellets corretamente produzidos em um produto homogêneo, vendável e corretamente embalado. Normalmente, esta parte é negligenciada porque não parece ser equipamento de processo e é, de maneira rotineira, a razão pela qual um cliente reclama.

Classificador vibratório

Um classificador vibratório de dois andares remove os dois extremos da distribuição de tamanhos. O deck superior mantém o tamanho excessivo, o que em uma linha de estrangulamento significa duplos fundidos e cortes longos, e em uma linha de face de matriz significa aglomerados formados no início da operação. O pavimento inferior passa as partículas finas e o pó para um ponto de coleta separado. As aberturas típicas do deck para um grão de 3 mm são de 5 a 6 mm no deck superior e de 1,5 a 2 mm no deck inferior. A remoção de cortes longos é importante porque uma garganta de alimentação de uma máquina de moldagem pode se conectar a eles, e a remoção de finos é importante porque os finos derretem mais rapidamente do que os pellets e causam degradação localizada no processo do cliente.

Desenfumação

A unidade de despoluição por gravidade ou ciclone passa os pellets através de um fluxo de ar contra-corrente que levanta a poeira e o cabelo angelical da corrente de pellets. É colocada após a classificação e antes do silo de mistura. O teor de poeira é uma especificação que os compradores exigentes de pellets testam, e em materiais reciclados a carga de poeira é naturalmente maior do que na resina virgem, porque a superfície dos pellets é menos regular e porque as partículas finas são geradas em cada transferência de transporte. Reduzir o número de etapas de transferência pneumática entre o granulador e a estação de embalagem é uma decisão de projeto que reduz a poeira mais efetivamente do que qualquer máquina de despoluição.

Misturador de silo

O composto reciclado produzido a partir de flocos de resíduos varia de hora para hora, pois a entrada varia de hora para hora. Um silo de mistura calcula essa variação. Um silo de mistura por gravidade com vários tubos de descarga interna retira material de vários níveis simultaneamente, de modo que o material produzido em diferentes momentos é combinado na descarga. Um silo dimensionado para armazenar 4 a 8 horas de produção proporciona uma redução significativa na variação da taxa de fluxo de fusão e da cor que chega ao cliente. Esta única máquina muitas vezes contribui mais para a consistência percebida da qualidade do que uma atualização em qualquer outro ponto da linha.

Pesagem e embalagem

Dois formatos de embalagem cobrem quase todo o comércio de pellets reciclados. Sacos de grande volume, com peso de 500 a 1.000 kg, são utilizados para clientes industriais que manipulam o material em grandes quantidades. Sacos de 25 kg são utilizados quando o material é revendido ou manipulado manualmente. Uma estação automática de embalagem com sacos, com verificação do peso bruto, uma unidade de selagem e uma transportadora para paletes é padrão. A tolerância de pesagem de mais ou menos 0,1 a 0,2% do peso nominal do saco é uma especificação razoável; uma tolerância mais estreita acrescenta principalmente custos sem benefício comercial em matérias-primas recicladas.

Unidade de back-end	Especificação principal	Método de medição de qualidade que protege	Orientação de dimensionamento
Classificador vibratório de dois andares	Superior: 5 a 6 mm, inferior: 1,5 a 2 mm	Cortes longos, duplos, conteúdo de qualidade	Área do deck dimensionada para 1,5 vezes a saída da linha
Unidade de despoluição por ciclone	Ar contra-corrente, volume de ar ajustável	Conteúdo de poeira e cabelo de anjo	Volume de ar ajustado à taxa de queda dos pellets
Silos de mistura por gravidade	Baixa interna em vários tubos	Velocidade de fluxo de fusão e variação de cor	4 a 8 horas de volume de produção
Estação de enchimento de sacos em grandes quantidades	500 a 1.000 kg, balança de célula de carga	Precisão de peso, evacuação de poeira	Uma estação por 1.500 kg/h de produção
Estação de embalagem de 25 kg	Peso líquido, tolerância de ±0,1 a ±0,2%	Conformidade do peso declarado	Taxa de transfer igual à a taxa de linha mais 20%
Verificação de metal no embalamento	Fe 1,5 mm, não-Fe 2,5 mm	Garantia final de metal ao cliente	Opcional, mas valioso para compradores exigentes

Sistema de controle elétrico e potência instalada

O sistema de controle é o que transforma uma coleção de máquinas em uma linha. Em uma instalação de flocos reciclados, ele carrega um fardo adicional que uma linha de mistura virgem não tem: deve registrar o que foi produzido a partir de quais entradas, pois os pellets reciclados são cada vez mais vendidos com documentação sobre sua origem e suas condições de processo.

Arquitetura

A configuração padrão utiliza um PLC com uma interface humano-máquina de tela táctil colorida como mestre da linha. A unidade de acionamento principal funciona em um inversor vetorial ou em um acionamento servo com feedback de torque. As zonas de temperatura do tambor funcionam em controladores independentes que reportam ao PLC. Os alimentadores têm seus próprios controladores em um campo-bus, de modo que as alterações de receita se propagam para todos os alimentadores de uma só vez. O sistema de vácuo, o granulador, o secador e o classificador estão interligados de modo que uma falha em qualquer um deles desencadeia uma sequência controlada em vez de uma parada desorganizada.

Funções que vale a pena especificar explicitamente

O gerenciamento de receitas deve armazenar todo o conjunto de parâmetros, incluindo todos os pontos de referência do alimentador, todas as zonas de temperatura, a velocidade do parafuso, a velocidade da bomba de fusão, o ponto de referência de vácuo e a velocidade da ferramenta, e deve aplicar uma receita como uma alteração atômica, em vez de campo por campo. O registro de dados deve registrar a produção, a porcentagem de torque, a pressão do fusão, a temperatura do fusão, a diferença de pressão do filtro, o nível de vácuo e o consumo de energia a intervalos de amostragem de um a cinco segundos, com retenção por pelo menos 90 dias. O gerenciamento de alarmes deve distinguir avisos de interrupções e deve registrar a causa da primeira interrupção. Uma interface de serviço remoto através de uma conexão segura permite que um engenheiro da fábrica visualize dados do PLC em tempo real e ajude no diagnóstico sem ter que viajar; esta é a única característica que mais reduz o tempo de parada em uma linha exportada.

Potência instalada versus carga real

A potência instalada no cronograma elétrico não é a potência que a usina irá consumir. Os aquecedores são dimensionados para a inicialização, não para o estado estacionário, e operam em ciclo a uma baixa carga, uma vez que o barril está quente, pois a maior parte do calor do processo vem da cisalhamento. A tabela abaixo apresenta uma distribuição típica para uma linha de tamanho médio construída em torno de um motor principal de 250 kW.

Consumidor	Porcentagem de participação de classificação instalada	Fator de carga estável típico	Notas
Motor principal do extrusor	55 a 62%	60 a 80%	A carga aumenta com o teor de enchimento e a velocidade da roda de parafusamento
Aquecimento do tanque	10 a 14%	10 a 25%	Alto no início, baixo durante a produção estável
Sistema de vácuo	3 a 6%	85 a 100%	Executa-se continuamente a carga quase máxima
Bomba de fusão e filtração	3 a 5%	50 a 70%	A unidade hidráulica é intermitente
Granulação e circuito de água	6 a 10%	70 a 85%	Inclui motor de corte e bombas de água de processo
Desidratação e secagem	6 a 9%	60 a 80%	Ventilador e aquecedor na cama fluidizada
Transporte, classificação e despoluição	4 a 7%	50 a 70%	Os ventiladores dominam este grupo
Controlo, iluminação, acessórios	2 a 3%	80 a 100%	Carga pequena contínua

Uma cifra razoável de planejamento é que a carga da planta medida em produção contínua seja de 55 a 70 por cento da potência instalada. A energia específica para a pelotização de flocos de poliolefina lavada em uma linha de dois parafusos bem configurada geralmente fica entre 0,20 e 0,35 kWh por quilograma de pelota, incluindo todos os auxiliais. Os compostos enchemos se aproximam do extremo superior, e as linhas com vácuo em dois estágios profundos adicionam aproximadamente 0,02 a 0,04 kWh por quilograma. Esses números devem ser inseridos no protocolo de aceitação, porque são mensuráveis e são a maneira mais justa de comparar duas configurações de linha concorrentes.

Adaptação da linha pelo tipo de flocos

O mesmo diagrama de blocos suporta máquinas muito diferentes, dependendo do tipo de folha. Esta seção relaciona as cinco famílias de folhas que dominam o reciclagem comercial com decisões de configuração concretas.

Filme PP e PE em flocos

A baixa densidade volumétrica é o problema principal. O sistema de alimentação necessita de um alimentador de engrenagem ou de uma configuração de alimentação lateral, e o extrusor é limitado volumeticamente, e não por torque. A fusão é fácil, a dispersão também, e o trabalho real é a devolatilização dos resíduos de tinta de impressão e da umidade residual. A configuração do parafuso permanece suave, com grupos KB45 e seções de vácuo de passo longo. A filtração deve ser generosa, pois as flocos de filme carregam a maior carga de contaminação dos fluxos comuns.

Fragmente de garrafa PET

O PET é sensível à hidrólise, portanto, a umidade é a variável controladora. A cristalização e a secagem profunda antes da extrusão são obrigatórias, a menos que a linha esteja projetada para a devolatilização a alta-vacúo no tanque. A viscosidade intrínseca diminui durante o processamento, por isso é comum o uso de um estabilizador de cadeia dosado por um alimentador micro. O controle da temperatura de fusão é rigoroso, a filtração é perfeita e a granulação subaquática é preferível para a uniformidade dos grânulos e para a etapa de cristalização que segue.

Flocos rígidos de HDPE e PP

Esta é a família mais simples. A densidade volumétrica é viável, a contaminação após a lavagem é moderada e o polímero tolera bem o processo. Uma máquina padrão de 40 L/D com vácuo de uma única etapa, um trocador de tela de dois pistões com 60 a 80 malhas e a granulagem por fio ou anel de água abrange a maior parte do processo. A principal questão de configuração é se o floculante recebido contém enchimento mineral ou areia, o que determina os tambores bimetálicos e os elementos de parafuso endurecidos.

Floco de ABS e PS

Os polímeros estirénicos são sensíveis à cisalhamento e propensos a alterações de cor e amarelecimento quando superaquecidos. A prioridade de configuração é a baixa temperatura de fundição: velocidade moderada da engrenagem, blocos de amassamento suaves e uma bomba de fundição para permitir uma zona de acumulação de pressão mais curta. O monômero residual e os voláteis exigem vácuo eficaz. A filtração na faixa de 80 a 120 malhas é normal, pois estes materiais geralmente são destinados a peças visíveis, onde uma mancha preta é motivo de rejeição.

PA e flocos de PC

Os polímeros de engenharia exigem as especificações mais elevadas em todos os aspectos: secagem profunda antes da extrusão, vácuo em duas etapas, controle preciso da temperatura do fundido, filtragem fina e granulagem submersa. O PA é higroscópico e sensível à hidrólise à temperatura do fundido; o PC é muito sensível à umidade e ao tempo de permanência. Ambos se beneficiam de um torque específico elevado, permitindo que a máquina funcione a uma produção mais elevada sem elevar a temperatura do fundido.

Tipo de floco	L/D recomendado	Emfase na configuração dos parafusos	Etapas de vácuo	Filtração	Método de pelletização	Material do tambor e do elemento
Filme PP / PE em flocos	44	KB45 suave, zonas de vácuo de passo longo, crammer ou alimentação lateral	Dois, com condensador	Filtro a laser ou 40 a 60 mesh com retrofluxo	Praia de banho de água ou anel de água	Nitrurado padrão, bimetálico se houver areia
Fragmente de garrafa PET	40 a 44	Grupo de fusão curto, baixo cisalhamento, micro dosagem de extensor de cadeia	Dois, raízes assistidas	80 a 120 mesh ou filtro a laser	Embaixo d'água, com cristalizador em sentido descendente	Bimetálico
Floco rígido de HDPE/PP	36 a 40	Grupo de fusão padrão KB45 e KB60	Um	60 a 80 mesh, pistão duplo em quatro posições	Praia de banho de água ou anel de água	Nitridado, bimetálico para alimentação preenchida
ABS / PS em flocos	40	Baixo atrito, elementos distribuidores dentados, bomba de fusão	Um a dois	80 a 120 mesh	Praia de banho de água	Nitridado
PA / PC em flocos	44 a 48	Torque específico elevado, residência controlada, temperatura estrita	Dois	100 a 150 mesh ou filtro a laser	Subaquático	Bimetálico com opção resistente à corrosão
Composto reciclado de fibra de vidro ou preenchido	44 a 48	Alimentação lateral a 16 a 20 L/D, grupo de dispersão KB60	Um a dois	40 a 80 mesh	Praia de banho de água ou subaquática	Bimaterial obrigatório

Extrusor duplo de parafusos Kerke KTE Series

A série KTE é a plataforma de parafusos gêmeos em rotação paralela que a Kerke constrói para compósitos e peletização de flocos reciclados, abrangendo o KTE-16B para testes de formulação em laboratório até o KTE-135D para produção de alta capacidade. Cada unidade da série compartilha a mesma arquitetura modular do tambor, o mesmo sistema de eixo de alta torque com ranhuras e a mesma biblioteca de elementos de parafuso auxiliada por computador, de modo que uma configuração comprovada em uma máquina de laboratório pode ser transferida para uma máquina de produção sem redesenho. A relação de aspecto, a estrutura do tambor, a disposição dos parafusos, a configuração de escape, o pacote de alimentação e o controle elétrico são especificados para cada projeto, em vez de serem fixos.

Para a compostagem de flocos de resíduos, as configurações de alto torque com o sufixo D são a parte relevante da gama, porque a alimentação reciclada preenchida e contaminada é limitada pelo torque mais frequentemente do que pela capacidade. A tabela abaixo apresenta o conjunto de configurações indicativas. Os números finais são confirmados em relação ao material real, sua densidade aparente e as especificações exigidas para os pellets.

Modeloo	Diâmetro do parafuso	Opções L/D	Velocidade máxima da broca	Potência do motor principal	Momento específico	Saída de flocos indicativa	Duty típico
KTE-20B	21,7 mm	36 / 40 / 44	600 rpm	4 a 11 kW	7 a 9 Nm/cm³	3 a 20 kg/h	Tribulações de formulação em laboratório
KTE-35B	35,6 mm	36 / 40 / 44	600 rpm	15 a 37 kW	8 a 10 Nm/cm³	30 a 120 kg/h	Linha piloto, grãos de pequenas séries
KTE-52D	51,4 mm	40 / 44 / 48	600 rpm	55 a 90 kW	11 a 13 Nm/cm³	150 a 450 kg/h	Produção inicial, flocos especiais
KTE-65D	62,4 mm	40 / 44 / 48	600 rpm	90 a 160 kW	11 a 13 Nm/cm³	300 a 800 kg/h	Pelletização de flocos rígidos convencional
KTE-75D	71 mm	40 / 44 / 48	600 rpm	160 a 250 kW	11 a 13 Nm/cm³	500 a 1.300 kg/h	Composto reciclado em flocos e preenchido
KTE-95D	93 mm	40 / 44 / 48	550 rpm	315 a 500 kW	11 a 13 Nm/cm³	1.200 a 2.600 kg/h	Planta de linha única de alta produção
KTE-135D	133 mm	40 / 44 / 48	500 rpm	800 a 1.200 kW	11 a 13 Nm/cm³	2.800 a 6.000 kg/h	Planta de reciclagem regional de grande escala

Os conjuntos de parafusos da série KTE são dispostos com projeto assistido por computador e utilizam uma geometria de tipo de amassamento com comportamento de autolimpeza forte, o que é importante na alimentação reciclada porque o material que se acumula em uma zona morta degrada e, eventualmente, aparece como uma mancha preta. O conjunto de elementos realiza toda a cadeia de funções de transporte, plastificação, corte, dispersão, homogeneização, exaustão e construção de pressão, e os elementos são intercambiáveis, de modo que uma configuração pode ser revisto quando a corrente de flocos muda.

Kerke SE Series, sistema de dois estágios e sistemas de corte

Nem toda tarefa de pelotização de flocos é melhor resolvida por uma máquina de dois parafusos simples. A Kerke constrói duas plataformas adicionais que cobrem os casos em que uma configuração de dois parafusos de estágio único é ou mais máquina do que o trabalho necessita ou não é suficiente máquina para o material.

Extrusor de parafusos único da série SE

A série SE é uma plataforma de um único parafuso destinada principalmente à reciclagem de plástico, com saídas de 30 kg/h a 800 kg/h. Quando o trabalho consiste em uma simples re-pelotização de um floco de um único polímero, limpo, sem necessidade de mistura, uma máquina de um único parafuso oferece um pacote mecânico mais simples, menor consumo específico para o trabalho de transporte e fundição puro e menor complexidade de peças de desgaste. É também a segunda etapa padrão em um sistema de duas etapas.

Modeloo	Diâmetro do parafuso	L/D	Velocidade máxima da broca	Potência do motor principal	Saída indicativa	Duty típico
SE-75	75 mm	30 a 33	120 rpm	22 a 37 kW	80 a 180 kg/h	Pequeno dever de re-pelletização
SE-90	90 mm	30 a 33	110 rpm	37 a 55 kW	150 a 300 kg/h	Fragmente de polímero simples limpos
SE-105	105 mm	30 a 33	100 rpm	55 a 90 kW	250 a 450 kg/h	Segundo estágio em sistema de dois estágios
SE-120	120 mm	30 a 33	90 rpm	90 a 132 kW	400 a 650 kg/h	Repelletização de média produção
SE-150	150 mm	30 a 33	80 rpm	132 a 200 kW	600 a 800 kg/h	Flakas de polímero único de alta produção

Sistema de extrusão em dois estágios KTE-SE

Um sistema em dois estágios, às vezes descrito como uma configuração mãe-filho, coloca um estágio de dois eixos em série com um estágio de um eixo. O estágio de dois eixos realiza a mistura, dispersão e devolatilização a baixa pressão e baixa temperatura de fusão. O estágio de um eixo não faz nada além de aumentar a pressão para o filtro e a matriz. A vantagem é que as duas funções estão desligadas: o estágio de dois eixos nunca tem que funcionar a alta pressão de descarga, o que reduz a temperatura da fusão e o histórico de corte, e o estágio de um eixo fornece uma pressão muito estável para o pelotizador. É a resposta certa para material reciclado sensível ao calor, para compósitos que precisam de uma devolatilização muito profunda e para linhas em que uma elevada resistência de filtração obrigaria o estágio de dois eixos a operar em um ponto desfavorável.

Sistemas de corte e pelotização

A Kerke fornece pelotização de fio refrigerada a água, pelotização de fio refrigerada ao ar, corte a frio com face de matriz refrigerada ao ar, corte a frio com face de matriz refrigerada a água, corte a frio com jato de água excêntrico e granulação subaquática como uma gama compatível. O pelotizador é selecionado a partir da viscosidade da fusão, da aderência, da sensibilidade à umidade e da geometria do grão de pelota almejada, como estabelecido na tabela de comparação anterior neste guia, em vez de ser fixado pela escolha do extrusor.

Equipamento auxiliar

A linha é completada com misturadores de alta velocidade para pré-mistura de pacotes de aditivos, granuladores e pulverizadores de plástico para o manuseamento de material rejeitado e a limpeza inicial, refrigeradores de água para o circuito de água do processo e peças do núcleo do extrusor, incluindo elementos de parafuso, revestimentos de tambor e eixos mantidos como peças de reposição.

Indústrias de aplicação para o pellet acabado

As decisões de configuração acima só fazem sentido em relação ao que o pellet é vendido. Diferentes processos downstream toleram níveis muito diferentes de variação, e a especificação da linha deve ser definida pelo mercado mais exigente que a instalação pretende atender.

Produtos moldados por injeção

A moldagem por injeção é a maior fonte de saída para poliolefinas recicladas e pellets de estireno. É sensível à consistência da taxa de fluxo de fusão, pois uma mudança na taxa de fluxo de fusão altera o comportamento de enchimento e pode mover uma peça para fora da tolerância dimensional. É também sensível à umidade, que produz espalhamento na superfície da peça, e a manchas pretas em peças visíveis. Caixas, paletes, objetos domésticos, baldes, mobiliário de jardim, carcaças de ferramentas e componentes subcapô de automóveis são exemplos de produtos típicos.

Extrusão de tubos

O pellet reciclado utilizado em tubos sem pressão, tubos de proteção de cabos e sistemas de drenagem exige uma força de fusão constante e uma baixa contaminação, pois um contaminante na parede de um tubo é um ponto de concentração de tensão. A quantidade de cinzas e a consistência do enchimento são mais importantes aqui do que a cor.

Extrusão de folhas e placas

As linhas de folha e de placa grossa são comparativamente tolerantes à variação de cor quando o produto está oculto ou laminado, mas são intolerantes a géis e a partículas não derretidas, que aparecem como defeitos de superfície. A finura de filtração é a especificação de controle para esta saída.

Embalagem

Os embalagens não-alimentares, as embalagens industriais, as embalagens de transporte e as embalagens secundárias absorvem grandes volumes de poliolefina reciclada. Os parâmetros de controle são o odor, que se relaciona com a devolatilização, e a consistência de cor, que se relaciona com a mistura e a precisão da dosagem do masterbatch de cor.

Componentes de interior para automóveis

As aplicações de interiores automotivos impõem limites de odor e emissão, juntamente com especificações mecânicas. Este é o mercado em que um sistema de vácuo em duas etapas se paga, porque o conteúdo volátil residual é medido diretamente. Os revestimentos de para-choques, os revestimentos de porta-malas, os dutos de ar e os componentes sob o tapete são peças comuns com conteúdo reciclado.

Material de construção e construção

Os decks de madeira-plástico composto, os componentes de tecido geotêxtil, os suportes de isolamento e os produtos de proteção de obras construtivas aceitam uma janela de qualidade mais ampla e uma carga de enchimento mais elevada. Este é o primeiro mercado natural para uma fábrica que ainda está ajustando seu processo, e uma formulação de madeira-plástico composto é uma das tarefas padrão para uma configuração de dois parafusos preenchidos com alimentação lateral.

Além destes canais, a mesma plataforma KTE é utilizada em todo o campo mais amplo da mistura, que a Kerke atende: masterbatch de cor, masterbatch de enchimento, masterbatch preto, masterbatch aditivo, masterbatch têxtil, compostos de plástico de engenharia, plástico biodegradável, mistura de cabos, mistura de PVC, elastômeros termoplásticos, compósitos de madeira e plástico e reciclagem de flocos de R-PET. Uma fábrica que começa com um único grau de flocos reciclados frequentemente se expande para masterbatch ou mistura na mesma plataforma de máquina, o que é uma boa razão para especificar a flexibilidade de alimentação e de parafuso na compra, em vez de mais tarde.

Requisito para a recomendação de configuração da linha

A tabela abaixo traduz as três variáveis que um comprador realmente conhece no estágio da consulta – saída desejada, tipo de flocos e grau de contaminação – em uma configuração inicial concreta. Trata-se de um ponto de partida para a discussão, e não de um substituto para uma prova em material real.

Saída alvo	Tipo de floco	Grau de contaminação	Máquina principal recomendada	Solução de filtração	Método de pelletização	Configuração de vácuo
100 a 250 kg/h	Reciclagem de PP ou PE pós-industrial limpa	Baixo	KTE-52D, L/D 40	Pistão hidráulico único, 80 malhas	Praia de banho de água	Anel de água de uma etapa
200 a 450 kg/h	Filme rígido de HDPE lavado	Baixa a média	KTE-52D ou KTE-65D, L/D 40	Dual-pistão de quatro posições, 60 a 80 mesh	Praia de banho de água	Anel de água de uma etapa
300 a 800 kg/h	Filme de PP ou PE lavado, impresso	Médio a alto	KTE-65D, L/D 44, alimentação com crammer	Filtro laser contínuo, 130 micrometros	Morsa de face de rolo de água	Dupla etapa com condensador
500 a 1.300 kg/h	Filme misto de poliolefinas pós-consumo	Alto	KTE-75D, L/D 44, barris bimetálicos	Filtro a laser contínuo mais tela de polimento	Anel de água ou fio de banho de água	Estágio duplo, assistido por raízes
500 a 1.200 kg/h	Composto reciclado de fibra de vidro ou preenchido	Médio	KTE-75D, L/D 48, alimentador lateral a 18 L/D	Quadro de pistão duplo, 40 a 60 malhas	Praia de banho de água	Unico a duplo estágio
600 a 1.500 kg/h	Fragmente de garrafa PET	Baixa a média	KTE-75D, L/D 44, bimetálico, dosagem de extensor de cadeia	100 a 120 mesh ou filtro a laser	Embaixo d'água com cristalizador	Estágio duplo, assistido por raízes
400 a 900 kg/h	ABS ou flocos de PS para peças visíveis	Baixo	KTE-65D, L/D 40, bomba de fundição	Duplo pistão com quatro posições, 100 a 120 malhas	Praia de banho de água	Unico a duplo estágio
1.200 a 2.600 kg/h	Flanelina de poliolefina lavada, fluxo único	Médio	KTE-95D, L/D 44	Filtro a laser contínuo	Submarino ou anel de água	Estágio duplo, assistido por raízes
Acima de 2.800 kg/h	Flanelhas de poliolefina mista de escala regional	Médio a alto	KTE-135D, L/D de 44 a 48	Filtro a laser contínuo, unidade dupla	Subaquático	Estágio duplo, assistido por raízes
Gramagens sensíveis ao calor, qualquer saída	Poliéster degradado ou com várias histórias	Qualquer	Sistema de dois estágios KTE-SE	Compatível com a classificação de contaminação	Praia de banho de água ou subaquática	Estágio duplo na primeira etapa
30 a 800 kg/h	Re-pelletização de um único polímero, sem mistura	Baixo	SE Series com um parafuso único	Troca de tela hidráulica, 60 a 100 malhas	Praia de banho de água	Atmosférico ou de uma única etapa

Arranjo do workshop e demanda de utilidades

A linha de mistura de flakes é uma máquina longa. As restrições de layout geralmente são descobertas tardiamente, quando a construção já foi escolhida, e são caras de corrigir nesse ponto. Os números abaixo fornecem envelopes de planejamento para três tamanhos de linha representativos.

A altura é determinada pelo extrusor, pelo banho de fios e pela linha de secagem e classificação. A altura é determinada pela plataforma de alimentação acima do extrusor e pelo silo de mistura. Uma plataforma de alimentação gravimétrica fica geralmente entre 2,5 e 3,5 metros acima do eixo do extrusor, e é necessário espaço acima dela para a manipulação de sacos em grandes quantidades, o que aumenta a exigência de altura para 6 metros ou mais em linhas maiores.

Item de planejamento	Linha de 300 a 500 kg/h	Linha de 800 a 1.300 kg/h	Linha de 2.000 a 3.000 kg/h
Padrão de linha, incluindo acesso	140 a 200 m²	260 a 380 m²	450 a 700 m²
Área total da oficina com armazenamento	500 a 800 m²	1.000 a 1.600 m²	2.000 a 3.200 m²
Altura de claridade necessária	5,5 a 6,5 m	6,5 a 8 m	8 a 10 m
Guindaste de teto	3 a 5 t opcionais	5 a 10 t recomendados	10 a 16 t necessários
Capacidade elétrica instalada	180 a 300 kW	400 a 650 kW	900 a 1.600 kW
Fluxo de água de resfriamento, circuito de água macia	10 a 18 m³/h	25 a 45 m³/h	55 a 100 m³/h
Água de processo para a pelotização	8 a 15 m³/h	20 a 35 m³/h	45 a 80 m³/h
Ar comprimido a 0,6 a 0,8 MPa	0,6 a 1,2 m³/min	1,5 a 2,5 m³/min	3 a 5 m³/min
Volume de ar de extração de remoção de poeira	3.000 a 6.000 m³/h	8.000 a 14.000 m³/h	18.000 a 30.000 m³/h
Carregamento no piso na base do extrusor	Fundação reforçada, nivelada	Fundação reforçada com parafusos de ancoragem	Fundação projetada, isolada de vibrações
Operadores por turno	2 a 3	3 a 4	4 a 6

Duas detalhes de layout economizam dinheiro mais tarde. Primeiro, deixe uma distância de retirada igual à altura total do cilindro no lado do operador do extrusor, para que os parafusos possam ser puxados sem desmontar o equipamento adjacente. Em segundo lugar, coloque o tanque de água de processo e o refrigerador de modo que a ligação de tubos para o granulador seja curta; longas ligações de água de processo aumentam a carga da bomba e tornam o controle da temperatura da água lento, o que se manifesta como um resfriamento inconsistente dos pellets.

Teste de aceitação e comissionamento

Uma especificação de linha só é aplicável se os critérios de aceitação estiverem escritos nela. A sequência abaixo é a prática que protege ambas as partes, e deve ser acordada por escrito antes do início da fabricação.

Antes do envio

A máquina é montada completamente na fábrica e acionada sem material para verificar a função do motor, a temperatura e a pressão do óleo da caixa de engrenagens, a estabilidade da rampa e da zona de aquecimento do tambor, a resposta dos termopares e dos transdutores de pressão, a pressão máxima da bomba de vácuo, a função hidráulica do trocador de tela, o acionamento do cortador e todos os interrupções de segurança. Segue-se uma prova de material em condições reais, com uma amostra de flocos fornecida pelo cliente, que é, de longe, o teste mais útil disponível, pois produz verdadeiros pellets a partir de matéria-prima real antes de qualquer dinheiro ser movimentado.

Após a instalação

A comissionamento inclui o alinhamento, a verificação da conexão de utilidade, a repetição do teste funcional sem carga, um período de aquecimento, a inicialização com um material de limpeza e, em seguida, uma corrida gradativa com carga: 30 por cento da capacidade nominal, depois 60 por cento, depois 100 por cento, com amostras recolhidas em cada nível. A capacidade é verificada através do pesagem da saída em sacos durante um período determinado, e não através da leitura do ponto de referência do alimentador. A energia específica é medida no painel de entrada durante o mesmo período.

Item de aceitação	Método	Critério típico
Taxa de transferência	Pesagem cronometrada da produção em sacos em estado estacionário	Atende ou excede o valor do contrato para o material acordado
Energia específica	Medidor de energia do painel durante o mesmo período de tempo	0,20 a 0,35 kWh/kg para flocos de poliolefina, acordado por material
Consistência da velocidade de fluxo de fusão	Amostra a cada 30 minutos durante uma execução de 8 horas	Variação dentro da faixa acordada para a classificação
Contenção de cinzas	Asseamento em laboratório de amostras de pellets	Combina o conteúdo de enchimento declarado dentro da tolerância
Umidade do pellet	Analisador de umidade no pellet final	Abaixo de 0,10% para poliolefinas, mais rigoroso para os tipos higroscópicos
Manchas pretas	Contagem visual em massa de pellets definida ou em placa prensada	Abaixo do número acordado por peso unitário
Devição de cor	Spectrofotômetro contra uma referência acordada	Delta E dentro do limite acordado para a classificação
Distribuição do tamanho dos pellets	Análise de peneira	Multas e excessos acima do percentual acordado
Execução contínua	Tempo de funcionamento prolongado à saída nominal	Operação estável sem interrupções não programadas durante o período acordado
Nível de ruído	Medida na posição do operador	Dentro do limite acordado do local de trabalho
Bloqueios de segurança	Teste de função de cada guarda, travamento e parada de emergência	Todas as funções verificadas e registradas

Uma advertência sobre a aceitação do rendimento: o número acordado deve especificar o material, sua densidade volumétrica, sua umidade e as especificações do grão para o qual é medido. Um rendimento nominal medido com alimentação de grãos limpos e um rendimento nominal medido com flocos de filme impresso de 0,12 t/m³ não são o mesmo número, e disputas na aceitação quase sempre remontam a um número de rendimento que nunca foi associado a um material.

Serviço e suporte da Kerke

Uma linha de granulação é um ativo de longa duração que muda de função ao longo de sua vida, portanto, o pacote de suporte é tão importante quanto a especificação da máquina. A Kerke, como fábrica da Wanplas, aplica os compromissos de serviço do grupo juntamente com seu próprio suporte técnico.

Trial de material antes da compra

Os clientes são convidados a enviar uma amostra representativa de flocos para uma execução de ensaio em uma máquina de laboratório ou piloto. O ensaio produz grãos reais, um rendimento medido, uma energia específica medida e uma recomendação de configuração do parafuso. Em alimentação de resíduos, esta é a única maneira confiável de dimensionar a máquina, porque os números de rendimento publicados para alimentação de grãos não se transferem para flocos.

Teste antes do envio e suporte de instalação

Cada máquina é montada e testada em funcionamento na fábrica antes do envio, e quando o cliente fornece o material, a corrida de ensaio carregada é documentada com os resultados. No local, os engenheiros cuidam da instalação e da comissionamento, executam a corrida de ensaio gradativa descrita acima e entregam com os parâmetros de operação registrados no sistema de controle como uma receita armazenada.

Política de peças de reposição e planejamento de peças de desgaste

A política do grupo Wanplas fornece US$ 500 de peças gratuitas todos os anos e a substituição gratuita de peças danificadas dentro do período de garantia. Além deste direito, a abordagem prática é planejar as peças de desgaste por horas de funcionamento e toneladas processadas, em vez de por calendário. A tabela abaixo fornece vidas indicativas de serviço que devem ser ajustadas para a abrasividade real da matéria-prima.

Peça de desgaste	Vida indicativa em flocos limpos	Vida indicativa em flocos abrasivos ou preenchidos	Nota de planeamento
Misturar elementos de bloco	10.000 a 18.000 horas de funcionamento	4.000 a 9.000 horas de funcionamento	Mantenha um conjunto completo de grupos de fusão como reserva
Elementos de transporte	14.000 a 22.000 horas de funcionamento	7.000 a 12.000 horas de funcionamento	Coloque os concentrados perto do grupo de fusão
Forros de barril, nitridados	12.000 a 20.000 horas de funcionamento	4.000 a 8.000 horas de utilização	Indique bimetálico se houver enchimento
Forros de barril, bimetálicos	25.000 a 40.000 horas de funcionamento	12.000 a 20.000 horas de funcionamento	A principal razão para pagar antecipadamente pelo bimetal
Vedações para alteradores de tela	6.000 a 12.000 horas de funcionamento	4.000 a 8.000 horas de utilização	Substituir durante um serviço programado do tanque
Facas de pelotização	800 a 2.000 horas de funcionamento	300 a 900 horas de funcionamento	Programação de reciclagem ligada à qualidade da corte dos pellets
A placa	15.000 a 25.000 horas de funcionamento	6.000 a 12.000 horas de funcionamento	Inspecione a geometria do orifício a cada troca de faca
Kit de serviço para bomba de vácuo	Anual	A cada 6 a 9 meses	A condição do condensador determina este intervalo
Óleo e filtro da caixa de velocidades	A cada 4.000 a 6.000 horas	A cada 3.000 a 5.000 horas	A análise de óleo é mais barata do que a reconstrução de uma caixa de velocidades

Formação, suporte remoto e visitas à fábrica

A formação do operador e da manutenção abrange a sequência de inicialização e encerramento, o tratamento de receitas, os princípios de configuração dos parafusos, o procedimento de alteração da tela, a inspeção de desgaste e a resolução de problemas comuns. Uma interface de serviço remoto permite que os engenheiros da Kerke revisem os dados do PLC em tempo real e colaborem na diagnóstica sem precisar viajar, o que reduz substancialmente o tempo de resposta para as linhas exportadas. A política de fábrica aberta da Wanplas se aplica: os clientes são bem-vindos a visitar a fábrica, inspecionar as máquinas em produção e assistir a uma prova de funcionamento em pessoa.

Perguntas Frequentes

Conclusão

A configuração completa da máquina para uma instalação de pellets compostos de flocos de plástico reciclado não é uma escolha de catálogo, é uma cadeia de decisões interligadas que se originam de dois fatos sobre o material de entrada: sua densidade volumétrica e sua carga de contaminação. A densidade volumétrica determina o pacote de alimentação e o dimensionamento volumétrico do extrusor. A carga de contaminação determina a tecnologia de filtração, o material de desgaste dos tambores e dos elementos de parafuso, e a capacidade de vácuo necessária à linha. Todas as outras decisões, desde a relação L/D ao método de pelotização até ao dimensionamento do secador, seguem desses dois pontos de partida e das especificações dos pellets que a instalação pretende vender.

Os princípios de configuração que vale a pena levar consigo são simples. Proteja o tambor com duas camadas independentes de remoção de metal. Alimente gravimetricamente, nunca volumetricamente, em um material cuja densidade aparente varie. Compre torque específico em vez de potência bruta do motor quando o composto está cheio. Configure a hélice para o mínimo de cisalhamento que atinja a dispersão requerida, pois o polímero reciclado não tem estabilidade térmica extra para oferecer. Combine a tecnologia de filtração à carga de contaminação real, em vez de à aspiração. Escolha o granulador a partir do comportamento da mistura, e não apenas pelo rendimento. Dimensionar o sistema de vácuo pela velocidade de bombeamento à pressão de trabalho, e não pelo valor final na placa de identificação. E escreva critérios de aceitação mensuráveis, vinculados a um material específico, no contrato antes de iniciar a fabricação.

A fábrica Wanplas de Kerke, com mais de 12 anos de experiência em extrusão de misturas, uma instalação de 19.997 metros quadrados, mais de 2.000 máquinas em operação em mais de 70 países e uma gama completa que abrange a plataforma de dois parafusos KTE Series, desde o modelo KTE-16B até o KTE-135D, a plataforma de um parafuso SE Series, o sistema de dois estágios KTE-SE, seis configurações de pelotização e o pacote completo de alimentação e acessórios, constrói essas linhas como sistemas combinados, e não como peças montadas. Os compromissos do grupo se aplicam em todas as áreas: testes antes do envio, instalação e comissionamento no local, treinamento de operadores e manutenção, suporte técnico remoto, peças gratuitas de US$ 500 por ano, substituição gratuita de peças danificadas durante a garantia e uma política de fábrica aberta.

Se uma linha de granulagem de flocos está no plano, o passo mais produtivo é enviar uma amostra representativa do floco real para uma prova, juntamente com a produção desejada e as especificações do grão que o material deve cumprir. Uma prova produz um rendimento medido, uma energia específica medida, uma recomendação de configuração do parafuso e grãos reais que podem ser testados posteriormente, o que substitui a conjectura pela evidência. Os clientes também são bem-vindos a compartilhar uma capacidade desejada e uma descrição do material para uma proposta de configuração de linha completa personalizada, ou para visitar a fábrica pessoalmente, inspecionar as máquinas em produção e assistir a uma prova antes de qualquer compromisso ser assumido.