Como abrir uma fábrica de composto de granulagem de plástico reciclado usando um extrusor de parafusos gêmeos

Como abrir uma fábrica de composto de granulagem de plástico reciclado usando um extrusor de parafusos gêmeos

Viabilidade primeiro: as quatro portas que todo projeto deve passar

A abertura de uma fábrica de composto de granulação de plástico reciclado utilizando um extrusor de dois parafusos não é principalmente uma decisão de compra de máquinas. É uma decisão de viabilidade sobre a matéria-prima, uma decisão de posicionamento sobre quais tipos de pellets você vai vender, uma decisão de instalação sobre energia, água e permissões, e só então uma decisão de equipamento. Projetos que falham quase nunca falham porque o extrusor estava errado. Eles falham porque a oferta de matérias-primas se esgotou, porque a qualidade alvo não atendeu às especificações de aceitação do comprador ou porque o local não podia legalmente ou fisicamente suportar o processo. Este guia percorre toda a sequência de construção na ordem em que um engenheiro de projeto experiente a abordaria.

A fábrica Kerke, da Wanplas, passou mais de 12 anos projetando, fabricando e colocando em funcionamento extrusoras de composto paralelas com dois parafusos co-rotantes. A partir de uma fábrica de 19.997 metros quadrados, com mais de 2.000 máquinas em funcionamento em mais de 70 países e uma equipe técnica de mais de 100 especialistas, a Kerke tem apoiado produtores de masterbatch, compósitos de engenharia e plantas de pellets reciclados através exatamente desta sequência de construção. Reconhecida como um dos cinco principais fornecedores de extrusores de parafusos duplos na China, a fábrica opera com um único princípio: "Nós sabemos extrusão de composto". Essa experiência acumulada em projetos é a espinha dorsal do quadro de planejamento abaixo.

Antes que qualquer desenho de layout seja produzido, obrigue o projeto a passar por quatro portões. Cada porta é uma pergunta com uma condição de passagem. Se um portão falhar, a ação correta é alterar o plano, e não comprar uma máquina maior e esperar que o problema desapareça em direção ao processo.

Portão	Pergunta central	Condição de passagem	Sinal de alerta que deve interromper o projeto
1. Segurança da matéria-prima	Posso garantir uma tonelagem consistente de uma ou duas principais fontes de resíduos por pelo menos 12 meses?	Dois ou mais fornecedores independentes podem cobrir, cada um, 40 por cento ou mais da demanda mensal, com uma descrição de grau documentada	Afora depende de um único coletor, ou a descrição do material muda a cada entrega
2. Definição do produto	Sou capaz de saber exatamente qual grau de pellets estou vendendo e contra quais indicadores de aceitação?	Especificação escrita que abrange a janela de taxa de fluxo de fusão, cinzas, umidade, mínimos mecânicos, tolerância de cor e nível de odor	Plan is “make recycled pellets and find buyers later”
3. Local e utilidades	É possível que o local possa legal e fisicamente suportar o processo, a carga e as emissões?	Foi confirmada a capacidade de três fases, circulação de água, rota de esgoto, caminho de tratamento de efluentes e plano de compartimento de incêndio	Capacidade do transformador inferior à demanda instalada, ou não há rota de descarga permitida para o efluente de lavagem
4. Ajuste do processo e da máquina	O caminho do processo escolhido realmente converte a minha matéria-prima na especificação do produto?	Uma prova piloto na matéria-prima real produz pellets que atendem à especificação almejada à capacidade nominal	Configuração selecionada a partir de um catálogo sem uma prova piloto com material real

A porta quatro merece ênfase especial, porque é a porta que um parceiro de máquinas pode ajudá-lo a fechar antes de se comprometer capital. A matéria-prima reciclada é heterogênea por natureza: a densidade volumétrica varia de bale a bale, a umidade residual varia com o clima, a contaminação varia com a região de coleta e o histórico de aditivos é desconhecido. Uma configuração que é perfeita para a compostagem de resina virgem pode ficar sem material, sofrer surto ou se degradar com a mesma resina nominal em forma reciclada. O único método confiável para fechar a porta quatro é enviar material real e executá-lo em uma máquina real, é por isso que as provas piloto de amostra são uma parte padrão do fluxo de trabalho pré-ordem da Kerke, em vez de um extra opcional.

Um segundo ponto sobre a sequência: defina o seu grau de produto antes de decidir sua capacidade e decida sua capacidade antes de decidir sua construção. Muitos operadores iniciantes fazem o contrário, alugam uma construção primeiro e depois descobrem que a altura do telhado não aceita uma plataforma de pelotização de fio, ou que o transformador disponível não suporta uma unidade principal de 315 kW mais auxiliares. Corrigir uma decisão de construção após a assinatura do contrato de aluguel é muito mais cara do que corrigir uma decisão de máquina antes do pedido ser feito.

Definição do seu produto: quais grades recicladas devem ser alvo

A decisão mais rentável em um negócio de granulagem reciclada é escolher a qualidade certa para produzir. Os pellets de regrind lavados e granulados sem modificação competem apenas pelo preço. As grades recicladas compostas, nas quais o extrusor de dois parafusos adiciona enchimentos, modificadores de impacto, compatibilizadores, estabilizadores ou cor, são vendidas de acordo com uma especificação técnica e ocupam uma posição muito mais sólida. O extrusor de dois parafusos é o que torna possível o segundo modelo de negócio; uma linha de remelhoramento com um único parafuso é estruturalmente limitada ao primeiro.

A seguir, apresenta-se uma tabela de posicionamento dos principais fluxos reciclados, com as características técnicas que determinam se é possível atendê-los e os indicadores de aceitação que os compradores downstream realmente testarão na chegada.

Nível de objetivo	Materiais de entrada típicos	Principais compradores downstream	Indicadores de aceitação críticos	Dificuldade técnica
Pellets de PP reciclados, naturais ou cinzentos	Resíduos de PP pós-industriais, sacos tecidos, embalagens rígidas de PP, reciclagem de para-choques de automóveis	Formadores de injeção de caixotes, artigos para casa, baldes; extrusores de tubos e perfis	Janela de taxa de fluxo de fusão, conteúdo de cinzas, impacto com ranhura, grau de odor, número de manchas pretas	Baixo a médio
Pellets de filme LDPE / LLDPE reciclado	Filme pós-consumo e pós-industrial, filme agrícola, revestimentos	Fábricas de sopro de filmes, fabricantes de sacos de lixo, tubos de irrigação por gotejamento	Velocidade de derretimento, número de geles, umidade, resistência à tração no ponto de ruptura, consistência de cor	Médio (baixa densidade volumétrica, alta carga de voláteis)
Pellets de HDPE reciclado	Reciclagem de garrafas, reciclagem de tambores e caixas, resíduos de tubos	Extrusão de tubos, moldagem por sopro de recipientes não alimentares, moldagem por injeção	Velocidade de fluxo de fusão, densidade, resistência à rachadura por estresse ambiental, cinzas	Baixo a médio
Composto de PP ou PE repleto (CaCO3, talco)	Poliolefina reciclada mais enchimento mineral em 20 a 70 por cento	Formadoras de injeção, extrusoras de folhas e painéis, produtos de construção	Precisão de carga do enchimento, qualidade da dispersão, módulo de flexão, cinzas, densidade	Médio a alto (abrasivo, necessita de alimentação lateral)
Compensação de flocos de R-PET e re-pelletização	Fragmente de garrafa de PET lavada, recortes de PET termoformados, resíduos de fibra	Produtores de cinta, fibra, folha e compostos de engenharia	Viscosidade intrínseca, umidade inferior a 50 ppm, acetaldeído, valor b da cor, poeira	Alto (controle da cristalização, secagem e hidrólise)
Compósito de ABS e PS reciclado	Casos de aparelhos e eletrônicos, molduras de folha, resíduos de brinquedos	Peças de aparelhos, produtos de consumo, extrusão de folha	Impacto com ranhuras, temperatura de amolecimento Vicat, delta E de cor, retardamento de chama quando declarado	Médio a alto (recuperação de cor e impacto)
Compósito de PA6 / PA66 reciclado	Resíduos de fibra, resíduos industriais, regrind de peças reforçadas com fibra de vidro	Peças sub-bastidores automotivos, componentes elétricos, laços de cabos	Umidade, viscosidade relativa, resistência à tração, conteúdo de vidro, temperatura de deflexão térmica	Alto (higroscópico, necessita de secagem e devolatilização rigorosas)
Compósito de PVC reciclado	Resíduos de perfil e tubos, resíduos de isolamento de cabos	Extrusão de perfil, produtos para calçados, pisos e folhas	Tempo de estabilidade térmica, conteúdo de plastificantes, dureza, retenção de cor	Alto (risco de degradação térmica e corrosão)

Leia essa tabela como um mapa de estratégia, não como um menu. Uma nova fábrica deve ser lançada com uma única corrente dominante e uma corrente adjacente, e não com sete. A corrente dominante desenvolve a competência do operador, a estabilidade da fórmula e a confiança dos compradores; a corrente adjacente absorve as flutuações da matéria-prima. A adição de uma terceira e quarta corrente é uma decisão para o segundo ano, e é muito mais fácil se o extrusor tiver sido especificado com um cilindro modular e um sistema de elemento de parafuso intercambiável desde o início, de modo que a mudança de configuração seja um trabalho de comprimento de máquina em vez de uma substituição de máquina.

Observe também a diferença entre uma especificação que você publica e uma especificação que você pode manter. Uma ordem de compra do comprador indicará uma janela de taxa de fluxo de fusão, como 8 a 12 g/10 min, e seu processo deve se encontrar dentro dessa janela em cada lote. O material de origem reciclado não fará isso sozinho. A operação de carregamento de uma janela requer testes de lote de entrada, mistura de lotes de matérias-primas para compensar as variações, precisão na alimentação por perda de peso e um perfil térmico estável na extrusora. Cada um desses quatro é um requisito de projeto que deve ser incorporado à instalação, não um hábito que possa ser adicionado mais tarde.

Rádio de fornecimento de matérias-primas, estabilidade e disciplina de triagem

O domínio da economia do material de alimentação no reciclamento é dominado pelo transporte e pela contaminação, e ambos são funções da distância. O plástico de resíduos tem baixa densidade volumétrica, o que significa que um caminhão se enche por volume muito antes de se encher por peso. Este único fato físico significa que o raio de coleta prático para filmes soltos ou resíduos rígidos não embalados é muito mais curto do que a maioria dos planos de negócios assume, a menos que a embalagem ou pré-trituração aconteçam na fonte.

Faixa de raio de fornecimento	Formas práticas de matéria-prima	Carga logística	Risco de instabilidade de fornecimento	Ação recomendada
Até 50 km	Resíduos rígidos soltos, filme sem embalagem, recortes de fábrica, resíduos produzidos internamente	Baixo	Baixo se existem várias fontes	Ancorar a planta aqui; assinar um contrato anual de extração com dois ou mais coletores
50 a 150 km	Filme enrolado, garrafas enroladas, flocos lavados, aglomerado densificado	Médio	Médio; sazonal para filmes agrícolas	Requerem baling na fonte; estabelecer a densidade mínima do balde no acordo de compra
150 a 400 km	Só flocos lavados e secos, aglomerados, resíduos regrindados selecionados	Alto	Médio a alto; desvio orientado pelo preço para outros compradores	Compre apenas material pré-processado; especificar limites de umidade e contaminação por lote
A partir de 400 km	Só intermediários de flocos lavados e de granulometria de pelotas	Muito alto	Alto	Tratar como uma fonte de buffer para a demanda máxima, nunca como a carga base

Depois que o raio é definido, a segunda disciplina é o triagem de entrada. A contaminação que chega ao estágio de fusão custa muito mais para ser removida do que a contaminação rejeitada na porta. Uma rotina prática de controle de entrada tem cinco verificações que um operador de recepção treinado pode realizar em menos de quinze minutos por carga: verificação visual da qualidade em relação a uma amostra de referência mantida, uma verificação de afundamento ou densidade em uma mão representativa, uma leitura de umidade no floco, uma detecção de metais e um teste de fusão a pequena escala em um extrusor de laboratório ou em um medidor de taxa de fluxo de fusão para confirmar a identidade da resina e a faixa de viscosidade aproximada.

O metal é o contaminante de maior consequência porque danifica os elementos de parafuso, os revestimentos do tanque e as ferramentas de corte. Uma planta de granulação de resíduos deve ter separação magnética antes do triturador, um segundo ímã mais um detector de todo o metal no transportador que alimenta a câmara do extrusor e, para fluxos com uma história de metal incorporado, um separador de corrente induzida. Esta abordagem em camadas é prática padrão; pular esta etapa para economizar na instalação inicial custa mais em peças de desgaste no primeiro ano.

Os contaminantes não metálicos são importantes de uma maneira diferente. Papel, madeira e resíduos de etiquetas queimam e aparecem como manchas pretas; areia e grãos aceleram o desgaste; a contaminação de polímeros cruzados, como o PP em um fluxo de PET, forma inclusões não fundidas; e o PVC em um fluxo de poliolefinas libera cloreto de hidrogênio à temperatura de compósito, corroendo a ferramentaria e degradando a carga. Um limite de aceitação de entrada escrito para cada um destes, vinculado a um direito de rejeição no acordo de compra, é o instrumento de qualidade mais barato que uma planta de reciclagem possui.

Seleção do local, envolvente da construção e planejamento de utilidades

O edifício deve conter três coisas: a linha de processamento, o estoque de matérias-primas e o estoque de produtos acabados. A maioria dos operadores iniciantes dimensiona o edifício para a linha e depois descobre que os balas de matérias-primas consomem o espaço dos corredores. Uma proporção de planejamento viável é aproximadamente um terço da área do piso para a linha de processamento e seus auxiliares, um terço para a entrada de matérias-primas e um terço para os pellets acabados, o laboratório de qualidade, a oficina e os escritórios.

Nível de capacidade da linha	Área total do edifício	Altura clara	Carga no piso	Capacidade trifásica instalada	Circulação de água de resfriamento
100 a 200 kg/h (composto piloto/nicho)	400 a 600 m²	5,0 a 5,5 m	1,0 a 1,5 t/m²	120 a 200 kW	10 a 18 m³/h
300 a 500 kg/h (versão comercial)	800 a 1.200 m²	6,0 a 7,0 m	1,5 a 2,0 t/m²	350 a 500 kW	25 a 45 m³/h
600 a 900 kg/h (escala média)	1.400 a 2.000 m²	7,0 a 8,0 m	2,0 t/m²	550 a 850 kW	45 a 70 m³/h
1.000 a 1.500 kg/h (industrial)	2.000 a 3.000 m²	8,0 m	2,0 a 2,5 t/m²	900 a 1.300 kW	70 a 110 m³/h
2.000 kg/h ou mais (escala grande)	3.500 a 5.500 m²	9,0 a 10,0 m	2,5 t/m²	1.600 a 2.400 kW	120 a 190 m³/h

Trate as cifras de capacidade instalada como envelopes de planejamento que incluem a unidade principal, o aquecimento do tanque, as bombas de vácuo, os alimentadores, o granulador, o secador, o refrigerador e a torre de refrigeração, o compressor de ar, os ventiladores de transporte e a iluminação, com uma margem de reserva. A demanda real de operação normalmente é de 55 a 70 por cento da capacidade instalada, pois os aquecedores de tanque consomem muito energia no início e, em seguida, funcionam a uma fração da potência nominal, uma vez que a fusão gera calor de corte. Dimensionar o transformador para a demanda de operação em vez da capacidade instalada é um dos erros de planejamento mais comuns e mais disruptivos, porque só se manifesta durante a primeira partida em frio de uma linha completa.

A altura clara é mais importante do que a área do plano para determinados arranjos. A pelotização de areia com banho de água elevado, alimentadores gravimétricos montados em uma plataforma acima da entrada de alimentação e estações de descarga de silos ou de grandes sacos consomem espaço vertical. Se o extrusor de parafusos gêmeos é alimentado por alimentadores de perda de peso em um mezanino, planeje 3,5 a 4,5 metros de espaço livre acima da entrada de alimentação e confirme a altura do gancho da guindaste para a remoção dos parafusos e do tambor. Os eixos dos parafusos em uma máquina grande podem ter vários metros de comprimento; o corredor de manutenção deve permitir que o eixo seja retirado axialmente sem desmontar a estrutura circundante.

Água, ar e escape

A água de resfriamento serve os circuitos de resfriamento do tanque, o refrigerador de óleo da caixa de engrenagens, o circuito de água do granulador, o sistema a vácuo e os condensadores do refrigerador. Um circuito fechado com uma torre de resfriamento e um trocador de calor a placas é a configuração padrão, com um circuito separado de resfriamento onde a qualidade do granulado exige uma temperatura de água mais precisa. A água de granulagem transporta partículas finas, portanto, o circuito precisa de um tanque de sedimentação e uma etapa de filtração; sem isso, as partículas finas circulam e abrasam as juntas das bombas e as bocas de pulverização.

O ar comprimido é necessário para auxílios de transporte pneumático, ativação de trocadores de tela, operação de tela vibratória, controle de válvulas e limpeza. Uma linha de 300 a 500 kg/h geralmente requer um compressor helicoidal de 15 a 22 kW com um reservatório e um secador refrigerado; linhas maiores escalam-se aproximadamente em proporção. A saída de processo merece atenção cuidadosa. As ventilações de devolatilização retiram umidade, compostos voláteis de baixo peso molecular e compostos odoríferos da mistura. A descarga a vácuo deve ir para um condensador e, em seguida, para uma etapa de tratamento de efluentes, que geralmente consiste em um scrubber de água seguido de adsorção de carbono ativado para controle de odor, dimensionado para os limites de emissão permitidos pela jurisdição.

Aguas residuais, resíduos sólidos e compartimentos de incêndio

Se a instalação inclui uma etapa de lavagem, as águas residuais são o tema de conformidade mais importante. Os efluentes de lavagem contêm sólidos em suspensão, detergente residual e carga orgânica, e exigem um sistema de tratamento, normalmente composto por triagem, flotação de ar dissolvido, coagulação e sedimentação, seguido de polimento biológico ou por membrana, dependendo do padrão de descarga. O lodo resultante desse sistema, juntamente com as telas de filtro de fusão gastas e o resíduo depositado nas telas de troca, é normalmente classificado como resíduo industrial controlado e deve ser manipulado por um contratante licenciado com manifestos documentados.

O projeto de proteção contra incêndio é orientado pelas áreas de armazenamento e não pela maquinaria. O plástico em balas é um combustível de alto valor calorífico com uma grande área de superfície, portanto, o pátio de matérias-primas geralmente é colocado em um compartimento de incêndio separado, fisicamente separado da sala de processo, com alturas de pilha limitadas, larguras de passagens definidas e detecção e supressão adequadas. Os pellets acabados em grandes sacos carregam uma carga inferior, mas ainda significativa. Os códigos locais regem os detalhes; o ponto de planejamento é que a estratégia de incêndio influencia o layout do local desde o primeiro esboço e não pode ser retrofitat de forma barata.

Projeto da rota de processo: de balas a pellets embalados

Uma instalação de granulação a partir de resíduos é uma sequência de operações unitárias, e cada uma delas existe para proteger a operação que se segue. A classificação protege o triturador, a lavagem protege o secador, a secagem protege a fusão, a devolatilização protege o pellet, a filtração protege o moldo e a triagem protege o cliente. Entender o processo como uma cadeia de proteções torna evidente por que cortar uma etapa para economizar na construção inicial tende a reaparecer como um problema de qualidade ou de manutenção mais tarde.

A rota canônica para o plástico pós-consumo ou pós-industrial em forma de pellets composto é a seguinte: classificação e remoção de metais, trituração, lavagem, desidratação e secagem, alimentação medida, fundição e mistura com dois parafusos, devolatilização a vácuo, filtração do material fundido através de um trocador de tela, granulação, classificação em tela vibratória, homogeneização em um silo de mistura e embalagem. A tabela abaixo descreve cada etapa com sua função, os parâmetros que devem ser controlados e o modo de falha que aparece quando o controle é perdido.

Passo	Equipamento	Função	Parâmetros de controle-chave	Problema comum quando está fora de controle
1. Ordenação e inspecção	Cinto de classificação, separador magnético, detector de metais, opcionalmente separador de corrente de Foucault e separador por cor	Remove metais, polímeros cruzados, madeira, papel e contaminantes de tamanho excessivo	Velocidade da correia, número de funcionários por metro de correia, sensibilidade do detector, log de taxa de rejeição	O metal atinge o parafuso; manchas pretas e inclusões não fundidas no grânulo
2. Redução de tamanho	Retalhador para itens volumosos, triturador ou granulador com tela	Reduza para um tamanho de flocos uniforme que transmita e forneça de forma consistente	Abertura da tela: 8 a 16 mm, típica; velocidade do rotor; espaçamento das lâminas: 0,2 a 0,5 mm	Fins excessivos, calor da lâminas, alimentação que entra em surto no extrusor
3. Lavagem	Tanque de pré-lavagem, lavadora de frição, tanque de lavagem a quente, tanque de separação de flutuantes e sedimentos	Remova sujeira, óleo, adesivo de etiqueta e resinas separadas por densidade	Temperatura da água de 60 a 85 graus Celsius para lavagem a quente, dosagem de detergente, tempo de permanência, taxa de renovação da água	Adequação residual causa geles e odor; separação de densidade deficiente deixa resinas cruzadas
4. Desidratação e secagem	Máquina de desidratação centrífuga, secador térmico, secador desumidificador para resinas higroscópicas	Reduza a umidade superficial e ligada ao nível que a etapa de fundição tolera	Velocidade da centrifuga, temperatura do ar, tempo de permanência, medição da umidade na saída	Vapores na fundição, fios porosos, cisão da cadeia hidrolítica em PET e PA
5. Alimentação metida	Alimentador de perda de peso, alimentador volumétrico, alimentador lateral, alimentador crammer, alimentador líquido	Entregar a fórmula a uma taxa de massa precisa e constante na seção do processo	Calibração do alimentador, lógica de reabastecimento, controle de ponta de tanque, estabilidade da taxa de alimentação dentro de mais ou menos 1 por cento	Drifto da fórmula, variação da taxa de fluxo da fundição, surto de torque, travamentos do motor
6. Fusão e mistura	Extrusor paralelo com dois parafusos segmentados e barril modular	Transportar, fundir, dispersar, distribuir, homogeneizar e criar pressão	Temperaturas da zona do barril, velocidade do parafuso, entrada de energia específica, porcentagem de torque, temperatura do fundido	Degradação, dispersão deficiente, partículas não fundidas, mudança de cor
7. Devolatilização	Ventilador atmosférico mais um ou dois ventilações a vácuo com condensador e bomba de vácuo	Remover a umidade, o monômero, os resíduos de solvente e os compostos de odor do fundido	Nível de vácuo normalmente de -0,06 a -0,095 MPa, profundidade do ventilador, integridade do selo do fundido	Inundação do ventilador, pellets porosos, reclamações de odor, formação de espuma na matriz
8. Filtragem do fundido	Troca de tela em duas estações ou contínua, ou filtro contínuo perfurado a laser para contaminação grave	Capturar resíduos de carvão, gel, areia, papel e partículas não fundidas	Malha da tela de 40 a 200, dependendo da qualidade, disparador de diferença de pressão, intervalo de troca	Sprout de pressão, congelamento da matriz, contaminação transportada para o pellet
9. Estabilização da pressão do fundido	Bomba de fundição de tipo engrenagem com controle de loop fechado	Desligar a pressão da matriz da extrusora de surto; estabilizar a saída	Ponto de referência da pressão de entrada, relação de velocidade da bomba, limite de pressão diferencial	Variação do diâmetro do fio, dispersão da comprimento do grão, variação do rendimento
10. Granulação	Granulação do fio, corte a frio na face da matriz de anel de água, granulação subaquática, corte a frio na face da matriz com refrigeração por ar	Transformar a fundição em uma geometria de grão definida e refrigerá-la	Temperatura da água, velocidade da faca, espaçamento da lâmina, tensão do fio, layout do orifício da matriz	Cabelos e resíduos, gêmeos, comprimento irregular, quebra do fio
11. Classificação	Tela vibratória com decks de sobras e resíduos, dedusting opcional	Remover aglomerados, gêmeos, cabelos e poeira	Abertura do deck, amplitude, distribuição de alimentação, recolha de rejeitos	Reclamações do cliente sobre resíduos e geometria irregular do grão
12. Homogeneização	Silo de mistura ou misturador de lote com recirculação	Média as variações entre lote e lote antes do empacotamento	Volume do silo em relação à produção por hora, ciclos de mistura, ponto de amostragem	Velocidade de fluxo de fusão de lote para lote e variação de cor que chega ao comprador
13. Embalagem e rastreabilidade	Estação de sacos grandes ou sacos de 25 kg, com pesagem e selagem, etiquetagem de lotes	Package to the buyer’s requirement with lot identity retained	Precisão de pesagem, barreira à umidade, ligação do número de lote ao registro de produção e amostra retida	Não há rastreabilidade quando uma reclamação chega; as disputas não podem ser resolvidas

Observe que as etapas um a quatro são preparação upstream. Muitas fábricas de granulagem começam comprando flocos lavados de um fornecedor externo e instalando apenas as etapas cinco a treze, integrando a lavagem mais tarde, quando o volume o justifica. Esta abordagem por etapas é adequada: reduz a complexidade inicial, abrevia a comissionamento e permite que a equipe desenvolva competência no lado da fusão antes de assumir o tratamento dos efluentes. Quando a etapa de lavagem é adicionada, a Wanplas fornece linhas de lavagem e secagem adequadas que alimentam diretamente os sistemas de pelotização da Kerke, de modo que as seções upstream e downstream compartilham uma única filosofia de controle e um único ponto de contato de serviço.

Independentemente da rota escolhida, insista na capacidade de buffer entre as etapas. Um hopper de acumulação entre o secador e os alimentadores, e um silo de mistura entre o granulador e o empacotador, absorvem as pequenas paradas inevitáveis em uma fábrica de reciclagem. Sem buffers, uma rampa bloqueada interrompe toda a linha, e uma fábrica que para seis vezes por turno nunca alcançará a sua capacidade nominal, não importa quão bom seja o extrusor.

Fundamentos da extrusora de parafusos duplos para compósitos reciclados

O extrusor paralelo com hélice gêmea em rotação conjunta é a máquina de mistura padrão, porque separa duas funções que uma única hélice deve combinar: transporte e mistura. Em um extrusor de hélice única, a produção e a mistura são ambas controladas pelo fluxo de arrasto em um canal, o que significa que melhorar uma das funções degrada a outra. Em um extrusor paralelo com hélice gêmea em rotação conjunta, as hélices interligadas transportam positivamente, enquanto as seções de amassamento aplicam uma cisalhamento controlado, o que significa que o rendimento pode ser ajustado independentemente pelo alimentador e a intensidade da mistura pode ser ajustada independentemente pela configuração das hélices e a velocidade das hélices.

Três características tornam esta arquitetura particularmente adequada para matérias-primas recicladas. Em primeiro lugar, a máquina é alimentada em regime de fome: o material entra a uma velocidade definida pelo alimentador, e não pela engrenagem, de modo que um floco de baixa densidade, como regrande de filme, pode ser aceito sem os surtos de alimentação em excesso que afetam o remelhoramento com uma engrenagem única. Em segundo lugar, a geometria de interligação é auto-limpante, de modo que as rampas da engrenagem limpam-se continuamente uma à outra, o que limita as zonas de estagnação onde o material degradado se acumularia e, mais tarde, se liberaria como manchas pretas. Em terceiro lugar, o cilindro é segmentado e a engrenagem é modular, de modo que as portas de ventilação, as portas de alimentação lateral e as portas de injeção de líquido podem ser colocadas exatamente onde o processo as necessita e depois movidas quando a mistura do produto mudar.

Característica	Extrusor de um parafuso	Extrusor paralelo de parafusos co-rotantes	Consequência para a granulação reciclada
Modo de alimentação	Inundação alimentada pelo tanque	Alimente-se através de um alimentador de perda de peso ou volumétrico	O filme de baixa densidade volumétrica e o regrind fofo podem ser dosados de forma confiável
Saída versus mistura	Em conjunto; aumentar a produção reduz o tempo de mistura	Descoligado; a velocidade da roda e a velocidade de alimentação são definidas independentemente	A qualidade de dispersão pode ser mantida enquanto a taxa de transferência muda
Auto-limpeza	Limitado; zonas de estagnação comuns	Perfil de auto-limpeza interligado	Menos manchas pretas; mudança de cor mais rápida
Devolatilização	Um exaustor, renovação limitada da superfície	Vários orifícios com forte renovação da superfície na fusão	Umidade, odor e compostos voláteis são removidos de forma eficaz
Adição de aditivos e preenchimentos	Somente pré-mistura	Alimentação principal, alimentação lateral, alimentação para baixo, injeção de líquido	Carga elevada de enchimento e aditivos sensíveis ao calor tratados adequadamente
Flexibilidade de configuração	Geometria fixa do parafuso	Elementos modulares em eixos helicoidais	Uma máquina serve muitas receitas ao longo da roadmap de produtos
Rol típico em uma fábrica de reciclagem	Recozimento simples de resíduos limpos e de uma só resina	Combinação, modificação, enchimento, devolatilização, melhoria	Determina se a fábrica vende regrind de commodities ou composto de especificação

Os conjuntos de parafusos da Kerke são projetados com auxílio de computador, com uma geometria de tipo amassamento que oferece uma excelente função de auto-limpeza e boa intercambiabilidade entre os elementos. Em termos práticos, o parafuso é projetado para realizar sete funções distintas ao longo de sua extensão: transporte de material, plastificação, cisalhamento, dispersão, homogeneização, exaustão e construção de pressão. Entender qual seção do parafuso desempenha qual função é a chave para configurar uma máquina para um fluxo reciclado específico, em vez de aceitar um layout genérico.

Configuração do parafuso, L/D e classe de torque específico

Três decisões de especificação determinam se um extrusor de dois parafusos terá sucesso no seu material de alimentação: a relação comprimento/diâmetro, a classe de torque específico e a disposição dos elementos do parafuso. Estes são mais importantes do que o diâmetro nominal do parafuso, porque o diâmetro define principalmente a faixa de tamanho, enquanto estas três determinam a capacidade dentro dessa faixa.

Escolhendo a relação L/D

A relação L/D é a relação entre a extensão do processo e o diâmetro do parafuso. Define quanto tempo de permanência e quantas zonas funcionais estão disponíveis. Mais extensão significa mais espaço para fundição, mistura, alimentação lateral e devolatilização a vácuo, mas também significa mais história térmica e mais entrada específica de energia, o que é importante para material reciclado sensível ao calor.

Intervalo de L/D	Layout típico de zonas	Melhor adequado para	Cuidados
28 a 32	Alimentação, fundição, uma ventilação atmosférica, construção de pressão	Pelletização de resina reciclada pura, compósitos de PVC onde a história térmica deve ser minimizada	Pouco espaço para alimentação lateral ou layout a vácuo profundo; comprimento de mistura limitado
32 a 36	Alimentação, fundição, mistura, uma ventilação a vácuo, construção de pressão	Pelletização de PP e PE reciclados padrão com carga de volatilidade moderada	Marginal para carga elevada de preenchimento ou layouts a vácuo duplos
36 a 40	Alimentação, fundição, alimentação lateral, mistura, ventilação a vácuo, homogeneização, construção de pressão	Compósitos reciclados preenchidos até cerca de 50 por cento de preenchimento; compósito de cor e aditivos	Requer um selo de fusão adequadamente projetado antes da ventilação
40 a 44	Alimentação, fusão, primeira ventilação, alimentação lateral, mistura, segunda ventilação a vácuo, homogeneização, acumulação de pressão	Filme pós-consumo com alta carga de compostos voláteis, compostos reciclados reforçados com fibra de vidro, adição de preenchimento em duas etapas	Maior potência instalada; a energia específica deve ser gerenciada por meio do controle da velocidade do parafuso
44 a 48	Mistura prolongada com várias alimentações laterais e duas ventilações a vácuo profundas	Extrusão reativa, extensão da cadeia do R-PET, carga de preenchimento muito alta acima de 60 por cento, fluxos pós-consumo fortemente contaminados	História térmica mais longa; não é adequada para fórmulas térmicamente frágeis

Torque específico e por que ele define a classe da máquina

O torque específico, expresso em novostones por centímetro cúbico (Nm/cm³), normaliza o torque que uma caixa de engrenagens pode transmitir em relação ao volume livre do parafuso. É a maneira honesta de comparar dois extrusores do mesmo diâmetro nominal, porque indica quanta trabalho a máquina pode realizar por unidade de material dentro dela. Um torque específico maior significa que a máquina pode processar uma fórmula de maior viscosidade ou com maior carga de preenchimento a uma velocidade de parafuso determinada, ou alcançar uma saída almejada a uma velocidade de parafuso mais baixa e, portanto, com menos aquecimento por fricção.

Classe de torque específico	Intervalo indicativo	Aplicação típica	Comportamento em matéria-prima reciclada
Padrão	Aproximadamente 5 a 7 Nm/cm³	Masterbatch de baixa viscosidade, simples de pelotização	Adequado para resina de poliolefina limpa; tem dificuldade quando a carga de preenchimento aumenta
Alto	Aproximadamente 8 a 9 Nm/cm³	Compounding geral, poliolefinas preenchidas, plástico de engenharia reciclado	Boa capacidade de absorção de flutuações na viscosidade da matéria-prima; a escolha mais comum para plantas de reciclagem
Muito alto	Aproximadamente 10 a 12 Nm/cm³	Alta carga de preenchimento, composto reforçado com fibra de vidro, resina de engenharia de alta viscosidade	Permite operação a baixa velocidade e alto torque, o que protege o material reciclado sensível ao calor

Para uma planta de granulação reciclada, a orientação prática é especificar uma classe de torque alto ou muito alto, mesmo que a fórmula de lançamento não a exija. A viscosidade da matéria-prima reciclada aumenta quando a entrada contém material mais fortemente degradado ou mais fortemente preenchido do que o esperado, e uma máquina que funciona a 95% do torque não tem espaço para absorver essa variação. Uma máquina que normalmente funciona a 60 a 75% do torque tem tanto uma reserva de estabilidade quanto uma rota para uma produção mais elevada mais tarde.

Estratégia do elemento do parafuso

O parafuso é montado a partir de elementos em eixos ranhurados, e a disposição é o que converte uma máquina genérica em uma específica para o processo. As principais famílias de elementos e suas funções são as seguintes.

• Elementos de transmissão — elementos de voo direto de inclinação variável. O comprimento do passo na zona de alimentação maximiza a ingestão para flocos de baixa densidade volumétrica; um passo mais curto para baixo aumenta o nível de enchimento e a pressão. Esses elementos transportam o material e estabelecem a distribuição do tempo de residência.
• Blocos de amassamento em ângulos de 30 e 45 graus (KB45) — ângulo de deslocamento moderado, transporte para a frente, principalmente distributivo com ação dispersiva útil. O elemento principal para derreter e misturar aditivos sem aquecimento excessivo devido à cisalhamento.
• Blocos de amassamento a 60 graus (KB60) — maior deslocamento, maior tempo de permanência e maior cisalhamento dispersivo. Utilizado quando é necessário desintegrar aglomerados de pigmentos ou clusters de preenchentes.
• Blocos de amassamento em ângulo de 90 graus (KB90) — transporte neutro, máxima permanência e intensidade de corte, e um selo eficaz da massa fundida. Utilizado para as tarefas de dispersão mais difíceis e para selar a frente de uma ventilação a vácuo.
• Elementos de reversão de fluxo e blocos de amassamento reverso — restringir deliberadamente o fluxo, aumentando o nível de enchimento e a pressão localmente. Eles criam um selo de fusão forte antes de uma porta de vácuo e forçam uma zona totalmente preenchida, onde a dispersão deve ser garantida.
• Elementos de mistura dentada e de engrenagem – alta eficiência de distribuição a baixos níveis de corte, valiosos para compostos reciclados sensíveis ao calor e para a homogeneização final da cor.
• Elementos de descarga - transporte de baixa densidade para criar pressão estável no trocador de tela, bomba de fusão e matriz.

Um esquema típico para filmes de poliolefinas pós-consumo a 40 L/D é o seguinte: transporte de passo longo na entrada para a entrada, um primeiro bloco de fundição que combina KB45 e KB60, um estiramento de transporte para aliviar a pressão na primeira válvula atmosférica, uma porta de alimentação lateral para a introdução de aditivos, um segundo bloco de mistura dominado por KB45 com um elemento reverso curto para garantir a adição, um selo de fundição KB90, uma válvula de vácuo profundo, uma seção dentada distribuidora para a homogeneização final e elementos de descarga de passo curto. Para um composto reciclado com alto teor de aditivos, o bloco de mistura após a alimentação lateral é reforçado e o elemento reverso é alongado; para um fluxo termicamente frágil, os blocos dispersivos são curtos e os elementos distribuidores dentados são substituídos.

Desvolatilização, filtração do fundido e estabilização da pressão

Três subsistemas determinam se os pellets que deixam a sua instalação têm a aparência e o comportamento de um produto especificado ou de resíduos reprocessados: a seção de devolatilização a vácuo, o sistema de filtração do material fundido e a bomba de material fundido. Estes são também os três subsistemas mais frequentemente especificados de forma insuficiente em uma instalação de primeira vez.

Devolatilização a vácuo

A matéria-prima reciclada transporta umidade da lavagem, água absorvida em resinas higroscópicas, solvente residual da tinta de impressão, resíduos de adesivo de etiquetas, produtos de degradação e compostos odoríferos absorvidos durante a primeira vida do material. Todos estes devem ser removidos enquanto o polímero estiver fundido, porque esse é o único estágio em que os voláteis podem se difundir para uma superfície livre e ser extraídos.

A configuração de dois ventos é o padrão para o material pós-consumo. O primeiro vácuo, colocado logo após a seção de fundição, opera a pressão atmosférica ou sob um leve vácuo e remove a maior parte do vapor de água e do ar. O segundo vácuo, colocado após a seção de mistura, opera sob vácuo profundo, normalmente na faixa de -0,06 a -0,095 MPa, e remove a umidade residual e os compostos voláteis de baixo peso molecular que transportam odor. Entre a seção de mistura e a porta de vácuo, um selo de fusão formado por elementos invertidos ou um bloco KB90 impede que o vácuo tire a fusão para trás e inunde o vácuo.

Pontos de design práticos que separam uma seção de vácuo operacional de uma seção problemática: utilize um inserto de ventilação de tamanho generoso para que o vapor tenha área transversal para escapar; instale um condensador refrigerado a água entre a ventilação e a bomba de vácuo para que o vapor condensável não chegue à bomba; selecione uma bomba de anel líquido ou uma bomba seca adequada à carga de vapor; e forneça um enchimento de ventilação ou um limpador em fluxos que tendem a empurrar o material fundido para a porta. A classificação de odor está se tornando cada vez mais uma especificação de compra para pellets reciclados utilizados em produtos de consumo, e o desempenho de vácuo é o principal fator que o influencia.

Filtragem de fusão e troca de tela

A filtração por fusão é o processo em que a contaminação que sobreviveu à triagem e à lavagem é finalmente removida. A questão de seleção é quanta contaminação o fluxo transporta e quanto interrupção da produção a instalação pode tolerar.

Opção de filtração	Princípio de funcionamento	Tolerância à contaminação	Interrupção da produção	Melhor ajuste
Alterador de tela de placa manual	Embalagem de uma tela, mudança manual de slide	Baixo	Parada de linha para cada mudança	Resíduos pós-industriais limpos, linhas de laboratório e de pilotagem
Troca de tela hidráulica de duas estações	Duas cavidades de peneira; uma filtra, enquanto a outra é servida	Baixo a médio	Ruptura de pressão breve na mudança	A maioria das linhas de poliolefina reciclada e de composto de engenharia
Troca de tela de backflush contínua	Segmentos de tela limpos por fluxo de fusão reverso sem interrupção	Médio a Alto	De fato, nenhum	Filmes pós-consumo e fluxos rígidos mistos que executam campanhas prolongadas
Filtro rotativo contínuo perfurado a laser	Tambor perfurado rotativo com raspagem contínua e descarga do contaminante	Alto a Muito Alto	Nenhum; contaminante descarregado automaticamente	Material pós-consumo altamente contaminado, resíduos de papel e madeira

A seleção da malha segue o produto. Um pacote de malha grossa, de 40 a 60, é adequado para compostos preenchidos e pellets de qualidade construtiva; 80 a 120 é comum para poliolefina reciclada de uso geral; 150 a 200 malhas ou mais finas são usadas quando a qualidade da superfície é importante, como no caso de material reciclado de qualidade para filmes ou fibras. Malhas mais finas aumentam a diferença de pressão e curtam o intervalo entre as alterações, por isso a fábrica deve equilibrar a limpeza contra as interrupções. Um transdutor de pressão antes e depois da malha, com uma tendência de diferença registrada, converte a troca da malha de uma suposição em uma tarefa de manutenção programada.

Bomba de fusão e estabilização da pressão

Uma bomba de fundição do tipo engrenagem instalada entre o trocador de tela e a matriz descola a pressão da matriz das flutuações upstream. Em uma fábrica de reciclagem, isso é mais importante do que em uma fábrica de mistura virgem, porque a variação da densidade da matéria-prima faz com que o torque e a pressão oscilem. Sem uma bomba, essa oscilação se manifesta como variação do diâmetro da fita e dispersão da comprimento do grão. Com uma bomba sob controle de loop fechado na pressão de entrada, a matriz vê um fluxo quase constante, o diâmetro da fita estabiliza-se, a geometria do grão é ajustada e o extrusor pode muitas vezes ser operado a uma pressão de cabeça mais baixa, o que reduz a energia específica e a temperatura da fundição.

A bomba também permite uma estratégia operacional útil: o extrusor é otimizado exclusivamente para a qualidade da mistura, enquanto a bomba é responsável pela geração de pressão. Essa divisão do trabalho permite uma seção de descarga mais curta e com menor cisalhamento na hélice, o que protege os polímeros reciclados sensíveis ao calor do excesso de entrada térmica que a construção de pressão poderia impor.

Adaptação do processo por fluxo de resina reciclada

A configuração de uma única máquina não serve para todos os fluxos reciclados. Cada família de polímeros apresenta uma combinação diferente de sensibilidade térmica, comportamento da umidade, viscosidade e perfil de contaminação, e o extrusor de dois parafusos deve ser configurado de acordo. A tabela abaixo resume a adaptação prática para os fluxos mais comuns processados em uma instalação de granulação de resina reciclada.

Corrente reciclada	Emfase na configuração dos parafusos	Perfil de temperatura do tanque	Requisito de vácuo	Requisito de secagem	Fator de correção de saída
Filme PP/PE reciclado (de pós-consumo)	Intake de longa distância, crammer ou alimentador lateral para baixa densidade volumétrica, fusão moderada do KB45 e acabamento distribuído	170 a 230 graus Celsius, aumentando e depois permanecendo estável	Um ventilador atmosférico e um de vácuo profundo	Desidratação mecânica mais secagem a ar quente até menos de 0,3 por cento	0,55 a 0,75 da produção nominal de poliolefinas, limitada pelo volume de entrada
Reciclagem de PP / HDPE rígido	Bloco de fusão padrão, uma válvula de vácuo, descarga curta	180 a 235 graus Celsius	Uma válvula de vácuo a menos 0,06 a menos 0,08 MPa	Remoção de umidade superficial, abaixo de 0,5 por cento	0,90 a 1,00 da produção nominal
Composto de PP / PE recheado (CaCO3 ou talco, 20 a 70 por cento)	Alimentador lateral para recheio, bloco de dispersão forte KB45 e KB60, elemento reverso para recheio, elementos resistentes ao desgaste	170 a 220 graus Celsius, reduzido para limitar o calor de cisalhamento	Uma válvula de vácuo profunda após a zona de mistura do recheio	Recheio pré-secado; superfície do polímero seca	1,10 a 1,35 da taxa não recheada em base de massa devido à densidade do recheio
Flocos de garrafa de R-PET	Fusão de baixo cisalhamento, blocos dispersivos mínimos, dupla válvula de vácuo, extensor de cadeia opcional através de alimentação lateral	255 a 285 graus Celsius, controlado de forma rígida	Dois ventos, o segundo a -0,09 a -0,095 MPa	Secador de cristalização, depois secador desumidificador, ponto de rosnha de cerca de -40 graus Celsius, umidade inferior a 50 ppm	0,75 a 0,90 de produção nominal de poliolefina
ABS / PS reciclado	Dispersão moderada, homogeneização cuidadosa da cor, elementos distribuidores dentados	190 a 240 graus Celsius para o ABS; 180 a 220 para o PS	Uma válvula de vácuo profundo para o estireno residual e a umidade	Secador desumidificador, umidade inferior a 0,05 por cento para ABS	0,80 a 0,95 da potência nominal
PA6 / PA66 reciclado, incluindo reforçado com fibra de vidro	Alimentação de fibra de vidro em linha para proteger a extensão da fibra, dispersão suave e grande reserva de torque	240 a 290 graus Celsius, dependendo da classe	Dois orifícios, vácuo profundo obrigatório	Secador desumidificador, umidade inferior a 0,1 por cento; o risco de hidrólise é grave	0,70 a 0,85 da potência nominal
PVC reciclado (rigido e flexível)	Baixa cisalhamento em todo o processo, sem amassamento agressivo, superfícies de parafusos e tambores resistentes à corrosão, tempo de permanência curto	150 a 190 graus Celsius, janela estreita	Só vácuo leve; evite puxar os compostos voláteis do estabilizador de forma excessiva	Superfície seca; evitar pré-secagem a alta temperatura	0,60 a 0,80 da potência nominal
Poliolefina misturada com compatibilizador	Compatibilizador através de alimentação lateral ou líquida, mistura distributiva forte, cisalhamento dispersivo moderado	180 a 225 graus Celsius	Um a dois ventos, dependendo do nível de contaminação	Secagem abaixo de 0,3 por cento	0,70 a 0,90 da capacidade nominal

Os fatores de correção de saída na coluna final são importantes para o planeamento da capacidade. Uma máquina classificada em 500 kg/h em poliolefina limpa não produzirá 500 kg/h em filme pós-consumo, porque a baixa densidade volumétrica limita o volume de entrada muito antes de a torque ou a capacidade térmica se tornar um constrangimento. Dimensionar o extrusor de acordo com a classificação nominal em vez da classificação corrigida é uma das causas mais comuns de uma nova instalação não atingir seu objetivo de produção no primeiro trimestre. Quando o volume de entrada é o fator limitante, as medidas corretas são um alimentador de compactação, um alimentador lateral de dois parafusos utilizado como alimentador principal, a densificação do filme antes da alimentação ou um tamanho de máquina maior.

O PET merece uma nota separada porque é químicamente diferente das poliolefinas. O PET é um poliéster e sofre cisão da cadeia hidrolítica quando é derretido na presença de água; cada 100 ppm de umidade residual reduz significativamente a viscosidade intrínseca. É por isso que a cristalização antes da secagem é obrigatória – os flocos amorfos de PET amolecem e aglomeram em um secador quente, a menos que tenham sido cristalizados primeiro – e é por isso que a especificação do ponto de orvalho de cerca de menos 40 graus Celsius não é negociável para as classes em que a viscosidade intrínseca deve ser preservada. Quando um estabilizador de cadeia é utilizado para reconstruir o peso molecular, ele deve ser introduzido através de uma porta de alimentação dedicada em uma zona bem misturada e totalmente cheia, com tempo de permanência suficiente para que a reação seja concluída antes da matriz.

Sistema de controle de qualidade e construção de laboratório

Uma fábrica de granulação reciclada vende consistência. O pellet físico é fácil de produzir; o certificado de análise que um comprador aceita lote após lote é a parte mais difícil. Crie o sistema de qualidade ao mesmo tempo que a linha de produção, não depois, porque a retroatividade da rastreabilidade em uma fábrica em operação é dolorosa e porque os primeiros clientes são os que decidem se o negócio sobrevive.

Testee	O que controla	Instrument típico	Frequência de amostragem	Ação quando fora da especificação
Velocidade de fluxo de fusão (MFR)	Peso molecular, degradação, consistência do lote	Testeador de índice de fluxo de fusão com carga padrão e temperatura por resina	A cada 1 a 2 horas e a cada mudança de lote de matérias-primas	Ajuste a temperatura de fusão, a velocidade do parafuso ou a relação de mistura das lotes recebidos
Conteúdo de umidade	Risco de hidrólise, porosidade dos pellets, defeitos no processamento posterior	Equilíbrio de perda na secagem ou Karl Fischer para trabalhos de baixo nível	Cada lote de secagem e cada lote final	Estenda o tempo de secagem, verifique o ponto de neblina e verifique a função de ventilação a vácuo
Contenção de cinzas	Precisão na carga de enchimento, contaminação inorgânica	Queima de forno de muffle	Para as notas preenchidas, a cada turno; de outra forma, diariamente	Recalibre o alimentador lateral; verifique o material de alimentação em relação à presença de areia e carga mineral
Resistência à tração e alongamento	Prestações mecânicas para a parte inferior	Máquina de ensaio universal com amostras moldadas por injeção	Em todas as campanhas de produção e mediante solicitação do cliente	Revisar a degradação, a contaminação e a dosagem do compatibilizador
Resistência ao impacto com ranhura	Resistência, especialmente para ABS, PP e PA reciclados	Testeador de impacto Izod ou Charpy	Cada campanha; mais frequentemente para as classes com modificação de impacto	Aumentar o modificador de impacto, reduzir o corte, revisar a contaminação do polímero cruzado
Diferença de cor (delta E)	Consistência de cor de lote para lote	Spectrofotômetro com fixação de placa ou de pellets	Cada lote para as classes coloridas	Ajustar a dosagem de pigmentos; verificar se há transferência da campanha anterior
Contagem de manchas pretas e de gel	Limpeza, degradação, desempenho de filtração	Inspeção da película fundida ou da placa prensada em relação a um gráfico de referência	Cada 2 horas durante a produção	Trocar o pacote de tela, revisar as zonas mortas, purgar e inspecionar a matriz
Grado de odor	Adequação para aplicações destinadas ao consumidor	Painel sensorial fechado e padronizado	Cada lote para as classes de produtos de consumo	Aumentar o vácuo, verificar o condensador, revisar a fonte de matérias-primas
Geometria de pellets e resíduos	Feeding behavior at the customer’s machine	Análise de peneira e contagem manual de cauda e gêmeos	Cada lote	Ajuste a velocidade da ferramenta de corte, a distância entre a lâmina e o material e a temperatura da água; repita o processo de triagem
Densidade volumétrica	Comportamento de embalagem, transporte e dosagem em seguida	Copo de densidade volumétrica padrão	Cada lote	Reverifique a distribuição do tamanho dos pellets e o conteúdo de finos

Duas práticas complementares multiplicam o valor deste laboratório. Em primeiro lugar, conserve uma amostra selada de cada lote de produção por pelo menos doze meses, cruzada com o registro de produção, os lotes de matérias-primas consumidos e os parâmetros do processo utilizados. Quando uma queixa chega oito meses mais tarde, a amostra conservada é a única maneira de estabelecer se o problema se originou na sua fábrica ou em etapas posteriores. Em segundo lugar, execute um extrator de parafusos gêmeos em laboratório para o desenvolvimento de fórmulas e a triagem de matérias-primas. Experimentar uma nova matéria-prima ou um novo pacote de aditivos em uma máquina de laboratório custa alguns quilos de material e uma hora; experimentá-lo na linha de produção custa uma produção e um pacote de tela contaminado.

Extrusora de parafusos série KTE da Kerke

A série KTE é a família de extrusoras paralelas de dois parafusos da Kerke e a máquina central à volta da qual é construída uma instalação de granulação de resina reciclada. A gama abrange os modelos KTE-16B a KTE-135D, cobrindo o desenvolvimento de fórmulas em escala de laboratório, com uma capacidade de cerca de 30 kg/h, até a mistura industrial de alta capacidade. Cada máquina da série é construída com a mesma lógica de projeto: um cilindro segmentado, um parafuso modular montado a partir de elementos intercambiáveis em eixos ranhurados, uma caixa de engrenagens de alta torque e um sistema de controle que registra os parâmetros do processo que um operador precisa para reproduzir uma fórmula.

O que torna a série adequada para matérias-primas recicladas é que a relação de aspecto, a estrutura do tambor, a disposição dos parafusos, a configuração de escape, o sistema de alimentação e o controle elétrico são todos otimizáveis por projeto, em vez de serem fixos. Uma instalação que começa com resíduos rígidos de PP e mais tarde adiciona composto preenchido ou filme pós-consumo não precisa de uma nova máquina; precisa de uma nova configuração de parafusos e, em alguns casos, de uma seção adicional do tambor e de um alimentador lateral. A geometria dos parafusos de mistura de tipo co fornece uma excelente função de auto-limpeza, o que reduz o tempo de mudança de cor e limita as zonas de estagnação que geram manchas pretas no material reciclado.

Modeloo	Diâmetro do parafuso	Relação L/D (configurável)	Velocidade máxima da broca	Potência do motor principal	Classe de torque específico	Saída indicativa em poliolefina reciclada
KTE-16B	Aproximadamente 16 mm	32 a 48	500 a 600 rpm	2,2 a 4 kW	Alto	1 a 10 kg/h (experimentos de laboratório e formulação)
KTE-20B	Aproximadamente 21 mm	32 a 48	500 a 600 rpm	4 a 7,5 kW	Alto	5 a 25 kg/h
KTE-35D	Aproximadamente 35,6 mm	32 a 48	500 a 600 rpm	15 a 22 kW	Alto a Muito Alto	30 a 120 kg/h
KTE-52D	Aproximadamente 51,4 mm	32 a 48	500 a 600 rpm	45 a 75 kW	Alto a Muito Alto	150 a 400 kg/h
KTE-65D	Aproximadamente 62,4 mm	32 a 48	500 a 600 rpm	90 a 132 kW	Alto a Muito Alto	300 a 700 kg/h
KTE-75D	Aproximadamente 71 mm	32 a 48	500 a 600 rpm	132 a 200 kW	Alto a Muito Alto	500 a 1.000 kg/h
KTE-95D	Aproximadamente 93 mm	32 a 48	450 a 600 rpm	250 a 400 kW	Alto a Muito Alto	1.000 a 2.000 kg/h
KTE-135D	Aproximadamente 133 mm	32 a 48	400 a 600 rpm	630 a 900 kW	Alto a Muito Alto	2.500 a 5.000 kg/h

A coluna de saída é deliberadamente marcada como indicativa. A taxa real de produção em uma corrente reciclada depende da densidade volumétrica, da carga de enchimento, da carga de umidade, do número de aberturas de vácuo e do método de granulagem, razão pela qual os fatores de correção da tabela de adaptação da resina devem ser aplicados antes de se fazer um compromisso de capacidade. A Kerke confirma a taxa alcançável para uma determinada matéria-prima durante a fase de ensaio da amostra, e a taxa confirmada - e não o valor do catálogo - é o que aparece na garantia de capacidade de produção.

Opções de sistema de alimentação na série KTE

Como o material reciclado é difícil de medir, o sistema de alimentação é tão importante quanto o extrusor em si. A série KTE suporta uma ampla gama de configurações de alimentação, e a maioria das instalações de granulação de material reciclado utiliza duas ou três dessas configurações na mesma máquina.

• Alimentador de perda de peso — controle gravimétrico que mede a taxa de massa diretamente e a corrige continuamente. Este é o padrão de precisão para trabalhos críticos de formulação e a única maneira confiável de manter o carregamento de enchimento ou a dosagem de aditivos em relação à variação da densidade bruta.
• Sistema de medição volumétrica — mais simples e de menor custo, adequado para alimentação de um único componente de densidade volumétrica consistente, ou como um pré-alimentador antes de uma etapa gravimétrica.
• Alimentador lateral de dois parafusos - introduz o preenchimento, a fibra de vidro ou um segundo polímero abaixo da seção de fundição. Essencial para uma alta carga de enchimento e igualmente útil para proteger a extensão da fibra e os aditivos sensíveis ao calor.
• Fechador de alimentação Crammer — alimenta material de baixa densidade volumétrica, como flocos de filme, fluff e resíduos de fibra, na garganta de alimentação, resolvendo diretamente o limite de volume de entrada que limita a produção nessas linhas.
• Alimentador líquido — injetam o óleo, o plastificante, a cor líquida ou os aditivos líquidos diretamente na mistura através de uma bomba de dosagem e de uma bucha de injeção.

Sistemas de pelotização da Kerke, série SE e extrusão em dois estágios

O sistema de peletização determina a geometria das pelotas, a geração de finos e o quão tolerante a linha é à variação da viscosidade da mistura. A Kerke fornece seis configurações de corte e peletização, e a escolha certa depende da resina, da viscosidade, do nível de produção e do nível de habilidade do operador disponível no início da operação.

Sistema de peletização	Princípio de funcionamento	Resinas adequadas	Intervalo de produção prático	Qualidade da pelota	Demanda de habilidade do operador
Peletização de fios refrigerados a água	Fios desenhados através de um banho de água, secos com uma faca de ar e depois cortados por uma lâmina rotativa	PP, PE, ABS, PS, PA, compostos preenchidos, a maioria das classes de engenharia	30 a 2.000 kg/h	Pellets cilíndricos uniformes, com baixas partículas finas quando configurados corretamente	Baixo a médio; mais fácil de treinar
Pelletização de areia refrigerada a ar	Fios refrigerados em uma bandeja de ar refrigerado e depois cortados	Compostos sensíveis à umidade e reativos à água	30 a 500 kg/h	Bom; evita completamente a retenção de água	Médio
Cortar a quente com moldes de anel de água	As lâminas são cortadas na face da matriz dentro de um anel de água que imediatamente refrigera o grânulo	Massa de resina reciclada de baixa viscosidade e aderente que se rompe em fios	100 a 1.500 kg/h	Pellet levemente lenticular; risco muito baixo de quebra de fios	Médio
Cortagem a quente com névoa de água excêntrica	Tiração de faces com resfriamento controlado com névoa de água	Formulários adesivos e aderentes, alguns compostos de elastômero	50 a 600 kg/h	Bom separação, baixa aglomeração	Médio a Alto
Corte quente com face de matriz refrigerada a ar	Tiração de faces com resfriamento a ar e transporte pneumático	Adesivos de fusão em calda, compostos de cera, tipos especiais de baixa produção	20 a 300 kg/h	Sphérico a lenticular	Médio
Pelletização subaquática	Câmara de corte totalmente inundada; pellets cortados e transportados em um circuito de água com controle de temperatura	PET, PA, poliolefina de alta produção, compostos de engenharia	300 a 5.000 kg/h e acima	Maior uniformidade geométrica, menos finos	Alto; beneficia de um operador experiente

Para uma primeira fábrica, a opção padrão pragmática é a extrusão de fios com refrigeração por água para reciclagem de resinas rígidas e compósitos de engenharia, e corte a frio com matriz de anel de água para filmes pós-consumo e fluxos de baixa viscosidade que não podem manter um fio. Fábricas que operam acima de aproximadamente 1.000 kg/h ou que trabalham com R-PET, onde a absorção de umidade e a uniformidade do grão são críticas, devem planejar a extrusão subaquática desde o início, porque a retrofitação posterior implica alterações na matriz, no circuito de água, no secador e no layout do piso.

Extrusora de parafuso único da série SE e o sistema duplo estágio KTE-SE

Nem todo trabalho precisa de uma extrusora de dois parafusos, e nem todo trabalho pode ser feito em uma única máquina. A extrusora de um único parafuso da série SE da Kerke, com capacidade de 30 kg/h a 800 kg/h, é utilizada principalmente para reciclagem de plásticos, onde a tarefa é a remelting e a pelotização simples de uma corrente de resina pura. Quando uma fábrica processa tanto regrind simples quanto composto de especificação, a execução de uma linha da série SE ao lado de uma linha da série KTE permite que cada máquina faça o que faz de melhor: o parafuso único absorve o trabalho de alta capacidade de commodities com baixo consumo específico, enquanto o parafuso duplo é reservado para os compostos que atendem à especificação técnica.

O sistema de extrusão duplo estágio KTE-SE – uma configuração mãe-bebê, na qual uma extrusora de parafuso duplo alimenta uma extrusora de parafuso único em um segundo estágio – resolve um problema diferente. Alguns materiais não podem ser processados de forma satisfatória em uma máquina de estágio único porque os requisitos conflitam: o primeiro estágio precisa de alta usinagem e vácuo profundo para mistura e devolatilização, enquanto o segundo estágio precisa de baixa usinagem e pressão estável para extrusão. Filme pós-consumo altamente contaminado, fluxos de alta volatilidade e compostos preenchidos sensíveis ao calor são casos típicos. A separação das duas tarefas em duas máquinas permite que a extrusora de parafuso duplo seja otimizada exclusivamente para compósitos e devolatilização, enquanto o segundo estágio de extrusora de parafuso único constrói a pressão da matriz de forma suave e aciona um sistema de filtração de grande área sem impor uma usinagem extra ao polímero.

Configuração	Referência do modelo	Arranjo de parafusos	L/D típico	Produção indicativa	Tarefa principal em uma fábrica de reciclagem
Extrusora de parafuso duplo de laboratório	KTE-16B / KTE-20B	Parafuso duplo co-rotante, modular	32 a 44	1 a 25 kg/h	Desenvolvimento de formula, triagem de matérias-primas de entrada, produção de amostras para clientes
Produção de parafusos gêmeos	KTE-52D a KTE-135D	Parafusos gêmeos em paralelo, modular, com várias aberturas	36 a 48	150 a 5.000 kg/h	Compounding, enchimento, modificação, devolatilização de fluxos reciclados
Linha de reciclagem de parafusos únicos	Série SE	Parafuso único, ventilado, com alterador de tela	30 a 36	30 a 800 kg/h	Remelting simples e pelotização de resíduos de resina pura
Sistema de mãe e filho em duas etapas	Série KTE-SE	Alimentação de primeira etapa com dois parafusos para uma segunda etapa com um parafuso	Primeira etapa 36 a 44; segunda etapa 12 a 16	200 a 2.000 kg/h	Correntes fortemente contaminadas ou de alta volatilidade; compostos sensíveis ao calor
Extrusora de três parafusos	Série KTE-T	Arranjo de três parafusos	Projeto específico	Projeto específico	Materiais especiais que exigem um comportamento de mistura distinto

A Kerke também fornece o equipamento auxiliar que rodeia essas máquinas - misturadores de alta velocidade para pré-mistura, granuladores e pulverizadores de plástico para redução de tamanho, refrigeradores de água para os circuitos de refrigeração e peças do núcleo da extrusora, incluindo elementos de parafuso, revestimentos de tambor e eixos. A aquisição das peças de desgaste do núcleo do fabricante da máquina é mais importante na reciclagem do que na mistura de matérias-primas virgens, porque a alimentação abrasiva e contaminada consome elementos de parafuso e revestimentos de tambor mais rapidamente, e a consistência dimensional entre os elementos de substituição e a montagem original é o que mantém a geometria de auto-lavagem intacta.

Aplicações downstream para pellets reciclados

Uma fábrica de composto de granulação reciclada não vende pellets; ela vende um ingrediente para o processo de moldagem ou extrusão de outra empresa. Compreender o que acontece com o pellet depois que ele sai da sua entrada é o que permite que você escreva uma especificação que o comprador aceite e que preencha o preço de sua classe contra o valor que ela cria. As áreas de aplicação abaixo são os destinos recorrentes para o composto reciclado produzido em linhas de dois parafusos.

Indústria downstream	Produtos finais	Grau reciclado necessário	Propriedade crítica testada pelo comprador	Nota do processo
Artigos para casa moldados por injeção	Caixas de armazenamento, baldes, caixotes, cabides, banquetas, vasos de plantas	PP reciclado ou HDPE, natural ou pigmentado, muitas vezes ligeiramente preenchido	Janela de taxa de fluxo de fusão, impacto a baixa temperatura, consistência de cor	O controle preciso da taxa de fluxo de fusão é o principal critério de compra; a dispersão ampla causa tiros curtos e flash
Extrusão de tubos	Tubo de drenagem, tubo de proteção de cabos, tubo de irrigação agrícola, tubo ondulado	HDPE ou PP reciclado, densidade controlada e taxa de fluxo de fusão	Força de fusão, resistência à rachadura por estresse ambiental, cinza, número de geles	Géis e partículas não fundidas criam defeitos nas paredes; a filtração fina da mistura fundida é essencial
Extrusão de folhas e painéis	Decking de paletes, folha de proteção, placa de construção, placa de perfil oco	PP ou PE reciclado preenchido com 20 a 60 por cento de carga mineral	Modulus de flexão, precisão da cinza, qualidade da dispersão, comportamento de lisura	A dispersão do enchimento determina a qualidade da superfície; a alimentação lateral e os blocos KB60 são importantes
Embalagem (sem contacto com alimentos)	Forros industriais, sacos de lixo, filme de contração para capô, cinta	LDPE reciclado, LLDPE ou R-PET, dependendo do produto	Contagem de gel, resistência à ruptura, impacto de flechas, viscosidade intrínseca para amarração	Os pellets reciclados de grau de filme exigem a mais fina filtração na fábrica
Interior e inferior do veículo	Forros de para-choques, bandejas de bateria, suportes de interior, suportes de isolamento acústico	PP reciclado preenchido e modificado para resistência ao impacto; PA reciclado para a zona inferior do capô	Impact com ranhura, temperatura de deflexão térmica, grau de odor, comportamento de emissão	As especificações de odor e emissão tornam a devolatilização a vácuo profundo inegociável
Construção e enxaimbre	Painéis de enxaimbre de plástico, caixas para cabos, peças de andaimes, produtos geotécnicos	Poliolefina reciclada fortemente preenchida, muitas vezes com um compatibilizador	Modulus de flexão, estabilidade dimensional, comportamento à intempéries	Uma alta carga de enchimento requer uma classe de torque muito alta e elementos resistentes ao desgaste
Têxteis e fibras	Fibra de espiga, fita de amarração, matéria-prima não tecida	R-PET com viscosidade intrínseca controlada ou fibra de PP reciclada	Viscosidade intrínseca, umidade, conteúdo de pó, limpeza da filtração	A pelotização subaquática e a filtração fina são tipicamente especificadas
Composições de cabos e fios	Compostos de isolamento e revestimento utilizando resina de base reciclada	Composto de PE ou PVC reciclado com estabilizador e embalagem de enchimentos	Comportamento dielétrico, estabilidade térmica, dureza, limpeza	A tolerância à contaminação é muito baixa; é necessária filtragem a laser ou telas finas

Estes mercados downstream também correspondem diretamente às indústrias de aplicação que a Kerke atende com a Série KTE: produção de masterbatch, incluindo cores, preenchimentos, aditivos, masterbatch preto e têxtil; compósitos plásticos, incluindo plásticos de engenharia, plásticos biodegradáveis, compósitos para cabos, compósitos de PVC, elastômeros termoplásticos e compósitos de madeira e plástico; e trabalhos especializados, incluindo reciclagem de flocos de R-PET. Uma fábrica de granulação reciclada que se posiciona como um composto em vez de um re-pelletizador está concorrendo nessas mesmas áreas de valor, o que é exatamente o motivo pelo qual a extrusora de dois parafusos em vez de uma linha de remelhoramento é a escolha de equipamento estratégico.

Requisito para orientação na seleção do modelo

A tabela abaixo traduz a exigência de operação de uma máquina em uma recomendação inicial de máquina e direção de configuração do parafuso. Trate-o como um primeiro passo para o orçamento e o layout; a configuração final é confirmada após uma prova piloto com a matéria-prima real.

Saída alvo	Tipo de matéria-prima	Preenchimento alto ou reforço?	Modelo Kerke recomendado	Direção de configuração do parafuso	Sistema de granulagem sugerido
Somente ensaios de formulação, de 1 a 25 kg/h	Qualquer; pequenas quantidades de amostra	Ou	KTE-16B ou KTE-20B, hélice dupla de laboratório	36 a 44 L/D, elementos de troca rápida, uma válvula de vácuo	Pelletização de fio em água, escala de laboratório
30 a 120 kg/h	Clean regrind de PP/PE pós-industrial, composto de engenharia de nicho	Não	KTE-35D	36 L/D, fusão moderada KB45, único vácuo de descarga	Peletização de fios refrigerados a água
150 a 400 kg/h	Reciclado rígido de PP/HDPE, composto geral reciclado	Não	KTE-52D	36 a 40 L/D, uma ventilação de vácuo profundo, perda de peso na alimentação principal	Peletização de fios refrigerados a água
150 a 400 kg/h	Filme pós-consumo, baixa densidade volumétrica	Não	KTE-52D com alimentador crammer	40 L/D, entrada de passo longo, ventilação atmosférica mais ventilação de vácuo profundo	Cortar a quente com moldes de anel de água
300 a 700 kg/h	PP/PE reciclado com enchimento mineral de 20 a 50 por cento	Sim	KTE-65D com alimentador lateral de dois parafusos	40 a 44 L/D, bloco de dispersão KB45 mais KB60, elemento reverso, elementos resistentes ao desgaste	Pelletização a frio com arrefecimento por água ou corte a quente com anel de água
300 a 700 kg/h	Fragas de R-PET lavadas	Não	KTE-65D com secagem cristalizante e desumidificação em upstream	40 L/D, fusão com baixo esforço, ventilação dupla a vácuo profundo, porta de extensão de cadeia opcional	Pelletização subaquática
500 a 1.000 kg/h	Poliolefina mista pós-consumo com compatibilizador	Moderado	KTE-75D	44 L/D, mistura dominada por distribuição, alimentador de líquido para compatibilizador, ventilação dupla	Cortagem a quente com moldes de anel de água ou pelotização subaquática
500 a 1.000 kg/h	Filme pós-consumo fortemente contaminado com alta carga de compostos voláteis	Não	Sistema de dois estágios KTE-SE baseado no primeiro estágio KTE-75D	Primeiro estágio de 40 a 44 L/D para mistura e devolatilização; segundo estágio único de parafuso para pressão e filtração de grande área	Cortar a quente com moldes de anel de água
1.000 a 2.000 kg/h	Composto de poliolefina reciclado em escala industrial	Sim	KTE-95D	44 L/D, alimentação dupla lateral, dupla vácuo profundo, bomba de fusão e trocador de tela contínuo	Pelletização subaquática
2.500 kg/h e acima	Composto reciclado de fluxo único em grande escala	Sim	KTE-135D	44 a 48 L/D, várias alimentações laterais, dupla vácuo profundo, bomba de fusão, filtração a laser	Pelletização subaquática
Qualquer saída, remelting simples de resíduos limpos de um único resino	Trim pós-industrial, reciclagem de uma cor	Não	Extrusor de parafuso único da série SE	30 a 36 L/D, ventilação única, trocador de tela	Peletização de fios refrigerados a água

Dois hábitos de seleção são válidos de adotar. Primeiro, dimensionar a máquina para a produção corrigida para a entrada de material com a densidade mais baixa, em vez da média, para que um mês ruim de entrada de baixa densidade não coloque a fábrica abaixo do volume comprometido. Em segundo lugar, compre uma faixa de cabeçalho de torque, em vez de diâmetro. O cabeçalho de torque permite que você execute fórmulas mais ricas e cargas de preenchimento mais elevadas mais tarde, sem alterar o tamanho da máquina; o cabeçalho de diâmetro aumenta principalmente o lote mínimo viável, o que não é a flexibilidade correta para uma fábrica cuja mistura de produtos ainda está evoluindo.

Staffing, SOP de início, ramp-up de energia e rendimento

O equipamento define o limite de desempenho de uma fábrica; a disciplina operacional define o quão perto desse limite ela realmente funciona. Três tópicos operacionais decidem o primeiro ano: estrutura de pessoal, um procedimento de início escrito e um plano honesto de aceleração para rendimento e energia.

Estrutura de pessoal de turno

Rolo	Pessoal por turno, linha de 300 a 600 kg/h	Pessoal por turno, linha de 1.000 a 1.500 kg/h	Responsabilidade principal
Líder de turno / operador de extrusor	1	1	Parâmetros do processo, monitoramento de torque e pressão, decisões de troca de tela, registro do turno
Operador de alimentação e formulação	1	1 a 2	Calibração e reabastecimento do alimentador, verificação da fórmula, pesagem de aditivos, registro de lotes
Operador de granulagem e triagem	1	1	Condição da lâmina do cortador, temperatura da água, manuseio de fios, monitoramento da plataforma da triagem
Embalagem e movimentação de materiais	1 a 2	2 a 3	Envolvimento de sacos grandes e sacos, rotulagem, paletização, movimentação no armazém
Triagem e pré-processamento (se a lavagem for interna)	2 a 4	4 a 6	Triagem por correia, rejeição de contaminantes, manutenção de triturador e lavadora
Técnico de qualidade (compartilhado entre turnos)	1 por fábrica, turno diurno	1 a 2 por fábrica	Velocidade de fluxo do derretimento, umidade, cinzas, teste de cor e impacto; emissão de certificado de análise
Técnico de manutenção (compartilhado entre turnos)	1 por planta	1 a 2 por fábrica	Manutenção preventiva, substituição de peças de desgaste, óleo do câmbio, falhas elétricas

O número de trabalhadores não escala linearmente com a produção, o que é o principal argumento de trabalho a favor da construção em uma escala significativa em vez de começar com a linha mais pequena possível. A mudança de uma linha de 300 kg/h para uma linha de 1.000 kg/h triplica aproximadamente a produção, enquanto aumenta o número de trabalhadores por turno apenas em dois ou três pessoas, o que reduz substancialmente a entrada de trabalho por quilograma. Essa é uma vantagem operacional real, desde que a oferta de matérias-primas possa realmente alimentar a linha maior.

SOP de início

Uma sequência de inicialização escrita e publicada impede os dois eventos mais caros do primeiro ano: uma partida em frio que danifica o parafuso e uma partida em material molhado que produz uma primeira série não vendável. A sequência essencial é a seguinte.

1. Verifique os pontos de referência de temperatura da zona do tambor em relação ao registro da fórmula e confirme que cada zona atingiu o ponto de referência, em seguida, mantenha um período de imersão para que a massa metálica seja aquecida uniformemente. Nunca rote o parafuso antes de a imersão estar concluída.
2. Verifique o nível de óleo da caixa de velocidades, a temperatura do óleo e o fluxo de água de refrigeração para o refrigerador da caixa de velocidades e para o revestimento da garganta de alimentação.
3. Verifique o circuito de água de resfriamento, a temperatura da água do pelletizador e o ponto de ajuste do refrigerador.
4. Verifique o sistema de vácuo: água do condensador ligada, bomba de vácuo pronta, inserções de ventilação limpas e instaladas.
5. Verifique a calibração do alimentador para cada componente em relação à fórmula registrada; execute uma verificação de peso estático antes da produção.
6. Instale um novo conjunto de telas e registre a diferença de pressão inicial.
7. Inicie o parafuso a baixa velocidade, purgue com um material compatível ou virgem e confirme a fusão limpa na matriz antes de mudar para a matéria-prima reciclada.
8. Introduza o material de alimentação gradualmente, aumentando a velocidade da hélice e a taxa de alimentação ao mesmo tempo que observa o torque, a pressão da fusão e a temperatura da fusão.
9. Quando estiver estável, recolha uma primeira amostra para determinar a taxa de fluxo de fusão, a umidade e realizar uma inspeção visual, e só então inicie o registo do lote de produção.
10. Registre o conjunto de parâmetros estáveis no sistema de gerenciamento de receitas para que a próxima inicialização comece a partir de um ponto conhecido.

A disciplina do encerramento é igualmente importante. Limpe a máquina antes de parar, especialmente após o uso de um composto preenchido, colorido ou sensível ao calor, e nunca deixe PVC ou PA em um tanque quente. O material degradado que fica na máquina durante a noite se transforma nas manchas pretas da primeira lota do dia seguinte.

Indicadores de energia e aumento da produção

O consumo específico de energia, expresso em quilowatt-horas por quilograma de pellets, é o parâmetro de operação mais limpo de uma fábrica de mistura. Ele captura a eficiência da configuração do parafuso, o gerenciamento térmico e a adequação da velocidade do parafuso em um único número e pode ser acompanhado turno a turno, sem qualquer instrumentação especial além de um medidor de energia na linha.

Tipo de produto	Energia específica típica na extrusora	Energia total da linha, incluindo os auxiliares	Principal fator de energia
Pelotização de PP/PE reciclado simples	0,15 a 0,25 kWh/kg	0,28 a 0,45 kWh/kg	Disciplina da velocidade de rosqueamento; evite correr mais rápido do que a fórmula exige
Composição de poliolefina preenchida	0,18 a 0,30 kWh/kg	0,32 a 0,52 kWh/kg	Alimentação lateral em vez de enchimento principal; comprimento do bloco de dispersão correto
Filme pós-consumo com vácuo profundo	0,22 a 0,38 kWh/kg	0,45 a 0,70 kWh/kg	Eficiência de secagem no fluxo anterior; dimensionamento da bomba de vácuo; melhoria da entrada
Compounding de R-PET com cristalização e secagem	0,20 a 0,32 kWh/kg	0,55 a 0,85 kWh/kg	Recuperação de calor do secador; controle do ponto de condensação em vez de secagem excessiva
Compósito de engenharia reciclado (ABS, PA)	0,22 a 0,35 kWh/kg	0,42 a 0,65 kWh/kg	Controle da temperatura do derretimento; evitar o excesso de cisalhamento das seções dispersivas muito longas

O rendimento segue uma curva de aprendizagem previsível, e o planejamento contra uma curva honesta evita a experiência desmoralizadora de não atingir uma meta irrealista. No primeiro mês, é esperado um rendimento de primeira passagem na faixa de 70 a 82%, à medida que os operadores aprendem o controle da alimentação, o momento de troca de tela, o manuseio de fios e a mudança de cor. Até o terceiro mês, com uma biblioteca de fórmulas documentada, um SOP escrito e um fornecimento estável de matérias-primas, 88 a 93% é um nível normal. Até o sexto mês, com a manutenção preventiva em andamento e a triagem do material de entrada reforçada, é possível alcançar 94 a 97% em fluxos estáveis. A perda residual é principalmente a perda de arranque e de transição durante a troca de tela, o material de transição e os resíduos fora do padrão, que podem ser reprocessados internamente em vez de descartados, razão pela qual um ciclo de reciclagem interno de volta para o sistema de alimentação deve fazer parte do projeto original.

Conformidade, permissões e normas de produto

A reciclagem é uma atividade permitida na maioria das jurisdições, e o processo de obtenção da licença geralmente demora mais do que o tempo de entrega do equipamento. Iniciar a rastreabilidade da conformidade em paralelo com a especificação do equipamento, em vez de após a comissionamento, é o que mantém um projeto no prazo.

Área de conformidade	O que geralmente é exigido	Ativador	Nota de planejamento
Avaliação de impacto ambiental	Relatório de avaliação e aprovação que abrange emissões, efluentes, ruído e resíduos sólidos	Qualquer nova instalação de processamento de plástico	Comece cedo; as condições de aprovação geralmente determinam o tratamento de escape e a disposição do layout
Licença de descarga de águas residuais	Ponto de descarga permitido, sistema de tratamento, monitoramento e relatórios	Qualquer operação de lavagem interna	Se não houver rota de descarga, planeje um sistema de água em circuito fechado ou compre flocos lavados em vez disso
Controle de odor e de escape do processo	Condensador, escavador e estágio de carbono ativado dimensionados para os limites permitidos	Devolatilização a vácuo e processamento a quente	As reclamações de cheiro dos vizinhos são uma causa comum de encerramentos forçados
Gestão sólida e controlada dos resíduos	Registro, contratante de eliminação licenciada, registos de manifestos para lodo e telas usadas	Lodo de lavagem, resíduo do filtro, rejeito contaminado	Mantenha os manifestos arquivados; eles são os primeiros documentos que um inspetor solicita
Projeto de proteção contra incêndios	Compartimentação, limites de altura de pilhas, detecção e supressão para áreas de armazenamento	Armazenamento em grandes quantidades de plástico enrolado e pellets acabados	Controla o layout do site; não pode ser adicionado de forma econômica após a construção
Saúde e segurança no trabalho	Controlo da exposição a ruído, poeira e calor; procedimentos de bloqueio; proteção das máquinas	Todas as instalações operacionais	O calor, os parafusos rotativos e as unidades de alta tensão exigem uma disciplina formal de bloqueio
Sistema de gestão da qualidade	Certificação ISO 9001 com procedimentos documentados e rastreabilidade	Clientes industriais e do setor automóvel	A maioria dos compradores B2B trata isso como uma qualificação mínima, e não como um diferencial
Normas para produtos de resina reciclada	Conformidade com especificações reconhecidas para a caracterização e testes de materiais reciclados	Fornecimento contratual para compradores que exigem especificações	O ASTM D7209 abrange a terminologia e as práticas relacionadas ao PE reciclado; as especificações regionais GB/T e EN aplicam-se de acordo com o mercado
Conformidade da máquina	Marcagem CE quando o mercado de destino o exige; documentação de segurança elétrica	Importação de máquinas para mercados regulamentados	Confirme o pacote de conformidade necessário na fase de encomenda, não na alfândega

Uma sequência prática de conformidade é a seguinte: confirmar os permissões de zonagem do local para reciclagem de plástico; encomendar a avaliação do impacto ambiental; projetar os sistemas de efluentes e de escape de acordo com as condições da avaliação; obter a aprovação do projeto de proteção contra incêndio no layout; registrar os fluxos de resíduos e nomear um contratante de eliminação licenciado; instalar e comissionar; e, durante o período de transição, criar a documentação ISO 9001 para que a auditoria de certificação possa ser realizada quando já existam registros reais da produção. Tentar certificar um sistema de qualidade antes de haver dados de produção para auditar raramente funciona.

No que diz respeito ao produto, tenha cuidado com as reivindicações de contato com alimentos. O material reciclado destinado a contato com alimentos está sujeito a um processo de aprovação distinto e muito mais rigoroso, que envolve a validação do processo de descontaminação, e nunca deve ser reivindicado com base em uma permissão geral de reciclagem. Uma nova fábrica é muito mais bem servida ao focar em aplicações industriais e de consumo não relacionadas com alimentos primeiro, e tratar as classes de contato com alimentos como um projeto posterior, projetado separadamente.

Serviço e suporte da Kerke

A lacuna entre uma especificação em papel e uma fábrica que produz pellets comercializáveis é preenchida por apoio técnico, e esse apoio deve ser definido antes da colocação da ordem, em vez de ser negociado após a ocorrência de um problema. A Kerke, como fábrica da Wanplas, fornece a seguinte estrutura de apoio, que é compartilhada em toda a marca Wanplas.

• Execução de testes com amostras no seu material de entrada – envie material real e estabeleça a produção alcançável, a configuração da roda e a janela de processo em uma máquina de produção antes de se comprometer. Para fluxos reciclados, esta é a etapa pré-ordem mais valiosa, porque as saídas do catálogo assumem um material limpo e uniforme, e o seu material não é.
• Engenharia de configuração — A relação L/D, a estrutura do cilindro, a disposição dos elementos de parafuso, a colocação das válvulas de ventilação, o sistema de alimentação e o controle elétrico são especificados em torno da corrente de resina e da classe alvo, em vez de serem vendidos como um pacote fixo.
• Testees de fábrica antes do envio — as máquinas são executadas sem carga para verificar a função mecânica e elétrica e, em seguida, são executadas com o material para confirmar o comportamento do processo registrado durante o ensaio. Os registros de testes viajam com a máquina.
• Instalação e comissionamento — os engenheiros acompanham o local para supervisionar a instalação mecânica, verificar as conexões elétricas, verificar os sistemas de água e vácuo, realizar a primeira inicialização e a produção experimental.
• Treinamento de operadores e manutenção — que abrange os procedimentos operacionais padrão para início e encerramento de operação, alterações na configuração dos parafusos, troca de telas, calibração do alimentador, inspeção de peças de desgaste e a lógica de diagnóstico de falhas para desvios de torque, pressão e temperatura.
• Política de peças de reposição – o compromisso do grupo Wanplas de fornecer US$ 500 em peças gratuitas todos os anos, além da substituição gratuita de peças danificadas durante o período de garantia. Para as instalações de reciclagem, a recomendação prática é manter um estoque de elementos de parafuso das zonas de maior desgaste, seções de revestimento de tambores de reserva, pacotes de tela, lâminas de granulador e placas de matriz, porque esses são os itens que determinam quanto tempo uma parada não planejada dura.
• Suporte técnico remoto — revisão de parâmetros do processo e diagnóstico de falhas com os dados próprios da instalação, de modo que um problema de fórmula pode ser resolvido muitas vezes sem uma visita ao local.
• Política de fábrica aberta — os clientes são bem-vindos para visitar a fábrica, inspecionar as máquinas em construção e testemunhar os testes pessoalmente antes do envio.

Dois outros compromissos de grupo são relevantes para uma instalação financiada contra um plano de produção: uma garantia de transporte e uma garantia de capacidade de produção vinculada à configuração confirmada durante a fase de ensaio. Como a capacidade garantida é baseada no seu material real e não em um número genérico, é um número que pode ser incluído no plano de negócios com confiança.

Perguntas frequentes

Preciso de um extrusor de dois parafusos para abrir uma fábrica de granulação de plástico reciclado, ou um único parafuso é suficiente?

Uma extrusora de um único parafuso é adequada quando o trabalho é apenas a remelhoração de um fluxo limpo, de uma única resina e de uma única cor, em um grão comercial, e a série SE da Kerke cobre essa tarefa de 30 kg/h a 800 kg/h. Uma extrusora de dois parafusos torna-se necessária assim que a fábrica deve devolatilizar umidade e compostos voláteis, dispersar enchimentos ou pigmentos, adicionar modificadores de impacto ou compatibilizadores, misturar duas resinas ou manter uma janela de fluxo de fusão estreita em relação a entradas variáveis pós-consumo. A maioria das empresas de granulação migra para a compilação nos primeiros dois anos, porque os produtos compostos são vendidos de acordo com uma especificação técnica, enquanto o regrind simples compete apenas pelo preço.

Qual a área de construção e a capacidade elétrica instalada necessária para uma instalação de granulação reciclada?

Como regra de planejamento, uma linha de 300 a 500 kg/h precisa de aproximadamente 800 a 1.200 metros quadrados, incluindo armazenamento de matérias-primas e produtos acabados, 6 a 7 metros de altura livre sob a haste do guindaste e uma capacidade instalada trifásica de cerca de 350 a 500 kW. Uma linha de 1.000 a 1.500 kg/h geralmente precisa de 2.000 a 3.000 metros quadrados, 8 metros de altura livre e 900 a 1.300 kW instalados. A demanda operacional é geralmente de 55 a 70% da capacidade instalada, mas o transformador deve ser dimensionado para a capacidade instalada, pois os aquecedores de barris consomem muito durante o início frio. A área de armazenamento, e não a área ocupada pelas máquinas, é o que mais é subestimado pelos operadores iniciantes.

Qual a relação L/D que devo escolher para um extrusor de dupla hélice de compósitos reciclados?

Para a peletização direta de PP ou PE com uma ventilação, 32 a 36 L/D é suficiente. Para compostos reciclados preenchidos ou reforçados com alimentação lateral e duas ventilações, 40 a 44 L/D é o padrão prático. Para filmes pós-consumo altamente contaminados, carga de preenchimento superior a 60%, extrusão reativa ou trabalho de extensão de cadeia de PET, 44 a 48 L/D fornece o tempo de permanência e o volume livre necessários. Mais tempo não é necessariamente melhor, porque uma maior extensão adiciona histórico térmico e entrada de energia específica, o que é exatamente o que um fluxo reciclado sensível ao calor não precisa.

Quão seco tem de ser o flocos de PET antes de entrar no extrusor de dois parafusos?

O PET deve ser cristalizado primeiro, em seguida, secado em um secador desumidificador a uma temperatura de ponto de rosnha de cerca de menos 40 graus Celsius, com a umidade reduzida abaixo de 50 ppm antes da etapa de fundição, se se pretende preservar a viscosidade intrínseca. A cristalização antes da secagem é obrigatória porque o floco amorfoso amolece e aglomera-se em um secador quente. Uma seção de devolatilização a vácuo bem projetada estende um pouco a tolerância, mas qualquer umidade residual à temperatura de fundição causa cisão da cadeia hidrolítica, e a queda na viscosidade intrínseca resultante deve ser aceita na especificação do grau ou compensada com um estabilizador de cadeia introduzido através de uma porta de alimentação dedicada.

Qual método de pelotização deve ser utilizado em uma fábrica de granulagem reciclada?

A pelotização de fio com refrigeração por água é a mais tolerante e a mais fácil de treinar operadores, e é adequada para PP, PE, ABS, PS e a maioria dos compostos de engenharia. A pelotização com anel de água oferece a maior uniformidade geométrica e as menores partículas, e é a escolha habitual acima de aproximadamente 1.000 kg/h e para R-PET e os tipos de engenharia sensíveis à umidade. A corte com face de matriz refrigerada por ar é adequada para trabalhos com fusão a quente e de baixa produção. Escolha antes de definir o layout, porque a retrofitação da pelotização subaquática mais tarde afeta a matriz, o circuito de água, o secador e o plano do piso.

Quantos operadores uma instalação de peletização reciclada precisa por turno?

Uma linha de composto única de 300 a 600 kg/h normalmente funciona com quatro a cinco pessoas por turno: um líder de turno e operador do extrusor, um operador de alimentação e formulação, um operador de granulagem e triagem e um a dois funcionários de embalagem e manuseio de materiais. Um técnico de qualidade e um técnico de manutenção são normalmente compartilhados entre turnos no turno diurno. Se a lavagem e a triagem são realizadas internamente, adicione dois a quatro funcionários de triagem e pré-processamento por turno. O número de funcionários aumenta apenas modestamente com a produção, razão pela qual uma linha maior apresenta um investimento de mão-de-obra claramente melhor por quilograma.

Quanto tempo leva para uma nova fábrica de granulagem reciclada alcançar um rendimento estável?

Um aumento realista coloca a taxa de rendimento do primeiro mês em torno de 70 a 82%, enquanto os operadores aprendem o controle da alimentação, o momento de troca de telas e o manuseio das fileiras. No terceiro mês, com uma biblioteca de fórmulas fixas e um SOP de início de produção escrito, normalmente alcança-se 88 a 93%. No sexto mês, com uma triagem disciplinada e manutenção preventiva programada, alcança-se 94 a 97% em fluxos de entrada estáveis. A variabilidade da matéria-prima, e não a capacidade da máquina, domina a curva, portanto, a rota mais rápida para a faixa do sexto mês é um padrão de aceitação da matéria-prima escrito e a mistura de lotes de matéria-prima antes da produção.

Que certificações e permissões uma fábrica de compostos de granulação reciclada precisa?

Os requisitos típicos incluem uma avaliação de impacto ambiental e uma autorização de descarga que abranja as águas residuais e os gases de efluente, um registro de gestão de resíduos sólidos e controlado para lodo e telas de filtro usadas, uma aprovação de projeto de proteção contra incêndios para as áreas de armazenamento e um plano de saúde e segurança do trabalho com procedimentos de bloqueio. Comercialmente, a certificação do sistema de qualidade ISO 9001 é esperada por maioria dos compradores industriais, e a conformidade do produto é geralmente demonstrada em relação a especificações de resina reciclada, como o ASTM D7209 para a terminologia e prática de PE reciclado, juntamente com os requisitos regionais GB/T ou EN. O material reciclado em contato com alimentos segue um caminho de aprovação separado e muito mais rigoroso e não deve ser reivindicado com base em uma autorização geral de reciclagem.

Um extrusor de parafuso único pode lidar com vários materiais reciclados diferentes?

Sim, desde que a máquina esteja especificada para isso. Como a série KTE utiliza um tambor segmentado e um parafuso modular construído a partir de elementos intercambiáveis, uma máquina pode ser reconfigurada entre trabalhos com poliolefina reciclada, composto preenchido e composto de engenharia, alterando a disposição do parafuso e, quando necessário, adicionando um alimentador lateral ou uma segunda válvula de escape. Os limites práticos são materiais corrosivos, como o PVC, que devem ser mantidos em uma máquina dedicada com superfícies resistentes à corrosão, e formulações altamente pigmentadas ou pretas, que devem ser programadas após as cores claras para reduzir a limpeza de transição.

Que peças de reposição uma instalação de granulação reciclada deve manter em estoque?

Priorize os itens que interrompem a produção e têm o maior tempo de substituição: elementos de parafusos das zonas de maior desgaste, como os blocos de amassamento dispersivo e os elementos imediatamente após uma alimentação lateral, seções de revestimento de tambor de reposição, pacotes de tela nas malhas em funcionamento, lâminas de granulador e suportes de lâminas, placas de matriz e inserções de matriz, bem como as juntas e termopares que falham sem aviso prévio. A matéria-prima reciclada abrasiva consome peças de desgaste mais rapidamente do que o material virgem, portanto, acompanhe a vida útil das peças de desgaste em horas de funcionamento a partir do primeiro mês e utilize esses dados em vez de um intervalo genérico para definir os pontos de reordenação.

Conclusão

Abrir uma fábrica de composto de granulagem de plástico reciclado usando um extrusor de dois parafusos é um projeto com uma rota crítica bem definida. Garanta o material de entrada antes de qualquer outra coisa, porque tudo o que vem depois depende dele. Defina a qualidade do grão que pretende vender e os indicadores de aceitação que deve manter, porque isso decide se precisa de capacidade de compósito ou apenas de capacidade de remelhar. Bloqueie o envelope de utilidades do local – capacidade do transformador, circulação de água, rota de efluentes, tratamento de escape e compartimentos de incêndio – antes de assinar um contrato de arrendamento, porque estes são os quatro atributos que não podem ser alterados mais tarde. Em seguida, projete a rota do processo como uma cadeia de proteções, e só então especifique a máquina.

Na própria máquina, as três decisões mais importantes são a relação L/D, a classe de torque específico e a disposição dos elementos de parafuso. Especifique o espaço de torque que ainda não necessita, porque a viscosidade da matéria-prima reciclada varia. Especifique a disposição das ventilações para a carga mais volátil que espera, e não para a média. Escolha o método de peletização antes de definir a disposição. E confirme toda a configuração com uma prova piloto com o seu material real, porque os números de saída do catálogo assumem uma uniformidade que a matéria-prima pós-consumo nunca tem.

A fábrica Wanplas de Kerke, com mais de 12 anos de especialização em extrusoras de composto com dois parafusos em rotação paralela, uma instalação de 19.997 m², mais de 2.000 máquinas em operação em mais de 70 países e uma equipa técnica de mais de 100 pessoas, apoia todo este caminho – desde os testes de formulação em um KTE-16B de laboratório, passando pelas configurações de produção da série KTE até ao KTE-135D, as linhas de parafuso único da série SE e os sistemas de dois estágios KTE-SE, até ao equipamento de granulagem, triagem e auxiliar que completa a instalação. Quando o projeto também necessita de preparação upstream, a Wanplas fornece linhas de lavagem e secagem adequadas que alimentam diretamente os sistemas de granulagem da Kerke.

Se está a planear uma instalação de granulagem reciclada, o passo seguinte mais útil é uma prova. Envie uma amostra representativa da sua matéria-prima real – algumas sacas de flocos ou regrind que realmente refletem o que vai comprar semanalmente – juntamente com a sua produção alvo e as especificações exigidas pelos seus compradores. A Kerke vai processar o material, estabelecer a taxa e a janela de processo alcançáveis e devolver uma proposta de configuração baseada no resultado da prova, em vez de uma suposição do catálogo. Partilhe o seu objetivo de produção e o seu plano de produtos e a configuração será adaptada em função deles. Os clientes também são bem-vindos a visitar a fábrica pessoalmente para inspecionar as máquinas em construção e testemunhar a prova de funcionamento.