Большинство предприятий по переработке, не достигающих номинальной производительности, терпят неудачу не потому, что двухшнековый экструдер слишком мал. Они терпят неудачу потому, что здание вокруг экструдера было спроектировано до того, как кто-либо смоделировал поток материала. Загрязненные отходы пластика поступают влажными, грязными, объемными и неоднородными, и каждое из этих свойств напрямую влияет на площадь пола, высоту потолка, дренаж, вентиляцию и транспортные пути. Когда планировка производственных площадей для экструзии загрязненных отходов пластика на двухшнековом экструдере спланирована правильно, линия работает с коэффициентом использования 85–92 % при двух операторах в смену. Когда она спланирована плохо, тот же набор оборудования обеспечивает использование на уровне 55–65 %, качество гранул варьируется от партии к партии, и предприятие тратит первые три года на борьбу с проблемами, которые можно было решить за неделю еще на этапе чертежа.
Это руководство написано для человека, который уже принял решение о покупке линии соосно-вращающегося параллельного двухшнекового смесительного экструдера и теперь должен сообщить архитектору, сколько квадратных метров нужно начертить, какой высоты должна быть крыша, где разместить стены и как будут перемещаться погрузчики. В нем приводится воспроизводимый метод расчета площади, структурированный по уровням производительности, система классификации загрязнения, которая увеличивает или уменьшает эту площадь, детальные правила зазоров для экструзионного зала и таблицы расчета мощностей инженерных систем, позволяющие дать подрядчику по электромонтажным и механическим работам реальные цифры, а не предположения. Все нижеизложенное основано на реальности грязного сырья: почва, песок, этикетки, клей, масляные остатки, свободная вода и связанная влага.
Компания Kerke, завод Wanplas, более 12 лет проектирует и производит параллельные соосно-вращающиеся двухшнековые смесительные экструдеры, имея производственную базу площадью 19 997 кв. м, более 2000 работающих машин в более чем 70 странах и команду из более чем 100 человек, сосредоточенную на одном семействе продуктов. Эта специализация важна для работ по планировке, потому что вопросы, которые реально задают переработчики, касаются не только экструдера как отдельного объекта. Они касаются того, насколько далеко буферный силос находится от дозатора, может ли кран поднять секцию цилиндра, сколько прямого прохода требуется для извлечения шнека и куда уходит вода вакуумного насоса. Инженеры Kerke отвечают на эти вопросы каждую неделю, и эта статья сводит повторяющиеся ответы в таблицы, которые можно передать проектировщику гражданских конструкций. Для предварительной мойки и обезвоживания Wanplas поставляет согласованные линии предобработки, которые напрямую питают системы двухшнековых экструдеров Kerke, поэтому вся цепочка от тюка до упакованной гранулы может быть рассчитана как один чертеж, а не два несвязанных проекта.
Почему планировка определяет производительность при переработке загрязненного пластика
Планировка определяет производительность, потому что загрязненный пластик — это материал с низкой насыпной плотностью и высокой вариативностью, который необходимо многократно перемещать, прежде чем он попадет в горловину загрузки. Каждый дополнительный метр пути, каждый пересекающийся маршрут и каждый отсутствующий буфер напрямую превращается в минуты простоя экструдера. На чистом заводе по компаундированию первичного сырья ограничивающим фактором является экструдер. На заводе по переработке загрязненного пластика ограничивающим фактором почти всегда является обращение с материалом, а обращение с материалом зависит от планировки пола.
Пять ошибок в планировке составляют большинство случаев низкой производительности цехов экструзии загрязненного пластика. Они повторяются в разных странах, при использовании разного сырья и на предприятиях разного размера, и каждая из них имеет конкретную стоимость потери производительности, которую можно оценить до начала строительства.
Ошибка первая: приемка и готовая продукция используют один и тот же транспортный путь
Когда входящие тюки и выходящие мешки с гранулами используют одни и те же ворота, одну и ту же площадку и одну и ту же полосу для погрузчиков, происходят три вещи. Грузовики образуют очереди и блокируют друг друга, поэтому приемка становится прерывистым процессом, отвлекающим погрузчики от питания линии. Почва и пыль при обращении с тюками оседают на готовых паллетах, что вызывает жалобы клиентов на грязные мешки, даже если гранулы внутри чистые. И любой заказ для контакта с пищевыми продуктами или высокотехнологичных применений становится невозможным для сертификации, поскольку нет обоснованного разделения между грязным входящим и чистым исходящим материалом. Исправление почти ничего не стоит на этапе чертежа и очень дорого обходится позже: два отдельных ворот на противоположных концах или сторонах здания с односторонним внутренним контуром движения.
Ошибка вторая: пыль от дробления попадает в зону экструзии
Дробление сухой загрязненной пленки высвобождает мелкую смесь полимерной пыли, почвы, бумажных волокон от этикеток и высушенных органических остатков. Если дробитель находится в том же открытом зале, что и экструдер, эта пыль оседает на нагревателях цилиндра, ребрах охлаждения двигателя, фильтрах электрических шкафов и открытых приемных бункерах. Последствия накапливаются: нагревательные ленты перегреваются и выходят из строя раньше срока, приводные шкафы срабатывают по высокой температуре летом, а взвешенная пыль, попадающая в горловину загрузки, вызывает появление черных точек и гелевых дефектов в гранулах. Существует также аспект воспламеняемости пыли, поскольку облако сухой полимерной пыли в подвешенном состоянии рядом с горячими поверхностями является признанным сценарием возгорания. Отделение дробления за сплошной перегородкой с местной вытяжкой — это самая ценная стена во всем здании.
Ошибка третья: силос для обезвоженного материала находится слишком далеко от дозатора
Вымытые и обезвоженные хлопья все еще содержат 2–8 % поверхностной влаги и склонны к образованию сводов, поэтому их пневматически или механически транспортируют с большими трудностями, чем первичные гранулы. Длинные участки транспортировки увеличивают образование пыли, частоту засоров и добавляют теплопотери, которые частично нивелируют эффект термической сушки. Практическое правило: горизонтальное расстояние между выпускным отверстием буферного силоса и входом дозатора с потерей веса должно быть менее 15 м для вымытых хлопьев и менее 25 м для сухого дробленого вторичного сырья, при этом в пневматической линии не должно быть более двух поворотов на 90 градусов. Если участок требует более длинного маршрута, используйте механический конвейер или шнековый конвейер в закрытом лотке вместо увеличения скорости воздуха.
Ошибка четвертая: отсутствие буферного силоса между периодической предобработкой и непрерывной экструзией
Мойка и сушка по своей природе являются полуциклическими операциями. Тюки открываются партиями, моечные ванны сливаются и наполняются заново, сушилки работают циклами. Двухшнековая экструзия является непрерывной. Без буфера экструдер наследует все сбои на предыдущих этапах, и завод, который мог бы работать 20 часов в сутки, работает 13 часов. Расчет буфера на 60–120 минут потребления экструдера устраняет большую часть этой связи. При производительности 1000 кг/ч и насыпной плотности около 0,30–0,35 т/м³ для вымытых пленочных хлопьев 60 минут буфера составляют примерно 3 м³ полезного объема, а 120 минут — примерно 6 м³. Этот объем незначителен по стоимости и трансформационен с точки зрения использования оборудования, но требует площади пола и высоты потолка, которые должны быть зарезервированы на чертеже.
Ошибка пятая: недостаточный доступ для обслуживания вокруг экструдера
Линия с загрязненным сырьем является линией с интенсивным обслуживанием. Сетки меняются чаще, элементы шнеков изнашиваются быстрее из-за минеральных абразивов, а вентиляционные порты требуют периодической очистки. Если экструдер прижат к стене для экономии места, каждая из этих рутинных задач становится событием остановки производства, требующим сначала разобрать что-то другое. Правила зазоров в разделе об экструзионном зале ниже — это не роскошь. Это разница между 40-минутным обслуживанием замены сетки и четырехчасовым.
Модель потока материала: от тюка до гранулы
Планировка хороша ровно настолько, насколько хороша модель потока, лежащая в ее основе. Прежде чем рисовать стену, запишите каждую стадию обработки по порядку, назначьте каждой стадии зону и зафиксируйте ограничение планировки, которое эта стадия накладывает. Приведенная ниже таблица является эталонным потоком для загрязненного пластика после потребительского и промышленного использования, поступающего на двухшнековую линию компаундирования с дегазацией. Не каждому заводу нужна каждая стадия, но каждый завод должен сознательно исключить стадию, а не забыть о ней.
| Step | Stage | Function | Zone | Primary layout constraint |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Receiving and weighing | Truck unloading, weighbridge, incoming inspection and moisture check | Dirty | Paved apron for a full trailer turn, weighbridge on the inbound side only, covered unloading bay |
| 2 | Bale storage yard | Buffer of 5 to 15 days of feedstock, segregated by grade and supplier | Dirty | Stack height and aisle width governed by fire code, drainage away from clean zones |
| 3 | Manual and mechanical sorting | Removal of metal, wood, textile, non-target polymer and oversize items | Dirty | Sorting platform 1.0 to 1.2 m above floor, reject bins directly under the belt, good lighting |
| 4 | Pre-washing and de-stoning | Trommel or pre-wash drum removes free soil, sand, grit and stones | Dirty | Sludge discharge point, sedimentation pit access, water supply and drain in the same bay |
| 5 | Crushing | Wet or dry size reduction to 20 to 60 mm flakes | Dirty | Acoustic enclosure, dust extraction hood, crane access above the rotor for knife service |
| 6 | Friction washing | High-speed mechanical scrubbing to strip adhesive, ink and residual soil | Dirty | Wastewater volume peaks here, floor slope to drain, splash containment kerbs |
| 7 | Sink-float separation | Density separation of PE and PP from PET, PVC, rubber and mineral fractions | Dirty | Long tank footprint, walkway both sides, skimmer discharge to dewatering |
| 8 | Mechanical dewatering | Centrifugal dewatering to 3 to 8 percent surface moisture | Transition | Vibration isolation, water return line, short discharge to the thermal dryer |
| 9 | Thermal drying | Hot air drying to below 1 percent surface moisture for stable feeding | Transition | Vertical space for the dryer column, hot air duct routing, thermal insulation clearance |
| 10 | Buffer silo | 60 to 120 minutes of decoupling volume between batch and continuous operation | Transition | Clear height above the feeder platform, level sensors, bridging breaker access |
| 11 | Twin-screw compounding with devolatilization | Melting, dispersive and distributive mixing, moisture and volatile removal | Clean | Screw pull-out aisle, crane coverage, vent port access, barrel section handling |
| 12 | Melt filtration | Removal of residual paper, metal, char and cross-polymer contamination | Clean | Screen changer pull space, waste screen bin, melt pressure instrumentation access |
| 13 | Pelletizing | Strand, water-ring or underwater cutting into pellets | Clean | Water channel run length, pump pit, cutter blade change clearance |
| 14 | Pellet dewatering and drying | Centrifugal drying of pellets to a dust-free, dry condition | Clean | Short pipe run from cutter, noise enclosure, water recirculation loop |
| 15 | Vibrating sieve | Removal of fines, agglomerates, tails and oversize pellets | Clean | Elevation above the homogenizing silo inlet, reject chute, isolation mounts |
| 16 | Homogenizing silo | Batch blending across production hours to level out property variation | Clean | Tallest structure in the clean zone, needs roof height or an outdoor silo pad |
| 17 | Bagging and palletizing | Big-bag or 25 kg bag filling, weighing, sealing and palletizing | Clean | Pallet staging area, scale calibration space, wrapping machine footprint |
| 18 | Finished goods warehouse | Storage of 7 to 20 days of production, segregated by grade and lot | Clean | Separate dispatch door, rack or block stacking layout, laboratory retention samples |
Из этой таблицы напрямую следуют два правила. Во-первых, переходная зона существует физически, а не только концептуально: обезвоживание, термическая сушка и буферный силос образуют реальный пролет со своими стенами, собственным дренажом пола и собственной системой обработки воздуха. Во-вторых, изменения уровня следует планировать так же тщательно, как и горизонтальные расстояния. Стадии 14–17 полностью полагаются на гравитацию или короткие подъемы, и завод, игнорирующий вертикальное планирование, в итоге получает лес из переоборудованных ковшовых элеваторов, которые занимают площадь пола и генерируют пыль.
Уровни загрязнения и их влияние на планировку
Уровень загрязнения является самым сильным фактором, определяющим площадь завода, поскольку он определяет количество стадий предобработки и объем воды и воздуха, с которыми должен справляться завод. Два завода с идентичными двухшнековыми экструдерами могут отличаться по общей занимаемой площади в два с половиной раза исключительно потому, что один перерабатывает чистые промышленные отходы, а другой — сельскохозяйственную пленку, собранную на полях. Классификация сырья на четыре уровня делает расчет площади в следующем разделе воспроизводимым.
| Level | Typical feedstock | Non-polymer impurity | Required pre-treatment chain | Area coefficient | Wastewater intensity | Vent configuration | Melt filter mesh |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Level A | Clean in-house industrial scrap, purge, edge trim, sprue and runner | Below 1 percent | Metal separation, crushing, dedusting; no wet process | 0.55 | Negligible | Single atmospheric vent | 100 to 150 mesh |
| Level B | Post-industrial film rolls, printed but unused packaging, clean woven bags | 1 to 3 percent | Sorting, crushing, dry cleaning or short wet rinse, dewatering | 0.75 | Low, 0.2 to 0.5 L per kg | Atmospheric vent plus one vacuum vent | 80 to 100 mesh |
| Level C | Post-consumer packaging film, bottles, household rigid containers | 3 to 8 percent | Full chain: sorting, pre-wash, crushing, friction washing, sink-float, dewatering, thermal drying | 1.00 (baseline) | Medium to high, 2 to 4 L per kg | Atmospheric vent plus two vacuum vents | 60 to 80 mesh |
| Level D | Agricultural film, greenhouse film, mulch film, heavily soiled industrial packaging | 8 to 20 percent | Extended chain: de-stoning trommel, double friction washing, two-stage sink-float, high-speed dewatering, thermal drying | 1.35 | High, 4 to 8 L per kg with heavy sludge load | Atmospheric vent plus two vacuum vents and continuous filtration | 40 to 60 mesh |
Коэффициент площади из таблицы применяется к базовым площадям, указанным в разделе расчета площади. Это не линейное масштабирование каждой зоны: сам экструзионный зал почти не меняется между уровнем A и уровнем D при одинаковой производительности, тогда как зона предобработки и площадь водоочистки могут увеличиваться в три раза. Когда завод перерабатывает смешанные сорта, рассчитывайте планировку для худшего сорта, который планируется использовать более 20 % времени, а не для среднего. Завод, рассчитанный на средний показатель, будет создавать узкие места каждый раз, когда приходит грязная партия, а именно грязные партии приносят лучшую маржу.
Влажность — скрытый фактор площади
Свободную воду, выходящую со стадии обезвоживания, нужно где-то испарить. На сырье уровня C и D двухшнековый экструдер с двумя вакуумными стадиями дегазации может поглотить последние 0,5–1,5 % влаги, но не может экономически эффективно поглотить 6 %. Попытка пропустить термическую сушку ради экономии площади пола переносит нагрузку на систему вентиляции, которая затем требует большей вакуумной мощности, больших мощностей по обращению с конденсатом и более частой очистки вентиляционных портов, при этом производительность падает на 15–30 %, поскольку затопление вентиляционных отверстий ограничивает скорость шнека. Площадь пола, сэкономленная за счет удаления сушилки, обычно составляет 40–90 кв. м; потерянная производительность стоит гораздо дороже. Оставьте сушилку и держите ее рядом с буферным силосом.
Принципы зонирования: грязная, переходная и чистая зоны
Зонирование — это дисциплина, которая предотвращает загрязнение собственного продукта на заводе по переработке пластика. Принцип прост: материал движется в одном направлении от грязного к чистому, воздух движется в противоположном направлении от чистого к грязному, а люди и транспортные средства пересекают границу только через контролируемые точки. Все остальное в этом разделе является деталями реализации этих трех утверждений.
Определение трех зон
Грязная зона охватывает приемку, хранение тюков, сортировку, предварительную мойку, дробление, фрикционную мойку и сепарацию методом всплывания/тонущего. Она влажная, пыльная, шумная и пахучая, а ее пол несет почву, песок и шлам. Переходная зона охватывает механическое обезвоживание, термическую сушку и буферный силос. Материал, входящий в нее, все еще влажный, материал, выходящий из нее, сухой и готов для дозатора. Чистая зона охватывает экструзионный зал с двухшнековым экструдером, расплавную фильтрацию, гранулирование, сушку гранул, просеивание, гомогенизацию, упаковку в мешки и склад готовой продукции. В чистой зоне продукт подвергается воздействию окружающей среды в горловине загрузки, на выходе из сушилки гранул, на сите и в точке упаковки, поэтому качество воздуха является параметром качества продукта.
| Zone attribute | Dirty zone | Transition zone | Clean zone |
|---|---|---|---|
| Pressure regime | Slight negative pressure, minus 5 to minus 15 Pa relative to outside | Neutral to slightly negative | Neutral to slightly positive, plus 5 to plus 10 Pa |
| Air change rate | 8 to 12 changes per hour with local extraction at dust and odor sources | 6 to 8 changes per hour, higher near the dryer exhaust | 4 to 6 changes per hour, filtered make-up air |
| Floor construction | Sloped 1 to 1.5 percent to trench drains, chemical and abrasion resistant topping | Sloped to a local drain, sealed against water tracking | Flat, dust-free hardened topping, no open trenches near the feeder |
| Partition | Solid wall to underside of roof, no open transfer windows | Solid wall with airlock or strip curtain at the material pass | Solid wall, personnel doors with self-closers |
| Personnel access | Dedicated entrance from the yard, boot wash at the exit | Through the airlock only | Dedicated entrance from the office and locker area |
| Forklift traffic | Yard trucks and dirty-side forklifts only | Generally none; material moves by conveyor | Clean-side forklifts only, dedicated tires and wash-down |
| Dispatch door sharing | Never shared with finished goods | No external door required | Separate dispatch dock on the opposite face of the building |
| Typical noise level | 85 to 95 dBA at the crusher, enclosure mandatory | 75 to 85 dBA | 78 to 85 dBA at the pelletizer, hearing protection zone marked |
Перепад давления на практике
Именно перепад давления предотвращает перемещение запахов и пыли в неправильном направлении. Достигается это путем отвода большего объема воздуха из грязной зоны, чем подается в нее, и подачи большего количества фильтрованного воздуха в чистую зону, чем отводится из нее. В числовом выражении: если вытяжка из грязной зоны составляет 30 000 м³/ч, подавайте туда примерно 26 000–27 000 м³/ч приточного воздуха и позволяйте балансу просачиваться из переходной зоны. Шлюз между переходной и грязной зонами тогда всегда имеет поток в сторону грязной зоны, и запахи от влажных органических остатков никогда не достигают станции упаковки. Это недорогое решение на этапе проектирования и почти невозможное для переоборудования после установки воздуховодов.
Одностороннее движение и правило мойки обуви
Рисуйте путь погрузчика как петлю, а не как челнок. Петля означает, что погрузчик, везущий тюки со двора на загрузку сортировки, никогда не встречает погрузчик, везущий паллеты с упаковки на отгрузку. Если участок требует общего прохода, сделайте его коридором с временным ограничением, а не общим пространством, и четко обозначьте его. Для персонала разместите станцию мойки обуви и обдува сжатым воздухом на выходе из грязной зоны. На заводах, производящих гранулы для требовательных применений, эта единственная станция имеет измеримый эффект на количество черных точек в готовом продукте, поскольку наиболее распространенным носителем почвы в чистую зону является подошва обуви.
Метод расчета площади по уровням производительности
Метод расчета площади ниже меняет обычный процесс: вместо того чтобы рисовать здание и спрашивать, что в него поместится, он начинает с номинальной производительности в килограммах в час и выводит площадь каждой зоны из эмпирических коэффициентов, затем применяет множитель загрязнения и допуск на циркуляцию. Результатом является обоснованное число, которое можно дать агенту по недвижимости или архитектору в первый же день.
Основная формула
Общая занимаемая площадь завода рассчитывается как сумма семи функциональных зон, каждая из которых масштабируется коэффициентом загрязнения из предыдущего раздела:
A(total) = [A(yard) + A(pre-treatment) + A(drying and buffer) + A(extrusion hall) + A(pelletizing and screening) + A(finished goods) + A(utilities)] × f(contamination) × f(site)
Здесь f(загрязнение) составляет 0,55 для уровня A, 0,75 для уровня B, 1,00 для уровня C и 1,35 для уровня D. Фактор f(участок) учитывает геометрию участка и равен 1,00 для прямоугольного участка с благоприятным соотношением сторон, 1,08–1,15 для нерегулярного участка, требующего L- или U-образной схемы потока, и 1,20 или более там, где колонны, существующие конструкции или правила отступа фрагментируют полезную площадь. Площади зон ниже уже включают допуск на внутреннюю циркуляцию в размере 15–20 % для проходов, пешеходных дорожек операторов и временного хранения паллет, поэтому не добавляйте циркуляцию дважды.
Базовая таблица площади по уровням производительности
Следующая таблица является базовой для сырья после потребительского использования уровня C, пригодной для односменной работы, но рассчитанной на трехсменный режим, с одной линией двухшнекового компаундирования на уровень. Все цифры указаны в квадратных метрах, если не указано иное.
| Zone | 300 kg/h | 500 kg/h | 1000 kg/h | 2000 kg/h | Scaling logic |
|---|---|---|---|---|---|
| Raw material yard and receiving | 150 | 250 | 450 | 850 | 10 to 14 days of baled feedstock at 0.30 to 0.45 t/m3, stack height 4 m, plus truck apron |
| Pre-treatment zone (sorting, washing, crushing) | 180 | 280 | 500 | 900 | Equipment envelope plus 1.2 m walkways on both sides of each wet machine |
| Drying and buffer | 90 | 140 | 240 | 420 | Dewatering, thermal dryer column, buffer silo and feeder platform base |
| Extrusion hall | 200 | 300 | 480 | 800 | Machine footprint plus screw pull-out aisle plus crane operating envelope |
| Pelletizing and screening | 80 | 120 | 200 | 340 | Water channel, pellet dryer, vibrating sieve, homogenizing silo base |
| Finished goods warehouse | 120 | 200 | 380 | 700 | 10 to 15 days of output in big bags at 0.55 t/m3, two-high stacking, dispatch staging |
| Utilities room and workshop | 60 | 90 | 150 | 260 | Transformer room, chiller and cooling tower base, air compressor, vacuum pump room, maintenance bench |
| Total footprint (Level C) | 880 | 1380 | 2400 | 4270 | Sum of the seven zones with circulation included |
| Level A equivalent (×0.55) | 485 | 760 | 1320 | 2350 | Dry route, no washing, minimal water treatment |
| Level D equivalent (×1.35) | 1190 | 1865 | 3240 | 5765 | Extended washing chain and larger sludge and water handling |
| Minimum clear height (m) | 6.0 | 6.5 | 7.5 | 9.0 | Under the crane hook in the extrusion hall; silo bay may need 1.5 to 3 m more |
Как правильно использовать таблицу
Применяются три предостережения. Во-первых, цифры для двора и склада предполагают цикл запасов 10–15 дней. Если ваше сырье сезонное, как в случае сельскохозяйственной пленки, умножьте площадь двора на 2–3 для сезона сбора или запланируйте открытую крытую зону хранения с собственным противопожарным разделением. Во-вторых, цифра экструзионного зала охватывает одну линию. Вторая линия не удваивает зал, поскольку кран, проходы и диспетчерская являются общими; реалистичная цифра для второй идентичной линии составляет 70–80 % от первой. В-третьих, цифра инженерных систем исключает открытую установку очистки сточных вод, которая для уровня C при 1000 кг/ч обычно требует дополнительных 150–300 кв. м открытой площади для резервуаров, пресса для шлама и диспетчерской кабины.
Пример расчета: 1000 кг/ч PP после потребительского использования
Переработчик планирует 1000 кг/ч вымытых хлопьев PP после потребительского использования, компаундированных в марку с наполнителем тальком для литья под давлением. Сырье относится к уровню C, участок прямоугольный с хорошим соотношением сторон, поэтому f(участок) равен 1,00. Базовая общая площадь составляет 2400 кв. м, умноженная на 1,00 для уровня C, что дает 2400 кв. м технологической площади. Добавьте 250 кв. м открытой водоочистки, 120 кв. м офисных, лабораторных и раздевалочных помещений и 400 кв. м маневренной площадки для грузовиков, и потребность в земле составит примерно 3170 кв. м освоенной площади. С учетом отступов, пожарной дороги и 30 % резерва для второй линии целевым участком является 4800–5500 кв. м. Это число, которое нужно дать агенту по недвижимости, и оно рассчитано, а не угадано.
Детальная планировка экструзионного зала и зазоры
Экструзионный зал — это место, где несколько сотен миллиметров зазора определяют, займет ли обслуживание 40 минут или полную смену. Приведенные ниже правила являются размерными, они применяются к параллельным соосно-вращающимся двухшнековым экструдерам класса KTE и должны быть перенесены непосредственно на генеральный план до заказа какого-либо оборудования.
Зазоры от осевой линии
Установите осевую линию экструдера не менее чем в 2,5 м от ближайшей стены или неподвижного препятствия со стороны обслуживания, то есть со стороны, с которой освобождаются зажимы секций цилиндра, заменяются нагревательные ленты и очищаются вентиляционные порты. Со стороны привода достаточно 1,5 м для обслуживания двигателя и редуктора, если кран может поднять двигатель вертикально; увеличьте до 2,0 м, если электрический шкаф установлен на стене за машиной. Оставьте минимум 1,2 м за шкафом управления для доступа к задней двери и прокладки кабелей, и никогда не размещайте шкаф там, где линии транспортировки вымытых хлопьев могут капать на него.
Пространство для извлечения шнека
Наиболее часто нарушаемым правилом в планировке заводов по переработке является пространство для извлечения шнека. Для извлечения валов шнеков для осмотра, замены элементов или обследования износа вам нужно чистое прямое пространство перед цилиндром длиной не менее 1,2 длины рабочего шнека. Длина рабочего шнека равна диаметру шнека, умноженному на отношение L/D. KTE-135D, настроенный на 44 L/D, имеет длину рабочего шнека около 5,94 м, поэтому требуемый чистый проход составляет примерно 7,1 м, и хорошей практикой является резервирование 8–10 м, чтобы тележка и два техника могли работать комфортно.
| Model | Screw diameter (mm) | L/D used for calculation | Working screw length (m) | Minimum pull-out aisle (m) | Recommended reserved aisle (m) |
|---|---|---|---|---|---|
| KTE-36B | 35.6 | 44 | 1.57 | 1.9 | 2.5 to 3.0 |
| KTE-52D | 51.4 | 44 | 2.26 | 2.7 | 3.5 to 4.0 |
| KTE-65D | 62.4 | 44 | 2.75 | 3.3 | 4.0 to 4.5 |
| KTE-75D | 71.0 | 44 | 3.12 | 3.7 | 4.5 to 5.0 |
| KTE-95D | 95.0 | 44 | 4.18 | 5.0 | 6.0 to 7.0 |
| KTE-135D | 135.0 | 44 | 5.94 | 7.1 | 8.0 to 10.0 |
Два практических замечания. Во-первых, проход для извлечения не должен быть мертвой зоной. Он может быть главным проходом в зале или путевой крановой дорогой, при условии, что в нем не установлено ничего постоянного. Стеллажи, резервуары для воды и штабели паллет — обычные нарушители. Во-вторых, если участок действительно не может вместить полную длину, укажите конструкцию шнека с разъемным валом на этапе заказа, а не обнаруживайте проблему во время первого цикла обслуживания.
Покрытие крана и высота крюка
Мостовой кран, покрывающий всю длину экструдера, сменщик сеток и гранулятор, не является опциональным для линий выше примерно 300 кг/ч. Рассчитайте его на самый тяжелый одиночный подъем, которым обычно является секция цилиндра со сборкой нагрева и охлаждения или редуктор. Практическое руководство по грузоподъемности: 2 т для линий KTE-52D–KTE-65D, 3–5 т для KTE-75D–KTE-95D и 5–10 т для установок KTE-135D. Высота крюка должна превышать самый высокий неподвижный элемент на линии, обычно это боковой дозатор или выпуск буферного силоса, с запасом не менее 0,8 м для строповки над ним. Именно это требование заставляет зал производительностью 2000 кг/ч иметь высоту потолка 9 м.
Ориентация сменщика сеток, гранулятора и водяного канала
Разместите сменщик сеток так, чтобы гидравлическая плита могла пройти полный ход без столкновения с колонной, и оставьте чистую зону шириной 1,0 м на стороне выпуска для контейнера с отработанными сетками и для того, чтобы оператор мог стоять в стороне от продувки. За головкой экструзионной головки маршрут гранулирования по жгутам требует водяного канала длиной 3–5 м для PP и PE и до 6 м для наполненных или теплоудерживающих компаундов, за которым следует воздушный нож и резак. Ориентируйте этот участок параллельно главному проходу, а не поперек него, чтобы обрывы жгутов можно было устранять, не выходя на путь движения погрузчиков. Для гранулирования в водяном кольце или под водой занимаемая площадь меньше, но насосная яма, резервуар для воды и сушилка гранул становятся фиксированным узлом, требующим 12–20 кв. м и собственного дренажа.
Диспетчерская и линии обзора оператора
Разместите рабочее место оператора так, чтобы у него был прямой обзор на три вещи: горловину загрузки, лицо головки экструзионной головки и выпуск гранулятора. При переработке загрязненного сырья горловина загрузки — это место, где впервые проявляются скачки, образование сводов и попадание посторонних предметов, и камера является плохой заменой прямому обзору. Поднятая диспетчерская площадью 12–20 кв. м с ламинированным остеклением, приточной вентиляцией под избыточным давлением и выделенным кабельным лотком держит оператора вне зоны шума, сохраняя эти линии обзора.
Двухшнековый экструдер серии Kerke KTE
Серия KTE — это платформа Kerke для параллельных соосно-вращающихся двухшнековых смесительных экструдеров, вокруг которой рассчитаны большинство правил планировки в этой статье. Диапазон простирается от лабораторной установки KTE-16B, используемой для испытаний рецептур, до производственной машины KTE-135D, и общая дизайн-философия означает, что завод может разработать рецепт на маленькой машине и масштабировать его на производственную линию с той же философией геометрии шнеков. Сборки шнеков проектируются с помощью САПР, используют геометрию типа kneading co-type с сильным самоочищающим поведением и полностью взаимозаменяемы, что важно для переработки, поскольку износ элементов от минеральных абразивов является рутинной расходной статьей, а не исключением.
Для загрязненного сырья наиболее важными конфигурируемыми элементами являются отношение длины к диаметру (L/D), конструкция цилиндра, компоновка шнеков, конфигурация вытяжки или дегазации, система подачи и электрическое управление. Машина для переработки — это не машина для мастербатча с другой этикеткой: ей обычно требуется более длинный L/D для размещения двух вакуумных стадий дегазации, питатель-загрузчик или принудительная боковая подача для хлопьев с низкой насыпной плотностью, износостойкие вкладыши цилиндра и элементы шнеков, а также система управления, настроенная на скачки скорости подачи, а не на стационарный режим работы.
| Model | Screw diameter (mm) | L:D ratio | Max screw speed (rpm) | Main motor power (kW) | Torque grade (N·m/cm3) | Output range (kg/h) | Machine length (m) | Machine footprint (m2) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KTE-16B | 15.6 | 40 to 48 | 600 | 4 | 8 to 9 | 1 to 10 | 3.0 | 6 |
| KTE-20B | 21.7 | 40 to 48 | 600 | 7.5 | 8 to 9 | 5 to 25 | 3.6 | 8 |
| KTE-26B | 25.6 | 40 to 48 | 600 | 15 | 9 to 10 | 10 to 50 | 4.5 | 11 |
| KTE-36B | 35.6 | 40 to 48 | 600 | 30 to 37 | 9 to 11 | 50 to 150 | 6.0 | 16 |
| KTE-52D | 51.4 | 40 to 48 | 600 | 55 to 75 | 10 to 12 | 150 to 350 | 8.0 | 24 |
| KTE-65D | 62.4 | 40 to 48 | 600 | 90 to 110 | 10 to 12 | 300 to 600 | 9.5 | 32 |
| KTE-75D | 71.0 | 40 to 48 | 600 | 132 to 160 | 11 to 13 | 500 to 900 | 11.0 | 42 |
| KTE-95D | 95.0 | 40 to 48 | 600 | 250 | 11 to 13 | 1000 to 1800 | 13.0 | 60 |
| KTE-135D | 135.0 | 40 to 48 | 600 | 355 | 11 to 13 | 2000 to 3500 | 16.0 | 90 |
Диапазоны производительности сильно зависят от материала и рецептуры. Вымытая PE-пленка после потребительского использования с двумя вакуумными дегазационными стадиями и снижением производительности на 30 % из-за влажности будет находиться в нижней части каждого диапазона, тогда как слабо наполненный компаунд PP после промышленного использования достигнет верхней части. Колонка занимаемой площади машины охватывает только станину экструдера, редуктор и двигатель; добавьте платформу дозатора, боковой дозатор, сменщик сеток и гранулятор, чтобы получить истинный габарит оборудования, который обычно составляет 2,2–2,8 раза от занимаемой площади одного экструдера.
Отрасли применения платформы KTE
Платформа Kerke KTE используется в производстве мастер-батчей, включая цветные, наполненные, добавочные, черные и текстильные мастер-батчи, а также в компаундировании пластмасс, включая инженерные пластики, биоразлагаемые пластики, кабельные компаунды, PVC-компаунды, термопластичные эластомеры и древесно-полимерные композиты. В сфере рециклинга платформа обеспечивает переработку флексов R-PET и компаундирование постиндустриальных PP и PE; то же семейство машин применяется также в производстве кормов для домашних животных и в обработке HMMA и текстурированного растительного белка, где соосно-вращающийся двухшнековый экструдер является стандартным инструментом. Для завода с загрязненным сырьем практическое следствие состоит в том, что машина, установленная для рециклинга PP, может быть впоследствии переконфигурирована для наполненных мастер-батчей при изменении рыночной конъюнктуры, при условии, что планировка предусматривает достаточный запас по проходам и инженерным коммуникациям.
Одношнековый экструдер серии Kerke SE
Не все этапы завода рециклинга требуют двухшнековой машины. Одношнековый экструдер серии Kerke SE с производительностью от 30 кг/ч до 800 кг/ч выполняет две различные функции в технологической схеме переработки загрязненных пластиковых отходов: как вторая ступень двухступенчатой системы, где двухшнековая машина обеспечивает компаундирование и дегазацию, а одношнековая создает давление для фильтрации и гранулирования, а также как автономный агрегат гранулирования для низкокачественных вторичных марок, где диспергирующее смешение не требуется.
Требования к планировке отличаются от требований для двухшнековых машин. Одношнековая машина той же производительности длиннее и уже, требует меньшего пространства для выемки шнека относительно своей длины, поскольку шнек представляет собой один вал, и потребляет меньше удельной энергии, поэтому потребность в охлаждающей воде у нее ниже. В двухступенчатой схеме одношнековый экструдер устанавливается перпендикулярно или под небольшим углом ниже разряда двухшнековой машины, что увеличивает ширину цеха на 3–5 м, но снимает с двухшнековой машины функцию создания давления и позволяет ей работать при более высокой скорости вращения шнека с лучшей эффективностью вакуумирования.
| Model | Screw diameter (mm) | L:D ratio | Motor power (kW) | Output range (kg/h) | Machine footprint (m2) |
|---|---|---|---|---|---|
| SE-65 | 65 | 30:1 | 22 | 30 to 80 | 10 |
| SE-75 | 75 | 30:1 | 30 | 60 to 120 | 12 |
| SE-90 | 90 | 30:1 | 45 | 100 to 200 | 16 |
| SE-105 | 105 | 30:1 | 55 to 75 | 180 to 300 | 20 |
| SE-120 | 120 | 30:1 | 90 | 250 to 450 | 26 |
| SE-150 | 150 | 30:1 | 132 | 400 to 650 | 34 |
| SE-180 | 180 | 30:1 | 160 to 185 | 550 to 800 | 42 |
Когда двухступенчатая схема оправдывает затраты
Выбирайте двухступенчатую схему KTE плюс SE, когда сырье относится к классу C или D, а целевой продукт требует как качественной дегазации, так и тонкой фильтрации расплава. Причина механическая: одноступенчатый двухшнековый экструдер должен одновременно отводить летучие вещества и создавать давление 80–180 бар через мелкую сетку фильтровальной пачки, и эти две задачи противоречат друг другу. Разделение этих функций позволяет двухшнековой машине осуществлять вакуумирование при низком давлении расплава, а одношнековой — стабильно наращивать давление. Стоимость такой планировки заключается в более широком цехе и наличии дополнительного привода для обслуживания. Выгода планировки состоит в том, что можно использовать фильтрацию 60–80 меш на действительно грязном материале без срывов вакуумных портов, что для сырья класса D может означать разницу между товарной гранулой и браком.
Планировка дегазации и контроля запахов
Загрязненные пластиковые отходы — это никогда не просто пластик. Это пластик плюс вода, печатная краска, пищевые остатки, моющие средства и деградировавшая низкомолекулярная фракция, которые присутствуют в нем, и все они покидают расплав во время экструзии в виде пара или газа. Если планировка здания не обеспечивает этому газу определенный путь вывода из завода, он найдет неопределенный путь, обычно прямо в операторскую или на участок фасовки. Поэтому дегазация и контроль запахов — это сначала проблемы планировки, а затем уже проблемы оборудования. Экструдер обеспечивает вакуумные порты; здание обеспечивает помещения, воздуховоды, насосы и установки очистки, которые заставляют эти порты работать.
Атмосферное вакуумирование как первая ступень
Первый вакуумный порт на двухшнековом экструдере для рециклинга обычно является атмосферным и размещается в ранней зоне цилиндра, часто около позиции 2 или 3 в зависимости от конструкции шнека. Его задача — удалить основную часть захваченной влаги и легких летучих веществ до того, как расплав будет герметизирован под давлением следующим обратным элементом. С точки зрения планировки это означает, что ранняя секция цилиндра должна располагаться над каналом для отвода газов или уловленным зонтом, а не над проходом, поскольку при запуске этот порт выбрасывает видимый шлейф пара и запаха. Обеспечьте местный вытяжной зонт с минимальной скоростью потока на фасаде 0,5 м/с над портом, подключенный к той же системе очистки, что и вакуумные порты, и никогда не выпускайте атмосферный порт в чистый воздух цеха.
Стадии вакуумного отвода газов вдоль цилиндра
После атмосферного порта шнек для рециклинга обычно имеет один или два вакуумных порта в поздней зоне цилиндра, расположенных после набора месильных блоков, где расплав был проработан и гомогенизирован, но перед финальной секцией создания давления. Первый вакуумный порт удаляет основную часть остаточных летучих веществ; второй, более глубокий вакуумный порт отвечает за последнюю фракцию, определяющую запах гранулы. Геометрия важна для планировки: вакуумные порты высокие, им требуется вертикальный зазор над цилиндром не менее 1,2 м для уплотнителя порта и смотрового стекла, и они соединяются вниз через полимерный ловушку с вакуумной линией. Распространенная ошибка — размещение рельса крана или сервисной платформы точно там, где должен находиться второй вакуумный порт.
| Vent position on barrel | Typical placement (L/D from feed) | Duty | Extraction air handled | Layout requirement |
|---|---|---|---|---|
| Atmospheric vent | 4 to 8 | Bulk moisture and light volatiles, atmospheric | Low, plume only | Local canopy hood plus trench drain, no walkway beneath |
| Vacuum vent 1 | 20 to 28 | Main devolatilization under first vacuum stage | Medium | Vent stuffer, polymer trap, vertical clearance 1.2 m |
| Vacuum vent 2 | 34 to 42 | Fine devolatilization and odor reduction | Medium to high | Deeper vacuum pump, separate trap, clearance above crane rail |
| Side devolatilization port | Variable | Optional for extended residence recipes | Low | Only on long L/D machines, adds one more service drop |
Размещение помещения вакуумных насосов
Помещение вакуумных насосов должно быть отдельным закрытым помещением, расположенным на «грязной» стороне здания или у периметральной стены, никогда внутри чистой зоны и никогда рядом с линией фасовки. Причина двоякая. Во-первых, вакуумные насосы, обрабатывающие пары вторичного расплава, всасывают коррозионный, зловонный поток, который загрязнит любое помещение, которое они разделяют. Во-вторых, насосы являются основным источником шума и тепла, и их размещение у периметра позволяет выводить воздух напрямую в установку очистки запахов по кратчайшему воздуховоду. Размер помещения должен учитывать габариты насосов плюс 1 м с каждой стороны для обслуживания, плюс место для вакуумного ресивера и барабана сбора конденсата. Прокладывайте вакуумную линию через полимерный ловушку перед насосом на каждой линии, поскольку попадание расплавленного полимера в вакуумный насос приводит к дорогостоящему отказу.
Картирование источников запаха
Перед спецификацией любой системы очистки запахов составьте карту мест генерации запаха на заводе, поскольку обработка неправильного источника ведет к неэффективному использованию капитала. В таблице ниже перечислены обычные источники в заводе с загрязненным сырьем и приблизительная интенсивность, чтобы планировка могла разместить их правильно.
| Odor source | Generated in | Intensity at source | Layout response |
|---|---|---|---|
| Wet flake off-gassing | Pre-treatment and buffer silo | High, continuous | Enclose silo, extract to treatment, keep downwind |
| Atmospheric vent plume | Early barrel zone | High at start-up | Local canopy, treat before release |
| Vacuum vent vapor | Vacuum pump discharge | Medium to high | Route pump room exhaust to treatment unit |
| Pellet cooling water | Pellet dryer and water tank | Medium | Closed-loop water, covered tank, periodic purge |
| Sludge and rejects | Wastewater and reject bin | High if stagnant | Frequent removal, sealed container, no indoor storage |
Варианты очистки запахов
Три общие технологии покрывают диапазон заводов рециклинга, и выбор является решением в области планировки и бюджета, а не брендовым решением. Адсорбция на активированном угле — самая простая технология, занимает небольшую площадь рядом с насосной и подходит для низких и средних нагрузок по запаху, но требует регулярной замены сорбента. Биологический скруббер хорошо справляется с высокими непрерывными нагрузками и дешев в эксплуатации, но требует подключения к системе водоочистки и большей площади пола. Термическое окисление, иногда описываемое как установка типа RTO, обеспечивает наивысшую эффективность разрушения для наиболее сложных потоков постиндустриальных отходов за счет расхода топлива и большей площади установки. Для большинства линий рециклинга Kerke с двухшнековыми экструдерами производительностью до 1000 кг/ч достаточно активированного угля на выходе вакуумного насоса плюс хорошая организация работ у бункеров; выше этой производительности биологическую или термическую ступень следует рассматривать на этапе проектирования, а не добавлять позже.
| Technology | Footprint | Operating cost | Best for | Layout note |
|---|---|---|---|---|
| Activated carbon adsorption | Small, 4 to 10 sqm | Medium, media replacement | Low to medium odor, up to 1000 kg/h | Mount beside vacuum pump room, easy duct |
| Biological scrubber | Medium, 20 to 50 sqm | Low, water and power | Continuous high load | Needs water treatment tie-in and drainage |
| Thermal oxidation unit | Large, 40 to 90 sqm | High, fuel input | Worst post-consumer streams | Place at perimeter, allow combustion air and stack |
Планировка зоны расплавной фильтрации
Любое загрязненное сырье содержит твердые включения, которые линия мойки не смогла удалить: волокна бумаги, мелкий песок, неплавленая пленка, сшитые гели, резина, древесина и случайные металлические частицы. Фильтр расплава является последним барьером перед гранулой, и его планировка определяет, будет ли замена сетки рутинным десятиминутным процессом или нарушением работы на полсмены с горячим полимером на полу. Для предварительной мойки и обезвоживания компания Wanplas поставляет согласованные линии предобработки, которые напрямую питают системы Kerke с двухшнековыми экструдерами, поэтому описанная здесь задача фильтрации всегда является финальной стадией на головке экструдера.
Типы сетчатых фильтров
Три общие классы сетчатых фильтров покрывают задачи рециклинга. Гидравлический сдвижной фильтр является основным рабочим элементом: он удерживает пачку сеток на плите, которую гидравлический цилиндр выдвигает из потока, и подходит для пакетной замены при умеренно загрязненном сырье. Непрерывный ленточный фильтр пропускает бесконечную сетчатую ленту через расплав, продвигая ее вперед по мере засорения открытой секции, и подходит для стабильного высокого уровня загрязнения, когда остановка на замену обходится дорого. Лазерный фильтр использует вращающийся диск с тонким лазерным зазором для удаления загрязнений в камеру отходов и обеспечивает самую тонкую фильтрацию при самых высоких капитальных и эксплуатационных затратах. Разница в планировке существенна: гидравлический фильтр требует четкого хода сдвига и контейнера для отработанных сеток на стороне разряда; непрерывный или лазерный фильтр требует контейнера для сбора отходов и сервисного прохода для привода, а лазерный фильтр требует небольшого электрического шкафа и подключения к системе охлажденной воды для диска.
| Filter class | Change mode | Typical contamination handled | Floor space added | Layout implication |
|---|---|---|---|---|
| Hydraulic slide-plate changer | Manual or automatic batch | Level B to C | 2 to 4 sqm for bin and stroke | Clear slide stroke, waste bin on discharge side |
| Continuous belt filter | Automatic continuous | Level C to D | 4 to 8 sqm | Waste bin plus drive aisle, tie into control system |
| Laser filter | Automatic rotating disc | Level C to D, finest grade | 6 to 12 sqm | Electrical enclosure, chilled water, disc service aisle |
Выбор размера ячеек по сырью
Количество ячеек — это число отверстий сетки на линейный дюйм, которое определяет как чистоту гранулы, так и перепад давления на пачке фильтров. Слишком крупная ячейка пропускает гели и точки; слишком мелкая быстро засоряется, давление растет, а вакуумные порты начинают работать срывами. Правильный размер ячеек зависит от уровня загрязнения после линии предобработки, и таблица ниже является отправной точкой при планировке линии рециклинга Kerke. Обратите внимание, что это целевые показатели фильтрации на финальном фильтре расплава после того, как мойка Wanplas удалила основную часть абразивных частиц.
| Feedstock level | Recommended final mesh | Pressure across pack (bar) | Change frequency guide | Notes |
|---|---|---|---|---|
| Level A, clean post-industrial | 100 to 150 | 60 to 100 | Low, long runs | Fine filtration affordable, low blind rate |
| Level B | 80 to 100 | 80 to 120 | Medium | Balance cleanness against blind rate |
| Level C post-consumer | 60 to 80 | 100 to 150 | Medium to high | Two-stage KTE plus SE relieves the pressure duty |
| Level D, heavily soiled | 40 to 60 | 120 to 180 | High, prefer continuous | Continuous or laser filter strongly advised |
Обработка отработанных сеток и площадь пола
Вытесненная пачка сеток и сопутствующая продувка горячие, зловонные и представляют опасность скольжения, поэтому зона непосредственно перед фильтром должна быть спланирована, а не оставлена как свободный пол. Зарезервируйте чистую зону шириной 1,0 м на стороне разряда для контейнера отработанных сеток, держите этот пол свободным от дренажных каналов, которые могут задержать горячий полимер, и обеспечьте бак охлаждения или стальной поддон вместо открытой ямы. На линиях выше 500 кг/ч специальная небольшая тележка для отработанных пачек сеток удаляет их из зоны работы оператора. Кран, обслуживающий цилиндр, также должен иметь возможность поднять тяжелый корпус фильтра для обслуживания, поэтому проверьте, чтобы вылет крюка покрывал головку и узел фильтра, а не только секции цилиндра.
Планировка системы подачи
Питатель — это место, где сухой чистый флекс встречается с двухшнековым экструдером, и также место, где сторона предобработки здания и его экструзионная сторона наконец соединяются. Неправильная планировка питателя создает сводообразование, рывки подачи и возгорания в горловине загрузки; правильная планировка обеспечивает работу экструдера при стабильной скорости шнека с эффективной работой вакуумных портов. Система подачи для загрязненного сырья редко представляет собой один бункер: это платформа, основной дозирующий питатель, часто забивной или принудительный боковой питатель, а иногда второй боковой питатель для наполнителя.
Платформа основного питателя и высота
Поскольку мытый флекс легкий и пушистый, стандартным решением является весовой дозирующий питатель, установленный на платформе над горловиной загрузки. Платформа несет питатель, дневной бункер, питающий его, и доступ для оператора, и она должна быть достаточно высокой, чтобы разгрузка питателя естественным образом попадала в горловину без промежуточной передачи, которая может вызвать сводообразование. Типичная платформа основного питателя находится на высоте 2,2–3,0 м над уровнем пола цеха, с лестницей и защищенным входом, а нагрузка платформы должна учитывать полный дневной бункер, питатель и нагрузку при обслуживании. Планируйте платформу как часть стальной конструкции экструзионного цеха, а не как отдельно стоящую раму, поскольку вибрация от питателя и шнека со временем ослабит болтовые соединения рамы.
| Feeder component | Role in recycling feed | Layout requirement | Typical space |
|---|---|---|---|
| Day bin | Holds 1 to 4 hours of flake above the feeder | Top of platform, filled by vacuum or screw conveyance | 1.5 to 3.0 m3 per line |
| Loss-in-weight feeder | Meters flake mass accurately into the throat | Vibration-isolated mount, load cell access beneath | 1.5 to 2.5 sqm footprint |
| Crammer feeder | Forces low-bulk-density flake into the screw | Directly above throat, vertical clearance for refill | 1.0 to 1.5 sqm |
| Side feeder for filler | Adds talc or CaCO3 downstream | Lateral mount on barrel, service aisle to one side | 1.5 to 2.0 sqm |
| Feed throat guard | Metal detection and foreign object protection | In the throat, below feeder discharge | Integrated, no extra floor |
Забивной, принудительный и боковой питатели
Забивной питатель — это короткое одношнековое устройство, которое набивает флекс в горловину и необходимо для постиндустриальной пленки и пушистого флекса, которые иначе образуют своды. С точки зрения планировки он расположен непосредственно над горловиной и требует того же доступа для пополнения, что и основной питатель. Боковой питатель для наполнителя монтируется сбоку на цилиндре в нижнем порту, и ему требуется собственная небольшая платформа или напольная рама с сервисным проходом со свободной стороны; не монтируйте его там, где проходит проход для выемки шнека, поскольку боковой питатель занимает эту стену. Для сырья класса D иногда используется принудительная боковая подача предварительно уплотненного материала в первую зону цилиндра для повышения производительности, что добавляет еще одну площадь под питатель к плану платформы.
Транспортировка и пылеподавление на загрузке
Перемещение флекса из буферного силоса сушки в дневной бункер должно осуществляться закрытой пневматической или закрытой шнековой системой, а не открытым ковшовым элеватором, который поднимает пыль в чистом цехе. Закрытая транспортировка также сохраняет флекс сухим, что важно, поскольку влажный флекс в горловине снижает эффективность дегазации и нагружает атмосферный вакуумный порт. Разместите пылеуловитель на приемном бункере транспортировки, рассчитанный на объем транспортирующего воздуха, и направьте уловленную пыль обратно в процесс или в герметичный контейнер для отходов. Зона загрузки является наиболее частым местом возгорания горловины при рециклинге, поэтому держите ее свободной от loose пленки, обеспечьте подключение системы пожаротушения горловины и никогда не храните флекс в открытых мешках на платформе.
Расчет мощностей инженерных систем и инфраструктуры
Инженерные коммуникации — это часть бюджета завода, которая удивляет начинающих переработчиков вторичного сырья, поскольку экструдер составляет лишь долю подключенной нагрузки. Чиллер, вакуумные насосы, воздушный компрессор, вентилятор транспортировки и очистка сточных вод потребляют мощность и требуют места, охлаждающей воды и дренажа. Приведенный ниже метод преобразует уровень производительности в охват инженерных коммуникаций, чтобы электрощитовая, станция охлаждения и компрессорная могли быть рассчитаны до того, как архитектор нарисует стены.
Установленная мощность и выбор трансформатора
Начните с установленной мощности двигателей линии и вспомогательного оборудования, затем примените коэффициент спроса, поскольку не все двигатели работают на полной нагрузке одновременно. Реалистичный коэффициент спроса для линии рециклинга с транспортировкой, сушкой и водоочисткой составляет 0,55–0,65, а трансформатор должен иметь запас 25–30 % для будущих линий и пусковых токов двигателей. Результатом является требование к мощности трансформатора в киловольт-амперах, которое значительно ниже суммы номинальных мощностей, но комфортно превышает фактическую нагрузку при работе. Для линии производительностью 1000 кг/ч на базе KTE-95D подключенная нагрузка составляет примерно 320–360 кВт; после применения коэффициента спроса и запаса правильным выбором является трансформатор мощностью 400–500 кВА, а не более 400 кВт, которые предполагает наивное суммирование.
| Output tier | Connected load (kW) | Demand factor applied | Transformer (kVA) | Cooling water (m3/h) | Compressed air (Nm3/min) | Wastewater area (sqm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 300 kg/h | 120 to 160 | 0.60 | 150 to 200 | 8 to 12 | 1.0 to 1.5 | 80 to 150 |
| 500 kg/h | 200 to 260 | 0.60 | 250 to 320 | 14 to 20 | 1.5 to 2.5 | 120 to 220 |
| 1000 kg/h | 320 to 380 | 0.62 | 400 to 500 | 25 to 35 | 2.5 to 4.0 | 180 to 320 |
| 2000 kg/h | 560 to 680 | 0.65 | 700 to 900 | 45 to 65 | 4.0 to 6.5 | 320 to 550 |
Станция охлаждающей воды
Циркуляционный контур охлаждения цилиндра, вакуумные конденсаторы и водяной контур гранулятора потребляют холодопроизводительность, и в большинстве климатических условий эффективным выбором является закрытая градирня с пластинчатым теплообменником. Рассчитайте станцию на пиковую одновременную нагрузку из таблицы выше, добавьте запас 15 % и разместите ее снаружи у периметра, установив градирню с наветренной стороны от установки очистки запахов, чтобы они не мешали друг другу. Основание чиллера или градирни, насосная установка и буферный бак вместе требуют 15–40 кв. м открытого или полузакрытого пространства в зависимости от уровня производительности, плюс дренаж к системе сточных вод для продувки. Внутри цеха прокладывайте подачу и обратку охлаждающей воды в канале или надземном лотке, никогда не используйте гибкие шланги на полу.
Сжатый воздух и транспортировка
Сжатый воздух используется для управления приборами, забивных и принудительных питателей, пневматической транспортировки флекса и воздушного ножа гранулятора. Объемы в таблице предполагают использование безмасляного воздуха для транспортировки и воздушного ножа, поскольку масляный туман во вторичном флексе или на поверхности гранулы является дефектом качества. Разместите компрессор в помещении инженерных коммуникаций или отдельной компрессорной, с ресивером за пределами чистой зоны, и проложите отдельное кольцо чистого воздуха для приборов отдельно от кольца транспортировки. Ресивер, рассчитанный на 10–15 минут потребления, сглаживает нагрузку и позволяет одному компрессору обслуживать более одной линии при правильном переключении.
Сточные воды и шлам
Даже завод класса C с линией мойки Wanplas генерирует промывочную воду с абразивными частицами, органикой и мелкими включениями, и эту воду необходимо очищать на месте почти в любой юрисдикции. Открытая площадь в таблице охватывает усреднительный бак, установки очистки, фильтр-пресс для шлама и операторскую кабину, но не площадь здания. Размещайте очистные сооружения с подветренной стороны и ниже по потоку от чистой зоны, обеспечьте отдельный доступ для грузовиков со шламом и подключите дренажи пола цеха, канал вакуумных портов цилиндра и водяной контур гранулятора к ним через герметичную сеть сбора. Распространенная ошибка планировки — подключение дренажей пола чистой зоны к той же сети, что и дренажи грязной зоны мойки; разделяйте их, чтобы разлив в чистой зоне не перегружал систему очистки.
Пожарная безопасность и планировка завода
Рециклинг пластика несет два различных риска пожара, которые общая заводская планировка игнорирует на свой страх и риск: медленное тление тюков при хранении и быстрое вспышечное возгорание в горловине загрузки из-за захваченных летучих веществ или металла. Оба фактора контролируются планировкой, и оба дешевле устранить на этапе проектирования, чем страховать последствия. Приведенные ниже примечания являются рекомендациями по планировке, а не заменой местных норм пожарной безопасности, но это те пункты, которые чаще всего отсутствуют в планировке первого завода рециклинга.
Пожарная нагрузка зон хранения
Тюки пленки и флекс хранят огромную энергию на квадратный метр, и складская площадка и зона предобработки несут наибольшую пожарную нагрузку на заводе. Склад готовой продукции, хотя также содержит пластик, представляет собой более плотный продукт с меньшей площадью поверхности и меньшую непрерывную нагрузку, если гранула хранится в биг-бэгах, а не насыпью. Таблица дает относительную пожарную нагрузку, чтобы правила отступов и секционирования применялись там, где это наиболее важно.
| Zone | Relative fire load | Dominant hazard | Layout control |
|---|---|---|---|
| Raw material yard | Very high | Smoldering bale fire, hard to detect | Open spacing, thermal detection, separate from buildings |
| Pre-treatment and drying | High | Hot equipment plus loose flake | Fire-rated partitions, temperature interlocks |
| Extrusion hall | Medium | Feed-throat flash, hot polymer | Throat suppression, clear evacuation, no clutter |
| Finished goods warehouse | Medium | Dense pile, slow burn if ignited | Big-bag stacking, separation from dispatch |
| Utilities room | Low to medium | Electrical and thermal | Dedicated room, fire-rated, ventilation |
Противопожарные отсеки и разделение зон
Разделите здание на противопожарные отсеки, чтобы пожар в грязной зоне не мог достичь чистой зоны через открытый переход. Грязная и чистая зоны должны быть разделены противопожарной стеной с проходом материала через автоматический противопожарный клапан или шлюз, никогда через постоянное открытое окно. Склад сырья должен находиться на определенном расстоянии от здания, с пожарным проездом как минимум с двух сторон, а очистные сооружения должны быть отделены как от склада, так и от чистой зоны. Держите путь эвакуации из экструзионного цеха свободным от препятствий в проходе для выемки шнека, поскольку в аварийной ситуации этот проход также является путем эвакуации.
Зоны риска пылевых взрывов
Мелкая пластиковая пыль от транспортировки, просеивания и дробления образует взрывоопасную атмосферу при определенной концентрации, а наиболее рискованными закрытыми пространствами являются приемные бункеры транспортировки, зона дробления и помола, а также помещение грохотов. Контроль планировки прост: держите эти зоны вдали от источников зажигания, обеспечьте сброс давления взрыва на безопасную внешнюю сторону, заземлите все оборудование и избегайте тупиковых зон, где оседает пыль. Сам экструзионный цех имеет низкий риск, поскольку полимер находится в расплаве, а не в виде пыли в воздухе, но платформа питателя и помещение грохотов — нет, и они должны рассматриваться как классифицированные зоны при проектировании электрооборудования.
Размещение систем обнаружения и пожаротушения
Установите тепловое обнаружение в тюках на складе и в оборудовании предобработки, дымовое и тепловое обнаружение в чистой зоне и операторской, а также специальное подключение системы пожаротушения горловины у каждой головки экструдера. Помещение вакуумных насосов и компрессорная получают собственное обнаружение, поскольку они концентрируют тепло и пары. Источники воды для пожаротушения и ручные извещатели должны быть доступны без пересечения границ отсеков, а главный противопожарный водопровод должен охватывать здание кольцом, чтобы закрытие одного клапана не отключало целую сторону.
Иерархия контроля шума, пыли и вентиляции
Последняя дисциплина планировки — экологический комфорт, который также является дисциплиной производительности, поскольку завод, превышающий лимиты по шуму или пыли, теряет операторов и проваливает аудиты. Иерархия одинакова на любом заводе рециклинга: изолировать источник, улавливать у источника, затем вентилировать помещение. Выполнение в таком порядке дешево; выполнение наоборот, путем растворения проблемы в воздухообмене здания, дорого и неэффективно.
Оценки местной пылеулавливающей вентиляции
Пыль образуется на дробильном оборудовании, грохоте, точках приема транспортировки и станции фасовки, и каждому требуется улавливающий зонт, рассчитанный на объем воздуха, который он выделяет. Недоразмеренные зонты просто перемещают пыль из одного места в другое. Таблица ниже дает порядок величины расхода вытяжного воздуха на источник, чтобы пылеуловитель и воздуховоды можно было спланировать до разработки кровли.
| Dust source | Canopy or hood type | Extraction airflow (m3/h) | Layout note |
|---|---|---|---|
| Wet crusher and friction washer | Enclosure with local pull | 3000 to 6000 | Part of pre-treatment enclosure, not separate |
| Vibrating sieve | Sealed hood with side draw | 1500 to 3000 | Place sieve in its own small vented room |
| Conveying receive bin | Filter vent on bin | 1000 to 2500 | Return fines to process, no open discharge |
| Bagging station | Downdraft table or booth | 2000 to 4000 | Keep in clean zone, filtered make-up air |
| Feed throat | Local extraction at throat | 800 to 1500 | Tie into throat suppression interlock |
Шумоизоляционные кожухи и буферные зоны
Дробилка и гранулятор являются самыми громкими элементами, и оба лучше реагируют на изоляцию, чем на удаление, поскольку удвоение расстояния снижает уровень всего на несколько децибел, тогда как 30-мм акустический кожух может снизить шум на 15–20 дБА у источника. Изолируйте дробилку в грязной зоне как часть ее корпуса, изолируйте гранулятор в чистой зоне со съемной панелью для доступа к жгутам, и разместите воздушный компрессор и вакуумные насосы в отдельных помещениях, чтобы их шум не добавлялся к общему фону цеха. Между шумной грязной зоной и операторской используйте буфер из складских помещений или коридора вместо общей тонкой стены, и держите оператора в операторской с избыточным давлением большую часть смены.
Иерархия вентиляции на практике
Применяйте градиент давления из раздела зонирования как основу вентиляции: вытягивайте больше, чем подаете, в грязной зоне, подавайте фильтрованный воздух в чистую зону и пусть переходная зона находится между ними. Рассчитывайте систему по уже указанным кратностям воздухообмена, затем добавьте объемы местной вытяжки из таблицы пыли сверху, поскольку местная вытяжка является дополнением к вентиляции помещения, а не заменой ему. Подмесный фильтрованный воздух в чистую зону должен иметь эффективность не ниже среднего класса EU, чтобы поверхность гранулы оставалась чистой, а вытяжной воздух из грязной зоны должен проходить через описанную ранее систему очистки запахов перед выходом из здания. Завод, спланированный таким образом, достигает целевых показателей вентиляции при меньшем общем объеме воздуха, чем завод, который пытается разбавить проблему вместо предотвращения утечек.
Требования к моделированию и рекомендации по планировке
Таблица ниже преобразует четыре распространенных сценария заказчика в конкретный выбор машины Kerke плюс площадь здания и ключевые элементы конфигурации, которые идут с ним. Это мост между методом расчета площади и реальным заказом на поставку, и это самый быстрый способ проверить план перед началом детального проектирования.
| Customer scenario | Feedstock level | Recommended Kerke configuration | Suggested building area | Extrusion hall clear height | Key configuration items |
|---|---|---|---|---|---|
| 500 kg/h post-industrial film compounding | Level B | KTE-65D at 44 to 48 L/D, single-stage with strand pelletizing | About 1050 sqm total (1380 baseline × 0.75) | 6.5 m | Crammer feeder, one atmospheric vent plus one vacuum vent, hydraulic plate screen changer at 80 to 100 mesh, 3 t crane |
| 1000 kg/h post-consumer PP into filled injection grade | Level C | KTE-95D at 48 L/D, single-stage with water-ring die-face cutting | About 2400 sqm total plus 250 sqm outdoor water treatment | 7.5 m | Loss-in-weight main feeder, side feeder for talc, two vacuum vents with vent stuffers, continuous belt filter at 80 mesh, 5 t crane |
| 2000 kg/h agricultural film, heavily soiled | Level D | KTE-135D at 48 L/D in a two-stage arrangement with an SE-180 second stage | About 5765 sqm total plus 400 sqm outdoor water treatment | 9.0 m | Crammer plus forced feeding, two vacuum vents, rotating disc or continuous filter at 40 to 60 mesh, dedicated vacuum pump room, 10 t crane |
| Small-batch multi-grade recycled compounding and development | Level A to Level C samples | KTE-36B or KTE-52D production unit plus a KTE-20B laboratory extruder | About 700 to 900 sqm including a 60 sqm laboratory | 6.0 m | Quick-change screw elements, strand pelletizing for fast changeover, two additive feeders, small homogenizing silo bank for lot blending |
| Second-stage pelletizing only, low-specification recycled grade | Level A to Level B | SE-150 or SE-180 single-screw with a hydraulic screen changer | About 500 to 700 sqm | 6.0 m | Force feeder, single atmospheric vent, 60 to 80 mesh screens, compact water bath and cutter cluster |
Читайте таблицу как отправную точку, а не как фиксированное предписание. Две переменные быстро меняют рекомендацию: уровень влажности, поступающей в экструдер, который определяет, достаточно ли одного вакуумного порта или нужны два, и частота переналадок, которая определяет, предпочтительнее ли гранулирование жгутов с более легкой очисткой или резка у головки с более высокой производительностью. Инженеры Kerke обычно запрашивают описание образца сырья, спецификацию целевого продукта и график сменности перед окончательным выбором этих параметров.
Три типовых шаблона планировки
Большинство заводов экструзии загрязненного пластика сводятся к одной из трех геометрических схем планировки. Выбор между ними — это в основном вопрос формы участка, стоимости земли и амбиций расширения, и каждая имеет предсказуемый набор сильных и слабых сторон.
Линейная планировка: завод с прямолинейным потоком
При линейной планировке материал поступает с одного конца и выходит с другого по одной прямой линии: склад сырья, предварительная обработка, переходная зона, экструзия, грануляция, склад готовой продукции, отгрузка. Это обеспечивает кратчайший общий путь материала, простейшую систему транспортировки и наиболее четкое разделение между «грязной» и «чистой» зонами, поскольку они физически находятся на противоположных концах здания. Такая планировка также легче всего расширяется, так как вторую линию можно добавить в виде параллельного пролета или здание можно расширить со стороны чистой зоны. Недостатком является необходимость наличия длинного узкого участка с правильной ориентацией, а длинное здание обходится дороже за квадратный метр в части конструкций, водоотведения кровли и разводки инженерных сетей по сравнению с компактным зданием.
L-образная планировка: практичный компромисс
L-образная планировка поворачивает поток на 90 градусов, обычно в переходной зоне. Она подходит для участков неправильной формы и угловых участков, сохраняет функциональное разделение двух крыльев и позволяет направить «грязное» крыло к складу сырья, а «чистое» — к дороге отгрузки. Точка поворота добавляет этап передачи материала, обычно с помощью ковшового элеватора или наклонного конвейера, и любая передача создает мелкую фракцию (пыль/крошку) и потенциальную возможность засора. Размещайте точку поворота в переходной зоне, а не посередине «мокрой» цепочки, где липкий влажный материал делает передачу ненадежной.
U-образная планировка: эффективное использование земли
U-образная планировка возвращает готовую продукцию обратно рядом с зоной приемки, так что одна сторона погрузочной рампы обслуживает оба процесса. Она требует наименьшей площади из трех вариантов и обеспечивает кратчайшую внутреннюю логистику для парка вилочных погрузчиков, поэтому она привлекательна в местах с высокой стоимостью земли. Риск очевиден: зоны приемки и отгрузки находятся близко друг к другу, поэтому контроль загрязнения и планирование движения становятся процедурными, а не физическими мерами. Если выбрана U-образная планировка, настоятельно рекомендуется установить полную перегородку высотой до потолка между двумя рампами, использовать отдельные парки вилочных погрузчиков и выделять временные слоты для входящих и исходящих грузовиков.
| Criterion | I-shape | L-shape | U-shape |
|---|---|---|---|
| Land use efficiency | Low to medium | Medium | High |
| Internal material path length | Shortest | Medium | Medium |
| Dirty and clean separation | Excellent, by distance | Good, by geometry | Requires strict procedural control |
| Number of material transfers | Fewest | One extra transfer at the corner | One or two extra transfers |
| Expansion flexibility | Highest, extend or add a parallel bay | Medium, extend one arm only | Lowest, the loop is closed |
| Structural cost per square meter | Higher, long span and long services | Medium | Lower, compact envelope |
| Suitable total area range | 1500 to 8000 sqm | 800 to 5000 sqm | 800 to 3000 sqm |
| Best fit | Greenfield sites with generous, well-oriented plots | Corner plots and staged construction | High land cost, single-grade production, disciplined operations |
Планирование расширения производства
Планирование расширения — это разница между заводом, который удваивает производительность за шесть недель, и тем, который приходится перестраивать. Основной принцип заключается в том, чтобы сейчас потратить небольшую часть площади и мощности инженерных сетей, чтобы сохранить будущие возможности, поскольку предельные затраты на резервирование места на этапе проектирования составляют лишь долю стоимости его создания позже.
Зарезервируйте место для второй линии
Нанесите вторую линию экструзии на генеральный план первой очереди, даже если она не будет заказана в течение трех лет. Зарезервируйте ее площадь пола, основание платформы питателя, зону действия крана и проход. На практике это означает проектирование экструзионного цеха с двумя пролетами с самого начала и использование второго пролета как зоны обслуживания и складирования до тех пор, пока он не понадобится. Освобожденная площадь не пропадает зря, а при поступлении второй линии ее установка не требует перемещения первой.
Проектируйте инженерные сети на 1,5 раза больше потребности первой очереди
Трансформаторы, главные кабельные трассы, коллекторы системы охлаждения, кольцевые магистрали сжатого воздуха и мощности очистных сооружений сточных вод должны быть рассчитаны примерно на 1,5 раза больше потребности первой очереди. Дополнительные затраты при строительстве невелики, поскольку дорогая часть — это гражданские работы и прокладка трасс, а не сама мощность. В частности, проложите главный кабельный канал и коллектор системы охлаждения по всей длине цеха с заглушенными отводами в месте будущей линии, и укажите трансформатор на один стандартный размер выше расчетной потребности. Завод мощностью 1000 кг/ч, который сегодня устанавливает трансформатор 800 кВА и резервирует площадку и место для распределительного устройства под второй блок 800 кВА, может удвоить производительность без переговоров об модернизации инженерных сетей.
Крановые пути и конструктивные решения
Установите крановый путь на всю длину запланированного здания, включая зарезервированный пролет, при первоначальном строительстве. Модернизация кранового пути в действующем цехе означает остановку производства, работу на высоте над установленным оборудованием и часто усиление колонн, которые никогда не были рассчитаны на дополнительную нагрузку. Аналогично, проектируйте фундаменты колонн под конечную грузоподъемность крана, а не под возможности первой очереди, и оставьте утолщенные участки плиты пола в зарезервированных местах установки машин, чтобы более тяжелый экструдер можно было установить позже без демонтажа и повторного бетонирования плиты.
Рост емкостей силосов и склада
Емкость усредняющих силосов и площадь склада готовой продукции должны расти вместе с производительностью, и обе эти величины легко недооценить. Спланируйте группу силосов на открытой площадке рядом со станцией фасовки, с фундаментами и трубопроводами для двух дополнительных силосов. Для склада зарезервируйте свободную сторону расширения здания с одной стороны, где можно добавить пролет без перемещения погрузочной рампы отгрузки, и избегайте размещения постоянного инженерного оборудования у этой стороны.
Сервис и поддержка
Планировка компоновки и поставка оборудования полезны только в том случае, если завод можно ввести в эксплуатацию и поддерживать его работу. Компания Kerke, как завод Wanplas, работает по сервисной модели, основанной на реалиях экспорта линий компаундирования более чем в 70 стран, и несколько элементов этой модели напрямую влияют на то, как следует планировать компоновку завода.
Испытания перед отгрузкой
Каждая машина собирается и испытывается на заводе Kerke перед отгрузкой, и клиенты могут присутствовать при этом. Для проекта с загрязненным сырьем наиболее ценной версией этого испытания является прогон с собственным вымытым материалом клиента, а не с первичным гранулятом. Отправка 300–500 кг репрезентативного вымытого хлопьевидного материала перед заводским испытанием позволяет проверить конфигурацию шнеков, расположение вакуумных портов и спецификацию сеток фильтра на реальном сырье, и это часто меняет одно или два решения по конфигурации до того, как машина покинет Китай. Это также дает реальные данные о давлении расплава и крутящем моменте, которые можно использовать для окончательного формирования списка электрических нагрузок и расчета инженерных сетей в компоновке.
Монтаж, пусконаладка и обучение
Инженеры Kerke выезжают на объект для монтажа и пусконаладки. Компоновка влияет на скорость этого процесса: завод, который уже залил правильные фундаменты, подвел систему охлаждения и сжатый воздух к местам установки машин, установил кран и оставил свободным проход для извлечения шнеков, может быть механически смонтирован за несколько дней. Заводу, которому приходится импровизировать с доступом, потребуются недели. Обучение операторов и обслуживающего персонала проводится во время пусконаладки и охватывает обращение с секциями шнека, замену сеток фильтра, очистку вакуумных портов, интерпретацию данных по крутящему моменту и давлению, а также функции управления рецептурами в системе контроля.
Запасные части и текущая поддержка
Сервисные обязательства группы Wanplas распространяются на все ее заводы, включая Kerke. Они включают бесплатные запасные части на сумму 500 долл. США/год, бесплатную замену деталей, вышедших из строя в течение гарантийного срока, гарантию транспортировки, гарантию производственной мощности и обязательство по стандартам качества. Для завода переработки практический приоритетный список запасных частей на объекте включает секции шнека в зонах наибольшего износа, комплект уплотнений запасного сетчатого фильтра, нагревательные ленты, термопары и запасную лопасть вакуумного затвора (статический смеситель/заглушка). Зарезервируйте запираемый склад запасных частей площадью 15–30 кв. м внутри чистой зоны с стеллажами для секций шнека, расположенными по порядку, чтобы сборку можно было подготовить до вскрытия машины.
Удаленная поддержка и визиты на завод
Удаленная диагностическая поддержка через систему контроля позволяет инженерам Kerke анализировать тренды крутящего момента, давления расплава, вакуума в дегазационной зоне и скорости подачи, что сокращает время устранения неисправностей, которые иначе потребовали бы выезда на объект. Kerke также придерживается открытой политики завода: клиенты могут посетить производственную базу площадью 19 997 кв. м, увидеть машины в процессе сборки и провести испытания в испытательной зоне. Специально для проектов компоновки Wanplas может предоставить чертежи цеховой планировки и чертежи фундаментов оборудования на английском языке, чтобы подрядчик по гражданским работам получил размерные схемы анкеров, точки нагрузки, места ввода коммуникаций и требования к водоотведению, а не общий контурный план.
Часто задаваемые вопросы
Какая площадь завода мне нужна для установки двухшнекового экструдера мощностью 1000 кг/ч для загрязненных отходов пластика?
Для сырья уровня C (постпотребительское) при производительности 1000 кг/ч планируйте примерно 2400 кв. м общей покрытой и мощеной площади: около 450 кв. м склада сырья, 500 кв. м предварительной обработки, 240 кв. м сушки и буферизации, 480 кв. м экструзионного цеха, 200 кв. м грануляции и просеивания, 380 кв. м склада готовой продукции и 150 кв. м инженерных сетей. Умножьте на 1,35 для сильно загрязненной сельскохозяйственной пленки и на 0,55 для чистых промышленных отходов, затем добавьте открытые очистные сооружения сточных вод, офисное и лабораторное помещения и площадку для грузовиков.
Какая высота должна быть у экструзионного цеха для переработки загрязненного пластика?
Цех мощностью 300–500 кг/ч работает при высоте под крюком крана 6,0–6,5 м, цех мощностью 1000 кг/ч требует около 7,5 м, а цех мощностью 2000 кг/ч с буферными силосами и двухступенчатой системой дегазации требует 9,0 м или более. Высота определяется высотой стека платформы питателя, колонной силоса и ходом подъема крана, а не самим экструдером. Недостаточная высота — это ошибка компоновки, которую нельзя исправить за разумную стоимость.
Сколько прямого пространства нужно оставить для извлечения шнеков из двухшнекового экструдера?
Зарезервируйте как минимум 1,2 длины рабочей части шнека в виде свободного прямого пространства перед цилиндром, где длина рабочей части шнека равна диаметру шнека, умноженному на отношение L/D. У модели KTE-135D с L/D = 44 длина рабочей части шнека составляет около 5,94 м, поэтому следует зарезервировать 8–10 м незагроможденного прохода. Этот проход может также служить основным пешеходным маршрутом цеха, но в нем нельзя устанавливать ничего постоянного.
Можно ли разместить дробилку и экструдер в одном открытом цехе, чтобы сэкономить площадь?
Это возможно для чистых промышленных отходов уровня A с сухим сырьем с низким содержанием пыли, но это плохое решение для более загрязненных материалов. Дробление загрязненного материала высвобождает полимерную пыль, почвенную пыль и волокна этикеток, которые загрязняют нагреватели, электрические шкафы и открытые приемные бункеры, ухудшают качество гранул и создают риск взрыва пыли вблизи горячих поверхностей. Перегородка между зонами дробления и экструзии обычно окупается в течение первого года только за счет снижения отказов нагревателей и приводов.
Какого размера должен быть буферный силос между сушкой и экструдером?
Рассчитывайте буфер на 60–120 минут потребления экструдера. При производительности 1000 кг/ч и насыпной плотности вымытых хлопьев пленки 0,30–0,35 т/м³ это составляет примерно 3–6 м³ полезного объема. Буфер развязывает полунепрерывные процессы мойки и сушки от непрерывной экструзии и является самым дешевым одиночным вмешательством для повышения загрузки завода, но он требует площади пола и вертикального пространства, которые должны быть зарезервированы на этапе проектирования.
Какую мощность трансформатора следует планировать для завода компаундирования загрязненного пластика?
Составьте список нагрузок по паспортным данным, примените коэффициент спроса 0,55–0,65, затем добавьте запас 25–30 % на расширение. На этой основе завод мощностью 300 кг/ч с установленной мощностью около 220 кВт использует трансформатор 315 кВА, завод мощностью 1000 кг/ч с установленной мощностью около 650 кВт использует 800 кВА, а завод мощностью 2000 кг/ч с установленной мощностью около 1150 кВт использует 1600 кВА. Нагрев цилиндра увеличивает подключенную нагрузку, но в стационарном режиме работает только при коэффициенте использования 20–35 %, поэтому коэффициент спроса значительно ниже 1.
Где следует разместить помещение вакуумного насоса?
Разместите его рядом с экструзионным цехом, на расстоянии трубопровода 8–12 м от вакуумных портов, в отдельном вентилируемом помещении с трапом для слива в технологические сточные воды и герметичным сборным колодцем для технической воды насоса. Длинные вакуумные линии теряют производительность из-за падения давления и задерживают конденсат, который может вернуться в цилиндр, а установка внутри цеха распространяет шум, тепло и запах по всему производственному помещению.
Какой шаблон компоновки выбрать для участка площадью 2000 кв. м?
При площади 2000 кв. м L-образная планировка обычно является лучшим компромиссом, поскольку она подходит для обычного прямоугольного или углового участка, сохраняя функциональное разделение «грязного» и «чистого» крыльев. U-образная планировка наиболее эффективно использует землю, но сближает зоны приемки и отгрузки, что требует строгих процедур движения транспорта и контроля загрязнения. Линейную планировку резервируйте для более крупных, правильно ориентированных участков под застройку, где расширение путем добавления параллельных пролетов предусмотрено планом с самого начала.
Заключение
Планировка площади завода для двухшнековой экструзии загрязненных отходов пластика — это технический расчет, а не архитектурное предпочтение. Начните с номинальной производительности, примените коэффициенты зон, масштабируйте в зависимости от уровня загрязнения сырья, которое вы действительно планируете перерабатывать, и только затем рисуйте стены. Завод мощностью 1000 кг/ч уровня C требует около 2400 кв. м технологической площади, высоту 7,5 м под крюком крана в экструзионном цехе, трансформатор 800 кВА, циркуляцию воды охлаждения 70 м³/ч и проход для извлечения шнеков, который никто не имеет права загромождать. Эти цифры можно вывести в первый день, и каждая из них дорога в изменении на тысячный день.
Принципы компоновки, которые имеют наибольшее значение, единообразны для разных размеров заводов и видов сырья. Разделяйте «грязную», переходную и «чистую» зоны реальными стенами и реальным перепадом давления. Обеспечьте материалу однонаправленный путь, а вилочным погрузчикам — кольцевой маршрут вместо челночного движения. Установите буферный силос между полунепрерывной предварительной обработкой и непрерывной экструзией. Сохраняйте сушилку, поскольку попытка удалить 6 % влаги в секции дегазации обходится потерей производительности значительно дороже, чем стоимость площади под сушилку. Зарезервируйте проход для извлечения шнеков, зону действия крана и помещение вакуумного насоса. Проектируйте инженерные сети на 1,5 раза больше потребности первой очереди и наносите вторую линию до заказа первой. Заводы, следующие этим правилам, достигают номинальной производительности за месяцы; заводы, которые их игнорируют, годами выясняют, почему они не могут этого сделать.
Со стороны оборудования серия Kerke KTE параллельных вращающихся двухшнековых экструдеров охватывает полный диапазон от лабораторной установки KTE-16B до производственной машины KTE-135D, с настраиваемым соотношением L/D, конструкцией цилиндра, компоновкой шнеков, конфигурацией дегазации, системой подачи и управлением, что обеспечивает именно ту гибкость, которую требует загрязненное сырье. Одношнековые экструдеры серии SE от 30 кг/ч до 800 кг/ч дополняют картину как вторые ступени создания давления или автономные установки грануляции для марок переработанного пластика с более низкими спецификациями. За обеими сериями стоит сервисная структура группы Wanplas: заводские испытания перед отгрузкой, монтаж и пусконаладка на объекте, обучение операторов, удаленная диагностическая поддержка, бесплатные запасные части на сумму 500 долл. США/год и открытая политика завода для клиентов, которые хотят увидеть процесс сборки машин.
Если вы планируете цех переработки и компаундирования загрязненного пластика в 2026 году, отправьте Kerke описание вашего сырья, целевую производительность, спецификацию продукта и размеры участка. Инженерная команда вернет рекомендуемую конфигурацию машины, размерную планировку цеха, чертеж фундамента оборудования и список инженерных сетей, которые можно напрямую передать вашим подрядчикам по гражданским и электромонтажным работам. Привезите образец вашего вымытого материала и прогоните его на производственной машине на заводе, прежде чем утверждать конфигурацию. Вы можете посетить завод, наблюдать за испытанием и забрать полученные данные домой как основу для проектирования здания.
