Выбирайте оборудование для переработки пластика в первую очередь исходя из формы исходного сырья, во вторую очередь — из требуемого качества готового продукта, и лишь в третью — из производительности. Покупатели, меняющие этот порядок местами — выбирающие оборудование по цене или паспортной производительности до подтверждения совместимости с материалом, — как правило, сталкиваются с необходимостью модернизации линии в течение 18 месяцев либо с отказом первой партии со стороны покупателя гранулята из-за загрязнений. В этом руководстве рассмотрены каждый этап процесса, решение по оборудованию на каждом этапе, а также критерии выбора, определяющие рентабельность работы линии.
Любая линия механической переработки пластика — независимо от типа полимера или области применения — проводит материал через четыре последовательных этапа: измельчение → мойка → обезвоживание → гранулирование. Пропуск любого этапа или занижение его характеристик создаёт узкие места, ограничивающие качество готового продукта и производительность всей линии.
Измельчение обеспечивает получение хлопьев одинакового размера, которые последующее оборудование для мойки и гранулирования способно надёжно перерабатывать. Эту стадию последовательно выполняют две машины: шредер для первичного уменьшения объёма и гранулятор для равномерного измельчения частиц.
Пластиковые шредеры измельчают материал до фрагментов размером 20–80 мм за счёт разрывающего или режущего воздействия. Они обрабатывают как жёсткие формы (трубы, бочки, ящики, бутылки), так и гибкие (плёнки, тканые мешки), используя разную геометрию ножей — перед выбором конфигурации убедитесь, что она соответствует преобладающему у вас типу сырья.
Пластиковые грануляторы (также называемые дробилками) затем доизмельчают полученные шредером фрагменты до однородных хлопьев размером 8–12 мм. Стабильность размера частиц на этой стадии напрямую определяет устойчивость подачи материала в моечные ванны и загрузочные бункеры экструдера на последующих этапах.
Выбор моечного оборудования зависит от типа загрязнений и уровня чистоты, требуемого вашим конечным рынком. Пластик после потребителя несёт на себе этикетки, клеевые остатки, пищевые загрязнения, грунт и примеси других полимеров — одноступенчатой мойки недостаточно для большинства коммерческих применений.
Стандартная многоступенчатая моечная линия работает в следующей последовательности:
Прежде чем перечислять каждую стадию, отметим, что описанная ниже конфигурация относится к жёсткому пластику после потребителя. Линии для плёнки и гибкой упаковки используют изменённую последовательность — см. раздел 4 об отличиях в обезвоживании, которые также влияют на конструкцию моечной линии.
Линия мойки пищевого HDPE производительностью 3 т/ч от GENOX получила письмо об отсутствии возражений (No Objection Letter) от FDA, что подтверждает соответствие требованиям чистоты, предъявляемым к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами.
Смотреть линию мойки HDPE →
Влага, остающаяся в вымытых хлопьях, превращается в пар внутри цилиндра экструдера, вызывая образование пузырьков, пустот и ухудшение качества гранул. За обезвоживание отвечают два типа оборудования, и выбор между ними определяется формой материала, а не личными предпочтениями.
Центробежные сушилки вращают материал внутри перфорированного сетчатого барабана, отбрасывая основную массу воды за счёт центробежной силы. Они эффективны для жёсткого пластика — бутылок, труб, ящиков, — где вода находится на поверхности, а не удерживается внутри структуры материала.
Отжимные сушилки (squeeze dryers) применяют механическое давление, чтобы выдавить воду из плёнок низкой плотности и тканых мешков. Эти материалы удерживают воду в своей структуре таким образом, что центробежная сила до неё не добирается. Если ваше сырьё преимущественно представлено плёнкой или гибкой упаковкой, отжимная сушилка — не опция на выбор, а решающий фактор качества гранул.
Гранулирование расплавляет, фильтрует и формирует высушенные хлопья в однородные гранулы — формат готового продукта, принимаемый оборудованием для литья под давлением, выдувного формования и экструзии плёнки. В коммерческом использовании применяются три технологии гранулирования, каждая из которых подходит для своего профиля материала:
Стрендовое гранулирование — наиболее широко распространённый метод. Экструдер продавливает расплавленный пластик через фильеру в виде прядей (стрендов), которые охлаждаются в водяной ванне перед тем, как роторный резак нарезает их на гранулы. Этот метод надёжно обрабатывает большинство типов жёстких полимеров и требует меньших капитальных затрат по сравнению с альтернативами.
Подводное гранулирование (UWP) нарезает пряди сразу после выхода из фильеры, внутри заполненной водой режущей камеры. Это даёт сферические гранулы с более точной геометрической стабильностью и лучшими характеристиками сыпучести — предпочтительно для компаундирования и марок полимеров высокой ценности.
Гранулирование с использованием компактора-резака предназначено для материалов низкой плотности: плёнок, мешков и волокна. Компактор-резак сначала уплотняет материал — решая проблему сводообразования и воздушных карманов, которая мешает рыхлой плёнке равномерно подаваться в стандартный загрузочный бункер экструдера, — прежде чем направить его на стадию экструзии.
Выбор оборудования следует единой последовательности независимо от масштаба производства. Пройдите эти пять критериев, прежде чем отправлять любой запрос на коммерческое предложение.
Физическая форма и профиль загрязнения вашего сырья определяют каждое последующее решение по оборудованию. Жёсткий пластик, гибкие плёнки, тканые мешки и смешанные отходы после потребителя требуют разной геометрии шредера, разных конфигураций мойки и разных подходов к гранулированию. Прежде чем продолжать, уточните у поставщика оборудования совместимость с типом полимера — ПЭТ, HDPE, полиэтилен низкой плотности (LDPE), ПП, полистирол (ПС).
Производительность оборудования измеряется в килограммах в час (кг/ч). Подбирайте размер исходя из текущего пикового объёма плюс запас 20–30%, чтобы избежать модернизации, ограниченной производительностью, уже при первом цикле расширения.
Применения, связанные с контактом с пищевыми продуктами, требуют многоступенчатой мойки с возможностью горячей мойки и документированной сертификацией чистоты — линия холодной мойки не будет соответствовать этим требованиям независимо от количества включённых стадий.
Линия по переработке приносит прибыль только тогда, когда работает непрерывно. Прежде чем заключать договор с поставщиком, убедитесь в наличии:
Учитывайте энергопотребление в модели эксплуатационных затрат. Электроэнергия — существенная регулярная статья расходов на любом предприятии по переработке.
Четыре рассмотренных здесь этапа — измельчение, мойка, обезвоживание и гранулирование — взаимозависимы. Занижение характеристик на одном этапе ограничивает возможности всех последующих. Гранулятор, выдающий неоднородный размер хлопьев, например, вызовет нестабильность подачи материала как в моечных ваннах, так и в экструдере, независимо от того, насколько правильно подобраны параметры этого последующего оборудования.
Правильная последовательность для принятия любого решения по оборудованию такова: профиль сырья → целевое качество готового продукта → требование к производительности → проверка поставщика. Инженеры GENOX могут протестировать именно ваш материал на испытательном оборудовании ещё до того, как вы определитесь с конфигурацией линии. Свяжитесь с нами →
Шредер выполняет первичное измельчение, разрезая пластик в объёме на фрагменты размером 20–80 мм. Гранулятор доизмельчает эти фрагменты до однородного размера хлопьев 8–12 мм, пригодного для мойки и гранулирования. Большинство линий переработки используют обе машины последовательно: сначала шредер, затем гранулятор.
Возможность горячей мойки — как правило, при 80–95 °C с раствором NaOH — требуется при переработке материала, предназначенного для применений с контактом с пищевыми продуктами, либо когда клеевое загрязнение от этикеток невозможно удалить одной лишь фрикционной мойкой. Для промышленных применений, не относящихся к пищевому классу, достаточно линий холодной мойки.
Стрендовое гранулирование охлаждает экструдированные пряди в водяной ванне перед резкой — более низкие капитальные затраты, подходит для большинства типов жёстких полимеров. Подводное гранулирование (UWP) выполняет резку прямо у фильеры внутри водяной камеры, обеспечивая более сферические гранулы с более точной геометрической стабильностью. UWP предпочтителен для компаундирования и марок полимеров с высокой текучестью.
Не в рамках одной конфигурации линии без модификаций. Жёсткий пластик и гибкая плёнка предъявляют разные требования к измельчению (геометрия ножей), к обезвоживанию (центробежное против отжимного) и к гранулированию (стандартный экструдер против компактора-резака). Предприятия, перерабатывающие оба типа материала, как правило, используют отдельные линии либо инвестируют в переналаживаемое оборудование со значительным временем переоснастки.
| Этап | Основное оборудование | Дополнительное оборудование | Линейка продукции GENOX |
| Измельчение | Предварительный шредер | Гранулятор | Предварительный шредер серии YS, шредер серии V, гранулятор серии GC |
| Мойка | Флотационные/седиментационные ванны, фрикционная мойка | Горячая мойка (пищевой класс) | Линия мойки HDPE (письмо об отсутствии возражений FDA), линия мойки плёнки из ПЭ |
| Обезвоживание | Центробежная сушилка (жёсткий пластик) | Отжимная сушилка (плёнка/гибкие материалы) | Интегрированная система сушки |
| Гранулирование | Стрендовый гранулятор | UWP, компактор-резак | Система гранулирования GENOX |
EN
CN
ES
AR
RU
FR
DE
FA
NL