Pelletizer plástico: Tipos, princípio de trabalho & guia de seleção

Como funcionam os peletizadores de plástico: tipos, componentes e guia de seleção de compradores

Enquanto milhões de toneladas de sucata de plástico são geradas todos os anos como subproduto ou resíduos pós-consumo, o processo de conversão desses resíduos em uma matéria-prima valiosa corre através do pelletizador de plástico Esta é a máquina no coração de qualquer linha de reciclagem uma das máquinas de reciclagem mais críticas que transformam polímeros de sucata fundida ou desfiada em pellets uniformes (materiais brutos) prontos para reutilização na injeção, sopro e processamento de filme Este guia descompacta o funcionamento dos sistemas de peletização, compara as três principais tecnologias de corte, leva você através de considerações de controle de processo e fornece um guia direto para selecionar o equipamento de peletização certo para sua operação de reciclagem.

O que é um peletizador de plástico?

Um peletizador de plástico é um equipamento que toma polímero termoplástico ou resíduos de plástico triturados como entrada e produz pellets de plástico pequenos e uniformes (geralmente de 2-5 mm de diâmetro).Essas pequenas bolas de plástico, também chamadas de nurdles ou grânulos, fluem então para a tecnologia downstream, como uma máquina de moldagem por injeção ou sopro ou uma matriz de filme.

Independentemente do método de corte, o processo de pelotização permanece o mesmo Normalmente, os plásticos brutos são alimentados através de uma extrusora e, em seguida, processados termo-mecanicamente para que sejam derretidos e, em seguida, transportados através de uma troca de tela Em seguida, o polímero derretido é transportado através de uma matriz com várias a várias centenas de furos, depois cortado em pedaços do tamanho de pellets, seco, resfriado e depois transportado através de um sistema transportador para um silo de pellets Cada etapa impacta a qualidade do pellet em termos de forma, tamanho e teor de umidade.

A pelotização é relevante para a reciclagem desde o EPA dos EUA afirma que até 501TP3 T da energia necessária para produzir resina virgem pode ser economizada pela reciclagem de plásticos Quando a sucata plástica reciclada é peletizada de acordo com padrões como o Diretrizes APR (que estipulam o índice de umidade abaixo de 0.51TP3 T como esboçado em ASTM D6980) as pelotas resultantes substituem o material virgem em muitas aplicações Normalmente, o consumo de energia para a reciclagem de PP está na faixa de 1 a 4 kWh/kg na taxa de transferência projetada, reconhecendo que o tamanho e a eficiência do motor; assim como o poder calorífico dos resíduos, influenciam os resultados.

Para processadores de plásticos que procuram comprar plásticos reciclados é o grau de formação de pellets que permite ou impede o processamento convencional sem modificação Pellets que se quebram em tremonhas ou exibem características inconsistentes no produto final podem ser responsabilizados máquinas peletizadoras plástico que não foram especificados em termos de rendimento, tamanho do pellet, umidade residual e densidade aparente.

Como um peletizador de plástico transforma resíduos em pellets?

Seis etapas compreendem este processo. 1) A sucata plástica selecionada é alimentada no funil da extrusora por um dispositivo de medição e triturada. 2) O cilindro da extrusora é aquecido acima do ponto de fusão do polímero enquanto o parafuso produz pressão. 3) O polímero é empurrado através de um trocador de tela que remove todos os detritos e partículas estranhas. 4) O material é então forçado através de uma placa de matriz com orifícios de bloco perfurados na face para produzir fios. 5) um sistema peletizador localizado na face da matriz ou vários pés a jusante corta os fios em pellets. 6) Os pellets são resfriados ou temperados em banho-maria, anel de água ou câmara pressurizada. Eles são então transportados pneumaticamente para a unidade de secagem em um secador centrífugo. A partir daí, os pellets secos são transportados pneumaticamente para armazenamento.

A transformação completa é de 3-45 segundos, dependendo do tipo de sistema.

Strand vs Underwater vs Anel de água: três sistemas de pelotização comparados

Todas as três principais técnicas de pellets fazem o mesmo trabalho básico, transformando o polímero quente em pellets, mas sua localização e método de corte variam, e essa variação influencia tudo, desde o formato do pellet e teor de umidade até os custos de capital e o tempo necessário do operador.

Pellet de fio pelletizingthis é a forma mais antiga e familiar de peletização Uma placa de matriz forma rolos contínuos de resina fundida que enrolada através do banho de água, uma faca de ar seca a superfície, então os fios entram no cortador de fio no qual as lâminas rotativas cortam os fios em pellets cilíndricos Os compostos preenchidos processam mais facilmente do que com a tecnologia de matriz porque os fios são sólidos antes de serem cortados.

No UWP, o corte ocorre sob a face da matriz dentro de uma cavidade cheia de água com material fundido expelido da placa da matriz e cortado por cortadores em facas rotativas imediatamente após a saída para formar pellets esféricos O fluxo de água então transporta pellets para um secador centrífugo Uma vantagem específica desse processo é o corte e resfriamento ‘instantâneo’ em um ambiente contido com umidade residual mínima associada (< 0,051TP3 T) e sem partículas mortas/poeira na atmosfera.

A peletização do anel de água funciona de maneira semelhante à peletização da face da matriz, no sentido de que a face da matriz é cortada, no entanto, em vez de cortar em uma câmara de água sob pressão, um anel giratório de água é usado Pellets são disparados para fora do anel giratório na água, antes de serem deixados secar, produzindo pellets lenticulares (em forma de lente) e funcionando melhor para poliolefinas como polietileno (PE) e PP.

Considere a Janela de Derretimento para Corte: como visto no gráfico acima, não importa em que tipo de tecnologia ela seja administrada, é necessário que haja um intervalo de tempo específico, conhecido como janela de Derretimento para Corte, entre o momento em que o polímero sai da matriz e a lâmina atinge o polímero Se não houver tempo suficiente entre a matriz e a lâmina, então o fundido está muito quente e o pellet extrudado em vez de ter uma forma redonda agradável, tem formas de roda gigante, ou na linguagem dos fabricantes de pellets, “duplas” Se houver muito tempo entre a matriz e a lâmina, então, obtém-se fraturas, finos e caudas.

O controle desta janela, com temperatura da água, temperatura da matriz e velocidade do cortador, é uma variável altamente influente na qualidade do pellet.

Como funciona a pelotização subaquática?

Pellet subaquático Pellet no sistema de pelotização subaquática é extrudado polímero de matriz aquecida diretamente placa de matriz em uma câmara de água sob a pressão de um cortador de cabeça rotativa de um cortador de muitas lâminas de corte de flush contra a face da placa de matriz de modo que cada fio de derretimento é cortado no instante em que sai O efeito do banho de água é chocar congelar as gotículas para esferas em questão de alguns décimos de segundo A pasta de pellet/água é bombeada continuamente para um secador de pó que separa o pellet da água de processo em menos de 10 segundos (em nenhum momento o polímero está em contato com o ar) A água de processo é enviada através de um filtro e controle de temperatura antes de entrar em um sistema fechado para recirculação Como o ponto de corte está sob a água em um ambiente selado, não há problemas de poeira, nenhuma exposição do operador a fumos ou emissões e nenhum arrastamento de material externo para o fluxo de produto.

“A pelotização subaquática opera como um sistema de circuito fechado livre de ar Não há risco de gás, emissão de poeira ou contaminação do produto.”
^ Bell, Engenharia de Redução Scheer, em Tecnologia de Plásticos

Saiba mais sobre sistemas de pelotização de parafuso único, ou compare com a sistema de pelotização compactação.

Componentes-chave dentro de uma máquina de peletização

A confiabilidade de todo um sistema de pelotização depende de como cada componente individual funciona Siga os links para entender as funções.

Extrusora (parafuso único ou parafuso duplo): A extrusora é o burro de carga do peletizador, criando fluxo dentro da corrente de fusão É responsável por derreter, transportar e comprimir o material Uma extrusora de parafuso único para reciclagem tem uma relação L/D entre 28:1 a 36:1. unidades de parafuso duplo geralmente são usadas para composição.

Placa de matriz: O trabalho da placa de matriz é extrusar a forma de pellet desejada Os tamanhos usuais de pellet variam de 200 a 800 furos em um diâmetro de 2,5 a 4 mm Use o padrão de orifício de alimentação, comprimento da terra e pontas de ângulo de conicidade para atualizar a qualidade do seu produto.

Sistema de corte: Um cortador rotativo a jusante localizado na face da matriz ou um cortador rotativo de face de matriz compreende o sistema de corte As peças mecânicas cortadas a 3.000+ rotações por minuto A qualidade da lâmina pode ser refletida no uso de aço ferramenta, Stellite ou carboneto de tungstens, especialmente se você precisar processar polímeros cheios de abrasivos As lâminas usadas geram caudas e finos indesejáveis.

Sistema de refrigeração: Um banho de água (fio), câmara de água pressurizada ou anel de água gerencia a extração de calor de diferentes maneiras A temperatura da água do processo deve permanecer dentro de uma janela apertada ou então você gera duplas ou começa a fraturar os fios.

Secador centrífugo: Os pellets são fiados rapidamente em um secador especial após o corte e para resfriamento inicial, a fim de remover a água em excesso de água do processo (umidade superficial).Apenas um secador centrífugo bem projetado pode remover a umidade residual de 0,051TP3 T do pellet UWP.

Bomba de fusão e trocador de tela: A bomba de engrenagem é colocada imediatamente após a extrusão de fusão, a fim de fornecer uma pressão constante para a face da matriz ou peletizador Um trocador de tela colocado antes da placa de matriz remove contaminantes como papel, metal e polímero não derretido que poderia criar problemas com a matriz.

Em máquinas mais novas, a desmontagem do cortador pode ser feita em menos de 2 minutos com acessos sem ferramentas, como um mostrado Economias significativas de HDT são realizadas com a mudança rápida da lâmina O tempo de inatividade para mudanças de lâmina cai para perto de zero.

Lista de verificação de inspeção de comissionamento:

1. O alinhamento da placa de matriz verifica a concentricidade com o cubo do cortador
2. A folga da folga da faca pode ser verificada com um medidor de apalpador antes de fazer ajustes de faca na especificação OEM.
3. A temperatura da água do processo confirma dentro do alvo de ±2°C
4. A condição do rolo de alimentação é determinada pelo exame para ranhuras de desgaste longas (sistemas de fios).
5. A calibração do sistema de controle compara a leitura digital do sensor de temperatura e velocidade do termopar com leituras manuais do termômetro e do tacômetro.

Você quer comparar modelos de peletizador uns com os outros? aqui é onde listamos throughput, configuração de matriz, potência de acionamento para toda a nossa linha.

Compatibilidade do material: quais plásticos podem ser peletizados?

Nem todos os sistemas de pelotização são compatíveis com todos os materiais plásticos Temperatura de fusão, viscosidade, nível de enchimento e sensibilidade à água têm um impacto na seleção de métodos de corte Aqui está um gráfico mostrando tipos de resina populares e tecnologias usadas em pelotizadores.

Todos os valores de propriedade térmica são baseados em ASTM D4000. a especificação reciclada APR do PE para a umidade residual é menos de 0.51TP3 T peso ASTM D6980. ambos os sistemas da costa e do anel de água são capazes de cumprir esta exigência quando o material é secado corretamente.

Aplicações de composição - produção de masterbatch de cor, concentrados preenchidos com minerais e misturas de polímeros - geralmente combinam uma extrusora de parafuso duplo co-rotativa com UWP ou corte de fio As extrusoras de parafuso duplo permitem que a mistura dispersiva e distributiva adequada ocorra enquanto o método de pelotização é baseado no formato desejado do pellet e nos requisitos de rendimento A operação UWP é extensa para a produção de masterbatch de cores de alto volume, pois os pellets esféricos fluem eficientemente através de sistemas de mistura gravimétrica.

Consulte o Máquina peletização HDPE, Pelletizador reciclagem PET, e máquina peletização filme páginas para informações específicas sobre equipamentos.

Como Transformar Plástico em Pellets?

A pelotização de resíduos plásticos envolve sete etapas Separe a sucata recebida pelo tipo de resina Triture-a em flocos com um granulador ou triturador Enxágue os rótulos, cola, sujeira, produto Seco até abaixo de 0,51TP3 T de teor de umidade (polímeros sensíveis à água como PET ou PA sofrem quebra prematura através da hidrólise) Carregue os flocos secos limpos através de um crammer ou funil de alimentação forçada em uma extrusora A pulsação é mitigada através de um filtro, então o polímero fundido passa sobre o pacote de tela e para a cabeça da matriz Os pellets são criados no sistema de corte e vinco Medir a distribuição do tamanho do pellet, densidade aparente e teor de umidade de acordo com as especificações do cliente ou os valores do índice de fluxo de fusão ASTM D1238 para caracterizar a qualidade.

Como escolher o peletizador certo para sua linha de reciclagem

Selecionar um peletizador é uma decisão complexa e multifatorial; as quatro perguntas a seguir são um ponto de partida lógico para reduzir opções antes de enviar solicitações de cotação.

A Estrutura de Seleção de Pelletizador de 4 Perguntas:

1. Que material você está processando? isso remove rapidamente opções inadequadas A sucata de filme fibroso deve ser alimentada em um compactador a montante O PET deve ser alimentado através de um cristalizador e secador Compostos altamente preenchidos precisam de uma placa de matriz abrasiva Se você estiver processando vários fundidos, comece com o pior derretimento de desempenho.
2. Que taxa de transferência você exige? isso ajuda a dimensionar a unidade abaixo de 500 kg/h é um tamanho pequeno-médio (fio ou anel de água) Entre 500 e 1500 kg/h é de tamanho médio, onde todas as três tecnologias são bastante comparáveis Mais de 1500 kg/h, UWP vai se destacar em eficiência e automação.
3. Que forma de pellet sua saída desejada requer? moldadores de injeção geralmente usam pellets esféricos (UWP) ou cilíndricos (fio) Os peletizadores de filme geralmente aceitam lenticular (anel de água) Verifique com os clientes/compradores antes de especificar.
4. Qual é o seu orçamento de investimento? sistemas de fios de nível básico rodam um pouco abaixo de $50.000. anel de água de gama média e peletizadores de fios automáticos rodam entre $50.000 e $150.000. sistemas UWP de alto volume rodam acima de $150.000. tenha em mente, o custo total de propriedade poderia ser menor com UWP, uma vez que tem maior capital inicial, mas muito menor mão de obra e zero custos de mitigação de poeira.

Situação da vida real: Um reciclador de plásticos que manuseia 800 kg/h de filme HDPE pós-consumo instalou um pequeno peletizador de compactação com face de matriz de anel de água Seu compactador gerenciou a menor densidade aparente do filme (ele flutua e faz pontes em tremonhas padrão) enquanto o anel de água criou pellets lenticulares consistentes com um investimento inicial significativamente menor do que um sistema UWP equivalente O sistema se pagou em 14 meses.

Use esta ferramenta de calibrador de peletizador para Digite seu material para determinar as recomendações do modelo de peletizador para o rendimento desejado Ou você pode considerar navegar nas ofertas de linha integrada, que incluem extrusora, matriz, resfriamento, secagem, transporte e outros ingredientes além do peletizador.

Problemas comuns do peletizador e como preveni-los

Mesmo quando equipado com as melhores especificações, a maquinaria de pelotização resulta em produto defeituoso quando os parâmetros derivam Abaixo estão os cinco problemas de pelotização mais comuns, juntamente com suas causas profundas e soluções práticas baseadas em ampla experiência de campo e guias de solução de problemas.

Quais são os problemas comuns do peletizador?

Cinco defeitos comuns de pelotização incluem tamanho de pellet abaixo do padrão, caudas/cabelos nas bordas dos pellets, vazios de encolhimento criando cavidades, duplas onde dois pellets se fundem e bloqueios de furos de matriz limitando o rendimento Medidas preventivas comprovadas incluem três controles de processo: o equilíbrio de temperatura entre o fundido e o meio de resfriamento, a folga da lâmina e a nitidez da lâmina e a limpeza da matéria-prima A manutenção preventiva, como verificações de lâminas a cada oito horas, limpeza da placa de matriz a cada turno e registros de temperatura da água aquecida, ajudará a eliminar possíveis problemas antes que eles gerem sucata.

Nota de experiência de processamento: hidrocarbonetos voláteis ou reflexos de gases residuais aditivos de sensores on-line podem ser lidos como umidade residual. Se o desempenho normal do seu secador e as leituras de umidade aumentarem, realize um teste de perda de ignição ou LOI para saber a diferença. Este é frequentemente o caso ao processar PP pós-consumo contendo resíduos e aditivos de qualidade alimentar.

Perguntas frequentes

Que máquina transforma plástico em pellets?

É rentável peletizar plástico reciclado?

Qual é a diferença entre um peletizador e um granulador?

Quanto custa uma máquina de pelotização de plástico?

Qual é o rendimento que um peletizador pode suportar?

Os peletizadores de plástico são seguros para operar?