Производство гранул из вторичного сырья является одним из самых распространенных процессов в производстве пластмасс.
Правильно организованный процесс переработки вторичного сырья в гранулят позволяет получить вторичное сырье с высокими показателями качества практически не уступающие или мало уступающие первичному.
Процесс производства вторичных гранул может выступать в качестве самостоятельного, основного процесса в производствах, для которых эти гранулы являются товарным продуктом, так быть и вспомогательным процессом, обеспечивающим рециклинг возвратных отходов основного производства.
В первом случае в качестве сырья для производства гранул служат отходы, приобретаемые у сторонних организаций. В этом случае приобретаемые отходы могут иметь различное исходное состояние от полигонных, сильно загрязненных отходов требующих полного цикла обработки начиная с их сортировки и мойки, до условно чистых отходов, приобретаемых у непосредственного производителя товарной полимерной продукции и которые этот производитель не может сам переработать в силу отсутствия у него необходимого производственного оборудования.
Товарная продукция такого производства, в виде гранул пользуется большим спросом у потребителя в виду ее относительно низкой стоимости и достаточно высокого качества.
Так называемая «вторичка» может использоваться производителями в процессах экструзии профилей,листов,пленок, а также при получении литьевых изделий, как в качестве основного сырья, так и в качестве «добавки» для снижения себестоимости.
В процессе производства товарных вторичных гранул им могут придаваться новые свойства, такие например как цвет, способность к вспениванию, что достигается введением в их состав необходимых добавок.
Во втором случае вспомогательный процесс переработки собственных возвратных отходов обеспечивает высокую рентабельность основного производства, так как обеспечивает низкие расходные нормы сырьевой составляющей, которая может занимать свыше (70-80)% в себестоимости изделия. При отсутствии внутреннего рециклинга отходов большинство производств становятся нерентабельными.
В ряде случаев, дробления возвратных отходов бывает недостаточно для обеспечения качества технологического процесса и необходим процесс грануляции.
Это связано, прежде всего, с тем, что гранулированные отходы более однородны и обладают более высокой насыпной плотностью, что часто требуется по условиям ведения технологического процессе.
Аппаратурное оформление процесса переработки отходов зависит как от степени загрязнения так и от их состава.
В случае полигонных отходов до их грануляции необходим еще ряд дополнительных стадий, например, таких как сортировка, холодная и горячая мойка, дробление или агломерация.
Условно «чистые» отходы, к которым относятся отходы собственного производства а также отходы, приобретаемые непосредственно у производственных предриятий,как правило, в сортировке и мойке не нуждаются. Требуется только дробление до состояния флексов,агломерация или размол до порошкообразного состояния.
В зависимости от состава отходы могут гранулироваться на грануляторах различного типа.
Наибольшее распространение и практическое применение получили процессы грануляции при которых,предварительно пластицированный в экструдере горячий полимер продавливается через фильеру гранулирующей головки с отверстиями круглого или сечения другой формы(прямоульник,квадрат,шестиугольник)в результате чего получаются прутки бесконечной длины(стренги), повторяющие в сечении форму отверстий фильеры.
При этом диаметр(контрольный размер) сечения составляет (2-7)мм.
При помощи вращающихся ножей стренги режутся на небольшие, длиной (2-5) мм отрезки, которые и называются гранулами.
В экструдер, для пластикации отходы, могут поступать как в виде флексов,порошка так и виде агломерата.
Различают три основных типа процесса грануляции, в зависимости от устройства гранулирующего узла(головки), типа резки и способа охлаждения.
Грануляция с горячей резкой и воздушным охлаждением, осуществляется при резки стренгов и одновременном охлаждении гранул непосредственно на фильере.
Существует множество вариантов конструкций гранулирующих головок такого типа, например, ножи могут вращаться по кругу относительно центра фильеры(«центральная резка»),в другом варианте с « боковой резкой» режущие ножи вращаются по круговой траектории, центр которой находится сбоку от фильеры.
По типу охлаждения их можно разделить на головки с обдувом, когда воздух подается при помощи воздуходувки непосредственно в камеру, где осуществляется грануляция при этом гранулы уносятся и охлаждаются потоком.
В головке другого типа обдув не производится, гранулы падают за счет силы естественной гравитации либо в поток воздуха, проходящий вне головки, либо на решетку охладителя, с воздушным поддувом,который образует «кипящий слой».
Главной отличительной особенностью этого способа является то, что им могут перерабатывать материалы с относительно малой теплоемкостью (с низким теплосодержанием- энтальпией),к ним относятся пластифицированные и жесткие материалы на основе поливинилхлорида(ПВХ) и полиолефины, например полиэтилен(ПЭ), полипропилен(ПП) и их сополимеры, с высокой степенью наполнения.
Попытка гранулировать этим способом ненаполненный полиэтилен, полипропилен полиэтилентерефталат закончится неудачей, так как расплавленный полимер будет прилипать к поверхности фильеры, ножам, гранулы будут слипаться, образуя агломераты.
Грануляция с горячей резкой и водяным охлаждением, отличается тем, что в качестве охлаждающей среды используется вода, обеспечивающая эффективный теплоотвод от поверхности фильеры, ножей и самих гранул, при этом не происходит прилипания гранул к металлическим поверхностям и их слипания между собой.
Охлаждение горячих гранул, выходящих из гранул водой осуществляется либо при помощи водяного кольца создаваемого в камере грануляции за счет ее специальной конструкции(водокольцевая резка),либо стренги выходят в камеру с ламинарным течением потока воды.
При грануляции этими способами необходимы также устройства для отделения воды и сушки гранул.
Этими способами могут эффективно перерабатываться практически все известные типы полимеров.
Грануляция со стренговой резкой отличается тем, что в отличии от «горячей резки»,процессы резки и грануляции разделены.При этом процессе стренги выходящие из фильеры сначала охлаждаются, а потом режутся ножами в охлажденном состоянии.
В качестве охлаждающей среды при стренговой грануляции, могут использоваться как воздух так и вода.
Стренги, выходящие из фильеры, снимаются с фильеры при помощи вытяжного устройства расположенного за зоной охлаждения, при этом каждый стренг транспортируется при помощи специальных профильных разделительных роликов.
Стренговая грануляция с воздушным охлаждением может использоваться для переработки материалов на основе ПВХ.
Стренговая грануляция с водяным охлаждением используется для грануляции материалов на основе ПП и ПЭ.
Достоинством этого способа является то, что можно получать гранулят с относительно более точными геометрическим размерами, а также гранулам можно придать различные формы в сечении (куб, многоугольник),можно также варьировать форму реза (прямой и скошенный),при этом удается достичь более высокой насыпной плотности гранул и однородности расплава при литье и экструзии, что положительно сказывается на качестве готовой продукции и производительности процесса.
Если Вы решите организовать производство вторичных гранул или у Вас имеются проблемы с переработкой отходов собственного производства, мы внимательно изучим имеющуюся проблему, предложим пути ее решения, поставим необходимое оборудование, организуем технологический процесс
