Филтрацията при екструдиране на рециклиран PE/PP се проваля поради замърсявания, гелове, пикове на налягането, твърди частици и разходи за сита. Свържете се с KAIFIL за пакет сита по поръчка.
Филтрирането при екструзия на рециклирана пластмаса е процес, при който разтопен полимер, възстановен от битови (PCR) и промишлени PE/PP отпадъци, се прекарва под налягане през тъкани мрежи от неръждаема стомана между шнека на екструдера и главата, за да се отстранят твърдите замърсявания, преди стопилката да бъде оформена във фолио, листове или гранули. Това е непрекъснат етап на разделяне чрез преминаване на потока, който работи при температури на стопилката от приблизително 180–260°C (356–500°F), под налягания, които могат да надхвърлят 300 bar при линиите за издувно фолио, и разчита на пакет от мрежести дискове, разположени в шибърен, ротационен или непрекъснат филтърсменник. Интервалите за смяна на филтрите варират изключително много в зависимост от качеството на суровината — от веднъж на смяна при силно замърсен PCR до веднъж седмично при чист промишлен рециклиран материал — и това вариране се определя почти изцяло от избора на мрежа и дизайна на пакета. Тъй като рециклираната смола съдържа много повече замърсявания от първичния полимер, филтрирането не е просто аксесоар в линията за рециклиране; то е компонентът, който решава дали линията ще произвежда продаваема продукция или поток от дефектен брак. В практически план, филтрирането при екструзия на пластмаса е разликата между печеливша дейност по рециклиране и постоянно справяне с кризисни ситуации.
Най-честата повреда при линиите за рециклирана смола не е лошото качество на стопилката в предходните етапи, а скоростта, с която замърсяването претоварва филтъра. PCR мленият материал и гранулите могат да съдържат 3–8% тегловни неполимерни материали: хартиени и картонени етикети, чувствителни на натиск лепила и топими лепила, метални стружки от ножовете на шредера, дървесни влакна от палети и каси, пясък и фини стъклени частици. Когато това количество замърсявания достигне единична фина мрежа — филтър с размер 80 или 100 mesh, с който много оператори започват, защото осигурява приемливо качество на фолиото — светлото сечение се запълва за десетки минути, а при лоши партиди филтър, който би трябвало да работи с часове, може да се задръсти за по-малко от час. Резултатът е рязко повишаване на обратното налягане, намалена производителност и смяна на филтъра, която струва от десет до двадесет минути престой плюс преходен брак при всяко нейно извършване.
Решението с телена мрежа от неръждаема стомана е да спрете да изисквате от один филтър да върши цялата работа. Прогресивният пакет филтри разполага на слоеве по-груби мрежи в предната част (обикновено 20/40 mesh), за да уловят по-голямата част от хартията, бучките лепило и влакната, а фината довършителна мрежа (80–120 mesh) е разположена след тях, където преминава вече предварително пречистената стопилка. Тъй като всеки слой улавя фракция с различен размер, капацитетът за задържане на замърсявания се разпределя в целия пакет, вместо да се концентрира в един диск. Мрежестите дискове за екструдер за линии за рециклиране се изработват точно по този начин — като съгласуван комплект с груб защитен слой от страната на процеса, така че фината мрежа да издържа смени, а не минути. При линии, където замърсяването нараства сезонно, намаляването на плътността на грубия слой с един размер (mesh) през тези месеци е корекция без допълнителни разходи, която може да осигури часове по-дълъг експлоатационен живот на филтъра.
Не всеки дефект в рециклираното фолио се дължи на твърди замърсявания. Голяма част се причинява от гелове и черни точки — полимер, който се е омрежил или карбонизирал някъде по време на топенето: мъртва зона в шнека на екструдера, прегрят адаптер или смола, преминала през множество топлинни цикли. При температури на стопилката от 180–260°C верижните фрагменти се рекомбинират, локалният вискозитет се повишава и резултатът е твърди, гелообразни частици, които могат да варират от 10 µm до няколкостотин микрона. При издувното фолио една-единствена гел частица може да доведе до дефект тип „рибешко око“, микроотвор или скъсване; при листовете и термоформоването тя създава дефекти по повърхността, които преработвателите по веригата отхвърлят веднага.
Решението е филтриране, което е достатъчно фино, за да улови количеството гел, критично за крайния продукт, и това решение се определя от размера на мрежата (mesh count), а не от надежда. За фолиа обикновено се използва 100–150 mesh; за листове и дебелостенни продукти, където изискванията към повърхността са по-малки, често е достатъчен размер 60–80 mesh. Ефектът на пресяване е физически — гел, по-голям от отвора на мрежата, се спира при тъканта — така че практическото правило е: задайте най-фината мрежа, която линията може да поеме без задръстване, и проверете избора чрез измерване на спада на налягането през първия час на производство. Операторите, които използват един и същ размер мрежа за всеки продукт, обикновено или филтрират прекомерно чистия материал и губят производителност, или филтрират недостатъчно замърсения материал и доставят дефектно фолио. Правилният размер на мрежата е компромис между отстраняването на частици и капацитета за задържане на замърсявания, и той се променя в зависимост от продукта, а не от навика.
Устройството за смяна на филтри не се поврежда внезапно; то отказва постепенно и след това рязко. Тъй като пакетът се натоварва, обратното налягане се покачва бавно и след това се ускорява, когато оставащият път на потока се стеснява. Операторите, които сменят филтрите, „когато налягането достигне X bar“, живеят с плаващ график — смяна на всеки четири часа в един ден, на всеки девет часа на следващия — тъй като натоварването със замърсявания варира от партида до партида. Непредсказуемите интервали за смяна са по-лоши от честите: те водят до пикове в налягането, пулсации в потока на стопилката, отлагания по дюзата и колебания в показанията на манометъра, и принуждават супервайзорите да следят манометъра, вместо да управляват линията.
Решението с телена мрежа се състои от две части. Първо, изграждане на пакета за постоянно задържане на замърсяванията. Прогресивното наслояване от грубо към фино улавя замърсяванията предвидимо, така че повишаването на налягането следва повтаряща се крива и смените могат да бъдат планирани, вместо да се реагира на момента. Второ, увеличаване на ефективната филтрираща площ. Филтър с по-голям диаметър или пакет с повече слоеве разпределя натоварването върху по-голяма отворена площ и изравнява кривата на налягането; при една и съща смола, удвояването на филтриращата площ може приблизително да удвои времето между смените. При силно замърсени линии преминаването от единична мрежа към съгласуван пакет е разликата между това да реагирате на пик при всяка смяна и да извършвате подмяна по фиксиран график без изненади.
Металните стружки от зъбите на шредера, фините стъклени частици, камъните и твърдите овъглени полимери не просто запушват филтъра — частиците, които преминават или се заклиняват в ръба на филтъра, надраскват решетъчната плоча и работната зона на дюзата. Надрасканата решетъчна плоча насочва стопилката около пакета, позволявайки на нефилтрирания полимер да заобиколи напълно филтъра. Надрасканата работна зона на дюзата създава линии по дюзата: постоянни ивици във фолиото и листа, които никаква последваща филтрация не може да отстрани. И двете повреди са скъпи. Решетъчните плочи са прецизно шлифовани компоненти, а възстановяването на дюзата се измерва в дни, а не в часове.
Решението е да се спрат твърдите частици, преди да достигнат до прецизния инструмент. Груба защитна мрежа (20–30 mesh), разположена на входа, улавя големите твърди фрагменти, докато финият пакет на изхода задържа по-малките. При линии с известен проблем с метални примеси правилният отговор е откриване на метал или магнитна сепарация преди филтъра, вместо да се разчита единствено на него за тази задача — но филтърът е последната линия на защита и правилно подбраният пакет е това, което предпазва работната зона на дюзата от 3 mm парче от шнек. Дисковете с кант също са важни тук: оформеният кант предпазва диска от деформация или изместване под въздействието на диференциалното налягане, което задръстеният филтър създава, като запазва уплътнението на ръба и пътя на филтрация, така че замърсяванията да не могат да преминат покрай пакета.
Пакетите филтърни мрежи са консуматив, а при линия за рециклиране те са перо от разходите, което мениджърите по покупките наистина забелязват. Умножете броя на смените на работна смяна по цената на пакета, минутите престой и преходния брак, генериран при рестартиране, и един „евтин“ филтър може да се превърне в най-скъпия консуматив на линията. Капанът е в оптимизирането на единичната цена вместо на разходите за една смяна. Единичен диск с размер 60 mesh струва по-малко на бройка от многослоен пакет — но ако се сменя два пъти по-често и всяка смяна струва десет минути загубена продукция плюс фолиото, което трябва да се изхвърли, докато линията се стабилизира отново, по-евтиният диск води до загуби.
Икономическите съображения се решават в полза на правилната филтрация, а не на най-евтината мрежа. Разходът на тон филтриран полимер е показателят, който има значение, и той се определя от капацитета за задържане на замърсявания: пакет, който задържа два пъти повече замърсявания, преди налягането да се повиши, прекарва два пъти повече време в машината. За линии с много високо ниво на замърсяване изчислението се променя отново, тъй като времето за престой превъзхожда многократно цената на консуматива. Това е моментът, в който операторите преминават от дискове за еднократна употреба към почистваща се синтерована филтърна среда, която остава в експлоатация със седмици и се връща на линията след почистване — изцяло различен модел на разходите.
Mesh count е броят на отворите на линеен инч и съответства директно на микронния размер: 40 mesh се равнява на 425 µm, 60 mesh се равнява на 250 µm, 80 mesh се равнява на 180 µm, 100 mesh се равнява на 150 µm, 150 mesh се равнява на 105 µm, а 200 mesh се равнява на 74 µm. Връзката не е линейна — преминаването от 80 към 150 mesh намалява размера на отвора приблизително наполовина — поради което промяната с една стъпка в mesh count може драстично да промени както фиността на филтрация, така и скоростта на задръстване. За рециклирано PE/PP фолио повечето линии работят с прогресия от грубо към фино, която завършва в диапазона 60–120 mesh; продуктите с голяма дебелина и тези за палети могат да завършват с по-груба филтрация. Пълна таблица за преобразуване на mesh count в микрони е правилната референция при преобразуването на микронна спецификация от клиент или доставчик на матрици в реален пакет филтърни мрежи.
Обикновената сплитка е изтъкана от еднакви телове за основа и вътък, за да се получат квадратни, равномерни отвори. Тя осигурява предвидима филтрация в диапазона 150–1000 µm, нисък спад на налягането и най-ниска цена на диск, което я прави стандартен избор за грубите слоеве на пакет за рециклиране. Холандската сплитка използва фини телове за основа и по-дебели телове за вътък, плътно притиснати един към друг, създавайки клиновидни отвори, които постигат степен на филтрация от около 5 µm до 150 µm с много по-висок капацитет за задържане на замърсявания на единица площ в сравнение с обикновената сплитка при същия микронен рейтинг. Телена мрежа с холандска сплитка е стандартният избор, когато линия за рециклиране трябва да филтрира по-фино от 100 mesh без степента на задръстване на обикновена квадратна сплитка. Спечената мрежа свързва множество тъкани слоеве под въздействието на топлина и налягане, създавайки твърд, високоякостен ламинат с микронни рейтинги до 1 µm и изключително висока структурна цялост.
Обикновените дискове зависят изцяло от притискащата сила на решетъчната плоча или корпуса на сменятеля, за да се задържат на място и да поддържат уплътнението по краищата. Те са по-евтини и напълно подходящи за чисти, добре поддържани линии. Дисковете с борд имат формован метален кант, който фиксира слоевете мрежа заедно, придава твърдост на диска и създава надеждно уплътнение по края. Филтриращите дискове от телена мрежа с борд са по-добрият избор за линии за рециклирана смола, тъй като замърсяването по краищата на пакета е често срещано, а бордът предотвратява пропускането, което един изместен или деформиран обикновен диск може да създаде под налягане.
Устройствата за смяна на цедки невинаги са кръгли. Ротационните устройства за смяна, устройствата с непрекъснат поток и някои европейски конструкции на екструзионни глави използват удължени, овални или многоотворни геометрии, а използването на стандартен кръгъл диск в некръгъл държач оставя нефилтрирани празнини. Филтриращи дискове от телена мрежа със специфична форма се произвеждат така, че да съответстват точно на геометрията на носача, така че целият поток от стопилка да преминава през тъканта и да няма замърсявания, които да преминават покрай несъответстващ ръб.
При определено ниво на замърсяване филтърните пакети мрежи за еднократна употреба престават да бъдат правилното решение. Когато подмените се случват повече от веднъж на смяна, когато бракът при рестартиране изяжда маржа или когато качеството на крайния продукт изисква постоянен микронен рейтинг, който тъканият пакет не може да поддържа при натоварване, е време да разгледате филтърни патрони от синтерована телена мрежа. Синтерованата среда предлага прецизен, стабилен микронен рейтинг, висок капацитет за задържане на замърсявания и възможност за почистване — много инсталации експлоатират един и същ патрон в продължение на седмици, като го промиват обратно или го почистват химически между отделните цикли на употреба. За линии за непрекъснато рециклиране, преработващи силно замърсен PCR, първоначалната цена на синтерованата среда обикновено се изплаща чрез намалено време за престой и по-ниска цена на тон.
| Свойство | Гладка сплитка | Холандска сплитка | Синтерована мрежа |
|---|---|---|---|
| Типична степен на филтрация | 150–1000 µm | 5–150 µm | 1–100 µm |
| Капацитет за задържане на замърсявания | Умерен | Висок | Много висок |
| Пад на налягането | Нисък | Умерен | Умерен до висок |
| Възможност за почистване | Ограничена; често за еднократна употреба | Добра; с ултразвуково почистване | Отлична; с обратно промиване и химическо |
| Разходи за подмяна | Ниски | Умерени | Високи първоначални; най-ниски на тон |
За рециклирано PE фолио финиширащата мрежа обикновено е между 60 и 120 mesh (250–150 µm) в зависимост от дебелината на фолиото и изискванията за качество. Рециклираните PE люспи, които ще се преработват в дебело или селскостопанско фолио, могат да се финишират при 60–80 mesh; тънкото фолио за печат изисква 100–150 mesh. Винаги поставяйте груб предпазен слой (20–40 mesh) на входа, за да не се задръсти финиширащата мрежа с хартия, лепило и влакна.
Няма универсален интервал — той зависи от нивото на замърсяване, броя на отворите на мрежата (mesh count) и филтрационната площ. При чист постиндустриален регринд пакетите могат да работят една седмица; при силно замърсен PCR един пакет може да издържи само една смяна. Правилният подход е да се измери повишаването на налягането и да се зададе праг за смяна, след което да се проследява: ако смените са хаотични, дизайнът на пакета или последователността на мрежите е грешна, а не операторът.
Използвайте обикновена сплитка (plain weave) за грубите, защитни слоеве и за продукти, които не изискват фина филтрация. Преминете към холандска сплитка (dutch weave), когато имате нужда от филтрация, по-фина от приблизително 100 mesh, и линията не може да понесе степента на задръстване или спада на налягането на фината обикновена сплитка. Холандската сплитка осигурява по-фина филтрация с по-висок капацитет за задържане на замърсявания на единица площ, при по-висока цена на диск.
Филтърните мрежи с обикновена сплитка (plain weave), използвани за рециклирана смола, обикновено се третират като консумативи за еднократна употреба, тъй като полимерът и лепилото проникват в сплитката и се отстраняват трудно напълно. Холандската сплитка (dutch weave) и синтерованата филтърна среда могат да се почистват чрез пиролиза (изгаряне), ултразвукови или химически методи, но почистването отслабва тъканите мрежи при многократни цикли. Синтеровите патрони са изрично проектирани за множество цикли на почистване; тъканите дискове е по-честно да се разглеждат като консумативи.
Преминете към синтеровани патрони, когато нивата на замърсяване налагат повече от една смяна на мрежата на смяна, когато бракът при рестартиране изяжда рентабилността или когато вашият краен клиент изисква постоянен микронен рейтинг, който натовареният тъкан пакет не може да поддържа. Ако разходите за престой превишават цената на консуматива, синтерованата филтърна среда обикновено е по-икономичното решение.
Всяка линия за рециклиране е различна, а правилният пакет филтърни мрежи зависи от три променливи: вида на вашата смола, действителното ниво на замърсяване и геометрията и производителността на устройството за смяна на мрежи на вашата линия. Работата с грешна последователност на мрежите струва пари под формата на престои и брак при всяка една смяна. KAIFIL произвежда филтърни дискове за екструдери, дискове с рамка и дискове със специална форма, мрежи с холандска сплитка (dutch weave) и филтърни патрони от синтерована телена мрежа за линии за рециклиране по целия свят. Изпратете ни вашия тип смола, ниво на замърсяване и размер на линията, и нашите инженери ще определят пакет филтърни мрежи — последователност на мрежите, тип сплитка и конфигурация на дисковете — съобразени с вашите точни работни условия. Свържете се с KAIFIL днес за персонализирана препоръка.
Custom screen discs and multilayer packs for plastic extrusion, recycling and polymer melt filtration.
Plain discs / cut mesh pieces / custom shapes for economical mesh inserts and removable filter screens, supplied to drawing with material, size and packing details confirmed at RFQ stage.
Irregular discs / custom mesh inserts / stamped shapes for non-standard filter seats and oem equipment interfaces, supplied to drawing with material, size and packing details confirmed at RFQ stage.
Изпратете чертежи, размери, материал, работна среда или експлоатационни условия и ние ще помогнем за потвърждаването на правилната спецификация.
Прикачените референтни файлове са включени в запитването. За по-големи CAD пакети отговорете на потвърдителния имейл или ги изпратете тук:
Нашият екип обикновено отговаря в рамките на 24 работни часа.
