Cách chọn lưới lọc máy đùn cho dây chuyền tái chế nhựa

Trong ngành tái chế nhựa, bộ lưới lọc máy đùn thực hiện một nhiệm vụ mà ít người vận hành nào nhìn thấy: nó giữ lại các hạt gel chưa nóng chảy, kim loại tạp chất, dăm gỗ, xơ giấy và các đốm cacbon bị phân hủy từ dòng nhựa nóng chảy trước khi chúng đi tới khuôn đùn. Một tạp chất bị lọt qua có kích thước lớn hơn khe hở khuôn sẽ làm xước khuôn, tạo ra các vết sọc trên sản phẩm hoàn thiện và — trong trường hợp xấu nhất — làm tắc nghẽn hoàn toàn khuôn đùn. Thời gian dừng máy trên dây chuyền tái chế rất tốn kém, và một phần lớn các đợt dừng máy ngoài kế hoạch bắt nguồn từ những sai sót hoàn toàn có thể tránh được trong việc lựa chọn lưới lọc.

Hướng dẫn này đề cập đến năm quyết định quyết định xem lưới lọc máy đùn sẽ mang lại năng suất và tuổi thọ như cam kết, hay trở thành điểm nghẽn trong hoạt động tái chế của bạn. Chúng tôi tập trung vào các dây chuyền tái chế trục vít đơn xử lý polyolefin sau tiêu dùng và sau công nghiệp (PE, PP), ứng dụng phổ biến nhất mà lưới lọc máy đùn Kaifil được triển khai.

Cách thức hoạt động của bộ lưới lọc

Một bộ lưới lọc được đặt giữa xi lanh máy đùn và tấm đỡ lưới, được giữ cố định bằng áp suất của dòng nhựa nóng chảy ở phía hạ lưu. Nó thường bao gồm một lưới đỡ thô, một hoặc nhiều lớp lọc có cỡ lưới mịn dần và một vòng đệm tấm đỡ lưới ở phía thượng lưu. Toàn bộ cụm chi tiết này là vật tư tiêu hao — hầu hết người vận hành thay lưới lọc theo các khoảng thời gian từ một lần mỗi ca (đối với nguyên liệu PCR bị lẫn nhiều tạp chất) đến một lần mỗi tuần (đối với nhựa tái chế nội bộ sạch hơn).

Các thông số vận hành chính quyết định việc lựa chọn lưới lọc:

• Nhiệt độ nóng chảy — thường là 180–260°C đối với polyolefin. Quyết định loại hợp kim sợi kim loại được phép sử dụng.
• Áp suất nóng chảy — áp suất phía thượng lưu trước lưới lọc, thường là 50–350 bar. Quyết định đường kính sợi và các yêu cầu về lưới đỡ.
• Năng suất — kg/giờ. Quyết định đường kính lưới lọc và diện tích mở.
• Mức độ tạp chất — ppm chất không nóng chảy trong nguyên liệu nạp. Quyết định chu kỳ thay lưới lọc và sự cân bằng giữa độ mịn và năng suất.

Quyết định 1: Cấp độ lọc — Độ mịn bao nhiêu là đủ?

Sai lầm phổ biến nhất khi lựa chọn thông số lưới lọc máy đùn là tự động chọn loại lưới mịn nhất hiện có mà không phân tích nhu cầu thực tế của quy trình hạ nguồn. Một lưới lọc kiểu dệt Hà Lan 120 mesh có thể lọc đến mức 15–30 µm, nhưng trên dây chuyền PCR bị lẫn tạp chất, nó có thể bị nghẹt sau mỗi 5 phút — trong khi lưới lọc kiểu dệt trơn 40 mesh (≈380 µm) có thể vận hành suốt cả ca làm việc mà không gặp vấn đề gì.

Lựa chọn mục tiêu lọc phù hợp với sản phẩm cuối cùng:

Quyết định 2: Kiểu dệt — Lưới mắt vuông so với Lưới dệt Hà Lan

Lưới lọc máy đùn sử dụng hai cấu trúc dệt khác biệt về mặt cơ bản, và sự lựa chọn giữa chúng quyết định sự cân bằng giữa lưu lượng và khả năng bảo vệ.

Kiểu dệt lưới mắt vuông (dệt trơn hoặc dệt chéo) cung cấp các lỗ lưới thông thẳng với diện tích mở cao nhất — thường là 30–60% tùy thuộc vào mật độ mắt lưới và đường kính sợi. Với cùng một cấp độ lọc, lưới lọc mắt vuông cho phép dòng nóng chảy đi qua trên một đơn vị diện tích nhiều hơn đáng kể so với lưới dệt Hà Lan. Đây là lựa chọn mặc định cho quá trình lọc thô và lọc trung bình, nơi lưu lượng quan trọng hơn khả năng giữ hạt tuyệt đối.

Lưới dệt Hà Lan (dệt Hà Lan trơn hoặc dệt Hà Lan chéo) sử dụng các đường kính sợi không đối xứng — sợi dọc dày hơn và sợi ngang mịn hơn, được xếp khít nhau — để tạo ra một đường dẫn dòng chảy quanh co, không thẳng. Kết quả là độ chính xác lọc mịn hơn một bậc độ lớn so với lưới lọc mắt vuông có cùng mật độ mắt lưới. Lưới lọc dệt Hà Lan được chỉ định khi sản phẩm yêu cầu màng, sợi hoặc tấm mỏng không có gel và đốm tạp chất ở độ dày dưới 50 µm. Sự đánh đổi: chúng tích tụ áp suất ngược nhanh hơn, làm bít kín vĩnh viễn một số diện tích mở và khó làm sạch hơn để tái sử dụng.

Quy tắc thực tế: Hãy bắt đầu với kiểu dệt lưới ô vuông cho bất kỳ ứng dụng nào chấp nhận các hạt có thể nhìn thấy được trong thành phẩm. Hãy dành riêng các lưới lọc dệt Dutch cho màng mỏng, sợi mịn và tấm có độ trong suốt cao — và dự trù ngân sách cho việc thay lưới thường xuyên hơn khi sử dụng chúng cho nguồn liệu bị lẫn tạp chất.

Quyết định 3: Đường kính lưới lọc và khả năng tương thích với tấm chia dòng

Đường kính lưới lọc của máy đùn phải khớp hoàn toàn với tấm chia dòng — một khoảng hở 2 mm xung quanh chu vi sẽ tạo ra đường rò rỉ cho dòng nhựa nóng chảy chưa được lọc và làm mất tác dụng của toàn bộ bộ lưới lọc. Đường kính tiêu chuẩn cho máy đùn trục vít đơn dao động từ 25 mm (quy mô phòng thí nghiệm) đến hơn 300 mm (dây chuyền phối trộn lớn), trong đó khoảng 80–150 mm là phổ biến nhất cho hoạt động tái chế thương mại.

Bản thân tấm chia dòng có vai trò quan trọng hơn nhiều so với những gì nhiều người vận hành nhận ra. Một tấm có diện tích mở 30% sẽ tạo ra một tia phun vận tốc cao cục bộ qua từng lỗ, làm tập trung ứng suất lên lưới lọc ngay phía trên lỗ đó. Qua nhiều chu kỳ, sự tập trung ứng suất này có thể gây mỏi các sợi dây kim loại riêng lẻ và tạo ra các lỗ thủng sớm trên lưới lọc. Một tấm chia dòng được thiết kế tốt sẽ có diện tích mở 40–50% với các lỗ vát cạnh giúp phân phối đều dòng nhựa nóng chảy trên toàn bộ bề mặt lưới lọc.

Khi đặt mua lưới lọc thay thế, hãy chỉ rõ:

• Đường kính ngoài chính xác (không phải danh nghĩa). Đo bằng thước kẹp — lưới lọc 100 mm hiếm khi chính xác là 100.00 mm.
• Hoàn thiện cạnh — cắt kéo thô, cắt laser (không bị tưa), hoặc cạnh gập/viền để an toàn khi thao tác.
• Lỗ trung tâm hoặc rãnh — một số tấm breaker plate có bu-lông trung tâm; lưới lọc cần có một lỗ đột để khớp.

Quyết định 4: Cấu hình bộ lưới lọc nhiều lớp

Hầu hết các dây chuyền sản xuất sử dụng một chồng từ hai đến bốn lưới lọc, chứ không phải một lớp duy nhất. Mục đích là để giữ lại các chất bẩn một cách tuần tự trong khi vẫn duy trì lưu lượng — các lưới lọc thô phía thượng nguồn sẽ giữ lại các mảnh vụn lớn để lưới lọc mịn phía hạ nguồn không bị tắc nghẽn ngay lập tức.

Một bộ lưới lọc 3 lớp điển hình cho dây chuyền tái chế PE có độ nhiễm bẩn trung bình:

Quyết định 5: Vật liệu và độ bền

Thép không gỉ 304 là vật liệu lưới lọc máy đùn tiêu chuẩn cho quá trình tái chế polyolefin. Nó mang lại khả năng chống ăn mòn thích hợp ở nhiệt độ gia công và tối ưu chi phí như một vật tư tiêu hao. Đối với các dây chuyền xử lý PET sau tiêu dùng (tạo ra axit axetic ở nhiệt độ nóng chảy), hoặc khi xử lý PVC hoặc fluoropolymer, thép không gỉ 316 hoặc 316L được khuyên dùng — việc bổ sung molypden giúp chống ăn mòn rỗ do các sản phẩm phụ axit và halide gây ra.

Khi nào cần chỉ định SS316L: Các dây chuyền tái chế xử lý nguyên liệu đầu vào hỗn hợp màu có lịch sử nhiễm bẩn không xác định, các dây chuyền thu hồi PET, và bất kỳ hoạt động nào mà lưới lọc được làm sạch bằng hóa chất để tái sử dụng thay vì thải bỏ — bởi vì hóa chất tẩy rửa tồn dư sẽ đẩy nhanh quá trình ăn mòn liên hạt trên SS304.

Hướng dẫn lựa chọn nhanh

Kaifil cung cấp lưới lọc máy đùn bằng thép không gỉ 304, 316 và 316L, đường kính từ 25 mm đến 300 mm, với cạnh cắt thô hoặc cắt laser. Các cỡ lưới tiêu chuẩn từ 10 đến 400 luôn được lưu kho; các đường kính tùy chỉnh và bộ lưới lọc nhiều lớp được lắp ráp sẵn luôn có sẵn với thời gian giao hàng ngắn. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi có thể đề xuất cấu hình bộ lưới lọc tối ưu nếu bạn gửi cho chúng tôi model máy đùn, nhiệt độ nóng chảy, mục tiêu sản lượng và thông số kỹ thuật sản phẩm cuối cùng.