Cách quá trình lọc nhựa PET nóng chảy bảo vệ độ nhớt đặc trưng (IV), loại bỏ gel và đốm đen, đồng thời kéo dài thời gian hoạt động của máy đùn. Nhận báo giá cho các bộ lưới lọc gia công theo yêu cầu.
Lọc PET nóng chảy là một quá trình trong đó polyethylene terephthalate (PET) nóng chảy được ép qua các bộ lưới lọc hoặc đĩa lọc bằng thép không gỉ — thường có cấp độ lọc tuyệt đối từ 20 µm đến 120 µm — để loại bỏ các tạp chất rắn trước khi dòng nóng chảy đi đến thiết bị tạo hình hạ nguồn. Trong một dây chuyền tái chế, công đoạn lọc hoạt động ở nhiệt độ nóng chảy khoảng 260–290 °C, mức nhiệt mà PET đủ lỏng để đi qua vật liệu lọc nhưng cũng đủ nhớt để mỗi hạt bị giữ lại sẽ tập trung ứng suất trong dòng nóng chảy và làm giảm chất lượng polyme nếu không được kiểm soát. Bằng cách giữ lại bụi bẩn, giấy, các mảnh polyolefin, mạt nhôm, gel và các đốm đen bị carbon hóa, quá trình lọc nóng chảy không chỉ bảo vệ khuôn đùn và các thiết bị hạ nguồn: đó là bước cơ học có ảnh hưởng lớn nhất để bảo tồn độ nhớt đặc trưng (IV), giữ cho màu sắc và độ trong suốt của sản phẩm ở mức chấp nhận được, đồng thời duy trì thời gian hoạt động liên tục của dây chuyền ở mức cao trong các hoạt động tái chế chai-thành-chai và tái chế dạng vảy. Để có cái nhìn tổng quan về cách các nguyên lý tương tự được áp dụng trong các quy trình đùn, hãy tham khảo trang ứng dụng lọc đùn nhựa của KAIFIL giải thích chi tiết về việc lựa chọn vật liệu lọc.
PET là một polyme trùng ngưng có khối lượng phân tử được biểu thị bằng độ nhớt đặc trưng (IV). Hạt nhựa nguyên sinh cấp sản xuất chai thường đi vào quá trình gia công với chỉ số IV từ 0.80–0.84 dl/g. Mọi quá trình xử lý nhiệt và cơ học — sấy khô, đùn, trùng hợp thể rắn, tái nóng chảy — đều có xu hướng làm giảm IV, và việc tái nóng chảy phế liệu hoặc vảy nhựa sẽ đẩy nhanh sự sụt giảm đó vì polyme đã trải qua một chu kỳ nhiệt. Quá trình tái chế có thể làm giảm IV khoảng 0.02–0.10 dl/g sau mỗi lần xử lý tùy thuộc vào việc kiểm soát độ ẩm, nhiệt độ và thời gian lưu.
Lọc nóng chảy bảo vệ IV một cách gián tiếp nhưng mang tính quyết định. Các tạp chất như các mảnh polyolefin (PP/PE), giấy, chất kết dính và polyme bị phân hủy đóng vai trò là các điểm tập trung ứng suất và là nguồn gây ẩm cũng như oxy hóa. Một hạt bị kẹt lại trên lưới lọc sẽ tạo ra lực cắt cao cục bộ; sự gia nhiệt nhớt sinh ra từ đó có thể làm tăng nhiệt độ nóng chảy cục bộ lên cao hơn nhiều so với mức cài đặt 260–290 °C, thúc đẩy quá trình thủy phân và cắt mạch làm giảm IV. Loại bỏ các hạt này trước khi chúng có thể gây ra các điểm nóng cục bộ này, và bạn sẽ giảm thiểu sự sụt giảm IV trong thực tế.
Khía cạnh kinh tế cũng thúc đẩy theo cùng một hướng. Trong quá trình tái chế chai-thành-chai, sự sụt giảm IV ở mức 0,05 dl/g có thể là sự khác biệt giữa hạt nhựa đáp ứng các tiêu chuẩn tiếp xúc thực phẩm và hạt nhựa phải đem phối trộn hoặc hạ cấp. Bởi vì việc nâng cấp IV rất tốn năng lượng — trùng ngưng trạng thái rắn ở khoảng 220 °C trong nhiều giờ — nên việc bảo toàn lượng IV hiện có bằng hệ thống lọc nóng chảy tốt sẽ rẻ hơn nhiều so với việc khôi phục nó ở quy trình phía sau.
Lượng tạp chất đi vào bộ lọc PET nóng chảy phụ thuộc rất lớn vào chất lượng vảy. Vảy sau tiêu dùng được rửa sạch vẫn mang theo các tạp chất có thể đo lường được. Trên thực tế, hàm lượng chất rắn của vảy rPET đã rửa thường dao động từ vài trăm đến hơn 1.000 ppm trước khi rửa nóng và sấy khô; sau một dây chuyền rửa tốt, lượng tạp chất dư thừa có thể giảm xuống dưới 100–200 ppm. Đối với các ứng dụng tiếp xúc với thực phẩm, công đoạn lọc hoạt động cùng với các quy trình khử nhiễm như trùng hợp thể rắn để giữ cho hạt nhựa thành phẩm đạt tiêu chuẩn, nhưng ngay cả trong các dây chuyền đó, bộ lọc nóng chảy vẫn là bộ phận ngăn các hạt và gel có thể nhìn thấy bằng mắt thường đi vào phôi.
Các tạp chất điển hình trong vảy PET:
Vì các tạp chất này có kích thước khác nhau, một lưới lọc mịn duy nhất hiếm khi là giải pháp tối ưu. Các dây chuyền thường sử dụng một bộ lọc thô hơn ở phía thượng nguồn (120–300 µm) để bảo vệ máy đùn và một bộ lọc mịn hơn ở phía hạ nguồn (độ lọc tuyệt đối 20–40 µm) đặt gần khuôn đùn. Phương pháp hai giai đoạn này là quy trình tiêu chuẩn trong tái chế PET và giúp bộ lọc mịn không bị tắc nghẽn sớm.
Các bộ lưới lọc dùng cho tái chế PET được mô tả theo hai cách: theo số mesh của lưới thép và theo cấp độ lọc tuyệt đối. Số mesh biểu thị số lỗ trên mỗi inch tuyến tính — lưới 40 mesh có kích thước lỗ danh nghĩa khoảng 425 µm, 60 mesh khoảng 250 µm, 80 mesh khoảng 180 µm, và 100 mesh khoảng 150 µm. Vì một bộ lưới lọc xếp chồng nhiều lớp, và vì các hạt bị giữ lại bởi đường đi ngoằn ngoèo qua các sợi dệt, cấp độ lọc "tuyệt đối" thực tế của một bộ lưới được thiết kế tốt sẽ mịn hơn so với những gì mà chỉ riêng số mesh của lớp trên cùng biểu thị. Đối với các yêu cầu khắt khe trong xử lý PET, các bộ lưới nhiều lớp và vật liệu lọc thiêu kết có thể đạt cấp độ lọc tuyệt đối từ 20–40 µm.
| Ứng dụng | Cấp độ lọc điển hình | Vỉ lọc / vật liệu lọc điển hình | Kết quả chất lượng điển hình |
|---|---|---|---|
| Chai-sang-chai (phôi cấp thực phẩm) | 20–40 µm tuyệt đối | Vỉ lọc nhiều lớp mịn; đĩa lưới thép thiêu kết | Ít gel/đốm đen; có thể đạt IV ≥ 0.72 dl/g |
| Chai-sang-xơ / xơ ngắn | 60–80 µm | Vỉ lọc 60/80/100 mesh | Giảm đứt gãy bộ kéo sợi; chỉ số denier đồng đều |
| Dây đai; tấm; màng thông thường | 80–120 µm | Vỉ lọc 40/60/80 mesh | Lượng đốm đen chấp nhận được đối với các cấp phi thực phẩm |
| Ứng dụng vảy nhựa / cấp thấp | 120–300 µm | Vỉ lọc 20/40/60 mesh | Bảo vệ thiết bị hạ nguồn |
Các số mesh ở trên là kích thước lỗ danh nghĩa cho lưới dệt trơn lỗ vuông. Trong thực tế, lưới lọc cho tái chế PET được thiết kế dưới dạng một lớp xếp chồng — một lớp hỗ trợ thô (thường là 20–40 mesh) để giữ lớp mịn, các lớp trung gian để phân bổ áp suất, và một lớp giữ hạt mịn ở phía nhựa nóng chảy. Cách các lớp này tương tác quyết định cả độ chính xác lọc và tuổi thọ sử dụng, và việc kết hợp đúng cách chính là nơi hội tụ hầu hết các chuyên môn thực tế. Hướng dẫn của KAIFIL về các cách kết hợp mesh của vỉ lọc máy đùn sẽ đi sâu vào chi tiết thiết kế từng lớp, và các đĩa lọc lưới thép trơn của chúng tôi có sẵn các kiểu dệt được sử dụng trong các vỉ lọc này.
Vỉ lọc phải được thay thế khi bị bám đầy chất bẩn, và cơ cấu thực hiện việc thay thế này là bộ thay lưới. Việc lựa chọn sai loại bộ thay lưới có ảnh hưởng lớn đến lợi nhuận của dây chuyền PET hơn hầu hết các quyết định lọc khác, bởi vì dòng nhựa nóng chảy không được dừng lại và không được tiếp xúc quá lâu với nhiệt trong quá trình thay thế.
| Loại | Nguyên lý hoạt động | Tác động đến thời gian hoạt động | Phù hợp nhất cho |
|---|---|---|---|
| Tấm chia dòng dạng bắt bu-lông / thủ công | Dừng dây chuyền; tháo tấm chia dòng; thay bộ lưới lọc bằng tay | Mất nhiều giờ dừng máy cho mỗi lần thay | Dây chuyền sản lượng thấp; R&D; vận hành theo mẻ |
| Tấm trượt (đơn) | Tấm thủy lực trượt bộ lưới lọc mới vào dòng nhựa nóng chảy; dòng chảy bị hạn chế trong thời gian ngắn | Mất vài phút; áp suất tăng đột biến trong quá trình thay | Dây chuyền xử lý vảy nhựa quy mô trung bình có dừng máy định kỳ |
| Tấm trượt kép / liên tục | Hai tấm luân phiên hoạt động để dòng nhựa nóng chảy không bao giờ bị gián đoạn | Không gián đoạn dòng chảy; dao động áp suất nhẹ | Dây chuyền tái chế chai sang chai; máy đùn cấp liệu cho phôi |
| Dạng quay liên tục | Đĩa quay nhiều khoang đưa khoang mới vào hoạt động dựa trên tín hiệu áp suất; các khoang cũ được sục rửa ngược hoặc xả sạch | Vận hành liên tục trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần không cần giám sát | Dây chuyền cấp thực phẩm công suất cao; nhà máy tích hợp SSP |
Đối với các dây chuyền tái chế chai sang chai, bộ thay lưới dạng tấm trượt liên tục hoặc kép là rất phổ biến vì bất kỳ sự gián đoạn nào trong dòng nhựa nóng chảy cũng sẽ chuyển thành xung áp suất có thể làm xê dịch bộ lưới lọc, thay đổi thời gian lưu và làm tăng nhiệt độ nóng chảy trong chốc lát — tất cả những điều này đều đe dọa đến IV và sự hình thành gel. Các thiết kế dạng quay còn tiến xa hơn: bộ thay lưới dạng quay 12 khoang có thể hoạt động trong nhiều tuần trước khi toàn bộ đĩa cần bảo dưỡng, đó là lý do tại sao các nhà máy công suất cao ưa chuộng chúng. Đĩa quay thường được lắp các đĩa lọc mịn; của KAIFIL dòng sản phẩm lưới lọc máy đùn bao gồm vật liệu lọc cho các bộ thay lưới này, từ lưới lọc đơn lớp đến các vật liệu composite thiêu kết.
Một bộ lưới lọc hoạt động giống như một bánh lọc dày lên theo sản lượng thông qua. Các vận hành viên theo dõi hai chỉ số: chênh lệch áp suất ban đầu qua bộ lưới mới, và sự gia tăng khi chất bẩn tích tụ. Độ chênh áp điển hình của bộ lưới mới khi khởi động là 5–20 bar tùy thuộc vào độ mịn của vật liệu lọc; khi bộ lưới tích tụ chất bẩn, độ chênh áp tăng lên, và hầu hết các dây chuyền PET sẽ kích hoạt thay lưới khi chênh lệch áp suất đạt 50–100 bar — hoặc khi tỷ lệ áp suất (áp suất hiện tại chia cho áp suất ban đầu) vượt quá khoảng 3–4 lần. Việc cố vận hành vượt quá giới hạn này sẽ dẫn đến ba hậu quả: bộ lưới có thể bị sập dưới áp lực, bánh lọc giữ lại có thể bị nén chặt thành một khối rắn khó xả bỏ, và áp suất ngược tăng cao làm tăng nhiệt độ nóng chảy thông qua sự tiêu tán nhớt, đẩy nhanh quá trình suy giảm IV và hình thành gel.
Một số yếu tố quyết định tốc độ tích tụ chất bẩn của bộ lưới lọc:
Một mẹo thực tế: hãy ghi lại chu kỳ thay thế cho mỗi thiết kế bộ lưới lọc. Nếu một bộ lưới lọc 20 µm hoạt động được bốn giờ nhưng bộ lưới lọc 25 µm hoạt động được sáu giờ, việc giảm nhẹ độ tinh lọc thường mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn nhờ tăng thời gian hoạt động — miễn là sản phẩm vẫn đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật. Nguyên lý sụt áp tương tự cũng được áp dụng cho phương pháp lọc hai cấp: bộ lọc thô phía thượng nguồn bảo vệ bộ lọc tinh, do đó chu kỳ thay thế của bộ lọc tinh sẽ phản ánh hiệu suất của bộ lọc phía thượng nguồn.
Hai khuyết tật chất lượng mà quá trình lọc nóng chảy kiểm soát trực tiếp nhất trong tái chế PET là gel và đốm đen.
Gel là các vùng cục bộ của PET bị liên kết chéo hoặc bị phân hủy, có đặc tính nóng chảy khác với polyme xung quanh. Trong tấm đùn và phôi, chúng xuất hiện dưới dạng các cục bán trong suốt hoặc "mắt cá"; trong quá trình kéo sợi, chúng gây ra tình trạng đứt sợi và khuyết tật sợi. Hầu hết các hạt gel hình thành từ polyme bị oxy hóa và quá trình thủy phân do độ ẩm bên trong máy đùn, và một khi đã hình thành, chúng là các hạt rắn có thể bị giữ lại bởi lưới lọc — nhưng gel mới hình thành sau bộ lọc sẽ không bị giữ lại. Đây là lý do tại sao việc kiểm soát gel phụ thuộc vào cả quá trình lọc và việc tuân thủ nghiêm ngặt quy trình (điểm sương của máy sấy, thời gian lưu, nhiệt độ).
Đốm đen là vật liệu bị carbon hóa: polyme bị quá nhiệt, cháy sém, mạt nhôm hoặc giấy cháy đã bị phân hủy ở nhiệt độ nóng chảy từ 260–290 °C. Chúng có thể nhìn thấy trong thành phẩm ngay cả ở nồng độ rất thấp, và bao bì tiếp xúc với thực phẩm cũng như mỹ phẩm gần như hoàn toàn không chấp nhận lỗi này. Một lớp lọc tinh, thường có độ lọc tuyệt đối từ 20–40 µm, là bộ phận giữ lại chúng trước khi chúng đi tới khuôn đùn.
Ảnh hưởng đối với IV tuy khó nhận thấy hơn nhưng có lẽ lại giá trị hơn. Bởi vì mỗi hạt bị giữ lại sẽ chuyển thành một vùng cắt cao và nhiệt độ cao cục bộ, quá trình lọc tinh giúp giảm thiểu tác động nhiệt tích lũy mà chất nóng chảy phải chịu. Các nhà tái chế PET thường xuyên ghi nhận rằng việc chuyển từ bộ lọc 100 µm sang cụm lưới lọc tuyệt đối 30–40 µm giúp cải thiện khả năng duy trì IV đo được thêm vài phần trăm dl/g trên cùng một máy đùn — tương đương với việc tiết kiệm được hàng giờ thời gian trùng hợp thể rắn. Cũng vì lý do đó, độ tinh lọc và khả năng duy trì IV nên được thảo luận cùng nhau khi xác định thông số kỹ thuật của dây chuyền.
Lọc nhựa PET nóng chảy là gì? Lọc PET nóng chảy là quá trình dẫn PET nóng chảy qua các bộ lưới lọc hoặc đĩa lọc bằng thép không gỉ — thông thường từ 20–120 µm tuyệt đối — để loại bỏ các tạp chất rắn như mảnh polyolefin, giấy, gel và các đốm đen trước khi dòng nóng chảy đi đến khuôn đùn hoặc dụng cụ tạo hình.
Tại sao quá trình lọc nóng chảy lại quan trọng đối với độ nhớt đặc trưng (IV)? Các tạp chất bị giữ lại trong dòng nóng chảy tạo ra các vùng có lực cắt cao và nhiệt độ cao cục bộ dẫn đến quá trình thủy phân và đứt gãy mạch liên kết, làm giảm IV. Quá trình lọc tinh loại bỏ các hạt này trước khi chúng có thể gây ra hư hại do nhiệt, giúp các đơn vị tái chế giữ lại được vài phần trăm dl/g vốn có thể bị mất đi.
Tôi nên sử dụng cỡ lưới hoặc cấp độ lọc micron nào cho quy trình tái chế chai sang chai PET? Đối với các dây chuyền tái chế chai sang chai cấp thực phẩm, cấp độ lọc tuyệt đối 20–40 µm là tiêu chuẩn, đạt được bằng các bộ lưới lọc nhiều lớp hoặc vật liệu lọc lưới thép thiêu kết. Các cấp độ lọc thô hơn từ 60–120 µm thường được sử dụng cho các ứng dụng sản xuất xơ sợi, dây đai và tấm nhựa.
Tôi nên thay thế bộ lưới lọc trong dây chuyền tái chế PET bao lâu một lần? Thay đổi khi chênh lệch áp suất qua cụm lưới lọc đạt khoảng 50–100 bar, hoặc khi tỷ lệ áp suất vượt quá khoảng 3–4 lần mức cơ sở của cụm lưới lọc mới. Chu kỳ thực tế phụ thuộc vào độ sạch của vảy nhựa, độ mịn của vật liệu lọc và năng suất — hãy ghi lại thông số này theo từng thiết kế cụm lưới lọc.
Tôi có cần bộ thay lưới lọc quay liên tục cho quá trình tái chế PET không? Không phải lúc nào cũng cần, nhưng đối với các dây chuyền cấp thực phẩm năng suất cao, đây là lựa chọn thông thường. Các bộ thay lưới quay liên tục sẽ chuyển sang khoang lưới mới dựa trên tín hiệu áp suất và có thể vận hành trong nhiều tuần mà không cần giám sát, giúp tránh hiện tượng xung áp suất và sự gia tăng đột biến về thời gian lưu của bộ thay lưới thủ công hoặc bộ thay lưới kiểu tấm trượt đơn.
Hiệu suất lọc nóng chảy được quyết định từ rất lâu trước khi tấn mảnh nhựa đầu tiên đi vào máy đùn — nó được quyết định bởi độ mịn của vật liệu lọc, thiết kế bộ lưới và bộ thay lưới mà bạn lắp đặt. KAIFIL sản xuất các sản phẩm thép không gỉ đĩa lọc lưới kim loại tùy chỉnh, bộ lưới lọc máy đùn đa lớp, và lõi lọc lưới thép thiêu kết tại Thạch Gia Trang, Trung Quốc, và vận chuyển đến các nhà tái chế trên toàn thế giới. Cho dù bạn cần một bộ lưới lọc tuyệt đối 20 µm cho dây chuyền chai-thành-chai hay cấu hình hai giai đoạn cho dây chuyền mảnh nhựa, các kỹ sư của chúng tôi đều có thể điều chỉnh vật liệu lọc, thứ tự lớp và hình dạng đĩa lọc phù hợp với máy đùn và bộ thay lưới của bạn. Hãy liên hệ với KAIFIL để nhận báo giá và hỗ trợ ứng dụng, đồng thời để chúng tôi giúp bạn bảo vệ chỉ số IV, loại bỏ gel và đốm đen, cũng như duy trì hoạt động liên tục cho dây chuyền của bạn.
Custom screen discs and multilayer packs for plastic extrusion, recycling and polymer melt filtration.
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.
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.
Hãy gửi bản vẽ, kích thước, vật liệu, môi trường hoặc điều kiện vận hành, chúng tôi sẽ hỗ trợ xác nhận thông số kỹ thuật phù hợp.
Các tệp tham chiếu đã tải lên được đính kèm cùng yêu cầu. Đối với các tệp CAD lớn hơn, vui lòng phản hồi email xác nhận hoặc gửi tại đây:
Đội ngũ của chúng tôi thường phản hồi trong vòng 24 giờ làm việc.
