Quá trình lọc đùn nhựa PE/PP tái chế thường gặp lỗi do tạp chất, gel, áp suất tăng đột biến, hạt cứng và chi phí lưới lọc. Liên hệ KAIFIL để nhận bộ lưới lọc gia công theo yêu cầu.
Lọc đùn nhựa tái chế là một quy trình trong đó polyme nóng chảy được thu hồi từ phế liệu PE/PP sau tiêu dùng (PCR) và sau công nghiệp được ép qua các lưới lọc bằng lưới thép không gỉ dệt nằm giữa trục vít máy đùn và khuôn đùn để loại bỏ các tạp chất rắn trước khi dòng nóng chảy được tạo hình thành màng, tấm hoặc hạt nhựa. Đây là một bước tách dòng liên tục hoạt động ở nhiệt độ nóng chảy khoảng 180–260°C (356–500°F), dưới áp suất có thể vượt quá 300 bar trên các dây chuyền thổi màng, và phụ thuộc vào một chồng các đĩa lưới lọc được xếp khít đặt trong bộ thay lưới dạng tấm trượt, dạng quay hoặc liên tục. Khoảng thời gian thay lưới thay đổi rất lớn tùy thuộc vào chất lượng nguyên liệu đầu vào — từ một lần mỗi ca đối với PCR bị ô nhiễm nặng đến một lần mỗi tuần đối với nhựa tái chế sau công nghiệp sạch — và sự thay đổi đó hầu như hoàn toàn bị quyết định bởi việc lựa chọn lưới lọc và thiết kế bộ lưới lọc. Vì nhựa tái chế mang nhiều tạp chất hơn nhiều so với polyme nguyên sinh, lọc không phải là một phụ kiện trên dây chuyền tái chế; đó là bộ phận quyết định dây chuyền sẽ tạo ra sản phẩm có thể bán được hay một dòng phế liệu đầy lỗi. Về mặt thực tế, lọc đùn nhựa chính là sự khác biệt giữa một hoạt động thu hồi có lãi và một cuộc chiến khắc phục sự cố liên tục.
Sự cố phổ biến nhất trên các dây chuyền nhựa tái chế không phải là chất lượng dòng nóng chảy kém ở thượng nguồn — mà là tốc độ tạp chất làm quá tải lưới lọc. Vảy và hạt PCR có thể chứa 3–8% trọng lượng là vật liệu phi polyme: nhãn giấy và bìa cứng, keo nhạy áp và keo nóng chảy, các mảnh kim loại nhỏ từ lưỡi máy băm, sợi gỗ từ pallet và thùng thưa, cát và bột thủy tinh mịn. Khi lượng tạp chất này đi vào một lưới lọc mịn đơn lẻ — lưới lọc 80 hoặc 100 mesh mà nhiều người vận hành bắt đầu sử dụng vì nó mang lại chất lượng màng chấp nhận được — diện tích mở sẽ bị lấp đầy trong vòng vài chục phút, và đối với những lô hàng xấu, một lưới lọc lẽ ra phải chạy được hàng giờ có thể bị nghẹt trong chưa đầy một giờ. Kết quả là áp suất ngược tăng vọt, sản lượng bị giảm sút và việc thay lưới làm tiêu tốn mười đến hai mươi phút thời gian dừng máy cộng với phế liệu chuyển đổi mỗi khi xảy ra.
Giải pháp lưới thép không gỉ là ngừng yêu cầu một lưới lọc thực hiện toàn bộ công việc. Một bộ lưới lọc phân cấp xếp các lớp lưới lọc thô ở thượng nguồn (thường là 20/40 mesh) để chặn phần lớn giấy, cục keo và sợi, cùng với lưới lọc mịn hoàn thiện (80–120 mesh) ở hạ nguồn, nơi nó tiếp nhận dòng nóng chảy đã được lọc bớt tạp chất thô. Bởi vì mỗi lớp giữ lại một cỡ hạt khác nhau, khả năng giữ tạp chất được phân bổ trên toàn bộ bộ lưới lọc thay vì tập trung vào một đĩa duy nhất. Đĩa lưới lọc máy đùn dành cho các dây chuyền tái chế được chế tạo chính xác theo cách này — dưới dạng một bộ khớp nhau với một lớp bảo vệ thô ở phía dòng quy trình, nhờ đó lưới lọc mịn có thể hoạt động qua nhiều ca thay vì chỉ vài phút. Trên các dây chuyền có lượng tạp chất tăng đột biến theo mùa, việc giảm lớp thô xuống một cấp mesh thô hơn trong những tháng đó là một sự điều chỉnh không tốn chi phí nhưng có thể kéo dài tuổi thọ lưới lọc thêm nhiều giờ.
Không phải mọi lỗi trong màng tái chế đều đến từ bụi bẩn rắn. Một phần lớn là do gel và đốm đen gây ra — polyme đã bị liên kết chéo hoặc bị cacbon hóa ở một nơi nào đó trong lịch sử nóng chảy của nó: một vùng chết trong trục vít máy đùn, bộ chuyển đổi bị quá nhiệt hoặc nhựa đã trải qua nhiều chu kỳ nhiệt. Ở nhiệt độ nóng chảy 180–260°C, các mảnh xích polyme tái kết hợp, độ nhớt cục bộ tăng lên và kết quả là tạo ra các hạt cứng dạng gel có kích thước dao động từ 10 µm đến vài trăm micron. Trong màng thổi, một hạt gel duy nhất có thể tạo ra mắt cá, lỗ châm kim hoặc vết rách; trong sản xuất tấm và định hình nhiệt, nó tạo ra các khuyết tật khiến các đơn vị gia công hạ nguồn từ chối ngay khi nhìn thấy.
Giải pháp là lọc đủ mịn để giữ lại lượng gel ảnh hưởng đến sản phẩm cuối cùng, và quyết định đó được thúc đẩy bởi số mesh chứ không phải bởi hy vọng. Đối với các loại màng, 100–150 mesh là điển hình; đối với các sản phẩm tấm và sản phẩm có độ dày lớn nơi yêu cầu về độ hoàn thiện bề mặt ít khắt khe hơn, 60–80 mesh thường là đủ. Hiệu quả sàng lọc mang tính vật lý — một hạt gel lớn hơn kích thước lỗ lưới sẽ bị chặn lại tại mắt dệt — vì vậy quy tắc thực tế là: chỉ định lưới lọc mịn nhất mà dây chuyền có thể chịu được mà không bị nghẹt, và xác nhận lựa chọn đó bằng cách kiểm tra độ sụt áp trong giờ sản xuất đầu tiên. Những người vận hành sử dụng một số mesh duy nhất cho mọi sản phẩm thường là lọc quá mức vật liệu sạch và làm giảm sản lượng, hoặc lọc không đủ đối với vật liệu bẩn và giao màng bị lỗi. Số mesh chính xác là sự cân bằng giữa khả năng loại bỏ hạt và khả năng giữ tạp chất, và nó thay đổi theo sản phẩm chứ không theo thói quen.
Bộ thay lưới không gặp sự cố đột ngột; nó diễn ra dần dần, rồi sau đó ập đến bất ngờ. Khi bộ lưới lọc tích tụ tạp chất, áp suất ngược tăng lên từ từ và sau đó tăng tốc khi đường dẫn dòng chảy còn lại bị thu hẹp. Những người vận hành thay lưới "khi áp suất đạt X bar" phải làm việc với một lịch trình không ổn định — hôm nay thay sau mỗi bốn giờ, ngày mai lại là chín giờ — vì lượng tạp chất thay đổi theo từng mẻ. Khoảng thời gian thay lưới không thể dự đoán trước còn tồi tệ hơn việc thay lưới thường xuyên: chúng tạo ra các xung áp suất, dòng chảy nhựa nóng chảy không ổn định, hiện tượng sùi nhựa ở đầu đùn (die drool), biến động độ dày sản phẩm, và buộc người giám sát phải quan sát đồng hồ đo thay vì vận hành dây chuyền.
Giải pháp lưới thép có hai phần. Thứ nhất, chế tạo bộ lưới lọc để có khả năng giữ bụi bẩn ổn định. Cấu trúc xếp lớp lũy tiến từ thô đến mịn giúp giữ lại tạp chất một cách dễ dự đoán, nhờ đó sự gia tăng áp suất tuân theo một đường cong lặp lại và việc thay lưới có thể được lên lịch trình thay vì phải ứng phó thụ động. Thứ hai, tăng diện tích lọc hiệu dụng. Lưới lọc có đường kính lớn hơn, hoặc bộ lưới lọc có nhiều lớp hơn, sẽ phân bổ tải lượng trên diện tích mở lớn hơn và làm phẳng đường cong áp suất; trên cùng một loại nhựa, việc tăng gấp đôi diện tích lọc có thể kéo dài khoảng gấp đôi thời gian giữa các lần thay lưới. Trên các dây chuyền có lượng tạp chất cao, việc chuyển từ một lưới lọc đơn sang một bộ lưới lọc phù hợp là sự khác biệt giữa việc phải ứng phó với xung áp suất trong mỗi ca làm việc và việc thay lưới theo chu kỳ cố định mà không gặp sự cố bất ngờ nào.
Các mảnh kim loại từ răng máy băm, mạt thủy tinh, đá và than polyme cứng không chỉ đơn thuần làm tắc lưới lọc — những hạt đi qua được, hoặc bị kẹt ở mép lưới lọc, sẽ làm trầy xước tấm chia dòng và vùng định hình khuôn (die land). Tấm chia dòng bị trầy xước sẽ dẫn dòng nhựa nóng chảy đi vòng qua bộ lưới lọc, khiến polyme chưa lọc bỏ qua hoàn toàn lưới lọc. Vùng định hình khuôn bị xước sẽ tạo ra các đường lằn khuôn (die lines): những vệt vĩnh viễn trên màng và tấm nhựa mà không một hệ thống lọc hạ nguồn nào có thể loại bỏ được. Cả hai sự cố này đều rất tốn kém. Tấm chia dòng là các linh kiện được mài chính xác, và việc chế tạo lại khuôn đùn được tính bằng ngày chứ không phải bằng giờ.
Giải pháp là ngăn chặn các hạt cứng trước khi chúng tiếp cận các dụng cụ chính xác. Một lưới lọc thô bảo vệ (20–30 mesh) được đặt ở thượng nguồn sẽ giữ lại các mảnh cứng lớn, trong khi bộ lưới lọc mịn ở hạ nguồn sẽ giữ lại các hạt nhỏ hơn. Trên các dây chuyền đã biết là có vấn đề về kim loại, giải pháp đúng đắn là sử dụng thiết bị phát hiện kim loại hoặc thiết bị tách từ tính ở thượng nguồn thay vì chỉ dựa vào lưới lọc để thực hiện công việc đó — nhưng lưới lọc là tuyến phòng thủ cuối cùng, và một bộ lưới lọc được chỉ định thông số chính xác là thứ giúp giữ cho mảnh vỡ trục vít 3 mm không rơi vào vùng định hình khuôn (die land). Đĩa lọc bọc viền cũng rất quan trọng ở đây: phần viền được định hình giúp đĩa lọc không bị biến dạng hoặc dịch chuyển dưới áp suất chênh lệch do lưới lọc bị tắc tạo ra, bảo toàn lớp đệm kín ở mép và đường dẫn lọc để tạp chất không thể lọt qua xung quanh bộ lưới lọc.
Bộ lưới lọc là vật tư tiêu hao, và trên một dây chuyền tái chế, chúng là một danh mục chi phí mà các quản lý mua hàng thực sự chú ý. Nhân số lần thay lưới trong mỗi ca với chi phí của bộ lưới lọc, số phút dừng máy và lượng phế liệu chuyển tiếp phát sinh khi khởi động lại, một lưới lọc "giá rẻ" có thể trở thành vật tư tiêu hao đắt đỏ nhất trên dây chuyền. Cái bẫy ở đây là tối ưu hóa đơn giá thay vì chi phí cho mỗi lần thay. Một đĩa lọc phẳng 60 mesh có giá mỗi chiếc rẻ hơn một bộ lưới lọc nhiều lớp — nhưng nếu nó phải thay thường xuyên gấp đôi, và mỗi lần thay làm mất mười phút sản lượng cộng với phần màng nhựa phải bỏ đi trong khi dây chuyền ổn định lại, thì đĩa lọc rẻ hơn đó thực chất lại gây tốn kém hơn.
Tính kinh tế nghiêng về việc lựa chọn giải pháp lọc chính xác chứ không phải lưới lọc rẻ nhất. Chi phí trên mỗi tấn polyme được lọc là chỉ số quan trọng, và nó được quyết định bởi khả năng giữ bụi bẩn: một bộ lưới lọc giữ được lượng tạp chất gấp đôi trước khi áp suất tăng sẽ có thời gian hoạt động trong máy lâu gấp đôi. Đối với các dây chuyền có lượng tạp chất cực cao, phép tính lại thay đổi, bởi vì thời gian dừng máy vượt xa chi phí của vật tư tiêu hao. Đó là thời điểm mà người vận hành chuyển từ các đĩa lọc dùng một lần sang vật liệu lọc thiêu kết có thể làm sạch, có thể hoạt động trong nhiều tuần và quay lại dây chuyền sau khi vệ sinh — một mô hình chi phí hoàn toàn khác biệt.
Chỉ số mesh là số lỗ trên mỗi inch tuyến tính, và nó tương ứng trực tiếp với kích thước micron: 40 mesh tương đương 425 µm, 60 mesh tương đương 250 µm, 80 mesh tương đương 180 µm, 100 mesh tương đương 150 µm, 150 mesh tương đương 105 µm, và 200 mesh tương đương 74 µm. Mối quan hệ này không phải là tuyến tính — việc chuyển từ 80 sang 150 mesh sẽ giảm khoảng một nửa kích thước lỗ lọc — đó là lý do tại sao một thay đổi nhỏ về chỉ số mesh có thể làm thay đổi đáng kể cả độ mịn lọc và tỷ lệ nghẹt lưới. Đối với màng PE/PP tái chế, hầu hết các dây chuyền đều chạy theo chuỗi tăng dần từ thô đến mịn kết thúc ở khoảng 60–120 mesh; các sản phẩm màng dày và hạt nhựa làm pallet có thể kết thúc ở mức thô hơn. Một bảng chuyển đổi chỉ số mesh sang micron đầy đủ là tham chiếu chính xác khi chuyển đổi thông số micron từ khách hàng hoặc nhà cung cấp khuôn thành một bộ lưới lọc thực tế.
Kiểu dệt trơn được dệt từ các sợi dọc và sợi ngang có đường kính bằng nhau để tạo ra các lỗ lưới hình vuông, đồng đều. Kiểu dệt này mang lại khả năng lọc ổn định trong phạm vi từ 150–1000 µm, độ sụt áp thấp và chi phí trên mỗi đĩa lọc là thấp nhất, khiến nó trở thành lựa chọn mặc định cho các lớp lọc thô của bộ lưới lọc tái chế. Kiểu dệt Dutch sử dụng các sợi dọc mịn và các sợi ngang thô hơn được xếp khít nhau, tạo ra các lỗ lưới hình nêm giúp đạt được cấp độ lọc từ khoảng 5 µm đến 150 µm với khả năng giữ tạp chất trên một đơn vị diện tích cao hơn nhiều so với kiểu dệt trơn ở cùng cấp độ lọc micron. Lưới thép dệt Dutch là lựa chọn tiêu chuẩn khi dây chuyền tái chế yêu cầu lọc mịn hơn 100 mesh mà không gặp phải tỷ lệ bít mắt lưới như kiểu dệt vuông trơn. Lưới thiêu kết liên kết nhiều lớp lưới dệt lại với nhau dưới nhiệt độ và áp suất, tạo ra một tấm laminate cứng cáp, độ bền cao với cấp độ lọc micron xuống đến 1 µm và tính toàn vẹn cấu trúc rất cao.
Đĩa lọc không viền phụ thuộc hoàn toàn vào lực kẹp của tấm chia dòng hoặc vỏ bộ thay lưới để giữ cố định và duy trì độ kín ở phần viền. Chúng có giá thành rẻ hơn và hoàn toàn phù hợp cho các dây chuyền sạch, được bảo dưỡng tốt. Đĩa lọc bo viền có một viền kim loại được định hình giúp khóa chặt các lớp lưới lại với nhau, tăng độ cứng cho đĩa lọc và tạo ra một mối kín khít chắc chắn ở phần viền. Đĩa lọc lưới thép bo viền là lựa chọn tốt hơn cho các dây chuyền nhựa tái chế vì tình trạng lẫn tạp chất ở phần viền của bộ lưới lọc rất phổ biến, và phần viền bo sẽ ngăn chặn hiện tượng rò rỉ qua khe vốn có thể xảy ra khi đĩa lọc không viền bị xê dịch hoặc biến dạng dưới áp suất.
Không phải tất cả các bộ thay lưới đều có dạng hình tròn. Bộ thay lưới dạng quay, bộ thay lưới dòng liên tục và một số thiết kế khuôn của châu Âu sử dụng các dạng hình học thuôn dài, hình bầu dục hoặc nhiều lỗ, và việc sử dụng đĩa lọc tròn tiêu chuẩn trong một bộ gá không tròn sẽ để lại các khoảng hở không được lọc. Đĩa lọc lưới thép hình dạng tùy chỉnh được sản xuất để khớp chính xác với cấu trúc hình học của bộ gá đỡ, nhờ đó toàn bộ dòng chảy nóng chảy đi qua lưới dệt và không có chất bẩn nào lọt qua do mép không khớp.
Ở một mức độ nhiễm bẩn nhất định, các bộ lưới lọc dùng một lần không còn là giải pháp phù hợp. Khi việc thay thế diễn ra nhiều hơn một lần mỗi ca, khi phế phẩm phát sinh lúc khởi động lại làm hao hụt biên lợi nhuận, hoặc khi chất lượng đầu ra yêu cầu một cấp độ lọc micron ổn định mà bộ lưới dệt không thể duy trì khi tích tụ chất bẩn, đã đến lúc cần xem xét lõi lọc lưới thép thiêu kết. Vật liệu lọc thiêu kết mang lại cấp độ lọc micron chính xác, ổn định, khả năng giữ cặn bẩn cao và khả năng làm sạch tốt — nhiều hệ thống lắp đặt vận hành cùng một lõi lọc trong nhiều tuần, thực hiện rửa ngược hoặc làm sạch bằng hóa chất giữa các lần sử dụng. Đối với các dây chuyền tái chế liên tục xử lý PCR bị nhiễm bẩn nặng, chi phí đầu tư ban đầu cho vật liệu lọc thiêu kết thường được hoàn vốn nhờ giảm thời gian dừng máy và hạ thấp chi phí trên mỗi tấn.
| Thuộc tính | Dệt trơn | Dệt Dutch | Lưới thiêu kết |
|---|---|---|---|
| Cấp độ lọc điển hình | 150–1000 µm | 5–150 µm | 1–100 µm |
| Khả năng giữ cặn | Trung bình | Cao | Rất cao |
| Độ sụt áp | Thấp | Trung bình | Trung bình đến cao |
| Khả năng làm sạch | Hạn chế; thường dùng một lần | Tốt; với làm sạch bằng sóng siêu âm | Xuất sắc; rửa ngược và hóa chất |
| Chi phí mỗi lần thay thế | Thấp | Trung bình | Ban đầu cao; thấp nhất trên mỗi tấn |
Đối với màng PE tái chế, lưới lọc tinh thường nằm trong khoảng từ 60 đến 120 mesh (250–150 µm), tùy thuộc vào độ dày màng và yêu cầu chất lượng. Vảy PE tái chế dùng để sản xuất màng dày hoặc màng nông nghiệp có thể lọc tinh ở mức 60–80 mesh; màng mỏng dùng để in ấn cần 100–150 mesh. Luôn bố trí một lớp lọc thô bảo vệ (20–40 mesh) ở phía trước để lưới lọc tinh không bị tắc nghẽn bởi giấy, keo và xơ sợi.
Không có khoảng thời gian cố định chung nào — điều này phụ thuộc vào mức độ tạp chất, mật độ lưới và diện tích lọc. Với nhựa nghiền tái chế công nghiệp sạch, các bộ lưới lọc có thể chạy trong một tuần; với nhựa PCR bị lẫn nhiều tạp chất, một bộ lưới lọc có thể chỉ dùng được trong một ca làm việc. Phương pháp đúng đắn là đo mức tăng áp suất và thiết lập ngưỡng thay thế, sau đó theo dõi: nếu việc thay lưới diễn ra thất thường, thì thiết kế bộ lưới lọc hoặc cấu trúc lớp lưới bị sai, chứ không phải do người vận hành.
Sử dụng kiểu dệt trơn cho các lớp lọc thô, lớp bảo vệ và cho các sản phẩm không yêu cầu lọc tinh. Chuyển sang kiểu dệt Hà Lan khi bạn cần lọc tinh hơn mức khoảng 100 mesh và dây chuyền không thể chịu được tỷ lệ tắc nghẽn hoặc sụt áp của lưới dệt trơn mịn. Kiểu dệt Hà Lan mang lại hiệu quả lọc tinh hơn với khả năng giữ tạp chất trên mỗi đơn vị diện tích cao hơn, dù chi phí cho mỗi đĩa lưới sẽ cao hơn.
Lưới dệt trơn sử dụng cho nhựa tái chế thường được coi là loại dùng một lần vì polyme và chất kết dính bám sâu vào các sợi dệt và rất khó loại bỏ hoàn toàn. Lưới dệt Hà Lan và vật liệu lọc thiêu kết có thể được làm sạch bằng phương pháp nhiệt phân (đốt cháy), siêu âm hoặc hóa chất, nhưng việc làm sạch nhiều lần sẽ làm giảm độ bền của lưới dệt. Lõi lọc thiêu kết được thiết kế chuyên dụng cho nhiều chu kỳ làm sạch; trong khi các đĩa lưới dệt thực tế nên được xem là vật tư tiêu hao.
Chuyển sang lõi lọc thiêu kết khi mức độ tạp chất khiến bạn phải thay lưới lọc nhiều hơn một lần mỗi ca, khi lượng phế phẩm phát sinh lúc khởi động lại làm bào mòn lợi nhuận, hoặc khi khách hàng cuối của bạn yêu cầu cấp độ lọc micron ổn định mà bộ lưới dệt khi tích tụ tạp chất không thể duy trì được. Nếu chi phí dừng máy lớn hơn chi phí vật tư tiêu hao, vật liệu lọc thiêu kết thường là giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế tốt hơn.
Mỗi dây chuyền tái chế đều khác nhau, và bộ lưới lọc phù hợp phụ thuộc vào ba yếu tố: loại nhựa của bạn, mức độ tạp chất thực tế, cùng với cấu trúc hình học của bộ thay lưới và năng suất của dây chuyền. Việc vận hành với cấu trúc lớp lưới không phù hợp sẽ gây tốn kém chi phí do thời gian dừng máy và phế phẩm phát sinh trong mỗi ca làm việc. KAIFIL sản xuất các đĩa lưới lọc máy đùn, đĩa lọc có viền và hình dạng tùy chỉnh, lưới dệt Hà Lan và lõi lọc lưới thép thiêu kết cho các dây chuyền tái chế trên toàn thế giới. Hãy gửi cho chúng tôi thông tin về loại nhựa, mức độ tạp chất và kích thước dây chuyền của bạn, các kỹ sư của chúng tôi sẽ thiết kế một bộ lưới lọc — bao gồm cấu trúc lớp lưới, kiểu dệt và cấu hình đĩa — phù hợp chính xác với điều kiện vận hành của bạn. Hãy liên hệ với KAIFIL ngay hôm nay để nhận đề xuất tùy chỉnh.
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.
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.
