PET Twin Screw Extruder Production Line: การเลือกแบบจำลองกำหนดแกนประสิทธิภาพการผลิต

ในด้านการประมวลผลวัสดุ PET (polyethylene terephthalate) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการแก้ไขของ PET รีไซเคิล (RPET) หรือ PET พื้นเมืองการกำหนดค่าของสายการผลิตที่มีเครื่องอัดรีดแฝดเป็นแกนกลางเป็นสิ่งสำคัญ แบบจำลองที่แตกต่างกันของเครื่องอัดรีดคู่แฝดและระบบอัดเม็ดที่สอดคล้องกันของพวกเขาจะกำหนดกำลังการผลิตการใช้พลังงานคุณภาพของผลิตภัณฑ์ (เช่นความหนืดภายในดัชนีสีเหลืองปริมาณสารเจือปน) และสัณฐานวิทยาของอนุภาคขั้นสุดท้าย การทำความเข้าใจความแตกต่างในแบบจำลองนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลสัตว์เลี้ยง

องค์ประกอบพื้นฐานของสายการผลิตและลักษณะการประมวลผล PET
สายการผลิต granulator สัตว์เลี้ยงทั่วไปรวมถึง:
1. ระบบการบำบัดก่อน: PET (โดยเฉพาะ RPET) จะต้องมีการอบแห้งล่วงหน้าอย่างเคร่งครัด (เครื่องเป่าตกผลึก) เพื่อลดความชื้น (<50ppm) and prevent hydrolysis degradation from causing a decrease in intrinsic viscosity (IV value). High crystallinity PET slices still require crystallization treatment.
2. ระบบการให้อาหาร: ตัวป้อนลดน้ำหนักช่วยให้มั่นใจได้ว่าการวัดวัตถุดิบที่แม่นยำและมั่นคง (ชิ้นสัตว์เลี้ยง, สารเติมแต่ง, masterbatch) ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับสูตรความสอดคล้อง
3. แกนกลาง: เครื่องอัดรีดสกรูคู่: รับผิดชอบงานหลักเช่นการหลอมรวมการผสมไอเสียการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและการสร้างแรงดัน การออกแบบการหมุนรอบการหมุนของมันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับความไวของแรงเฉือนและข้อกำหนดการผสม/การปอกที่มีประสิทธิภาพของ PET
4. การกรองหลอมละลาย: ตัวเปลี่ยนหน้าจอที่แม่นยำ (ประเภทต่อเนื่องหรือแบ็ควอช) มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผล RPET ซึ่งสามารถกรองสิ่งสกปรกเจลและอนุภาคที่ไม่ได้ลบในการละลาย
5. หน่วย Granulator: กำหนดรูปร่างอนุภาค (ทรงกระบอก, ซีกโลก) และคุณภาพที่ปรากฏ ประเภททั่วไป:
เครื่องตัดแถบใต้น้ำ: หลังจากละลายถูกทำให้เย็นลงในแถบในถังเก็บน้ำมันจะถูกตัดเป็นอนุภาคสม่ำเสมอง่ายต่อการแห้งและมีความหลากหลาย
พื้นผิวระบายความร้อนของอากาศที่ร้อนแรงแบบตัดร้อน: ปากตายละลายถูกตัดร้อนโดยตรง, อากาศเย็นลงเย็น, มีประสิทธิภาพสูงและไม่มีน้ำเสีย แต่ข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับความแข็งแรงของสัตว์เลี้ยงละลายและการควบคุมความเย็น
6. ระบบเสริม: การระบายความร้อน, การอบแห้ง, การคัดกรอง, การกำจัดฝุ่น, บรรจุภัณฑ์
ลักษณะของ PET ต้องการข้อกำหนดพิเศษสำหรับอุปกรณ์: การประมวลผลอุณหภูมิสูง (270-290 องศา C), ความไวของแรงเฉือน (เพื่อหลีกเลี่ยงการเฉือนมากเกินไปทำให้เกิดการแตกของโซ่โมเลกุลและการลดลงของ IV) การไฮโดรไลซิสง่ายและความจำเป็นสำหรับการจุ่ม

พารามิเตอร์สำคัญของโมเดลเครื่องอัดรีดคู่ทวินและผลกระทบต่อประสิทธิภาพการผลิตสัตว์เลี้ยง
การเลือกโมเดลเครื่องอัดรีดคู่สกรูที่ตรงกันเป็นแกนหลักของประสิทธิภาพของสายการผลิต:
1. เส้นผ่านศูนย์กลางสกรู (D):
ช่วงพารามิเตอร์: ทั่วไป 35 มม., 52 มม., 65 มม., 75 มม., 90 มม., 120 มม. +.
ผลกระทบต่อประสิทธิภาพการผลิต:
กำลังการผลิต: ผลกระทบโดยตรงที่สุด เมื่อ D เพิ่มขึ้นผลผลิตทางทฤษฎีจะเพิ่มขึ้นโดยประมาณในความสัมพันธ์ของสแควร์ ตัวอย่างเช่นกำลังการผลิตของเครื่อง 65 มม. สามารถเพิ่มขึ้นได้ประมาณ 50% -80% เมื่อเทียบกับเครื่อง 52 มม.
แรงบิดเฉพาะ/พลังงานเฉพาะ: รุ่นเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่มีแรงบิดมากขึ้นด้วยความเร็วเท่ากันและมีความสามารถที่แข็งแกร่งในการจัดการสูตรสัตว์เลี้ยงด้วยการเติมสูงความหนืดสูงหรือต้องการการผสมกระจายสูง (เช่นการเสริมแรงไฟเบอร์กลาสเนื้อหาสูง)
ค่าใช้จ่ายในการลงทุนและการดำเนินงาน: เมื่อ D เพิ่มขึ้นค่าใช้จ่ายในการจัดหาอุปกรณ์การใช้พลังงานและพื้นที่ประกอบอาชีพทางบกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
2. อัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง (L/D):
ช่วงพารามิเตอร์: L/D ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการประมวลผล PET มีตั้งแต่ 40: 1 ถึง 52: 1 หรือสูงกว่า
ผลกระทบต่อประสิทธิภาพการผลิต:
การทำให้เป็นพลาสติกและเอฟเฟกต์การผสม: อัตราส่วน L/D ที่ใหญ่ขึ้นยิ่งวัสดุอยู่ในถังนานขึ้นและยิ่งกระบวนการระบายความร้อนและแรงเฉือนมีการผสมที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่ต้องใช้พลาสติกลึกการ devolatilization เพียงพอ (การออกแบบพอร์ตไอเสียหลายตัว) การผสมที่ซับซ้อน (เช่นโลหะผสม PET/PC) หรือการปรับเปลี่ยนการเติมสูงซึ่งสามารถปรับปรุงความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพ
ประสิทธิภาพการกิน: อัตราส่วนภาพให้พื้นที่มากขึ้นในการตั้งค่าส่วนไอเสียที่มีประสิทธิภาพ (ความดันบรรยากาศหรือสูญญากาศ) การกำจัดความชื้นโมโนเมอร์และ oligomers อย่างมีประสิทธิภาพป้องกันการเกิดฟองสัตว์เลี้ยงสีเหลืองและการลดลงของ IV High L/D เป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการประมวลผล RPET
ความยืดหยุ่น: สูง L/D ช่วยให้สามารถตั้งค่าบล็อกที่ใช้งานได้มากขึ้น (พอร์ตให้อาหาร, การให้อาหารด้านข้าง, การฉีดของเหลว, พอร์ตไอเสีย) ให้พื้นที่เพียงพอสำหรับการปรับกระบวนการ อย่างไรก็ตาม L/D ที่ยาวมากเกินไปอาจเพิ่มความเสี่ยงของการกักเก็บความร้อน
3. พลังขับเคลื่อนและแรงบิดเฉพาะ (m ᵢ/a ³):
ความหมายของอัตราส่วนแรงบิด: ตัวบ่งชี้แกนกลางสำหรับการวัดความแข็งแรงเชิงกลของเครื่องอัดรีดสกรูคู่ซึ่งเป็นแรงบิดสูงสุดที่ปริมาตรบาร์เรลหน่วยสามารถทนได้ เครื่องประสิทธิภาพสูงที่ทันสมัยสามารถเข้าถึง 11-15 nm/cm ³หรือสูงกว่า
ผลกระทบต่อประสิทธิภาพการผลิต:
ความสามารถในการประมวลผล: แรงบิดที่เฉพาะเจาะจงสูงหมายความว่าแรงเฉือนที่มากขึ้นสามารถใช้ที่ความเร็วสกรูเดียวกันซึ่งสามารถจัดการกับความหนืดที่สูงขึ้นอัตราส่วนการเติมที่สูงขึ้น (เช่นไฟเบอร์กลาสผงแร่) หรือสูตรที่ต้องใช้แรงกระจายสูง (เช่นคาร์บอนแบล็ก
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: โดยทั่วไปแล้วการออกแบบแรงบิดที่เฉพาะเจาะจงมักหมายถึงระบบการส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งอาจมีการใช้พลังงานเฉพาะ (kWh/kg) ที่ดีกว่าเมื่อได้รับผลผลิตและเอฟเฟกต์ผสมเดียวกัน
ความเสถียรและอายุการใช้งาน: พลังงานสำรองและแรงบิดที่เพียงพอเป็นรากฐานสำหรับการจัดการกับความผันผวนของวัตถุดิบ (เช่นการเปลี่ยนแปลงของเนื้อหาที่ไม่เจือปน RPET) ทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานอย่างต่อเนื่องและมั่นคงลดการหยุดทำงานและยืดอายุการใช้งาน แรงบิดที่ไม่เพียงพอสามารถทำให้โฮสต์เกินพิกัดและหยุดหรือการสึกหรอที่ผิดปกติของสกรู/บาร์เรล

4. การออกแบบการกำหนดค่าสกรู:
ช่วงพารามิเตอร์: สกรูผสม (ประกอบด้วยการลำเลียง, นวด, การทำเกลียวย้อนกลับและส่วนประกอบอื่น ๆ ), ด้วยการออกแบบที่ยืดหยุ่นและหลากหลาย
ผลกระทบต่อประสิทธิภาพการผลิต:
ประสิทธิภาพการหลอมละลาย: ส่วนการบีบอัดที่ดีที่สุดและการออกแบบบล็อกนวดทำให้มั่นใจได้อย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอของ PET ลดการย่อยสลายเชิงกลความร้อน
เอฟเฟกต์การกระจาย/การกระจายการผสม: มุมปริมาณและความกว้างของบล็อกนวดจะกำหนดความแข็งแรงของการผสมกระจาย (การรวมการรวมตัวกัน) และเอฟเฟกต์การผสมการกระจาย (องค์ประกอบสม่ำเสมอ) การกำหนดค่าที่กำหนดเองเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสารเติมแต่งที่แตกต่างกัน (สารหน่วงไฟ, สารทำให้แกร่ง, ฟิลเลอร์)
ความสามารถในการสร้างแรงดันและการควบคุมอุณหภูมิ: มันมีผลต่อความดันและความเสถียรของอุณหภูมิของวัสดุหลอมเหลวที่เข้าสู่หัวแม่พิมพ์และมีความสำคัญต่อความสม่ำเสมอของขนาดอนุภาคสุดท้ายและหลีกเลี่ยงการหยดเชื้อรา
การทำความสะอาดด้วยตนเอง: สกรูคู่ที่มีส่วนร่วมในการหมุนมีความสามารถในการทำความสะอาดตนเองที่ยอดเยี่ยมลดการย่อยสลายของวัสดุที่ตกค้างและเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการรักษาสีและคุณภาพของสัตว์เลี้ยง
5. การเลือก granulator ที่ตรงกัน:
การตัดแถบใต้น้ำ: การใช้งานที่กว้างขนาดอนุภาคที่แม่นยำ (เช่น 3x3mm) ระบบการอบแห้งแบบผู้ใหญ่ (การคายน้ำแบบแรงเหวี่ยง+การอบแห้งเตียงฟลูอิไดซ์) เหมาะสำหรับการผลิตอนุภาคสัตว์เลี้ยงคุณภาพสูงและสากล วัสดุของใบมีดตัดและการควบคุมอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นใน granulator ส่งผลกระทบต่อการปรากฏตัวของอนุภาคและปริมาณของฝุ่น
การตัดความร้อนจากพื้นผิวอากาศร้อน: กระบวนการสั้น ๆ ประสิทธิภาพสูงและไม่มีการบำบัดน้ำเสีย อนุภาคอยู่ใกล้กับรูปร่างทรงกลม แต่ข้อกำหนดสำหรับความแข็งแรงของ PET Melt, ความหนืด, การออกแบบตาย (วัสดุต่อต้านหยด) และการควบคุมความเร็วอากาศ/การควบคุมอุณหภูมิในการระบายความร้อนสูงมาก อนุภาคอาจต้องใช้การรักษาด้วยการตกผลึกหลังการตกผลึก เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีปริมาณมากและข้อกำหนดที่เข้มงวดน้อยกว่าสำหรับรูปร่างของอนุภาค

จับคู่รุ่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตสัตว์เลี้ยง
ความจุสูง PET/การดัดแปลงพื้นฐาน: เลือกรุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (D มากกว่าหรือเท่ากับ 75 มม.), ปานกลาง L/D (40-44) และแรงบิดเฉพาะสูงจับคู่กับ granulator แถบน้ำที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้แน่ใจว่าให้ผลผลิตสูงความเสถียรและขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ
PET เสริมคุณภาพสูง/ไส้สูง/ไฟเบอร์กลาส: สูง L/D (สูงกว่าหรือเท่ากับ 48) และแบบจำลองแรงบิดที่เฉพาะเจาะจงสูงเพื่อให้การผสมการกระจายและความสามารถของไอเสียและความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพของสกรูเพื่อลดการแตกของเส้นใย Granulator ต้องพิจารณาเพิ่มความแข็งของอนุภาคเพื่อลดการสึกหรอของเครื่องมือ
การประมวลผลอย่างลึกซึ้งของ PET รีไซเคิล (RPET): เครื่องอัดรีดสกรูคู่เป็นกุญแจสำคัญ มีความจำเป็นต้องเลือกแบบจำลองที่มี L/D สูง (มากกว่าหรือเท่ากับ 48-52) ไอเสียที่มีประสิทธิภาพสูงหลายขั้นตอน (ความดันบรรยากาศ+สูญญากาศ) แรงบิดที่เฉพาะเจาะจงสูงและติดตั้งการกรองหลอมเหลวที่แข็งแกร่ง การเลือก granulator ควรพิจารณาถึงอิทธิพลของสิ่งสกปรกที่มีต่อเครื่องมือตัด
แบทช์ขนาดเล็ก/ความยืดหยุ่นสูง R & D/เกรดพิเศษ: ขนาดเล็กและขนาดกลาง (D =35-52 มม.), ห้องปฏิบัติการหรือรุ่น L/D (44-52) สูงหรือแบบจำลองนักบินเหมาะสำหรับการปรับกระบวนการและสูตรอย่างรวดเร็ว

ในสายการผลิตเม็ดสัตว์เลี้ยงเครื่องอัดเสียงคู่แฝดไม่จำเป็นต้อง "ใหญ่กว่าดีกว่า" การจับคู่เส้นผ่านศูนย์กลาง (D) อย่างแม่นยำอัตราส่วนภาพ (L/D) แรงบิดเฉพาะและการกำหนดค่าสกรูกับข้อกำหนดของกระบวนการ (ความสามารถในการผลิตความแข็งแรงการผสมความต้องการ devolatilization โหลดการกรองละลาย) ของผลิตภัณฑ์เป้าหมาย ประสิทธิภาพสร้างความมั่นใจในคุณภาพของอนุภาคสัตว์เลี้ยง (ความหนืด, สี, ความบริสุทธิ์, สัณฐานวิทยา) และการควบคุมค่าใช้จ่ายที่ครอบคลุม ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับกระบวนการที่อยู่เบื้องหลังพารามิเตอร์แบบจำลองเป็นวิธีเดียวที่จะบรรลุการผลิต PET ที่มีประสิทธิภาพและมีคุณภาพสูง