ГРАНУЛЯТОРЫ  ДЛЯ ПОЛИМЕРОВ

Профессиональная переработка пластиковых отходов – одна из ключевых задач в обеспечении экологической безопасности. Их скопление на городских свалках порой приобретает катастрофические масштабы, а при возгорании полимеры выделяют едкий дым и запах.

Единственным способом предотвратить экологическое бедствие и большие экономические потери является переработка полиэтиленовых пакетов и ПЭТ-бутылок. Для их измельчения и уплотнения используются агломераторы. Однако после измельчения отходы пластика можно превращать в гранулы, которые впоследствии пойдут на изготовление других изделий. Данный технологический процесс выполняют специальные грануляторы для    полимеров.

Гранулирование  вторичных полимеров

Процедура выполняется на производственных линиях, состоящих из нескольких конструктивных элементов, и включает в себя следующие   этапы:

  1. В бункер над экструзионной камерой выполняется загрузка агломерата или другого измельченного сырья.
  2. В камере отходы захватываются шнеками экструдера и направляются к шпиндельной головке с фильерой.
  3. В процессе этого полученная масса перемешивается и нагревается, приобретая однородный состав. Для удаления из него примесей и мусора используется система фильтров, а для устранения воздушных пузырьков – вакуумная зона   дегазации.
  4. На этапе экструзии состав продавливается шнеком в отверстия фильеры. Выходящие пластмассовые жгуты (стренги) нарезаются на гранулы и затем охлаждаются. Разрезание может выполняться непосредственно после выхода из фильеры с использованием воздушного обдува или водяного  охлаждения.

Виды грануляторов для полимеров

–   По оснащению и способу гранулирования это оборудование классифицируется на бесстренговое с резкой на фильере и на стренговое. Технология работы первого типа была уже описана – гранулы получаются на выходе. На стренговых грануляторах жгуты сначала охлаждаются водой в ванне, а затем разрезаются в отдельном агрегате. Наибольшее распространение  получили  бесстренговые  грануляторы  из-за  своей  компактности  и надежности. Однако для перехода на другие виды пластмасс здесь необходима настройка режущего механизма, тогда как для стренговых этого не    требуется

–   По количеству шнеков грануляторы делятся на однокаскадные и двухкаскадные. У однокаскадных шнек один, а у двухкаскадных их, соответственно, два. Они располагаются параллельно или перпендикулярно, вращаются в одном или разном направлении.

Двухкаскадная технология позволяет повысить однородность массы, удалить скопление газов и обеспечить последующую качественную очистку смеси. Данная технология используется в грануляторах-компаундерах, в которых сырье смешивается с различными добавками или красителями.

Конструкция гранулятора

  • Загрузочный бункер. Представляет собой конусовидную металлическую емкость с регулирующим и отсекающим устройством. Располагается на корпусе экструдера. Для грануляторов малой мощности используются бункеры ручной загрузки, а для высокопроизводительного оборудования – с автоматической подачей сырья шнековым конвейером или транспортерной лентой. Такие бункеры оснащаются датчиками нижнего и верхнего уровня сырья, а также устройством отсечения и    дозировки.
  • Узел экструзии. Основной технологический узел, где получают готовую смесь для последующего гранулирования. Конструктивно состоит из корпуса с круглым цилиндром, стального шнека, керамических нагревателей, электродвигателя для вращения шнека и средств автоматики.

Все основные процессы осуществляются в четырех зонах: 1) питание, 2) дозирование, 3) дегазация и 4) сдавливание. В первой зоне сырье перемешивается и превращается в расплав за счет нагревания керамическими элементами, а степень нагрева регулируется встроенными термодатчиками. Во второй зоне основание шнека увеличивается для пропуска нужного количества материала. Для дегазации основание шнека уменьшается, а газы удаляются через специальное отверстие. В четвертой зоне расплав сжимается и отправляется на головку с фильерой.

  • Головка с фильерой. Фильера представляет собой стальную матрицу с калиброванными отверстиями, через которые шнеком продавливается полимерная масса. У бесстренговых грануляторов отверстия расположены концентрически, а у стренговых – горизонтально, так как жгуты перед нарезкой предварительно пропускаются через ванну с водой. Длину получаемых гранул можно регулировать, изменяя скорость вращения ножей.

Разрезание стренгов выполняется с воздушным либо водяным охлаждением, включая кольцевое охлаждение водой и подводное гранулирование. В частности, ПВХ нарезается при обдуве воздухом, а другие виды пластмасс – водой, что является более производительной и быстрой процедурой, позволяющей получать гранулы четкой   формы.

  • Фильтры. Фильтрующий элемент грануляторов, предназначенный для задержки сгустков, частиц и примесей, состоит из съемных металлических сеток. Изготавливаются они из стали и имеют ячейки размером 2.4-20 мм. Устанавливаются двумя способами: 1) последовательно, но каждая следующая сетка имеет ячейки меньшего размера; 2) сетки смещены относительно друг друга. Классифицируются фильтры на одноканальные и двухканальные (с ручной заменой), автоматические двухканальные (с гидро- или электроприводом) и автоматические самоочищающиеся.
  • Пульт управления. Грануляторы управляются с помощью пульта, позволяющего осуществлять запуск и остановку, переключать режимы, регулировать параметры в отдельных зонах,  контролировать  загрязненность фильтров.
  • Дополнительное оборудование. Экструзионные линии переработки полимеров могут оснащаться и другими устройствами. Это, в частности, вибрационные столы с ситом    дляотделения гранул по размерам, бункер готовой продукции с дозатором и центрифуга для просушки гранул. Для стренговых грануляторов необходима также металлическая прямоугольная ванна для охлаждения стренг и воздушный нож для сушки.