Капсулятор

Капсулятор – это оборудование вспомогательного назначения, которое используется для капсулирования предварительно очищенных мягких пленочных отходов. Капсулятор представляет собой стационарный малогабаритный вертикальный автоматический станок, работающий автономно или в составе линии по производству пленки.

Фото заимствовано с сайта ok-stanok.ru

При экструзии пленочных изделий (рукавных и рулонных) образуются отходы, которые можно использовать повторно. Большая часть из них – обрезанные кромки и брак, образующийся в процесса пуско-наладки производственного оборудования. Также можно использовать обрезки листов или измельченные тонкостенные пластиковые отходы. Для переработки в капсуляторе подходят пленки PE, PP, CPE, CPP, PA, PO, EVA, BOPA, POF, PET. Капсулированию можно подвергать как производственные, так и полигонные отходы при условии их правильной предварительной подготовки.

Фото заимствовано с сайта kupi-othodov.ru

Отличительной особенностью капсул из мягкой пленки считается их пригодность к переработке без дополнительных технологических операций. С этой целью для капсулирования используются производственные отходы, не имеющие бытовых загрязнений. Это кромка, брак, материалы, полученные в процессе технической наладки оборудования. Оборудование устанавливается как автономно, так и в составе производственной линии, обеспечивая безотходное экструзионное производство. Готовый капсулят сразу подается в загрузочный бункер экструдера.

Использование полигонных отходов для получения вторичного сырья позволяет решить две важные задачи: снизить себестоимость новой продукции, уменьшить негативное влияние пластика на экологию. Процесс естественного разложения большинства полимеров может занимать 100-400 лет. При таком медленном самораспаде единственный вариант – подвергать пластик переработке (рециклингу).

Процесс рециклинга полимеров включает несколько этапов:

- сбор отходов и первичная сортировка для устранения из общей массы крупных инородных включений;

- измельчение мягкого пленочного иди жесткого тонкостенного пластика;

- многократная мойка, сушка и отжим с целью удаления из полученной после измельчения пушонки остатков этикеток, мелкого мусора и бытовых загрязнений;

- окончательная сушка до влагонаполнения не более 10%;

- увеличение объемного веса методом капсулирования (капсулятор), агломерирования (агломератор), прессования (пласткомпактор).

Готовый капсулированный или спрессованный материал можно отправлять на линию первичного производства пленки или в гранулятор для получения качественного вторичного сырья.

Отличие капсулятора от агломератора и пласткомпактора

Каждое из трех видов оборудования позволяет получить материал, готовый к переработке в гранулы или к использованию в основных производственных процессах: литье под давлением, экструзии, прессовании, выдувном формовании.



Все виды оборудования используются для формования пленочной пушонки в материал с увеличенным объемным весом (соотношение массы к объему, выраженное в кг/м³). Чем выше данный показатель, тем больше материала будет загружено в бункер станка при равном объеме, тем ниже риск возникновения заторов.



Фото заимствовано с сайта p-z-o.com

Агломератор – это тип оборудования, в котором полимер предварительно разогревают, а затем подвергают шоковому охлаждению. В результате кусочки пленки скипаются и образуют более крупные комки. Главный недостаток в том, что полимер подвергается плавлению, теряя в процессе определенное количество межмолекулярных связей. В результате снижаются физико-механические свойства вторичного сырья. Агломератор считается на практике достаточно энергоемким аппаратом, результат работы во многом зависит от опыта оператора, включающего подачу воды для шокового охлаждения. Работа возможна только с однотипным сырьем. При использовании разносортного пластика с различной температурой термодеструкции высок риск получить низкокачественный агломерат. Влажность материала при агломерации не должна превышать 1%.

Пласткомпактор – это тип оборудования, на котором материал нагревают до температуры, не превышающей 90^оС, а затем формую пеллеты. Пласткомпактор работает со смешанными типами материалов, в том числе, с имеющими различную температуру плавления. Принцип работы схож с работой капсулятора. Энергоемкость станка ниже, чем у агломератора. Влажность при загрузке не должна превышать 2%.



Капсулятор – оборудование, позволяющее из пушонки получить капсулы без нагрева, только сжатием. По причине отсутствия термодеструктивных процессов сохраняется структура полимера. Капсулятор используется для смешанных пленочных отходов, которые невозможно отсортировать по маркировке. Остаточное количество влаги не должно превышать 10%, что значительно упрощает процесс в сравнении с пеллетированием и агломерацией. Капсулятор в процессе работы потребляем минимум энергии в сравнении с агломератором.



Фото заимствовано с сайта ok-stanok.ru

При наличии загрязнений в исходной пушонке стоит использовать агломератор или капсулятор с последующим гранулярованием на экструдере. Экструзионный гранулятор имеет в своей конструкции фильтры. Расплавленный полимер, проходя через систему фильтрации, избавляется от большей части паразитарных включений. В результате на выходе получается достаточно чистый и пригодный к повторному использованию гранулят. Однако материал, помещенный в гранулятор, должен быть нагрет до высоких температур, что нивелирует главное преимущество капсулирования – отсутствие риска термодеструкции.

Преимущества капсулирования:

- Капсулирование происходит за счет уплотнения сырья путем механического сжатия.

- Вода не используется, нагрев до высоких температур и последующее охлаждение не выполняется, за счет этого допустимый процент влагонаполнения увеличен до 10%. Установка оборудования возможна в любом месте без привязки к источнику воды.

- В процессе холодного капсулирования полимер сохраняет исходный химический состав.

- При подаче капсулированных материалов непосредственно в зону загрузки не возникают заторы, характерные для дробленки из тех же отходов. Сырье можно смешивать с первичным сырьем или работать на 100% капсуляте. Состав композита определяется технологом с учетом требований к будущему изделию.

- В процессе переработки не образуется облако порошковой пыли.

- Агрегат в процессе работы создает минимальный уровень шума.

- Энергопотребление капсулятора не превышает 3-7,5 кВт.

Технология работы капсулятора

Материал, загружаемый в капсулятор, должен быть предварительно измельчен. Оптимальный размер фракции 100 мкм, но в отдельных случаях допускается использование частиц размером до 200 мкм. Встречаются модели, способные перерабатывать кромочную пленку в ленте непосредственно из бобин.

Важно! Материал необходимо загружать в бункер непрерывным ламинарным потоком. Это можно делать вручную из мешка, что трудозатратно. Потому проще и эффективнее использовать транспортер шнекового, пневматического или иного типа, обеспечивающий подачу исходного сырья (пушонки) непрерывным потоком в определенном объеме.

После подачи частицы материала попадают во внутреннее пространство капсулятора с двумя вращающимися роторами. Именно они отвечают за уплотнение пластиковой массы – многократно складывают и заворачивают частицы пластика в хаотичном порядке. В результате получаются капсулы с достаточно большой плотностью.

При трении частиц друг о друга и о механические части оборудования под действием сил трения полимер разогревается до небольшой температуры. Однако она значительно ниже температуры деструкции. Небольшой нагрев необходим для придания пластичности и возможности фиксации капсул в таком виде. Внутри капсулы материал имеет рыхлую структуру и первоначальный химический состав.

Роторы, непрерывно синхронно вращающиеся в корпусе станка, перетирают материал и втирают его в дно, после чего выталкивают наружу к ножам.



Режущие элементы калибруют готовый капсулят. Чаще используются зубчатые режущие элементы. От ножей он через выгрузочный желоб под собственным весом пересыпается в накопительную емкость. Вместо емкости для сбора под выгрузочным желобом может быть установлен транспортер шнекового, конвейерного или пневматического типа. При таком расположении узлов линии становится возможной подача сырья сразу в зону загрузки производственного оборудования.

Средняя производительность капсулятора колеблется в пределах 100-180 кг/ч. Мощность устройства зависит от модели и начинается от 3 кВт в стандартных устройствах. Средняя величина сдавливания может составлять 30-40% от первоначального объема, что в значительной степени увеличивает объемную массу сырья.

Схема установки в линии экструзии

Капсулятор для пленки зачастую устанавливают в составе автоматизированной производственной линии. В загрузочный бункер капсулирующего станка материал подается транспортером. При небольшом объеме производства из схемы можно исключить транспортер на этапе подачи в капсулирующий станок, обеспечив принудительную (вручную) подачу сырья. Капсулятор должен соответствовать по мощности экструдеру, чтобы обеспечивать работу линии без простоев.



Фото заимствовано с сайта ok-stanok.ru

Капсулированный материал самотеком выгружается через желоб на конвейерную ленту. Далее он подается непосредственно в экструзионный агрегат. На загрузочном бункере экструзионной машины может стоять дозатор или бункер-питатель, подающий сырье в заданном количестве за единицу времени. Если для изготовления пленки требуется более одного компонента, линия может включать несколько дозирующих бункеров – отдельный для каждого компонента.

Линия экструзии может быть дополнена другими типами оборудования:

- Дробилки или шредеры для измельчения чистых отходов. Их устанавливают перед капсулятором.

- Сушилки, позволяющие удалить из сырья лишнюю внутреннюю влагу. Особенно важно произвести сушку для гигроскопичных полимеров. Сушилка может потребоваться после промывки, если капсулированию подвергают загрязненный пластик.

- Гранулятор, необходимый для гранулирования и одновременного очищения вторичного пластика. Его использование не всегда обосновано и может привести к лишним затратам.

Устройство капсулятора

Капсулятор – что это за оборудование и из каких узлов оно состоит? Рассмотрим стандартный капсулятор, купить который можно как в новом, так и в б/у состоянии. Он оснащен колесами, благодаря чему легко перемещается по территории цеха. В рабочем состоянии выполняется фиксация станка на ножках-домкратах для его устойчивого положения. Основные узлы капсулятора:

- пульт управления;

- корпус с защитным кожухом;

- электродвигатель;

- вращающиеся роторы;

- система резки.



Фото заимствовано с сайта ok-stanok.ru

Для корпуса агрегата используется стальная труба круглого или квадратного сечения увеличенного диаметра. На корпусе расположены синхронно вращающиеся ролики, непосредственно капсулирующие частицы мягкого пластика.

Операционная зона закрыта съемным защитным кожухом. Чаще его изготавливают из полимерных материалов. Кожух прозрачный, он закрывает роторы и ножи, повышая уровень безопасности при работе с оборудованием. В отдельных моделях кожух может быть металлическим или может отсутствовать. Также благодаря защитному барьеру полученные капсулы не разлетаются по помещению, а направленно движутся вниз к желобу.

Главным рабочим органом является система вращающихся роликов, которые приводятся в движение электромотором. Скорость вращения регулируется за счет частотного преобразователя. В отдельных моделях предусмотрена система нагрева. Большинство видов пластика не предполагает использование дополнительного нагрева, поскольку разогревается в процессе складывания в капсулы до минимальной необходимой температуры. Однако некоторые полимеры все же требуют предварительного небольшого нагрева для увеличения плотности капсул.

Важно учесть, что в конструкции капсулятора отсутствуют быстроизнашиваемые узлы, а потому он не требует сложного и постоянного технического обслуживания. Однако производить ТО оборудования все же необходимо, чтобы избежать простоя всей производственной линии в случае непредвиденной поломки или засора.

Несмотря на безопасность работы капсулятора, может возникнуть необходимость внепланового отключения станка. Для этого предусмотрена кнопка аварийного отключения работы устройства.