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塑料挤出机 |
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MRS实现PET片材加工高能效 |
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作者：格诺斯公司 来源：雅式工业专网 |
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自一年半前推广应用以来，格诺斯公司开发的MRS多螺杆挤出机已经在很多PET片材生产线上证明了其价值。与常规的挤出机相比，创新的MRS系统能够将重度污染的PET瓶装薄片直接加工成片材，而不需要预先结晶和乾燥的步骤。
该机器只需要单级过滤，不需要额外的熔体泵，排气系统不但吸收湿气，而且原料也不会被污染。牢固和简洁的设计降低了生产线的复杂性，最大限度提供实用性，并减少维护费用。
MRS技术
MRS挤出机是一种带用特殊排气装置的单螺杆挤出机。
图1 格诺斯MRS挤出机（专利）
高聚物熔体首先被输送到一个大的单螺杆套筒中。大套筒中含有8个或10个（根据型号不同而定）与主螺杆轴线平行的小套筒。安装在这些小套筒中的“卫星”螺杆，通过主套筒上的环形齿轮提供动力。这些“卫星”螺杆在随主螺杆旋转的同时还以与主螺杆相反的方向旋转，这样显着地增加了高聚物熔体的表面交换。“卫星”螺杆的套筒大约有30%暴露在外，以保证最佳效果的熔体进出，更重要的是，熔体温度可被精确控制。
由於采用专利技术的多螺杆结构，MRS具备非常大的交换面积，从而可以提供无可比拟的排气功能。通常若真空度仅仅只有30mbar，通过常规的、简单的水环泵就可实现。MRS的熔体接触面积是普通单螺杆挤出机的4.5倍以上，是双螺杆挤出机的3倍；表面接触面积的置换速率相应分别是单螺杆的50倍和双螺杆的25倍。
PET概念
最初的MRS挤出机是专门设计用於处理PET的，以不需要预先乾燥为前提，系统设计以片材、纤维、打包带和造粒来构思。
在PET 的水解降解工艺是可逆的。PET 的湿气可以缩短分子链的长度，而分子链的长度缩短会降低材料的机械性能，从而相应的降低了最终产品的品质水平。
在MRS挤出机中的脱挥部件 ，无论是带进来的或者PET表面上的水分子，均可以通过真空器吸取，所以熔体的粘度可以通过真空的不同水平来控制，因此控制粘度稳定是切实可行的。即使当粘度改变时，也可以通过真空器来调节潮湿度，而粘度由一个在线粘度计监控。
在聚合物离开排气部件後，聚合物进入一个常规的单螺杆挤出机部件，在这 可以产生对後续工艺步骤（如过滤乾燥）足够的压力，而不会发生更多的水解。
热塑性片材的生产
在包装工业中，用PET去生产热塑性片材的重要性正在日益增长。一方面，基於其卓越的机械性能，另一方面是因为其相对简单的工艺要求和低廉的原料成本，尤其是在使用回收的瓶片时，得益於新型的工艺，使得将废弃物转变成片材成为可能，而片材可以直接应用到食品包装上。
采用正确的工艺技术，具备卓越热塑形性能的片材可以被制造得更轻更稳定。PET包装的温度稳定性明显好於通过其他聚合物制造的同类产品，食品可以在容器中加热（比如在微波炉 ）。
PET包装另外的优点是其良好的透明度和高光泽度。当人们看到产品时，可以得到尽可能最好的外在印象，而正如一个PET塑胶容器生产厂商所言：包装是购买体验的一部分。
一个美国的热塑性片材和容器生产厂商在MRS 挤出机的帮助下，已经成功的在挤出之前省略了费用昂贵并大量耗能的结晶和乾燥工艺步骤。
这家公司运转一条一小时1000公斤的PET挤出生产线，大部分的片材随之被加工成包装水果的容器。
MRS 挤出机塑化并对原料排气，RSFgenius旋转换网器进行过滤（细度在56~75微米之间）。在线粘度计在线测量口模上游的粘度并控制真空泵，以保持粘度在一个非常小的范围内波动。因此不但片材的质量得到保证，而且片材的厚度也可以保持得非常稳定。
此类型的更小的生产线在巴西运行，使用的是MRS110挤出机，此生产线同时也被应用到包装水果的热塑性片材生产上，其产量稍小，为600公斤/小时。
在这条线上，原料是由各种废片、重新研磨的瓶片和新料混合在一起的材料，没有预先乾燥和极端的真空技术，没有气体的净化和相应的高维护要求。
与预乾燥的生产线比较，MRS机器不需要结晶和预先乾燥步骤，所以可节省25%的空间和15%-25%的能量节省，同时减少了机器的维护费用，节省了在工艺开始之前进行的结晶和乾燥而需要的漫长时间。而上述时间恰恰限制了整个机器运行的灵活性和机动性(比如原料颜色和等级的改变)。
在使用回收的瓶片生产PET片材的过程中，MRS挤出机的脱挥作用不仅仅去除湿气，同时也对熔体完成除污，因此此加工步骤还被美国食品药品监管局授予了“无异议”证书。
图2 位於美国的1000kg/h 的MRS生产线
MRS的优点和能量节省
如果使用MRS挤出机，用户能量节约的价值是实实在在的。与常规的单螺杆挤出机相比较，残留水分水平少於50ppm，具体的动力能量需要量低20%以上，在挤出之前用热空气加热原料造成的高能量损失费用不再必然发生。
使用双螺杆挤出机生产，同样能够避免预先乾燥原料的步骤(虽然一般而言，原料需要被预先乾燥到1000ppm)。但双螺杆优於常规的带有结晶和预先乾燥性能的单螺杆机器的能量节约也被下列因素所抵消：a)更高的真空状态<5mbar；b)由於粗过滤而配置的额外的过滤器，更有甚者，由於双螺杆挤出机的後面压力的限制，需要配备熔体泵。
使用MRS技术需要的能量消耗要比常规技术低15%-25%。与带有结晶和预先乾燥性能的单螺杆挤出机相比，其还具有更佳的适应性，不需要执行相关的步骤，同时减少机器的维护费用。与双螺杆相比，MRS具备较低的真空标准和更少的维护费用。
得益於MRS挤出机系统提供的非常高的表面置换速率，聚合物熔体的排气是非常有效率的。由於多螺杆的分散，其扩散效应得到急剧增加，因此不需要任何预先乾燥，从瓶片去生产高品质的PET片材成为可能。
因为MRS挤出机避免了预乾燥和结晶步骤，相对於已知的PET工艺技术，MRS挤出系统提供了一种经济性的、极具吸引力的替代工艺方法。
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(9/21/2009) |
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