Kriomielenie elastycznego tworzywa sztucznego. Recykling EVA

Grupa WOLFF
MARCIN SIENIEK- jestem do Twojej dyspozycji

Odpowiem na pytania odnośnie: oferty, specyfikacji technicznej, dostawy, montażu
Nie odbieram? Kliknij!
Prawdopodobnie w tym momencie jestem na spotkaniu lub w trasie. Proszę wyślij SMS lub e-mail - na pewno odpowiem,
lub zostaw swój numer, abym mógł oddzwonić

    Mielenie kriogeniczne

    Problem:

    • przy produkcji elementów z tworzywa sztucznego (pianka EVA) powstaje kilkaset ton odpadów rocznie
    • resztki można ponownie wykorzystać w produkcji w formie bardzo drobnego pyłu (poniżej 300 µm)
    • niestety, ze względu na bardzo dużą elastyczność produktu, rozdrobnienie odpadów tradycyjnymi metodami jest praktycznie niemożliwe

    Rozwiązanie: 

    • większość miękkich, elastycznych, a także topliwych produktów zmienia swoją kruchość w obniżonej temperaturze 
    • testy w skali półtechnicznej, z wykorzystaniem instalacji do tzw. kriomielenia potwierdziły nasza założenia
    • na bazie testów dobraliśmy i dostarczyliśmy instalację, spełniającą założenia klienta

    Sprawdź szczegóły na temat wdrożonego rozwiązania:

    Kilkaset ton odpadów rocznie

    Produkcja elementów z tworzyw sztucznych z wykorzystaniem wtryskarek generuje sporą ilość odpadów. W przypadku naszego klienta było to kilkaset ton rocznie. Przykładowo w chwili realizacji niniejszego projektu, na terenie zakładu zalegała 400-tonowa hałda resztek. Ich rozmiar wahał się od kilku milimetrów do kilkunastu centymetrów.

    Mielenie kriogeniczne

    Fot. 2: młyn palcowy zastosowany do recyklingu tworzywa sztucznego w postaci EVA

    Technologie kriogeniczne - kriomielenie, krioseparacja

    Fot. 3: krioizolowany podajnik ślimakowy z dyszami ciekłego azotu

    Założenia dla procesu kriomielenia

    • Wydajność: 300 kg/h (co daje około 15 t/tydz)
    • Gęstość usypowa produktu na wejściu: 0,2 kg/dm3
    • Produkt na wejściu: 8 mm (wstępnie rozdrobniony)
    • Produkt na wyjściu: poniżej 300 µm
    • Optymalizacja inwestycji pod kątem kosztów

    Jak zagospodarować odpady z tworzywa sztucznego

    Najprostszym, ale niekoniecznie najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem byłaby utylizacja odpadów, przez wyspecjalizowaną firmę. Chcąc jednak być konkurencyjnym na rynku warto szukać szans tam, gdzie inni widzą problemy. Tak też do zadania podszedł nasz klient.

    Innym, bardziej efektywnym rozwiązaniem od utylizacji mogłoby być rozdrobnienie odpadów do postaci jednorodnego granulatu, a następnie zawrócenie go do wtryskarek. Okazuje się jednak, że ponowne wykorzystanie tego rodzaju tworzywa prowadzi do jego wulkanizacji. Tracone są wtedy jego właściwości amortyzujące, co znacząco obniża jakość produktu końcowego.

    Dlaczego elastyczne tworzywa trudno się mieli

    Tworzywo sztuczne w postaci spienionego EVA to forma pianki, którą często stosuje się jako materiał amortyzujący w podeszwach butów sportowych. Jeśli spróbowalibyśmy rozdrobnić tę część podeszwy w blenderze, czy maszynce do mięsa, szybko przekonaliśmy się jak trudny jest to proces.

    Nie inaczej jest w przypadku młynów przemysłowych. Tego typu produkty trudno poddają się cięciu, wymagają dostarczenia dużej ilości energii, a po pewnym czasie zapychają urządzenie uniemożliwiając jego skuteczną pracę. Rozdrabnianie wsadu do cząstek o wielkości kilku milimetrów jest niezwykle trudnym wyzwaniem, a pulweryzacji do cząstek wielkości mikrometrów możemy praktycznie zapomnieć.

    Kriomielenie, czyli mielenie w obniżonej temperaturze

    Pianki czy szerzej mówiąc elastyczne, sprężynujące materiały, to nie jedyne produkty, które z różnych przyczyn sprawiają problemy w przypadku klasycznego mielenia. W tej samej grupie, choć z innych przyczyn, są m.in. przyprawy czy produkty topliwe jak choćby wosk. To jednak temat na inny artykuł.

    Mielenie kriogeniczne

    Fot. 4: przenośnik ślimakowy chłodzący produkt podawany do młyna

    Ze względu na problemy z mieleniem wspomnianych produktów, przemysł opracował metodę mielenia w obniżonej temperaturze, czyli tzw. kriomielenie. Obniżona temperatura zmienia właściwości tych produktów sprawiając, że stają się bardziej kruche. I to właśnie jest klucz to sukcesu.

    Produkt schładza się jeszcze przed podaniem go do młyna. Najczęściej wykorzystuje się w tym celu podajnik śrubowy z dyszami, który chłodzi materiał ciekłym azotem.

    Jaka temperatura mielenia jest optymalna?

    To jak niska powinna być temperatura procesu jest determinowane przez porządną wydajność oraz poziom rozdrobnienia produktu finalnego. Innymi słowy im niższa temperatura tym większa wydajność i/lub rozdrobnienie. Z drugiej strony im niższa temperatura tym wyższe zużycie azotu, a to oznacza wyższe koszty. Dlatego kluczowe jest znalezienie optimum.

    Z pewnością bardzo pomocne będzie tu doświadczenie z mieleniem podobnego produktu. To jednak nie gwarantuje, że instalacja wdrożona na tej podstawie osiągnie założone parametry. Dużo lepszą metodą są testy w skali półtechnicznej, z której sami korzystamy. Problemem może tu być dostępność laboratoriów, które są w stanie wykonać tego typu testy. W całej Europie jest ich trzy. Nasi inżynierowie mają dostęp do dwóch z nich.

    Temperaturę procesu dobieramy na bazie oczekiwanego uziarnienia produkty po zmieleniu. W uproszczeniu proces ten może wyglądać następująco. Jeśli założymy, że zadowalającym wynikiem mielenia jest proszek zawierający 40% frakcji poniżej 710 µm, to optymalną temperaturą procesu będzie 0oC . Jeśli jednak oczekiwalibyśmy, że proszek będzie zawierał aż 70% frakcji poniżej 710 µm, to temperatura procesu musiałaby spaść do -20oC.

    UWAGA: dla zachowania poufności parametrów technicznych klienta dane zostały zmienione i stanowią jedynie wartość jako przykład w niniejszym artykule.

    Temperatura po mieleniu [°C]-20-10010
    Zużycie azotu [kg/kg] 7653
    Udział frakcji poniżej 300 µm [%]40302015
    Udział frakcji poniżej 500 µm [%]45353025
    Udział frakcji poniżej 710 µm [%]55504040

    W praktyce testy są bardziej skomplikowane ponieważ uwzględniają opcję pośrednią, w której wybiera się wyższą temperaturę niż wynika to wprost z pierwszego testu, a następnie zawraca się część nadziarna do domielenia. Choć takie podejście wymaga zastosowania w instalacji przesiewacza, to w finalnym rozrachunku ekonomicznym może się ona okazać tańsze. Wynikać to będzie z mniejszego zużycia ciekłego azotu.

    Dostarczona instalacja

    Dostawę poprzedziły testy ale także rozmowy z klientem. Po drodze braliśmy pod uwagę kilka koncepcji w tym wykorzystującą przesiewacz, który miałby wydzielać nadziarno do zawrócenie do domielenia. A także opcję podwyższenia hali w celu stworzenia instalacji, w której produkt transportowany byłby grawitacyjnie. Optymalnym rozwiązaniem okazała się jednak instalacje bez przesiewacza oraz z transportem pneumatycznym oraz podajnikiem śrubowym, który odpowiadał za chłodzenie produktu.

    Najważniejsze elementy instalacji to:

    • Młyn palcowy
    • Przenośnik śrubowy chłodzony azotem, krioizolowany
    • Układ transportu pneumatycznego granulatu
    • Instalacja magazynowania i dozowania ciekłego azotu
    • Układ sterowania

    SPRAWDŹ OFERTĘ

    Uniwersalny młyn udarowy CONDUX typu CUM

    Realizujemy dostawy zarówno pojedynczych urządzeń, jak również w oparciu o własne biuro projektowe i dział montażowy wykonujemy kompletne instalacje stosowane przy produkcji proszków, granulatów, cieczy i past.

    WYŚLIJ ZAPYTANIE

    Grupa WOLFF
    MARCIN SIENIEK- jestem do Twojej dyspozycji

    Odpowiem na pytania odnośnie: oferty, specyfikacji technicznej, dostawy, montażu
    Nie odbieram? Kliknij!
    Prawdopodobnie w tym momencie jestem na spotkaniu lub w trasie. Proszę wyślij SMS lub e-mail - na pewno odpowiem,
    lub zostaw swój numer, abym mógł oddzwonić

        Temat wiadomości

        Imię i nazwisko (wymagane)

        Nazwa firmy (wymagane)

        E-mail firmowy (wymagane)

        Telefon firmowy (wymagane)

        Treść wiadomości

        Załącz plik