Täydellinen opas muovikalvon pesulinjoihin: kattavat ratkaisut murskaamisesta kuivaamiseen

Muovikalvon pesulinjat ovat olennainen osa muovin kierrätysprosessia. Ne koostuvat sarjasta laitteita, jotka on suunniteltu puhdistamaan likaiset kalvot (kuten LDPE-kalvot ja kudotut pussit) kitkan ja nopean toiminnan avulla, muuttaen ne puhtaiksi pelletointiin sopiviksi raaka-aineiksi. Näitä puhdistettuja kalvorakeita voidaan sitten käyttää raaka-aineina uusien tuotteiden valmistukseen.

Tyypillinen muovikalvopesulinja sisältää ensisijaisesti seuraavat ydinlaitteet:

1. Silppuri tai murskain
2. Nopea kitkapesuri
3. Kelluva tankki
4. Vedenpoistokone/kuivausjärjestelmä

Materiaalit siirretään laitteiden välillä ruuvikuljettimilla tai pneumaattisella kuljetuksella. Vaikka pesulaitteita on erilaisia, perusperiaatteet ovat samanlaiset. Tuotteen laadun parantamiseksi voidaan lisätä epäpuhtauksien poistamiseksi apulaitteita, kuten rumpulevyjä, tuulisiivimiä ja pomppimiserottimia.

Esikäsittely: Silppuaminen ja murskaus

Ensimmäinen vaihe pesulinjassa on murtaa kalvo pieniksi paloiksi, mikä ratkaisee useita ongelmia:

• Estää kokonaisia muovipusseja kietoutumasta laitteiden ympärille, mikä vaikuttaa tehoon ja turvallisuuteen
• Dispersoivat kiinnittyneet kalvot (kuten tarrakalvo ja LLDPE-kalvo)
• Helpottaa materiaalin kulkua laitteiden välillä

Märkämyllyjä tai teollisuussilppureita käytetään tyypillisesti tähän murskausprosessiin.

Silppurit

Silppurit ovat raskaita, hitaita ja suuren vääntömomentin laitteita. Leikkuuterät on asennettu hitaasti pyöriville akseleille, jotka pystyvät repimään suuria materiaaleja epäsäännöllisiksi 1-5 tuuman paloiksi. Hidas toiminta varmistaa minimaalisen pölyn muodostumisen tai ei ollenkaan.

Silppurit voidaan luokitella akselien lukumäärän mukaan: yksiakseliset, kaksiakseliset ja neliakseliset tyypit. Muoviteollisuuden lisäksi silppureita käytetään laajalti:

• Kumin kierrätys
• Metallien kierrätys
• Elektroniikkajätteen käsittely
• Puunjalostus
• Arkaluonteisten esineiden tuhoaminen (esim. vanhentunut ruoka, lääkkeet)
• Jätevedenpuhdistamot ja muut valtion sovellukset
• Kiinteän jätteen esikäsittely (esim. ruoka, kuormalavat, muovitynnyrit, huonekalut)

Täysin automatisoiduissa muovinpesulinjoissa silppurit ovat erityisen hyödyllisiä. Ne pystyvät käsittelemään kokonaisia kalvopaaleja, mikä on tärkeää kierrätyskeskuksille, jotka pyrkivät säästämään tilaa ja alentamaan logistiikkakustannuksia. Muovikalvopaalien koko vaihtelee paalauskoneen ja käyttäjän mukaan, tyypillisesti 3-5 jalkaa kummallakin puolella ja painaa 500-1500 puntaa.

Murskaimet

Toisin kuin silppurit, murskaimet toimivat suuremmilla nopeuksilla, tyypillisesti 200-800 rpm. Raskaat kulmaterät on asennettu akseliin. Kun pyörivät veitset koskettavat murskauskammion kiinteitä teriä, materiaali leikataan pienemmiksi paloiksi. Säädettävät aukot alareunassa tai akselin ympärillä oleva seula varmistaa, että materiaali kulkee läpi vain, kun se saavuttaa halutun koon.

Vaikka murskaimet voivat tuottaa pienemmän tehon, niiden nopea toiminta tuottaa enemmän melua ja pölyä. Laadukkaat murskainvalmistajat tarjoavat yleensä äänieristettyjä koteloita ja pölynpoistotoimenpiteitä, kuten lisäseuloja, nopeuden vähennystä, pneumaattista kuljetusta ja märkämurskausta.

Muovikalvopesuun suositellaan yleensä märkähiomakoneita. Ne ruiskuttavat jatkuvasti vettä murskauskammioon prosessin aikana, mikä ei ainoastaan viimeistele murskausta, vaan myös esipesu likaiset kalvot. Vesi toimii myös voiteluaineena vähentäen lämpöä ja kulumista, mikä pidentää terän käyttöikää.

Silppurien ja murskaimien vertailu

Sopivien murskauslaitteiden valinta edellyttää niiden etujen ja haittojen punnitsemista. Joissakin pesulinjoissa käytetään jopa molempia laitteita: silppuri suurten kalvopalojen esikäsittelyä varten kämmenen kokoisiksi, jota seuraa märkämurskain hajottamista ja esipesua varten.

Silppurin edut ja haitat:

Edut:

• Voi käsitellä kokonaisia kalvopaaleja, mikä vähentää käsityötä
• Hidas toiminta, vähemmän melua, vähemmän pölyä
• Soveltuu huonolaatuisten kalvojen, joissa on paljon epäpuhtauksia, käsittelyyn
• Joissakin malleissa on märkämurskaustoiminto

Haitat:

• Lähtöfragmentit ovat kooltaan ja muodoltaan epätasaisia, suhteellisen suuria
• Vaikea huolto, aikaa vievä terän vaihto

Murskaimen edut ja haitat:

Edut:

• Tuottaa pienempiä, yhtenäisempiä fragmentteja
• Helppo huoltaa, kätevä terän vaihto

Haitat:

• Edellyttää kalvopaalien manuaalista erottelua ennen syöttämistä
• Nopea toiminta, meluisa, pölyinen
• Vahingoittaa helposti kovien esineiden takia, ei sovellu voimakkaasti saastuneille materiaaleille

Nopea kitkapesuri

Vaikka nopeat kitkalevyt eivät ole välttämättömiä, ne ovat erittäin hyödyllisiä pesulinjoissa. Niiden ydin on pitkä akseli, jossa on nopeasti pyörivät terät. Akselin ympärillä on suojakanava vedenpoistoa varten. Koko laite on suljettu suorakaiteen muotoiseen koteloon, jossa vesiputket suihkuttavat näytölle. Laite on kalteva, materiaalia syötetään alapäästä ja puhdistettua materiaalia tulee ulos yläpäästä.

Suurinopeuksiset kitkalevyt sijoitetaan tyypillisesti märkämurskaimen jälkeen. Likaisen veden ja epäpuhtauksien seos tulee pesukoneeseen, joka pyörii yli 1000 rpm. Pyörivät terät iskevät kalvon palasiin suurella nopeudella luoden voimakasta kitkaa. Keskipakovoima heittää epäpuhtaudet ulos näytön läpi. Jatkuva vesiruiskutus estää näytön tukkeutumisen ja lisää vettä pesukoneeseen.

Pieniä määriä paperin epäpuhtauksia sisältäville materiaaleille nopeat kitkalevyt ovat erityisen tehokkaita, koska voimakas kitka voi hajottaa paperin massaksi ja karkottaa sen seulan läpi.

Terien kalteva kulma siirtää materiaalia ylöspäin ja lopulta poistuu ylhäältä kelluvaan säiliöön tai kehittyneempään neste-kiintoaine-erottimeen. Jotkut käsittelylaitokset voivat käyttää pitkiä vesisäiliöitä tai kelluvia säiliöitä nopeiden kitkalevyjen sijasta liotusajan pidentämiseksi, jotta epäpuhtaudet erottuvat paremmin.

Kelluva tankki

Kelluvilla säiliöillä (tunnetaan myös nimellä sink-float tankit) on kaksi päätehtävää:

1. Puhdistus: Liotuskalvot epäpuhtauksien erottamisen helpottamiseksi
2. Erotus: Tiheyserojen käyttäminen kevyiden kalvojen kellutukseen ja raskaiden epäpuhtauksien upottamiseen

Tyypillinen kelluva säiliö on suuri suorakaiteen muotoinen vesisäiliö, joka on noin 2-3 metriä leveä, 4-6 metriä pitkä ja 2-3 metriä korkea. Kun muovikalvo tulee säiliöön, se siirtyy eteenpäin hitaasti pyörivien siipien tai vesivirtauksen avulla. Tiheyseroista johtuen muovikalvo (tiheys <1 g/cm³) kelluu pinnalla ja liikkuu eteenpäin, kun taas vettä tiheämmät epäpuhtaudet (kuten kivet, hiekka) vajoavat pohjaan.

Erotussäiliön pohja on kartiomainen ja kerätyt jätteet poistetaan pneumaattisilla venttiileillä ohjatun kuljetushihnan kautta. Tämä pääasiassa vettä sisältävä jäte voidaan polttaa tai lähettää erikoistuneille kaatopaikoille.

Syklonierotin

Syklonierottimet, joita käytetään yleisesti PET-pullojen kierrätys, soveltuvat myös muovikalvon pesuun. Ne toimivat samalla tavalla kuin kelluvat säiliöt, mutta paremmalla erotustehokkuudella tuottaen keskipakovoiman noin 20 kertaa Maan painovoimaan verrattuna. Syklonierotusprosessissa ilmanpaine on paljon korkeampi kuin säiliösekoituslaitteissa. Syklonin synnyttämä keskipakovoima saa kevyet kalvot pyörimään ulospäin ja ylöspäin, kun taas raskaat materiaalit uppoavat.

Kuivausjärjestelmä

Kuivaus on kalvonpesulinjan viimeinen vaihe ja ratkaiseva prosessi ennen ekstruusiopelletointia. Perusteellinen kuivaus estää ilmataskujen muodostumisen ekstruusion aikana; kalvon kosteuspitoisuus on säädettävä alle 15%. Kaksi yleistä kuivausmenetelmää ovat:

1. Vedenpoistokone (sentrifugi) + kuumailmakuivaus:
   Vedenpoistokone käyttää keskipakovoimaa poistaakseen suurimman osan kosteudesta, mikä vähentää kalvon kosteuspitoisuutta arvoon 20-30%. Kuuma ilma kuivaa sen edelleen noin 15%:ksi.
2. Ruuvipuristin:
   Taloudellinen menetelmä, joka poistaa veden puristamalla ja kiertämällä kalvoa.

Vedenpoistokone / kuumailmakuivain

Vedenpoistokoneet ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin nopeat kitkalevyt, ja niissä on keskellä nopea pyörivä (noin 1000 rpm) teräakseli, jota ympäröi seula. Kun märkä kalvo tulee sisään, keskipakovoima heittää vettä ulos näytön läpi.

Kuumailmakuivaus sisältää kuivatun kalvon sekoittamisen kuumaan ilmaan, sen pyörittämisen kuljetuskanavassa ja lopuksi sen ohjaamisen syklonierottimen läpi jäljellä olevan kosteuden haihduttamiseksi edelleen. Tyypillisesti kuumailmakuivausta käytetään 1-3 vaihetta tarpeista riippuen.

Ruuvipuristin

Ruuvipuristimia käytetään laajalti elintarviketuotannossa, paperinvalmistuksessa, jätevedenkäsittelyssä ja muilla teollisuudenaloilla. Ne poistavat tehokkaasti vettä ilman kalliita kuumailmakuivauslaitteita.

Ruuvipuristimen ydin on halkaisijaltaan vähitellen kasvava kierreakseli, jota ympäröi rei'itetty tyhjennyskanava. Kun märkä kalvo tulee sisään, se puristuu spiraalin akselin halkaisijan kasvaessa ja pakottaa veden ulos pienistä reikistä. Kapea rako laitteiston päässä voi alentaa kosteuspitoisuuden noin 15%:iin.

Mukauttaminen a Kalvon pesulinja

Pesulinjan erityinen kokoonpano riippuu käsiteltävän kalvon tyypistä ja sen saastumisesta. Esimerkiksi silppurit sopivat paremmin kuin murskaimet, kun käsitellään voimakkaasti saastuneita materiaaleja tai suuria tuotantomäärävaatimuksia.

Tyypillinen LDPE-kalvon (98/2 tai luokan A kalvo) pesulinja voi sisältää: märkämurskain, nopea kitkapesuri, kelluva säiliö, keskipakoinen vedenpoistokone ja kuumailmakuivain. Vaihtoehtoisesti vesisäiliötä voidaan pidentää, jolloin ei tarvita nopeaa kitkapesuria. Jotkut tehtaat käyttävät kahta nopeaa kitkalevyä, yksi ennen pesusäiliötä ja toinen pesusäiliön jälkeen. Murskaimen kulumisen vähentämiseksi voidaan lisätä silppuri esikäsittelyä varten.

Laitteiden lisääntyminen johtaa puhtaampiin tuotteisiin, mutta lisää myös investointi- ja käyttökustannuksia. Alhaisempien työvoimakustannusten alueilla manuaalisella työllä voidaan korvata joitakin laitteita, esimerkiksi käyttämällä manuaalista siirtoa laitteiden välillä kuljettimien sijaan.

Johtopäätös

Tässä artikkelissa esitellään tyypillisiä muovikalvopesulinjoissa yleisesti käytettyjä laitteita. Kierrätysmenetelmille ei ole kiinteää standardia; avain on valita huolella kalvotyypin ja kontaminaatiotason perusteella. Koska laitteiden välillä on merkittäviä suorituskykyeroja, on suositeltavaa käydä valmistajien tehtailla ennen päätösten tekemistä.