プラスチックペレット化 プラスチック廃棄物のリサイクルと環境汚染の削減に重要な役割を果たしています。プラスチックのペレット化は、プラスチックスクラップを均一なペレットに変換することにより、製造時の原材料としてプラスチックを再利用することを可能にし、プラスチックリサイクルのループを閉じます。プラスチックのペレット化プロセスは、廃棄物を削減するだけでなく、再生プラスチックの性能も向上します。
この記事では、プラスチックペレット化機械と生産ラインの包括的な概要を説明します。プラスチックリサイクルペレット化システムの主要コンポーネントと動作原理を紹介し、さまざまな切断タイプのペレタイザーとその利点を分析し、さまざまな供給方法について説明し、特定のプラスチック材料に合わせてペレット化ラインをカスタマイズする方法を説明します。ペレットの品質に影響を与える要因と将来の開発傾向についても説明します。
プラスチックペレット化は、プラスチック廃棄物をペレットと呼ばれる小さく均一な顆粒に変換するリサイクルプロセスです。このペレットは、新しいプラスチック製品を製造するための原料となります。プラスチックペレット化の主な目的は次のとおりです。
1. 環境汚染を軽減し、資源を節約するためにプラスチック廃棄物をリサイクルします。
2. プラスチック材料の取り扱い、保管、輸送を改善する。
3. 再生プラスチックの品質と一貫性を強化し、その後の用途でのパフォーマンスを向上させます。
4. プラスチックのクローズドループリサイクルを可能にすることで、循環経済を促進します。
1. コンベアベルト: コンベアシステムは、プラスチック廃棄物を保管エリアからペレット化機まで輸送するために使用されます。これにより、効率的な運用に不可欠な原材料の継続的かつ安定した供給が保証されます。
2. カッター/コンパクター: カッターまたはコンパクターは、プラスチック廃棄物のサイズをより小さな断片に縮小する役割を果たします。このステップにより、供給効率が向上し、その後の細断および押出プロセスが容易になります。
3. シュレッダー: シュレッダーは、プラスチック片のサイズをさらに小さくして、より小さなフレークまたは顆粒にします。このステップは、均一なサイズ分布を達成し、押出機内での溶融および混合効率を向上させるために重要です。
4. 押出機: 押出機はペレット化機の心臓部です。プラスチックフレークを高温高圧下で溶かし、混合します。押出機はまた、プラスチック溶融物から残留不純物や揮発性物質を除去し、最終ペレットの品質を保証します。
5. ペレット化システム: ペレット化システムは、ダイプレートと切断機構で構成されます。溶融プラスチックはダイプレートを通過して押し出され、連続したストランドを形成します。これらのストランドは、回転ブレードまたはウォーター リング カッターによって小さなペレットに切断されます。
6. 冷却システム: 冷却システムは、切断後の熱いペレットを急速に冷却して固化します。これは通常、ペレットを水に浸すか、冷気にさらすことによって行われます。ペレットの形状と完全性を維持するには、適切な冷却が不可欠です。
7. 乾燥システム: 冷却後、ペレットを乾燥して表面の水分を除去する必要があります。乾燥システムには通常、遠心乾燥機または流動層乾燥機が含まれます。水分を除去することは、ペレットの凝集を防ぎ、良好な流動性を確保するために非常に重要です。
8. サイロタンクまたは袋詰めステーション: 乾燥したペレットはサイロタンクに保管されるか、取り扱いや輸送が容易なように袋に詰められます。サイロタンクは大規模な作業に適していますが、袋詰めステーションは少量または特定の顧客の要件に適しています。
プラスチックリサイクルペレット化機の動作原理 これには次の手順が含まれます。
1. 供給: プラスチック廃棄物は、ホッパーまたはコンベア ベルトを通じてペレット化機に供給されます。供給システムにより、機械への原材料の継続的かつ均一な供給が保証されます。
2. サイズの縮小: プラスチック廃棄物は、最初にカッターまたはコンパクターによって小さな断片に切断または圧縮されます。次に、シュレッダーはプラスチック片のサイズをさらに小さくして、所望のサイズ範囲のフレークまたは顆粒にします。
3. 押出：プラスチックフレークは押出機に供給され、そこで高温高圧下で溶融および混合されます。押出機はまた、プラスチック溶融物から残留不純物や揮発性物質を除去し、均質で清浄な材料を保証します。
4. ろ過: 溶融プラスチックはろ過システムを通過し、金属粒子、木材、紙などの固体汚染物質が除去されます。このステップは、最終ペレットの品質と純度を維持するために重要です。
5. ペレット化: ろ過されたプラスチック溶融物は、多数の小さな穴のあるダイプレートに押し込まれ、連続したストランドを形成します。これらのストランドは、回転ブレードまたはウォーターリングカッターによってすぐに小さなペレットに切断されます。
6. 冷却：熱いペレットを水に浸したり、冷風にさらしたりすることで急速に冷却され、固まります。ペレットの形状と完全性を維持するには、適切な冷却が不可欠です。
7. 乾燥: 冷却されたペレットは、遠心乾燥機または流動層乾燥機を使用して乾燥され、表面の水分が除去されます。このステップにより、凝集が防止され、ペレットの良好な流動性が確保されます。
8. 保管または梱包: 乾燥ペレットは、バルク処理のためにサイロタンクに保管されるか、または少量または特定の顧客の要件に応じて袋に詰められます。
これらのステップの継続的な操作と同期により、プラスチック廃棄物からの効率的かつ高品質のペレット生産が保証されます。
1. プロセスの説明:
ホットダイフェイスペレット化システムでは、溶融プラスチックが複数の穴のあるダイプレートを通して押し出され、連続ストランドが形成されます。これらのストランドは、ダイプレートから出た直後に、ダイ面の近くに配置された回転ブレードによってペレットに切断されます。切断刃は通常、耐久性と切れ味を高めるために高速度鋼またはタングステンカーバイドで作られています。加熱システムはダイプレートを高温に維持し、プラスチックストランドの早期冷却と固化を防ぎます。
2. 利点と用途:
・ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）、ポリ塩化ビニル（PVC）などの幅広い熱可塑性プラスチックに適しています。
- 均一なサイズ、形状、密度を備えた高品質のペレットを生成します。
- 発塵が少なく、ペレット中の微粉含有量が最小限です。
- 切断刃がダイス面に近接しているため、ペレットの効率的な冷却と固化が可能です。
・設置面積が小さくコンパクトな設計なので、限られたスペースでの設置に適しています。
- 熱に敏感な材料や高充填複合材料の処理に最適です。
1. プロセスの説明:
ホットダイウォーターリングペレット化は、ホットダイフェイスペレット化に似ていますが、ダイフェイスを囲むウォーターリングが追加されています。溶融プラスチックはダイプレートを通して押し出され、回転ブレードによってペレットに切断されるストランドを形成します。水リングにより、ペレットが切断されるとすぐに冷却され、固化します。水流は、ペレットを切断ゾーンから遠ざけるのにも役立ち、ペレット同士がくっつくのを防ぎます。
2. 利点と用途:
- 幅広い熱可塑性プラスチック、特にメルトフローレートが高い熱可塑性プラスチックに適しています。
・真球度に優れ、粒度分布が均一なペレットが得られます。
- 水リングの存在により、ペレットの効率的な冷却と固化が行われます。
- ホットダイフェイスペレット化と比較して、発塵と微粉含有量が減少します。
- 水の流れにより、切断刃をきれいに維持し、ダイ面へのペレットの蓄積を防ぎます。
- 吸湿性素材や熱劣化に敏感な素材の加工に最適です。
1. プロセスの説明:
水中ペレット化システムでは、溶融プラスチックがダイプレートを通して水室に直接押し出されます。チャンバー内の水流は、プラスチックストランドがダイから出るとすぐに冷却され、固化します。ダイの出口に配置された回転カッターが、固化したストランドをペレットに切断します。次に、ペレットは水流によって乾燥機に輸送され、そこで水から分離されて乾燥されます。
2. 利点と用途:
- 優れた真球度、均一なサイズ分布、滑らかな表面を備えたペレットを生成します。
- 水と直接接触するため、ペレットが効率的に冷却および固化します。
- ペレット化中のプラスチック材料の熱劣化が最小限に抑えられます。
- ペレット中の粉塵の発生と微粒子の含有量が低い。
・エンジニアリングプラスチックや耐熱性樹脂を含む幅広い熱可塑性プラスチックの加工に適しています。
- 独特の形状や色のマイクロペレットや特殊ペレットの製造に最適です。
3. 水封式ペレット化との比較:
- UWP は、水封ペレット化と比較して、ペレットのより効率的な冷却と固化を実現します。
- UWP は水に完全に浸漬されるため、より優れた真球度と表面品質を備えたペレットを生成します。
- UWP は、水封式ペレット化に比べて投資コストが高く、設置面積も大きくなります。
- UWPは、高温で吸湿性のある材料の処理に適しています。
1. プロセスの説明:
ストランドペレット化システムでは、溶融プラスチックが複数の穴のあるダイプレートを通して押し出され、連続ストランドが形成されます。これらのストランドは、ウォーターバスまたは冷却トラフを通過させることによって冷却され、固化されます。固化したストランドはストランドペレタイザーに供給され、回転ブレードによってペレットに切断されます。ペレットは収集され、遠心乾燥機または流動層乾燥機を使用して乾燥されます。
2. 利点と用途:
- 幅広い熱可塑性プラスチック向けのシンプルでコスト効率の高いペレット化ソリューション。
- 溶融粘度が高く、熱感度が低い材料の加工に適しています。
- 直径と長さが均一な円筒形のペレットを生成します。
- ダイ穴径と切断速度を変更することでペレットサイズを柔軟に調整できます。
- 他のペレット化システムと比較して、投資コストが低く、設置面積も小さくなります。
- 小規模から中規模の生産および実験室での用途に最適です。
1. プロセスの説明:
自動ストランドペレット化システムは、従来のストランドペレット化プロセスの高度なバージョンです。自動ストランド搬送、冷却、供給システムが組み込まれており、ペレット生産の効率と一貫性を高めます。溶融プラスチックストランドはダイプレートから押し出され、ウォーターバスまたは冷却トラフで冷却され、ストランドペレタイザーに自動的に搬送されます。ペレタイザーは回転ブレードを使用してストランドをペレットに切断し、ペレットは収集され、統合された乾燥システムで乾燥されます。
2. 利点と用途:
- オペレーターの介入を最小限に抑えた完全に自動化されたプロセスにより、人件費が削減され、生産効率が向上します。
- 自動化されたストランド供給と切断により、一貫したペレットの品質とサイズ分布が得られます。
- ペレット化プロセス中のストランドの破損や絡まりのリスクが軽減されます。
- ポリオレフィン、スチレン、エンジニアリングプラスチックを含む幅広い熱可塑性プラスチックの加工に適しています。
- 高出力要件の中規模から大規模な生産実行に最適です。
- 上流の押出プロセスおよび下流のマテリアルハンドリングシステムと統合して、シームレスな操作を実現できます。
1. 自動化の範囲:
- ホットダイフェイスおよび水中ペレット化システムは、オペレーターの介入を最小限に抑え、最高レベルの自動化を実現します。
- 自動ストランドペレット化システムは、ストランドの搬送、冷却、供給を自動化し、高度な自動化を実現します。
- 従来のストランドペレット化システムは自動化レベルが低く、ストランドとペレットを手動で取り扱う必要があります。
2. フットプリント:
- ホットダイフェイスペレット化システムは、コンパクトな設計と押出プロセスとの緊密な統合により、設置面積が最小になります。
- 水リングおよび水中ペレット化システムは、水室および関連機器の存在により設置面積が大きくなります。
- ストランドペレット化システムの設置面積は中程度ですが、ストランドの冷却と取り扱いに追加のスペースが必要です。
3. 投資コスト:
- 高温ダイフェイスおよび水中ペレット化システムは、高度な技術と正確な制御要件により、最も高い投資コストがかかります。
- 水封式ペレット化システムは、ホットダイフェイスおよび水中システムと比較して、投資コストがわずかに低くなります。
- ストランドペレット化システムは投資コストが最も低く、小規模から中規模の操業や予算に制約のあるプロジェクトに適しています。
4. ペレットの形状、サイズの一貫性、および散布:
- 水中ペレット化システムは、粉塵の発生を最小限に抑えながら、最も球形で均一なペレットを生成します。
- ホットダイフェイスおよびウォーターリングペレット化システムにより、発塵が少なく、真球度およびサイズの一貫性が良好なペレットが生成されます。
- ストランドペレット化システムは、均一な直径を持つ円筒形のペレットを生成しますが、長さにばらつきがある場合があります。発塵量は他の切断タイプに比べて比較的多くなります。
適切な切断タイプの選択は、処理されるプラスチック材料、必要なペレット特性、生産規模、投資予算、スペースの制約などの要因によって異なります。各切断タイプには独自の利点と制限があるため、プロジェクトの要件と利用可能なリソースを慎重に評価して選択する必要があります。
1. プロセスの説明:
ホッパーフィードリサイクルペレタイザーでは、プラスチック廃棄物がホッパーを通して押出機に供給されます。ホッパーは、プラスチック材料を保持し、押出機のバレル内に徐々に放出する漏斗状の容器です。プラスチック廃棄物は通常、フレーク、顆粒、または小片の形をしています。材料が押出機に入るとき、回転スクリューによって加熱、溶融、均質化されます。次に、溶融したプラスチックがダイプレートを通過してストランドを形成し、その後ペレットに切断されます。
2. 適切な材料と用途:
- HDPE、PP、PS、ABSなどの硬質プラスチック廃棄物の処理に最適です。
- ボトル、容器、自動車部品など、消費者および産業後のプラスチックスクラップのリサイクルに適しています。
- ホッパーを容易に通過できる限り、さまざまな嵩密度と粒子サイズの材料を処理できます。
- 中小規模のリサイクル事業や社内リサイクル施設でよく使用されます。
1. プロセスの説明:
サイドフィードリサイクルペレタイザーは、通常は一軸または二軸スクリューオーガであるサイドフィーダーを介してプラスチック廃棄物を押出機バレルに導入します。サイドフィーダーはメイン押出機バレルに対して垂直に配置され、プラスチック材料を溶融ストリームに連続的に供給します。この供給方法により、材料の摂取量をより適切に制御できるようになり、一貫した供給速度を維持するのに役立ちます。プラスチック廃棄物は溶融、均質化され、ダイプレートを通して押し出されてストランドが形成され、その後ペレットに切断されます。
2. 材料供給の安定性と効率における利点:
- 特に嵩密度の低い材料の場合、ホッパー供給と比較して、より安定した一貫した材料供給を実現します。
- 正確な計量と材料取り込みの制御が可能になり、均一なメルトフローを確保し、ペレット品質のばらつきを軽減します。
- 特定の種類のプラスチック廃棄物で発生する可能性のある、ホッパー内の材料のブリッジや詰まりを防ぎます。
- 不規則な形状やサイズのフィルム、繊維、フレークなど、より幅広いプラスチック材料の加工が可能になります。
- 安定した材料の流れを維持し、ダウンタイムを削減することにより、ペレット化プロセスの全体的な効率が向上します。
1. プロセスの説明:
リサイクルペレタイザーに供給するカッターコンパクターは、かさばり、ボリュームがあり、軽量のプラスチック廃棄物を処理できるように設計されています。このシステムは、プラスチック廃棄物を押出機に供給する前に事前調整するカッターコンパクターユニットで構成されています。カッターコンパクターは、一連の回転ブレードを使用してプラスチック材料を細かく切り刻みます。同時に、コンパクターは圧力を加えて細断された材料を緻密化し、かさ密度を高めます。次に、前処理されたプラスチック廃棄物が押出機に供給され、そこで溶融、均質化され、ダイプレートから押し出されてペレットが形成されます。
2. フィルム、袋、ラフィア、ジッパー、フォーム素材の取り扱いにおける利点:
・従来の供給方法では処理が困難であった、軽量かつ嵩張るプラスチック廃材を効率的に処理します。
- カッターコンパクターユニットによりプラスチック廃棄物のサイズが小さくなり、押出機への供給が容易になり、全体のスループットが向上します。
- 圧縮により材料のかさ密度が増加し、押出機の能力をより効率的に使用できるようになり、エネルギー消費が削減されます。
- 供給システム内での材料のブリッジ、絡み合い、詰まりを防止し、スムーズで連続した動作を保証します。
- 消費者および産業後のプラスチックフィルム、袋、ラフィア、ジッパー、発泡材料のリサイクルに適しています。
硬質プラスチック廃棄物ペレット化ラインは、HDPE、PP、PS、ABS などの硬くて厚肉のプラスチックスクラップを処理するように設計されています。このラインは通常、プラスチック廃棄物のサイズを小さくするためのシュレッダーまたは造粒機、その後に材料を押出機に導入するためのホッパーまたはサイドフィーダーで構成されます。押出機には硬質プラスチックの加工に適したスクリューとバレル構成が装備されており、適切な溶融と均質化が保証されます。次に、溶融プラスチックはダイプレートを通して押し出され、ペレット化システムによってペレットに切断されるストランドが形成されます。汚染物質を除去し、ペレットの品質を向上させるために、溶融フィルターや脱気ユニットなどの追加の装置を組み込むことができます。
軟質プラスチック フィルムのペレット化ラインは、LDPE、LLDPE、HDPE の包装材料など、薄くて柔軟で軽量なプラスチック フィルムを処理できるように特別に設計されています。多くの場合、ラインにはカッターコンパクター供給ユニットが含まれており、フィルム廃棄物を事前調整して容積を減らし、かさ密度を高めます。次に、圧縮された材料は、軟質プラスチックの加工に最適化されたスクリューとバレル構成を備えた押出機に供給されます。押出機には、溶融物から水分や揮発性物質を除去するための脱気ユニットが装備されている場合もあります。溶融プラスチックはダイプレートを通して押し出され、ペレットに切断されるストランドを形成します。ペレットの適切な冷却と乾燥は、凝集を防ぎ、良好な流動特性を確保するために非常に重要です。
ナイロン/繊維廃棄物ペレット化ラインは、ナイロン、ポリエステル、アラミドなどの合成繊維、およびカーペットや繊維廃棄物を処理するように設計されています。このラインには通常、廃棄物のサイズを小さくし、押出機への供給を容易にするファイバー カッターまたはシュレッダーが含まれています。押出機には、ナイロンや繊維材料の加工に適したスクリューとバレルの構成が装備されており、より高い加工温度や特殊な耐摩耗性コンポーネントが必要になる場合があります。溶融プラスチックは濾過されて汚染物質が除去され、ダイプレートを通して押し出されてストランドが形成されます。ストランドはペレットに切断され、乾燥して包装される前に冷却されます。
プラスチックペレット化ラインは、さまざまなプラスチック廃棄物の特定の特性や要件に対応するようにカスタマイズできます。ペレット化ラインを設計および構成する際には、材料組成、メルトフローインデックス、水分含有量、汚染レベルなどの要素が考慮されます。カスタマイズには、適切な供給システム、押出機のスクリューとバレルの設計、濾過方法、ペレット化技術の選択が含まれる場合があります。リサイクルペレットの品質と純度を確保するために、前洗浄ユニット、金属検出器、色彩選別システムなどの追加の機器をラインに組み込むこともできます。経験豊富な造粒機メーカーと緊密に連携することで、特定のリサイクル用途に合わせたソリューションの開発に役立ちます。
投入されるプラスチック廃棄物の特性は、リサイクルペレットの品質に大きな影響を与えます。ペレットの品質に影響を与える主要な材料特性には次のようなものがあります。
- 組成: プラスチックの種類 (PE、PP、PS、PVC など) および添加剤、充填剤、または強化材の存在は、リサイクル ペレットの溶融挙動、機械的特性、および適合性に影響を与える可能性があります。
- 汚染: 汚れ、ほこり、ラベル、接着剤、その他のポリマーなどの汚染物質のレベルと種類によって、リサイクル ペレットの純度や一貫性が損なわれる可能性があります。
- 水分含有量: 投入材料の水分レベルが高いと、気泡、ボイド、劣化などの処理上の問題が発生し、ペレットの品質低下につながる可能性があります。
- メルトフローインデックス (MFI): プラスチック廃棄物の MFI は、リサイクルペレットの流動挙動と加工性に影響を与えます。 MFI が一貫していない場合、ペレットのサイズ、形状、機械的特性にばらつきが生じる可能性があります。
ペレット化機の種類と構成は、リサイクルペレットの品質を決定する上で重要な役割を果たします。考慮すべき要素は次のとおりです。
- 押出機の設計: 押出機のスクリューとバレルの構成、L/D 比、圧縮比は、適切な溶融、混合、均質化を確保するために、特定のプラスチック廃棄物に合わせて最適化する必要があります。
- ろ過: スクリーン チェンジャーや連続溶融フィルターなどの適切な溶融ろ過システムを使用すると、汚染物質が除去され、リサイクル ペレットの清浄度が向上します。
- ペレット化技術: ペレット化システム (ホットダイフェイス、ウォーターリング、水中、ストランドなど) の選択は、ペレットの形状、サイズ分布、冷却効率に影響を与え、ひいてはペレット全体の品質に影響を与えます。
- ペレットの取り扱い: ペレットの変形、凝集、水分の吸収を防ぎ、良好な流動特性と一貫した品質を確保するには、適切なペレット搬送、冷却、乾燥システムが不可欠です。
高品質のリサイクルペレットを実現するには、ペレット化ラインのプロセスパラメータを最適化することが重要です。制御および最適化するための主要なパラメータには次のものがあります。
- 温度プロファイル: プラスチック材料の適切な溶融、均質化、固化を確保するために、押出機のバレル、ダイ、ペレット化システムに沿った温度設定を慎重に調整する必要があります。
- スクリュー速度: 押出機スクリューの回転速度は滞留時間、せん断速度、混合効率に影響を与え、溶融品質とペレットの粘稠度に影響を与えます。
- 供給速度: 安定した制御された供給速度を維持することは、一貫したメルト フローと均一なペレット サイズ分布を達成するために重要です。
- 切断速度: 微粉や粉塵の発生を最小限に抑えながら、目的のサイズと形状のペレットを製造するには、ペレット化ブレードまたはカッターの速度を最適化する必要があります。
- 冷却と乾燥: ペレットの適切な冷却と乾燥は、凝集、吸湿、劣化を防ぎ、良好な保存安定性と加工性を確保するために不可欠です。
長期間にわたって一貫したペレットの品質を維持するには、これらの要因の定期的な監視、テスト、調整が必要です。メルトフローインデックス試験、ペレットサイズ分析、汚染評価などの品質管理措置を導入すると、ペレット化プロセス中に発生する可能性のある問題を特定して対処するのに役立ちます。経験豊富な造粒機オペレーター、材料サプライヤー、品質管理専門家と協力することで、造粒ラインを最適化し、望ましいペレット品質を達成するための貴重な洞察とベストプラクティスを提供できます。
この記事では、以下について詳しく説明しました プラスチックペレット化機 リサイクルのための生産ライン。主な要点は次のとおりです。
A. プラスチックのペレット化により廃棄物が貴重な原材料に変換され、クローズドループのリサイクルが可能になります。
B. ダイフェイス、水中、ストランドペレット化などのさまざまな切断システムには、独自の利点があります。
C. 供給方法は材料の形状に基づいて選択する必要があります。硬いスクラップの場合はホッパー、フィルムの場合はサイドフィードです。
D. ペレット化ラインは、さまざまなプラスチック廃棄物を処理するために高度にカスタマイズ可能です。
E. ペレットの品質は、投入材料、機械設計、プロセスの最適化によって決まります。
世界がプラスチック廃棄物の危機の増大に直面する中、効率的で適応性のあるプラスチックリサイクルソリューションがこれまで以上に重要になっています。インテリジェントなプロセス制御や新しいカッター設計などのペレット化技術の進歩により、プラスチックリサイクルの経済性と持続可能性がさらに向上します。適切なペレット化システムを使用すると、プラスチック廃棄物は環境上の負担ではなく資源になる可能性があります。
