德國格諾斯模塊化循環利用係統

在半成品(如纖維或薄膜)的生產(chan) 過程中，可回收再利用的廢物作為(wei) 原材料在整個(ge) 生產(chan) 過程中被重複生產(chan) 。回收廢物減少了對原材料的需求，從(cong) 而節省了生產(chan) 成本。

如果這些產(chan) 品是由聚烯烴（polyolefins）製成的，回收是容易完成的。現今市場上有很多產(chan) 品能夠滿足此功能，並生產(chan) 加工出高質量的產(chan) 品。

但是，市場上並沒有多少對聚酯(PET)或PET/PE雙組分的解決(jue) 方案。

聚烯烴溶液通常不適應於(yu) PET的特殊性能。

對於(yu) 聚酯原料的加工，一個(ge) 問題是聚酯分子對濕度敏感。在擠出加工過程中，縮短分子(水解)大大降低了聚合物的機械性能。加工聚酯瓶片時，使用多重旋轉係統(MRS)可以成功的解決(jue) 這個(ge) 問題。增加聚合物表麵麵積以及製造真空環境，能夠在擠出的過程中去除水分子，讓受損的聚酯分子鏈得以自我重建。

在熱成型PET薄膜的生產(chan) 過程中，可以設定既定工藝，立即將衝(chong) 壓廢料磨回，然後直接返回生產(chan) 過程。那些低IV值的產(chan) 品通過添加高質量的新產(chan) 品得到了補償(chang) 。

高度矽化膜的生產(chan) 有更大的問題。

由聚酯（PET）為(wei) 原料的雙向拉伸薄膜或者纖維，在處理其生產(chan) 廢料更加困難。這主要是由於(yu) 廢料的“容重”很低，通常不到100克/升。當這些廢料返回擠出機時非常難以處理。

如果不增加額外的措施，這種由聚酯（PET）為(wei) 原料的雙向拉伸薄膜或者纖維的廢料不能進行擠出加工。

這兩(liang) 種類型的廢物必須首先粉碎，加入適合劑量的添加劑。在這個(ge) 過程步驟中需要有各種輔助設備。

2. 初級加工粉碎

2.1 粉碎機

使用碎紙機是方法之一。這種設備可以裝載整包的可回收材料，然後將纖維或薄膜撕成更小的碎片。這種碎紙機有一個(ge) 旋轉軸，幾個(ge) 刀片被連接到旋轉軸上，並在旋轉過程中導向固定的切削刃。

這台機器通常帶有一個(ge) 液壓推料機，把進料廢料壓在轉子上，從(cong) 而調節係統的流量。

轉子轉速和圓周轉速都比較低，碎紙機的結構也非常堅固。

這樣的設計限製了聚合物的熱應力。

設備的另一個(ge) 特點是堅固性，機器能夠在裝滿時啟動，即使是未經處理的大塊的廢料也可以直接粉碎，同時可以清洗喂料的材料。

通常在粉碎後會(hui) 使用篩子，篩子決(jue) 定了停留時間，因此也決(jue) 定了物料的大小。顆粒大小通常在40毫米左右或更大，生產(chan) 出的顆粒可以更好的進行運輸。

2.2 切碎機

切割機進行幹淨地切割。這種設備也通過轉子工作，但是轉子轉速和圓周轉速更高，利用固定的葉片進行切割。這種設備是自動喂料的，在喂料前需要切割連續的纖維和薄膜。另外，設備不能在加滿的情況下啟動，喂料清洗會(hui) 很快地損壞葉片。好的切割能使材料與(yu) 添加料更好的混合，在後續的加工的優(you) 勢是，可以加工鬆散的顆粒，盡管有一定的大小。

以這種方式製備的顆粒現在既可以直接送入擠出機，也可以在進一步的工藝步驟中壓實。也就是說，有兩(liang) 種不同的加工方法。

3. 喂料

3.1 粘結造塊

在結塊的情況下，用螺杆將顆粒移動到旋轉盤和固定盤之間的空隙中。摩擦熱使材料熔化並壓實。缺點是有時會(hui) 產(chan) 生高的熱應力，這會(hui) 對PET的分子量和機械性能產(chan) 生負麵影響。

基本上,大型容器中的顆粒表現剪切攪拌機以*相同的方式,和聚合物的熱應力會(hui) 導致黃色指數的增加和減少的分子量(IV)。這些凝聚劑主要是與(yu) 聚烯烴一起使用,因為(wei) 在大多數情況下,沒有充分考慮到PET的特殊屬性。

3.2 造粒

邊角料研磨的造粒更加柔和。進料通過特殊設計的帶孔模具壓製，同時進行壓實。在這個(ge) 過程中，新的顆粒非常容易添加添加劑和進一步加工，即使原來的顆粒的添料性能較差。所以，如果隨後的擠出過程中，需要在纖維或者薄膜廢料中加入其他成分，諸如瓶片、新產(chan) 品、添加料等，這個(ge) 步驟非常合適。

3.3 壓實設備

如果不需要增加任何添加劑，這些顆粒和碎片可以在壓實裝置（諸如螺杆）的輔助下直接進入擠出機。

通過上遊螺杆的作用，大體(ti) 積的顆粒在這裏被壓實，逸出空氣，從(cong) 而為(wei) 擠出機提供足夠的加工體(ti) 積密度。

4. 擠出

4.1 MRS擠出概念

MRS擠出機直接對未結晶的聚酯顆粒進行加工，無需預幹燥。在擠出過程中將聚合物表麵放大幾倍，並迅速替換。其結果是，新的表麵總是可以釋放揮發性物質。

MRS擠出機基本上是一個(ge) 單螺杆擠出機，有一個(ge) 特殊的脫氣區。聚合物熔體(ti) 流被送入一個(ge) 大的旋轉單螺杆滾筒中。

在滾筒上有8個(ge) 圓柱孔，沿旋轉軸的長度方向上有凹入的進給螺杆。這些螺杆由齒輪驅動。它們(men) 與(yu) 擠出機滾筒相反的方向旋轉。這種設計增加了熔體(ti) 表麵積交換。

位於(yu) 多旋轉係統轉鼓內(nei) 的桶在外部區域打開了約30%，從(cong) 而保證了出銫的熔體(ti) 入口，允許脫氣功能不受阻礙地進行。可以有針對性地控製熔體(ti) 的溫度，因為(wei) 與(yu) 熔體(ti) 接觸的所有表麵的溫度都很容易控製。

得益於(yu) 專(zhuan) /利多軸段，擠出滾筒提供了一個(ge) 非常大的聚合物表麵，從(cong) 而允許脫氣性能非常傑礎，即使是在20 - 40mbar的適中的真空。

因此，MRS擠出機可以擠出未幹燥的薄片或顆粒與(yu) 高達1%的水分。這種脫氣技術的基本設置是基於(yu) 可靠和已被確認的單螺杆概念。軸段集中布置有8台單螺杆擠出機。因此，MRS擠出機避免了替代多軸的問題。

這在PET瓶片回收中起著至關(guan) 重要的作用。

MRS技術的優(you) 勢還包括，實現聚酯降解，以及實現非常恒定的特性粘度。

得益於(yu) 多旋轉元件，用於(yu) 可用的除氣的表麵要比市場上常見的擠壓係統大很多倍。舉(ju) 個(ge) 例子，采用MRS技術製作的熔體(ti) 交換麵比同轉雙螺杆大25倍左右。

材料經過這樣極其仔細的加工後，終產(chan) 品的黃度指數特別高。

與(yu) 其他多軸技術相比，MRS令人印象深刻的是其緊湊和堅固的裝配。旋轉的螺杆運行在單獨的軸承上，因此類似於(yu) 一個(ge) 帶多個(ge) 單螺杆的滾筒。

除氣技術是模塊化設計，由於(yu) 其非凡的效率，它可以完鎂地適應工作的需要。MRS的不同模塊的長度和配置均可改變。

真空區粘度的增加受不同真空的影響和控製。壓力對所得粘度的影響顯著。

隨著壓力的降低，成型之前熔體(ti) 的粘度明顯增加。

4.2粘度測量

由於(yu) 熔體(ti) 壓力和溫度傳(chuan) 感器的巧妙連接，當流動和幾何結構已知時，可以確定液體(ti) 的流動阻力和材料的動態粘度。這是對聚合物的平均分子量的測量，從(cong) 而描述了諸如彈性和拉伸等機械性能。

在線粘度計VIS能夠時時在線測量熔體(ti) 粘度。在高精度、耐壓齒輪泵的幫助下，聚合物熔體(ti) 的一小部分流動被從(cong) 主熔體(ti) 通道轉移出來。記錄熔體(ti) 溫度和熔體(ti) 壓力(兩(liang) 處測量)。根據內(nei) 部計算，在線粘度計記錄了代表剪切速率和相應代表粘度的值。

熔體(ti) 通道的設計尺寸可在0.5毫米至2毫米之間，符合客戶的規格要求。該設備提供完整的泵驅動，泵，壓力傳(chuan) 感器，溫度傳(chuan) 感器和控製器。過程參數、評估和顯示都是在一個(ge) 易於(yu) 使用的觸摸屏麵板上設置的，當然也可以集成到現有的控製器中。

在在線粘度計的幫助下，當加工聚酯時，現在可以在輸入條件(濕度)波動時將熔體(ti) 質量保持在一個(ge) 非常窄的公差範圍內(nei) 。在壓力和溫度傳(chuan) 感器的幫助下，粘度被記錄下來後，真空出現在疏散區，以便終產(chan) 品的性能(粘度，分子量，因此機械性能)可以保持。

4.3 熔體(ti) 過濾

在聚合物進入模具之前，應清除各種汙染物，以達到對透明度(板材)或拉伸強度(熱成型板材、捆紮帶)的更高質量要求，當然也是保護下遊部件不受損壞。Gneuss的旋轉熔體(ti) 過濾係統特別適合於(yu) 這一目的，因為(wei) 它們(men) *自動運行，壓力恒定。

旋轉過濾係統由三個(ge) 主要部分組成:入口塊、出口塊和在它們(men) 之間旋轉的過濾盤。係統密封采用金屬對金屬密封，間隙很窄，很堅硬，並且表麵平坦。保證了所有與(yu) 熔體(ti) 接觸的部件不與(yu) 環境(如氧氣)接觸。

.

濾網元件位於(yu) 過濾盤上的環形圖案中，通過熔體(ti) 通道移動。當熔體(ti) 流經篩管時，硬顆粒被捕獲，壓差略有增加。控製係統對這種壓力的增加作出反應，使過濾盤指數增加1-2個(ge) 角度。

因此，受汙染的篩管區域不斷地從(cong) 熔融通道中移出，而清潔篩管區域在不改變活性過濾區域的情況下被移進熔融通道。通過這種操作方式，過濾係統不斷地進行過程和壓力操作。過濾器壓差的變化(Δp)大2bar。

在被汙染的濾網重新引入熔體(ti) 通道之前，對其進行清洗。然後通過高壓段清洗係統清洗汙垢。已過濾的熔體(ti) 從(cong) 出口塊中抽出，虹吸到液壓驅動活塞中，然後在高壓下從(cong) 後麵射出，穿過過濾盤，通過濾網進入進口塊。針對清洗壓力進行測量，並進行調整和優(you) 化，隻有一小部分（大約是濾網區域的1%）通過已定義(yi) 的高脈衝(chong) 被清洗

反衝(chong) 洗活塞的衝(chong) 程(=要使用的熔體(ti) 量)和清洗速度(=清洗強度)可以自由調節，從(cong) 而達到更加優(you) 化。因此，一方麵清洗是非常有效的，另一方麵，熔體(ti) 用量是小的(反衝(chong) 洗損失是小的)。

由於(yu) 這種操作模式，篩網實際上可以被清洗*，並可重複使用，取決(jue) 於(yu) 過濾細度，高達400倍。這使得全自動過濾(不需要任何操作員的注意)在某些應用程序中可能長達幾個(ge) 月。

在此之後，由於(yu) 機械方麵的原因，屏幕需要進行簡單的更換。得益於(yu) 專(zhuan) /利技術的過濾係統運作模式，更換濾網對生產(chan) 過程沒有任何影響。根據線路的大小，濾網全部更換一次大約需要15分鍾。

4.4 格諾斯加工單元（GPU）

Gneuss加工單元(GPU)是不同的Gneuss產(chan) 品和技術的模塊化配置，這些產(chan) 品和技術結合在一起，形成一個(ge) 高性能的擠出生產(chan) 線，用於(yu) 生產(chan) 高質量的產(chan) 品。

4.5 聚合反應釜JUMP

通過使用IV增壓器JUMP，熔體(ti) 的IV值可以提升到給定應用所需的水平。

在IV增壓器JUMP內(nei) ，聚合物經過幾個(ge) 緩慢轉動的元件，形成聚合物薄膜，其表麵不斷更新。反應容器保持在真空狀態，通過真空，乙二醇和其他揮發性物質被可靠地除去。通過調節反應器停留時間、真空度、填充水平和攪拌裝置的旋轉速度，可以改變縮聚反應以達到所需的產(chan) 品性能。JUMP的設計防止了氧氣的進入，保證了聚合物變色(變黃)的小化。此外，JUMP的設計使它很容易拆卸，內(nei) 部易於(yu) 清潔。聚合物熔體(ti) 在經過反應器內(nei) 的靜止部分後，被直接泵入生產(chan) 過程或進入製粒(切屑)係統。

JUMP工藝是固態聚合(SSP)的一個(ge) 非常有效的替代方法，不需要能量來冷卻再重新加熱聚合物。此外，熔體(ti) 相的反應時間比固相的反應時間要快得多，這提高了JUMP的性價(jia) 比。在空間需求甚至維護方麵，JUMP比SSP具有更大的優(you) 勢。

5. 格諾斯工業(ye) 廢料循環解決(jue) 方案

格諾斯工業(ye) 廢物回收係統的一個(ge) 重要特點是單個(ge) 組件的模塊化設置，與(yu) MRS擠出機相結合。平台上設置了各種模塊，這些模塊將組件盡可能地組合在一起。

根據物料種類和需求，將“切碎”、“壓實”和“擠壓”三個(ge) 部分組合成一個(ge) 係統，為(wei) 用戶提供各自更加優(you) 化的係統解決(jue) 方案。

擠出後，熔體(ti) 可以加工成顆粒，可以是簡單的線料切粒，也可以是水下切粒。在薄膜生產(chan) 中直接添加修剪廢物，研磨材料，或添加添加劑也是可能的。格諾斯提供切粒係統和完整的薄膜生產(chan) 線，這就是"一攬子"解決(jue) 方案。在加工熔融生產(chan) 纖維(無紡布、BCF、短纖維等)方麵，我們(men) 已與(yu) 著名的係統工程師合作多年。也可以將回收擠出係統與(yu) 現有纖維生產(chan) 線結合安裝，作為(wei) 全麵的一攬子解決(jue) 方案。

模塊化設計的優(you) 點是顯而易見的：

針對每一種產(chan) 生的廢料，選擇出銫的進給擠出機的工藝。MRS擠出機旋轉擠出水、油或其他秉承揮發組分，在後續的過濾過程後，固體(ti) 汙染物降到大約10μm , 其結果是，所生產(chan) 的熔體(ti) 幾乎具有新產(chan) 品的性能。

格諾斯工業(ye) 廢料回收利用係統的優(you) 勢：

•為(wei) 特定應用量身定製的模塊化設置

•去汙，紡絲(si) 油和氣味

•高IV穩定性，即使是不同的濕度

•透明度高，黃度指數低

•粘度可控，恒定

•高質量的熔體(ti)

•美國食品及藥物管理局(FDA)的LNO，用於(yu) 二手回收物料(PET瓶片)

•節能顯著

6. 客戶案例

直接循環利用纖維廢物

美國一家纖維製造商決(jue) 定建立一條直接回收PET纖維廢料的完整生產(chan) 線。目的是將工廠內(nei) 部的廢物直接投入生產(chan) ，因此幾乎*避免浪費。

在整個(ge) 纖維生產(chan) 過程中收集的成捆的纖維廢料被送到回收線。包被打開並由帶金屬探測器的傳(chuan) 送帶運送到碎紙機。碎紙機是專(zhuan) 門為(wei) 處理困難的材料，如纖維和薄膜廢料而開發的。碎紙機是專(zhuan) 門為(wei) 處理困難的材料，如纖維和薄膜廢料而開發的。這個(ge) 係統的優(you) 點是工作時隻產(chan) 生很少的熱量，因此在處理熱敏感的材料時，不造成任何損壞。

碎紙機的旋轉軸使纖維體(ti) 積變小。在MRS擠出機(這也是為(wei) 了確保材料的溫和處理而設計的)中，纖維塊被塑化。MRS的多螺杆設計提供了真空下熔融聚合物的極大表麵積交換率。這確保有效的提取水分和紡絲(si) 油。該係統提供的有效的水分提取確保了PET分子鏈的水解縮短被保持在小。熔體(ti) 粘度均被實時監控,由Gneus在線粘度計控製。控製回路調節水環真空泵的真空水平與(yu) 粘度水平的關(guan) 係,從(cong) 而確保了一致的粘度。

下一步,聚合物是流經Gneuss輪式熔體(ti) 過濾器RSFgenius， 過濾細度是150和20μm。隨後，PET熔體(ti) 通過一個(ge) 水下造粒係統，製造成為(wei) 顆粒。顆粒可以與(yu) 原始材料混合並重新投入生產(chan) 。這條生產(chan) 線的生產(chan) 能力為(wei) 每小時600公斤。

憑借創新的擠出技術，使得格諾斯獲得了眾(zhong) 多客戶的讚譽。由於(yu) MRS擠出機的發展和淨化能力，以及旋轉熔融過濾係統、在線粘度計的功效出色，格諾斯係統不僅(jin) 在PET纖維的再加工方麵，而且在PET瓶片到食品接觸應用的再加工方麵都有很好的應用。

該體(ti) 係還特別適用於(yu) PET/PP和PET/PE共混物的再加工。對於(yu) 希望嚐試使用的客戶，格諾斯在德國總部有一套裝備精良的技術設施，擁有許多不同的試驗線配置，供客戶試驗。