In den letzten Jahren haben sich Mehrschneckenextrudersysteme als Alternative zu Einschneckenextrudern mit Vortrocknung auf dem Markt etabliert. (Zu den Mehrschneckenextrudern zählen hier Doppelschneckenextruder, Planetwalzenextruder usw.)
Wir sind jedoch der Meinung, dass ein Vortrocknungssystem auch bei Verwendung eines Mehrschneckenextruders erforderlich ist. Denn:
1) Mehrschneckenextruder verfügen alle über sehr komplexe Vakuumentgasungssysteme, die am Extruder installiert sind, um einen Hydrolyseeffekt zu verhindern, da kein Vortrocknungsprozess vorhanden ist. Normalerweise unterscheiden sich solche Extruder unter folgenden Bedingungen:
Die maximal zulässige Futterfeuchtigkeit sollte 3000 ppm (0,3 %) nicht überschreiten.
Tatsächlich weisen Bottle Flakes Unterschiede in Reinheit, Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung und Dicke – und insbesondere in der Luftfeuchtigkeit – auf. Post-Consumer-Flakes ermöglichen die Speicherung von bis zu etwa 5.000 ppm Luftfeuchtigkeit im Produkt und ein Vielfaches dieser Wassermenge an der Oberfläche. In manchen Ländern kann die Futterfeuchtigkeit selbst im Big Bag bis zu 14.000 ppm betragen.
Sowohl der absolute Wassergehalt als auch seine unvermeidlichen Schwankungen stellen die eigentliche Herausforderung für den Mehrschneckenextruder und das zugehörige Entgasungskonzept dar. Dies führt häufig zu Prozessschwankungen, die sich an stark schwankenden Ausgangsdrücken des Extruders bemerkbar machen. Es ist durchaus möglich, dass beim Erreichen der Schmelzphase im Extruder aufgrund der anfänglichen Feuchtigkeit im Harz und der durch Vakuumentnahme entfernten Menge noch eine erhebliche Menge an Feuchtigkeit verbleibt.
2) PET ist stark hygroskopisch und absorbiert Feuchtigkeit aus der Atmosphäre. Geringe Mengen Feuchtigkeit hydrolysieren PET in der Schmelzphase und reduzieren das Molekulargewicht. PET muss unmittelbar vor der Verarbeitung trocken sein, und amorphes PET muss vor dem Trocknen kristallisiert werden, damit die Partikel beim Glasübergang nicht zusammenkleben.
Durch Feuchtigkeit kann es zu Hydrolyse kommen, was sich oft in einer Verringerung der Grenzviskosität (IV) des Produkts äußert. PET ist teilkristallin. Bei einer verringerten IV werden die Flaschen spröder und neigen beim Blasen und Füllen zum Versagen am Angusspunkt.
Im kristallinen Zustand weist die Molekülstruktur sowohl kristalline als auch amorphe Anteile auf. Der kristalline Anteil entsteht dort, wo sich die Moleküle in einer sehr kompakten linearen Struktur anordnen können. In den nichtkristallinen Bereichen sind die Moleküle eher zufällig angeordnet. Durch die Sicherstellung einer hohen Kristallinität vor der Verarbeitung entsteht ein gleichmäßigeres und qualitativ hochwertigeres Produkt.
Die IRD Infrarot-Rotationstrommelsysteme von ODE erfüllen diese Teilfunktionen deutlich energieeffizienter. Speziell entwickelte kurzwellige Infrarotstrahlung regt die molekulare Wärmefluktuation im Trockenmaterial direkt an, ohne den ineffizienten Zwischenschritt der Heißluft. Dadurch verkürzen sich die Aufheiz- und Trocknungszeiten je nach Anwendung auf nur 8,5 bis 20 Minuten, während bei herkömmlichen Heißluft- oder Trockenluftsystemen mehrere Stunden eingeplant werden müssen.
Durch Infrarottrocknung kann die Leistung eines Doppelschneckenextruders erheblich verbessert werden, da sie die Verschlechterung der IV-Werte verringert und die Stabilität des gesamten Prozesses deutlich verbessert.
Veröffentlichungszeit: 24. Februar 2022