In den letzten Jahren haben sich Mehrschneckenextrudersysteme als Alternative zu Einschneckenextrudern mit Vortrocknungssystem 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 notwendig ist. Denn:
1) Mehrschneckenextruder verfügen über komplexe Vakuumentgasungssysteme, die den Hydrolyseeffekt verhindern sollen, da keine Vortrocknung vorhanden ist. Typischerweise unterscheiden sich solche Extruder in folgenden Bedingungen:
Die maximal zulässige Futterfeuchtigkeit sollte nicht höher als 3000 ppm (0,3 %) sein.
Tatsächlich weisen Bottle Flakes Unterschiede in Reinheit, Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung und Dicke – und insbesondere in der Feuchtigkeit – auf. Post-Consumer-Flakes ermöglichen es, bis zu etwa 5.000 ppm Feuchtigkeit im Produkt zu halten und ein Vielfaches dieser Wassermenge an der Oberfläche zu speichern. In manchen Ländern kann die Feuchtigkeit des Futters 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 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 Befüllen 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 nicht-kristallinen Bereichen sind die Moleküle eher zufällig angeordnet. Durch die Sicherstellung einer hohen Kristallinität vor der Verarbeitung wird ein gleichmäßigeres und qualitativ hochwertigeres Produkt erzielt.
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. Durch diese Heizmethode werden die Aufheiz- und Trocknungszeiten je nach Anwendung auf nur 8,5 bis 20 Minuten reduziert, während bei herkömmlichen Heißluft- oder Trockenluftsystemen mehrere Stunden eingeplant werden müssen.
Durch Infrarottrocknung kann die Leistung eines Doppelschneckenextruders deutlich verbessert werden, da sie die Verschlechterung der IV-Werte verringert und die Stabilität des gesamten Prozesses deutlich verbessert.
Veröffentlichungszeit: 24. Februar 2022