Le PET (polyéthylène téréphtalate) est un polymère thermoplastique largement utilisé pour diverses applications, telles que l'emballage, le textile et l'ingénierie. Le PET possède d'excellentes propriétés mécaniques, thermiques et optiques, et peut être recyclé et réutilisé pour de nouveaux produits. Cependant, le PET est également un matériau hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe l'humidité ambiante, ce qui peut affecter sa qualité et ses performances. L'humidité présente dans le PET peut provoquer une hydrolyse, une réaction chimique qui décompose les chaînes polymères et réduit la viscosité intrinsèque (VI) du matériau. La VI mesure le poids moléculaire et le degré de polymérisation du PET, et constitue un indicateur important de sa résistance, de sa rigidité et de son aptitude à la transformation. Il est donc essentiel de sécher et de cristalliser le PET avant l'extrusion afin d'éliminer l'humidité et d'éviter la perte de VI.
Séchoir à cristaux infrarouges pour granulation PETIl s'agit d'une technologie innovante qui utilise la lumière infrarouge (IR) pour sécher et cristalliser les paillettes de PET en une seule étape, avant de les introduire dans l'extrudeuse pour un traitement ultérieur. La lumière IR est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde comprise entre 0,7 et 1 000 microns, qui peut être absorbé par les molécules de PET et d'eau, les faisant vibrer et générer de la chaleur. La lumière IR peut pénétrer les paillettes de PET et les chauffer de l'intérieur, ce qui permet un séchage et une cristallisation plus rapides et plus efficaces que les méthodes conventionnelles, telles que le séchage à air chaud ou sous vide.
La granulation PET par sécheur à cristaux infrarouges présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de séchage et de cristallisation, tels que :
• Temps de séchage et de cristallisation réduit : la lumière IR peut sécher et cristalliser les flocons de PET en 20 minutes, contre plusieurs heures nécessaires aux méthodes conventionnelles.
• Consommation énergétique réduite : la lumière IR permet de sécher et de cristalliser les flocons de PET avec une consommation énergétique de 0,08 kWh/kg, contre 0,2 à 0,4 kWh/kg requis par les méthodes conventionnelles.
• Teneur en humidité réduite : la lumière IR peut sécher et cristalliser les flocons de PET jusqu'à une teneur en humidité finale inférieure à 50 ppm, contre 100 à 200 ppm obtenues par les méthodes conventionnelles.
• Perte IV réduite : la lumière IR peut sécher et cristalliser les flocons de PET avec une perte IV minimale de 0,05, contre une perte IV de 0,1 à 0,2 causée par les méthodes conventionnelles.
• Densité apparente accrue : la lumière IR peut augmenter la densité apparente des flocons de PET de 10 à 20 %, par rapport à la densité d'origine, ce qui améliore les performances d'alimentation et le rendement de l'extrudeuse.
• Qualité du produit améliorée : la lumière IR peut sécher et cristalliser les flocons de PET sans provoquer de jaunissement, de dégradation ou de contamination, ce qui améliore l'apparence et les propriétés des produits finis.
Grâce à ces avantages, le séchoir à cristaux infrarouges PET Granulation peut améliorer l'efficacité et la qualité de l'extrusion PET et peut répondre aux exigences des applications de qualité alimentaire.
Le processus de granulation PET par sécheur à cristaux infrarouges peut être divisé en trois étapes principales : l'alimentation, le séchage et la cristallisation, et l'extrusion.
Alimentation
La première étape de la granulation du PET par sécheur infrarouge à cristaux est l'alimentation. Les paillettes de PET, vierges ou recyclées, sont alors introduites dans le sécheur infrarouge par une vis d'alimentation ou une trémie. La teneur en humidité initiale des paillettes de PET peut atteindre 10 000 à 13 000 ppm, selon la source et les conditions de stockage. Le débit et la précision d'alimentation sont des facteurs importants qui influencent les performances de séchage et de cristallisation, ainsi que la qualité du produit.
Séchage et cristallisation
La deuxième étape de la granulation PET par sécheur à cristaux infrarouges est le séchage et la cristallisation. Lors de cette étape, les paillettes de PET sont exposées à une lumière infrarouge à l'intérieur d'un tambour rotatif, doté d'un canal spiralé et de pales. La lumière infrarouge est émise par un ensemble fixe d'émetteurs infrarouges, situés au centre du tambour. La lumière infrarouge a une longueur d'onde de 1 à 2 microns, adaptée au spectre d'absorption du PET et de l'eau, et peut pénétrer jusqu'à 5 mm dans les paillettes de PET. La lumière infrarouge chauffe les paillettes de PET de l'intérieur, provoquant l'évaporation des molécules d'eau, qui vibrent et se réorganisent en une structure cristalline. La vapeur d'eau est éliminée par un flux d'air ambiant qui traverse le tambour et évacue l'humidité. Le canal spiralé et les pales transportent les paillettes de PET le long de l'axe du tambour, assurant une exposition uniforme et homogène à la lumière infrarouge. Le processus de séchage et de cristallisation dure environ 20 minutes et permet d'obtenir une teneur en humidité finale inférieure à 50 ppm et une perte IV minimale de 0,05. Il augmente également la masse volumique apparente des paillettes de PET de 10 à 20 % et prévient le jaunissement et la dégradation du matériau.
Extrusion
La troisième et dernière étape de la granulation du PET par sécheur à cristaux infrarouges est l'extrusion. Les paillettes de PET séchées et cristallisées sont alors introduites dans l'extrudeuse, qui les fond, les homogénéise et les façonne en produits souhaités, tels que des granulés, des fibres, des films ou des bouteilles. L'extrudeuse peut être monovis ou bivis, selon les spécifications du produit et les additifs utilisés. Elle peut également être équipée d'un évent à vide permettant d'éliminer l'humidité résiduelle ou les substances volatiles de la masse fondue. Le processus d'extrusion dépend de la vitesse et de la configuration de la vis, de la température du fourreau, de la géométrie de la filière et de la rhéologie de la masse fondue. Il doit être optimisé pour obtenir une extrusion régulière et stable, sans défauts tels que fracture de la masse fondue, gonflement de la filière ou instabilité dimensionnelle. L'extrusion peut également être suivie d'un post-traitement, tel que le refroidissement, la découpe ou la collecte, selon le type de produit et l'équipement en aval.
Conclusion
La granulation du PET par séchage infrarouge à cristaux est une technologie innovante qui utilise la lumière infrarouge pour sécher et cristalliser les paillettes de PET en une seule étape, avant de les introduire dans l'extrudeuse pour un traitement ultérieur. Cette technologie permet d'améliorer l'efficacité et la qualité de l'extrusion du PET en réduisant le temps de séchage et de cristallisation, la consommation d'énergie, la teneur en humidité et la perte de viscosité intrinsèque, tout en augmentant la masse volumique apparente et la qualité du produit. Elle répond également aux exigences des applications alimentaires en préservant la viscosité intrinsèque et en prévenant le jaunissement et la dégradation du PET. Elle contribue à la durabilité et à l'économie circulaire du PET, en permettant son recyclage et sa réutilisation pour de nouveaux produits.
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Date de publication : 25 janvier 2024