Ces dernières années, des systèmes d'extrusion multivis ont fait leur apparition sur le marché, offrant une alternative aux extrudeuses monovis avec système de pré-séchage. (On parle alors d'extrudeuses multivis, notamment les extrudeuses bivis, les extrudeuses à rouleaux planétaires, etc.)
Nous pensons toutefois qu'un système de pré-séchage est indispensable, même avec une extrudeuse multivis. Pour les raisons suivantes :
1) Les extrudeuses multivis sont toutes équipées de systèmes de dégazage sous vide très complexes, installés sur l'extrudeuse pour éviter tout effet d'hydrolyse dû à l'absence de procédé de préséchage. Généralement, ce type d'extrudeuse présente les caractéristiques suivantes :
Les teneurs maximales en humidité autorisées pour les aliments ne doivent pas dépasser 3 000 ppm (0,3 %).
En réalité, les flocons en bouteille présentent des variations de pureté, de granulométrie, de distribution granulométrique et d'épaisseur, et surtout d'humidité. Les flocons post-consommation permettent de retenir jusqu'à environ 5 000 ppm d'humidité dans le produit et de stocker une quantité d'eau plusieurs fois supérieure à celle-ci à sa surface. Dans certains pays, l'humidité des aliments pour animaux peut atteindre 14 000 ppm, même conditionnés en Big Bag.
Le niveau absolu de teneur en eau et ses variations, inévitables, constituent le véritable défi de l'extrudeuse multivis et du concept de dégazage associé. Cela entraîne fréquemment des fluctuations de procédé, perceptibles par les pressions de sortie extrêmement variables de l'extrudeuse. Il est fort possible qu'une quantité importante d'humidité subsiste lors de la fusion de la résine dans l'extrudeuse, en raison du niveau d'humidité initial de la résine et de la quantité éliminée lors de la mise sous vide.
2) Le PET est très hygroscopique et absorbe l'humidité de l'air. De faibles quantités d'humidité hydrolysent le PET en phase fondue, réduisant ainsi son poids moléculaire. Le PET doit être sec juste avant sa transformation, tandis que le PET amorphe nécessite une cristallisation avant séchage afin que les particules ne se collent pas entre elles lors de la transition vitreuse.
L'hydrolyse peut se produire sous l'effet de l'humidité, ce qui se traduit souvent par une réduction de la viscosité intrinsèque (VI) du produit. Le PET est « semi-cristallin ». Lorsque la VI diminue, les bouteilles deviennent plus fragiles et ont tendance à se rompre au point d'injection lors du soufflage et du remplissage.
À l'état « cristallin », sa structure moléculaire présente des parties cristallines et amorphes. La partie cristalline se développe là où les molécules peuvent s'aligner selon une structure linéaire très compacte. Dans les régions non cristallines, les molécules sont disposées de manière plus aléatoire. En garantissant une cristallinité élevée avant le traitement, le produit obtenu sera plus uniforme et de meilleure qualité.
Les systèmes à tambour rotatif infrarouge IRD d'ODE exécutent ces sous-fonctions de manière nettement plus économe en énergie. Un rayonnement infrarouge à ondes courtes spécialement conçu stimule directement les fluctuations de chaleur moléculaire dans le matériau sec, sans recourir à l'étape intermédiaire, peu efficace, de l'air chaud. Ce mode de chauffage réduit les temps de chauffage et de séchage à seulement 8,5 à 20 minutes selon l'application, contre plusieurs heures pour les systèmes conventionnels à air chaud ou à air sec.
Le séchage infrarouge peut améliorer considérablement les performances d'une extrudeuse à double vis car il réduit la dégradation des valeurs IV et améliore considérablement la stabilité de l'ensemble du processus.
Date de publication : 24 février 2022