Negli ultimi anni, si sono affermati sul mercato sistemi di estrusione multivite come alternativa agli estrusori monovite con sistema di pre-essiccazione. (Qui chiamiamo sistemi di estrusione multivite anche estrusori bivite, estrusori a rulli planetari, ecc.)
Ma pensiamo che sia necessario avere un sistema di pre-essiccazione anche se si utilizza un estrusore multivite. Perché:
1) Estrusori multivite: tutti sono dotati di sistemi di degasaggio sotto vuoto molto complessi, installati sull'estrusore per impedire l'effetto idrolisi dovuto all'assenza di un processo di pre-essiccazione. Solitamente, questo tipo di estrusore presenta condizioni di utilizzo specifiche:
L'umidità massima consentita nell'alimentazione non deve essere superiore a 3000 ppm (0,3%)
Infatti, i fiocchi in bottiglia presentano variazioni in termini di purezza, granulometria, distribuzione granulometrica e spessore, e soprattutto in termini di umidità. I fiocchi post-consumo consentono di trattenere fino a circa 5.000 ppm di umidità nel prodotto e di immagazzinare sulla sua superficie una quantità d'acqua molto superiore. In alcuni paesi, l'umidità del prodotto può raggiungere i 14.000 ppm, anche se confezionato in Big Bag.
Sia il livello assoluto del contenuto d'acqua che le sue inevitabili variazioni rappresentano la vera sfida per l'estrusore multivite e il relativo sistema di degasaggio. Ciò comporta spesso fluttuazioni di processo, rilevabili dalle pressioni di uscita estremamente variabili dell'estrusore. È molto probabile che una quantità significativa di umidità rimanga ancora durante il raggiungimento della fase di fusione nell'estrusore, a causa del livello di umidità iniziale nella resina e della quantità rimossa durante il vuoto.
2) Il PET è altamente igroscopico e assorbe l'umidità dall'atmosfera. Piccole quantità di umidità idrolizzano il PET nella fase di fusione, riducendone il peso molecolare. Il PET deve essere essiccato appena prima della lavorazione, mentre il PET amorfo richiede la cristallizzazione prima dell'essiccazione, in modo che le particelle non si attacchino durante la transizione vetrosa.
L'idrolisi può verificarsi a causa dell'umidità e questo può spesso essere visto come una riduzione della viscosità intrinseca (IV) del prodotto. Il PET è "semicristallino". Quando la IV si riduce, le bottiglie sono più fragili e tendono a rompersi al "gate" (punto di iniezione) durante il soffiaggio e il riempimento.
Nel suo stato "cristallino", la sua struttura molecolare presenta sia porzioni cristalline che amorfe. La porzione cristallina si sviluppa dove le molecole possono allinearsi in una struttura lineare molto compatta. Nelle regioni non cristalline, le molecole presentano una disposizione più casuale. Assicurando un'elevata cristallinità prima della lavorazione, si otterrà un prodotto più uniforme e di qualità superiore.
I sistemi a tamburo rotante a infrarossi IRD di ODE hanno svolto queste sottofunzioni in modo notevolmente più efficiente dal punto di vista energetico. La radiazione infrarossa a onde corte appositamente progettata stimola direttamente la fluttuazione del calore molecolare nel materiale secco, senza ricorrere al passaggio intermedio piuttosto inefficiente dell'utilizzo di aria calda. Questo metodo di riscaldamento riduce i tempi di riscaldamento e asciugatura a soli 8,5-20 minuti, a seconda dell'applicazione specifica, mentre per i sistemi convenzionali ad aria calda o ad aria secca sono necessarie diverse ore.
L'essiccazione a infrarossi può migliorare significativamente le prestazioni di un estrusore bivite perché riduce la degradazione dei valori IV e migliora significativamente la stabilità dell'intero processo.
Data di pubblicazione: 24-02-2022