Ekstruderi za izradu kompostabilne i biorazgradive plastike

U ovom postu na blogu, kao profesionalni proizvođač specijaliziran za istraživanje i razvoj i proizvodnju industrijskih ekstrudera, mi, Granuwel, provest ćemo vas kroz kompostabilne i biorazgradive plastične ekstrudere, kako rade i njihov praktični značaj za zaštitu okoliša.

Konvencionalnoj plastici potrebno je najmanje 200 godina da se potpuno prirodno razgradi, au nekim slučajevima može potrajati čak 500 do 1000 godina. Danas ostaje nevjerojatna količina plastike za razgradnju, koja je postala velika prijetnja okolišu. Proces razgradnje plastike koja se može kompostirati i biorazgradive može biti mnogo kraći, nekoliko mjeseci kada se za to steknu odgovarajući uvjeti. Nema sumnje da je pretvaranje konvencionalne plastike u plastiku koja se može kompostirati i biorazgradivu ekološki prihvatljivo i održivo rješenje.

Zatim dolazi pitanje: Kako napraviti kompostabilnu i biorazgradivu plastiku?

Kako napraviti kompostabilnu i biorazgradivu plastiku?

Prije nego što skočimo na ovu temu, idemo na brzinu razmotriti razliku između kompostabilne i biorazgradive plastike.

Razlika između plastike koja se može kompostirati i biorazgradive

Obično je sva plastika koja se može kompostirati biorazgradiva, ali nije sva plastika koja se može kompostirati.

Plastične vrećice koje se mogu kompostirati

Biorazgradivo plastično posuđe

Biorazgradivu plastiku mogu razgraditi mikroorganizmi u prirodnim uvjetima i na kraju pretvoriti u prirodne tvari kao što su ugljični dioksid, voda i organska gnojiva. Međutim, plastika koja se može kompostirati zahtijeva specifične uvjete okoline (kao što je dovoljno kisika, topla temperatura i vlažnost) kako bi se potpuno razgradila unutar određenog vremena i pretvorila u netoksične organske tvari. Osim toga, plastika koja se može kompostirati ne ostavlja štetne ostatke nakon razgradnje, dok se biorazgradiva plastika u nekim slučajevima može razgraditi u otrovne ostatke kao što je mikroplastika. Stoga se plastika koja se može kompostirati smatra ekološki prihvatljivijom opcijom jer ne šteti okolišu tijekom procesa razgradnje.

Proizvodni procesi kompostabilne i biorazgradive plastike

Procesi proizvodnje kompostabilne i biorazgradive plastike u osnovi su isti. Razlika je uglavnom u sirovinama i aditivima koje koriste.

Odabir materijala

Obično su potrebni ovi materijali: bazne smole, aditivi, pigmenti, punila, pomoćne tvari, kompatibilizatori i pospješivači razgradnje.

Evo nekih često korištenih materijala:

Bazne smole: PLA (polilaktična kiselina), PHA (polihidroksialkanoati), PCL (polikaprolakton), PBS (polibutilen sukcinat) i drugi polimeri na biološkoj bazi ili biokompatibilni.

Dodaci: Plastifikatori, antioksidansi, stabilizatori, maziva, itd. (obično se koriste za poboljšanje obrade i performansi konačnog proizvoda.)

Pigmenti: Uključite i organske i anorganske pigmente, kao što je TiO2 (titanov dioksid), čađu, itd. (koji se koriste za davanje željene boje i izgleda proizvodu.)

Punila: Obnovljiva ili biorazgradiva punila kao što su prirodna vlakna, škrob, lignin itd. (koriste se za poboljšanje fizičkih svojstava materijala ili smanjenje troškova.)

Pomoćna sredstva: Kao što su sredstva za umrežavanje, sredstva za ekspandiranje, antimikrobna sredstva itd. (koriste se za poboljšanje specifičnih funkcija ili performansi obrade materijala.)

Kompatibilizatori: Kada se miješaju različite vrste biorazgradivih smola, mogu biti potrebni kompatibilizatori za poboljšanje kompatibilnosti između komponenti, osiguravajući ujednačena svojstva materijala.

Promotori degradacije: U neke biorazgradive plastike mogu se uključiti posebni aditivi za ubrzavanje procesa razgradnje pod određenim uvjetima.

Korištenje dvopužnih ekstrudera za izradu kompostabilne i biorazgradive plastike

Dvostruki vijčani ekstruderi obično se koriste za izradu kompostabilne i biorazgradive plastike zbog svojih izvrsnih performansi u ravnomjernom topljenju i miješanju sirovina.

Dvostruki pužni ekstruderi za izradu kompostabilne i biorazgradive plastike >>

Taljenje materijala, miješanje i spajanje

Svi materijali će se poslati u cijev ekstrudera kroz lijevak. U bačvi se materijali sabijaju, režu rotacijom dvostrukih vijaka i konačno pretvaraju u željeni rastaljeni kompozit. Za postizanje različitih rezultata bit će odabrani različiti tipovi vijaka.

Različite vrste dvostrukih vijaka

U proizvodnji kompostabilne i biorazgradive plastike, svaki od različitih tipova vijaka ekstrudera ima svoje jedinstvene prednosti. Evo nekoliko primjera i kratkih objašnjenja

1. Ko-rotirajući dvopužni ekstruder

Ko-rotirajući ekstruder s dva puža, posebno dizajniran za bolje učinke miješanja i veću silu smicanja, obično se koristi za proizvodnju biorazgradive plastike, na primjer polilaktične kiseline (PLA).

2. Suprotno rotirajući dvopužni ekstruder

Suprotno rotirajući dvopužni ekstruder prikladan je za proizvodnju biorazgradivih plastičnih ploča, posebno onih materijala koji zahtijevaju visok pritisak taline i stabilnost temperature. Međutim, u primjenama gdje zahtjevi za učinkom miješanja nisu vrlo strogi i gdje je sadržaj punila minimalan, kontra-rotirajući ekstruder s dva puža može ponuditi stabilniji protok taline i ravnomjerne učinke miješanja.

3. Dvostruki pužni eksturder s međusobnim zahvatom

Intermeshing dvopužni ekstruder općenito se koristi u primjenama koje zahtijevaju veliku silu smicanja i učinke miješanja, kao što je proizvodnja neke biorazgradive plastike na biološkoj osnovi.

4. Dvostruki pužni eksturder bez ispreplitanja

Dvostruki vijčani eksturder bez ispreplitanja prikladan je za materijale koji ne zahtijevaju veliku posmičnu silu, ali trebaju stabilan transport i miješanje, kao i za materijale koji su osjetljiviji na temperaturu.

Istiskivanje

Rastaljena kompozitna talina se ekstrudira kroz glavu ekstrudera kako bi se formirao list ili granule.

Sustav podvodnog peletiranja plastike koji se može kompostirati i biorazgraditi

Zrakom hlađena transportna traka

Hlađenje i peletiranje

Ekstrudirani biorazgradivi materijal potrebno je ohladiti. Metoda hlađenja može biti hlađenje zrakom ili hlađenje vodom. Ohlađeni materijal obično je u obliku traka ili peleta. Zatim se materijal peletizatorom reže u pelete potrebne veličine za jednostavno skladištenje i daljnju obradu.

Granulacija razgradivog materijala

U normalnim okolnostima, kada je obujam proizvodnje nizak ili je sadržaj punila visok, za hlađenje niti se koristi hlađenje zrakom. To je zato što su potpuno biorazgradivi materijali hidrofilni, a korištenje vodenog hlađenja može dovesti do toga da granule sadrže previše vlage, što može utjecati na kvalitetu proizvoda. Naravno, za više razine automatizacije i veće količine proizvodnje, možemo koristiti podvodno peletiranje. Prednost podvodnog peletiranja je visok stupanj automatizacije, zahtijeva minimalan ručni rad i proizvodi estetski dopadljive i lijepe granule. Međutim, naknadno se mora uložiti oprema za sušenje velike snage kako bi se granule temeljito osušile, nakon čega slijedi vakuumsko pakiranje za pakiranje u vrećice.

Listovi za oblikovanje u jednom koraku

Za jednokratne biorazgradive proizvode kao što su kutije za obrok i šalice za vodu koji se koriste u ugostiteljstvu, Granuwel je razvio opremu za ekstruziju listova u jednom koraku. Ova oprema integrira izvrsne mogućnosti miješanja paralelnih ko-rotirajućih dvostrukih vijaka sa stabilnim pritiskom ekstruzije koji osigurava pumpa za taljenje, u kombinaciji sa specijaliziranom T-matricom prikladnom za biorazgradive materijale za izravno istiskivanje listova u jednom koraku. U usporedbi s tradicionalnim postupkom prve uporabe ravnih dvostrukih vijaka za spajanje i granuliranje, nakon čega slijedi topljenje i oblikovanje s jednim pužom za ekstrudiranje listova, prednosti ove opreme su:

1. Izbjegava se sekundarno taljenje koje se može dogoditi kada se materijali granuliraju i zatim ponovno tope, što može dovesti do degradacije performansi i rizika od pregrijavanja i raspadanja materijala.
   
2.  Smanjuje troškove ulaganja u opremu i smanjuje potrošnju energije tijekom rada.
   

Kompostirajuća i biorazgradiva proizvodna linija za ekstruziju plastičnih ploča

Linija za ekstruziju kompostabilne i biorazgradive plastične ploče

Razlike između ekstrudera za kompostiranje i ekstrudera za biorazgradivu plastiku

Kontrola temperature

• Ekstruderi za kompostiranje/biorazgradive plastike: zahtijevaju precizniju kontrolu temperature jer su ti materijali osjetljivi na toplinu; previsoke temperature mogu uzrokovati degradaciju materijala ili probleme s performansama.
  
• Konvencionalni industrijski ekstruderi plastike: Također je potrebna kontrola temperature, ali raspon je širi i manje osjetljiv u usporedbi s plastikom koja se može kompostirati/biorazgradivom.
  

Dizajn vijaka

• Ekstruderi za kompostiranje/biorazgradive plastike: Dizajn puža može zahtijevati posebnu pozornost zbog karakteristika topljenja i miješanja materijala. Određene vrste vijaka (kao što su odvajanje, rezanje, dijeljenje) mogu biti prikladnije za obradu ovih materijala.
  
• Konvencionalni industrijski ekstruderi plastike: iako su raznoliki u dizajnu puža, uglavnom su optimizirani za tradicionalnu plastiku.
  

Kompatibilnost materijala

• Ekstruderi kompostne/biorazgradive plastike: Moraju osigurati kompatibilnost s određenom kompostirajućom ili biorazgradivom plastikom koja se koristi kako bi se izbjeglo oštećenje opreme ili utjecaj na kvalitetu proizvoda.
  
• Konvencionalni industrijski ekstruderi plastike: Također uzmite u obzir kompatibilnost materijala, ali budući da rade sa širokim rasponom tradicionalne plastike, zahtjevi kompatibilnosti općenito su niži.
  

Koliko košta izrada biorazgradive plastike/kompostabilne plastike?

Trošak proizvodnje biorazgradive plastike varira ovisno o sirovinama, proizvodnoj opremi, procesu i veličini. Čimbenici poput aditiva, energije i lokacije također utječu na troškove.

Cijena dvopužnih ekstrudera？

Na primjer, razgradivi peletizator kapaciteta 200 kg mogao bi koštati oko $40,000 USD. Važno je napomenuti da su ove brojke približne i mogu varirati ovisno o specifičnim zahtjevima i tržišnim uvjetima.

Slobodno kontaktirajte Granuwel, ako namjeravate kupiti visoku kvalitetu ekstruderi za izradu kompostabilne i biorazgradive plastike.