Важность фильтров расплава пластика в секторе переработки

Фильтры расплава для переработки пластика служат основным оборудованием в производстве переработанных пластиков, функционируя для удаления примесей из расплавленного пластика и обеспечения качества и производительности переработанных материалов. Следующий анализ подробно описывает их значение в секторе переработки с точки зрения технических принципов, ценности применения и влияния на отрасль:

 I. Основные функции фильтров расплава: точное удаление примесей 

1. Объекты фильтрации и технические принципы 

• Типы примесей

• Физические примеси: пыль, металлический лом, песок, неизмельченные посторонние предметы (например, остатки этикеточной бумаги); 

• Химические примеси: продукты окислительной деградации, остаточные добавки (например, пластификаторы, антипирены) и смешанные расплавы различных пластиков (например, смесь полиэтилена и полипропилена).

• Принцип фильтрации: 

• Твердые частицы в расплаве задерживаются пористыми средами (например, металлическими сетками или спеченными фильтрующими элементами). Чистый расплав проталкивается разницей давления, а примеси задерживаются. Например, сито с ячейками 60 может фильтровать частицы размером более ~250 микрон, а сито с ячейками 100 может фильтровать частицы размером менее 150 микрон (большее число ячеек = более высокая точность фильтрации).

2. Прямое влияние на качество переработанных материалов 

• Улучшенные механические свойства: 

• Удаление примесей позволяет избежать "слабых мест" в переработанных материалах. Например, если в переработанном ПЭТ остаются металлические частицы, прочность волокна на разрыв снизится более чем на 30%;  

• Улучшенный внешний вид: 

• Прозрачность и однородность цвета переработанных материалов значительно улучшаются после фильтрации. Когда переработанный ПП используется для прозрачных контейнеров, требуются фильтры с высокой ячейкой (например, 120-ячейковые) для удаления примесей на уровне микронов;

• Стабильность плавления: 

• Примеси вызывают колебания вязкости расплава. После фильтрации диапазон колебаний давления во время экструзии может быть уменьшен с ±10% до ±3%, что повышает размерную точность изделий.

 II. Ключевые роли фильтров расплава во всем процессе переработки 

1. Защита оборудования, находящегося ниже по течению, и снижение затрат на техническое обслуживание

• Защита шнеков и форм экструдера:

• Если примеси не отфильтровываются, металлические частицы будут царапать резьбу винтов, сокращая срок их службы (обычный срок службы: 5-8 лет; износ примесями может сократить его до 2-3 лет). Если литники пресс-формы засорены примесями, требуются частые остановки для очистки, что влияет на эффективность производства (каждая остановка влечет за собой убытки примерно в размере 500-2000 долларов США). 

• Исследование случая: 

• Завод по переработке крошки ПЭТ-бутылок, на котором не использовался эффективный фильтр, заменил шнек экструдера 3 раза в течение шести месяцев, увеличив расходы на техническое обслуживание на 200 000 иен. После перехода на фильтр свечного типа срок службы шнека увеличился до 4 лет, что позволило сэкономить 150 000 иен в год. 

2. Расширение сфер применения переработанных материалов

• Пример:

• Переработанные пищевые ПЭТ-материалы должны проходить через фильтр расплава с числом ячеек более 200 в сочетании с адсорбцией активированным углем, чтобы соответствовать требованиям FDA (Управление по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США) по содержанию примесей и запаха для "hпластиков, контактирующих с пищевыми продуктами.

3. Повышение экономической ценности переработанных материалов

• Разница в цене:

• Цена нефильтрованных переработанных полипропиленовых материалов составляет около 4000 юаней/тонну, тогда как цена отфильтрованных материалов может достигать 6000–8000 юаней/тонну (в зависимости от точности); цена переработанных материалов, используемых в высокотехнологичных областях (например, в качестве компонентов медицинских приборов), может превышать 12000 юаней/тонну.

• Баланс затрат и выгод:

• Автоматический фильтр расплава с заменой экрана стоит около 50 000–200 000 юаней, но он может увеличить стоимость переработанных материалов на 20–50%, а инвестиции в оборудование обычно окупаются в течение 6–12 месяцев.

III. Технические преимущества и применимые сценарии различных типов фильтров расплава

1. Фильтры с сетчатыми пластинами (например, сетчатые пластины, используемые в серии TL650)

• Особенности: Простая конструкция, фильтрация достигается путем замены металлических ситовых пластин, а стоимость низкая;

• Применимые сценарии: (производительность 500–4000 кг/ч) и отходы с высоким содержанием примесей (например, сельскохозяйственные пленки и строительные отходы пластика);

• Преимущества: Отсутствие необходимости в регулярной ручной замене экрана (замена выполняется примерно раз в 20–30 дней), а наличие инструментов для разборки значительно снижает затраты и повышает эффективность для клиентов.

2. Фильтры-свечи

• Особенности: Используются пористые спеченные фильтрующие элементы (например, спеченный порошок нержавеющей стали) с большой площадью фильтрации и высокой точностью (до 10 микрон);

• Применимые сценарии: сценарии переработки отходов высокой степени чистоты, таких как щепа от ПЭТ-бутылок и медицинский пластик;

• Преимущества: Возможна обратная промывка в режиме реального времени, что сокращает время простоя и подходит для непрерывного производства.

3. Фильтры автоматической смены экрана

• Особенности: Замена ситовых пластин осуществляется гидравлическим приводом без отключения, а точность фильтрации регулируется от 10 до 100 мкм;

• Применимые сценарии: Крупномасштабное производство (производственная мощность > 1 тонна/ч), например, линии переработки и грануляции полиэтиленовой пленки;

IV. Тенденции в отрасли: технологическая модернизация фильтров как движущая сила инноваций в отрасли переработки отходов

1. Сочетание высокой точности и интеллекта

• Тенденции развития:

  Внедрить системы визуального мониторинга на основе искусственного интеллекта для определения содержания примесей в расплаве в режиме реального времени и автоматической регулировки давления фильтрации;

  Разработать технологию градиентной фильтрации, в которой первый слой предназначен для грубой фильтрации (40 меш) для удаления крупных частиц, а второй слой — для тонкой фильтрации (200 меш) для удаления примесей микронного уровня, что повышает эффективность.

  
  

2. Охрана окружающей среды и энергосберегающее проектирование

• Фильтры с низким энергопотреблением:

• Сочетание электронагрева с теплоизоляционными слоями позволяет снизить потери тепла в процессе плавления (традиционные фильтры потребляют около 0,3 кВт·ч/кг, а новые энергосберегающие типы позволяют снизить этот показатель до 0,15 кВт·ч/кг);

• Переработка отходов:

• Если в составе улавливаемых примесей содержатся перерабатываемые пластмассы, то степень переработки отходов может быть увеличена с 60% до более чем 90% за счет технологий дробления и вторичной фильтрации.

  
  

3. Международные стандарты, стимулирующие технологическую модернизацию

• Требования Новой пластиковой стратегии ЕС:

• К 2030 году вся пластиковая упаковка должна быть на 100% пригодной для вторичной переработки, а содержание примесей в переработанных материалах должно быть < 0,1%, что будет способствовать разработке фильтров расплава в направлении "высокой точности + автоматизации;

• Положения китайских "Стандартов по комплексной утилизации пластиковых отходов":

• При использовании переработанных ПЭТ-материалов для упаковки пищевых продуктов они должны проходить через фильтр с числом ячеек более 150 и предоставлять отчет об испытаниях третьей стороной.

V. Заключение: Фильтры расплава как "контролеры качества" цепочки перерабатывающей промышленности

В сфере переработки пластика фильтры расплава являются не только инструментами для удаления примесей, но и ключевыми узлами, соединяющими "waste" и "hhigh-value переработанные материалы"h. Их важность можно обобщить следующим образом:

• Технический аспект: Определить, могут ли переработанные материалы использоваться в высокотехнологичных областях применения (например, в производстве упаковки для пищевых продуктов и медицинских приборов);

• Экономический аспект: Разорвать порочный круг "hнизкого качества и низкой цены для предприятий по переработке за счет улучшения качества материалов;
  

• Экологический аспект: Помогите достичь "пластиковой экономики замкнутого цикла" и сократите некачественное использование или вторичное загрязнение переработанных материалов, вызванное примесями.

Поэтому выбор подходящего фильтра расплава (например, выбор номера ячейки ситовой пластины в соответствии с типом отходов и автоматической системы замены сит в соответствии с производственной мощностью) является одной из основных стратегий предприятий по переработке отходов, направленных на повышение их конкурентоспособности.