Guida completa alle linee di lavaggio delle pellicole di plastica: dalla triturazione all'asciugatura

Le linee di lavaggio dei film plastici sono una componente fondamentale nel processo di riciclaggio della plastica. Sono costituite da una serie di apparecchiature progettate per pulire i film sporchi (come i film LDPE e i sacchetti tessuti) tramite attrito e azione ad alta velocità, trasformandoli in materie prime pulite adatte alla pellettizzazione. Questi granuli di film puliti possono quindi essere utilizzati come materie prime per la produzione di nuovi prodotti.

Una tipica linea di lavaggio di pellicole di plastica comprende principalmente le seguenti apparecchiature principali:

1. Trituratore o frantumatore
2. Rondella di frizione ad alta velocità
3. Serbatoio galleggiante
4. Macchina per disidratazione/sistema di essiccazione

I materiali vengono trasferiti tra le apparecchiature tramite trasportatori a coclea o trasporto pneumatico. Sebbene esistano vari tipi di apparecchiature di lavaggio, i principi di base sono simili. Per migliorare la qualità del prodotto, è possibile aggiungere apparecchiature ausiliarie come setacci a tamburo, setacci a vento e separatori a rimbalzo per rimuovere i contaminanti.

Pretrattamento: Triturazione e Frantumazione

Il primo passaggio nello stendibiancheria è quello di rompere la pellicola in piccoli pezzi, affrontando diversi problemi:

• Impedire che interi sacchetti di plastica si avvolgano attorno alle apparecchiature, compromettendo la produzione e la sicurezza
• Dispersione di pellicole aderenti (come pellicola trasparente e pellicola LLDPE)
• Facilitare il flusso di materiali tra le apparecchiature

Per questo processo di frantumazione vengono solitamente utilizzati macinatori a umido o trituratori industriali.

Trituratori

I trituratori sono attrezzature pesanti, a bassa velocità e ad alta coppia. Le lame di taglio sono montate su alberi a rotazione lenta, in grado di strappare materiali di grandi dimensioni in pezzi irregolari da 1 a 5 pollici. Il funzionamento a bassa velocità garantisce una generazione minima o nulla di polvere.

I trituratori possono essere classificati in base al numero di alberi: monoalbero, bialbero e quadrialbero. Oltre all'industria della plastica, i trituratori sono ampiamente utilizzati in:

• Riciclaggio della gomma
• Riciclaggio dei metalli
• Trattamento dei rifiuti elettronici
• Lavorazione del legno
• Distruzione di articoli sensibili (ad esempio, cibo scaduto, medicinali)
• Impianti di trattamento delle acque reflue e altre applicazioni governative
• Pretrattamento dei rifiuti solidi (ad esempio, cibo, pallet, fusti di plastica, mobili)

Nelle linee di lavaggio della plastica completamente automatizzate, i trituratori sono particolarmente utili. Possono elaborare intere balle di pellicola, il che è importante per i centri di riciclaggio che mirano a risparmiare spazio e ridurre i costi logistici. La dimensione delle balle di pellicola di plastica varia a seconda della macchina imballatrice e dell'operatore, in genere 3-5 piedi su ciascun lato, con un peso di 500-1.500 libbre.

frantoi

A differenza dei trituratori, i frantoi funzionano a velocità più elevate, in genere 200-800 giri/min. Le lame angolate per impieghi gravosi sono montate sull'albero. Quando i coltelli rotanti entrano in contatto con le lame fisse nella camera di frantumazione, il materiale viene tagliato in frammenti più piccoli. Uno schermo con aperture personalizzabili sul fondo o attorno all'albero assicura che il materiale passi solo quando raggiunge la dimensione desiderata.

Sebbene i frantoi possano produrre una produzione inferiore, il loro funzionamento ad alta velocità genera più rumore e polvere. I produttori di frantoi di alta qualità solitamente forniscono involucri insonorizzati e misure di riduzione della polvere, come schermi aggiuntivi, riduzione della velocità, trasporto pneumatico e frantumazione a umido.

Per il lavaggio di pellicole di plastica, di solito si consigliano smerigliatrici a umido. Spruzzano continuamente acqua nella camera di frantumazione durante il processo, non solo completando la frantumazione ma anche prelavando le pellicole sporche. L'acqua agisce anche come lubrificante, riducendo calore e usura, prolungando così la durata della lama.

Confronto tra trituratori e frantoi

La scelta dell'attrezzatura di frantumazione appropriata richiede di soppesare i pro e i contro. Alcune linee di lavaggio utilizzano addirittura entrambi i tipi di attrezzatura: uno shredder per il pretrattamento di grandi pezzi di pellicola fino alle dimensioni di un palmo, seguito da uno wet crusher per un'ulteriore scomposizione e prelavaggio.

Vantaggi e svantaggi del trituratore:

Vantaggi:

• Può elaborare intere balle di pellicola, riducendo il lavoro manuale
• Funzionamento a bassa velocità, meno rumore, meno polvere
• Adatto per l'elaborazione di pellicole di bassa qualità con elevato contenuto di contaminanti
• Alcuni modelli offrono la funzionalità di triturazione a umido

Svantaggi:

• I frammenti di output sono irregolari per dimensione e forma, relativamente grandi
• Manutenzione difficile, sostituzione della lama che richiede molto tempo

Vantaggi e svantaggi del frantoio:

Vantaggi:

• Produce frammenti più piccoli e uniformi
• Facile manutenzione, comoda sostituzione della lama

Svantaggi:

• Richiede la separazione manuale delle balle di pellicola prima dell'alimentazione
• Funzionamento ad alta velocità, rumoroso, polveroso
• Facilmente danneggiabile da oggetti duri, non adatto a materiali fortemente contaminati

Rondella di frizione ad alta velocità

Sebbene non essenziali, le lavatrici a frizione ad alta velocità sono molto utili nelle linee di lavaggio. Il loro nucleo è un lungo albero con lame rotanti ad alta velocità. Intorno all'albero c'è un canale di setaccio per la disidratazione. L'intero dispositivo è racchiuso in un alloggiamento rettangolare con tubi dell'acqua che spruzzano sul setaccio. L'attrezzatura è inclinata, con il materiale alimentato dall'estremità inferiore e il materiale pulito che esce dall'estremità superiore.

Le lavatrici ad attrito ad alta velocità sono solitamente posizionate dopo il frantoio a umido. La miscela di acqua sporca e contaminanti entra nella lavatrice, che ruota a oltre 1000 giri/min. Le lame rotanti colpiscono i frammenti di pellicola ad alta velocità, creando un attrito intenso. La forza centrifuga espelle i contaminanti attraverso lo schermo. La spruzzatura continua di acqua impedisce l'intasamento dello schermo e ripristina l'acqua nella lavatrice.

Per i materiali che contengono piccole quantità di contaminanti della carta, le lavatrici a frizione ad alta velocità sono particolarmente efficaci, poiché l'attrito intenso può scomporre la carta in polpa ed espellerla attraverso il setaccio.

L'angolo inclinato delle lame sposta il materiale verso l'alto, che alla fine esce dalla parte superiore in un serbatoio galleggiante o in un separatore liquido-solido più avanzato. Alcuni impianti di lavorazione possono scegliere di utilizzare serbatoi d'acqua lunghi o serbatoi galleggianti invece di lavatrici a frizione ad alta velocità per estendere il tempo di ammollo e ottenere una migliore separazione dei contaminanti.

Serbatoio galleggiante

I serbatoi galleggianti (noti anche come serbatoi affondanti-galleggianti) hanno due funzioni principali:

1. Pulizia: pellicole di ammollo per facilitare la separazione dei contaminanti
2. Separazione: utilizzo delle differenze di densità per far galleggiare pellicole leggere e far affondare le impurità pesanti

Un tipico serbatoio galleggiante è un grande serbatoio d'acqua rettangolare, largo circa 2-3 metri, lungo 4-6 metri e alto 2-3 metri. Quando la pellicola di plastica entra nel serbatoio, viene spostata in avanti da pale che ruotano lentamente o dal flusso d'acqua. A causa delle differenze di densità, la pellicola di plastica (densità <1 g/cm³) galleggia sulla superficie e si sposta in avanti, mentre le impurità più dense dell'acqua (come pietre, sabbia) affondano sul fondo.

Il fondo del serbatoio di separazione è conico e i rifiuti raccolti vengono rimossi tramite un nastro trasportatore controllato da valvole pneumatiche. Questi rifiuti, contenenti principalmente acqua, possono essere inceneriti o inviati a discariche specializzate.

Separatore a ciclone

Separatori a ciclone, comunemente utilizzati in Riciclaggio bottiglie PET, sono adatti anche per il lavaggio di pellicole di plastica. Funzionano in modo simile ai serbatoi galleggianti ma con una migliore efficienza di separazione, generando una forza centrifuga circa 20 volte quella della gravità terrestre. Nel processo di separazione a ciclone, la pressione dell'aria è molto più alta rispetto ai dispositivi di miscelazione dei serbatoi. La forza centrifuga generata dal ciclone fa sì che le pellicole leggere ruotino verso l'esterno e verso l'alto, mentre i materiali pesanti affondano.

Sistema di essiccazione

L'essiccazione è la fase finale nella linea di lavaggio della pellicola e un processo cruciale prima della pellettizzazione per estrusione. Un'essiccazione completa impedisce la formazione di sacche d'aria durante l'estrusione; il contenuto di umidità della pellicola deve essere controllato al di sotto di 15%. Due metodi di essiccazione comuni sono:

1. Macchina disidratatrice (centrifuga) + essiccazione ad aria calda:
   La macchina disidratatrice utilizza la forza centrifuga per rimuovere la maggior parte dell'umidità, riducendo il contenuto di umidità della pellicola a 20-30%. L'aria calda la asciuga ulteriormente a circa 15%.
2. Pressa a vite:
   Metodo economico che rimuove l'acqua mediante spremitura e torsione della pellicola.

Macchina disidratatrice/essiccatore ad aria calda

Le macchine disidratatrici sono simili nella struttura alle lavatrici a frizione ad alta velocità, con un albero lama centrale rotante ad alta velocità (circa 1000 giri/min) circondato da uno schermo. Quando entra il film umido, la forza centrifuga espelle l'acqua attraverso lo schermo.

L'essiccazione ad aria calda prevede la miscelazione del film disidratato con aria calda, la sua rotazione in un canale di trasporto e infine il suo passaggio attraverso un separatore a ciclone per far evaporare ulteriormente l'umidità residua. In genere, vengono utilizzate 1-3 fasi di essiccazione ad aria calda, a seconda delle esigenze.

Pressa a vite

Le presse a vite sono ampiamente utilizzate nella produzione alimentare, nella fabbricazione della carta, nel trattamento delle acque reflue e in altri settori. Disidratano efficacemente senza richiedere costose apparecchiature di essiccazione ad aria calda.

Il nucleo di una pressa a vite è un albero a spirale con diametro gradualmente crescente, circondato da un canale di drenaggio perforato. Quando il film umido entra, viene compresso mentre il diametro dell'albero a spirale aumenta, forzando l'acqua a uscire attraverso piccoli fori. Lo stretto spazio all'estremità dell'attrezzatura può ridurre il contenuto di umidità a circa 15%.

Personalizzazione di un Linea di lavaggio della pellicola

La configurazione specifica di una linea di lavaggio dipende dal tipo di pellicola da trattare e dal suo livello di contaminazione. Ad esempio, gli shredder sono più adatti degli crusher quando si tratta di materiali fortemente contaminati o di requisiti di volumi di produzione elevati.

Una tipica linea di lavaggio per film LDPE (98/2 o film di grado A) potrebbe includere: frantumatore a umido, lavatrice a frizione ad alta velocità, serbatoio galleggiante, macchina centrifuga per disidratazione e essiccatore ad aria calda. In alternativa, il serbatoio dell'acqua potrebbe essere esteso, eliminando la necessità di una lavatrice a frizione ad alta velocità. Alcune fabbriche utilizzano due lavatrici a frizione ad alta velocità, una prima e una dopo il serbatoio di lavaggio. Per ridurre l'usura del frantumatore, è possibile aggiungere uno shredder per il pretrattamento.

Più attrezzature si traducono in prodotti più puliti, ma aumentano anche i costi di investimento e operativi. Nelle aree con costi di manodopera più bassi, il lavoro manuale può sostituire alcune attrezzature, come l'uso del trasferimento manuale tra le attrezzature anziché dei nastri trasportatori.

Conclusione

Questo articolo presenta le attrezzature tipiche comunemente utilizzate nelle linee di lavaggio di pellicole di plastica. Non esiste uno standard fisso per i metodi di riciclaggio; la chiave è scegliere attentamente in base al tipo di pellicola e al livello di contaminazione. Date le significative differenze di prestazioni tra le attrezzature, è consigliabile visitare le fabbriche dei produttori prima di prendere decisioni.