플라스틱 재활용 산업, 특히 폴리에틸렌(PE) 필름 재활용 산업은 환경 규제 강화와 재활용 소재 수요 증가에 힘입어 상당한 성장을 경험하고 있습니다. PE 필름 세척 공정의 핵심 단계는 탈수입니다. 탈수 공정은 세척 및 파쇄된 필름 플레이크에서 물을 효율적으로 제거하는 과정입니다. 탈수 기술의 선택은 운영 비용, 제품 품질(특히 최종 수분 함량), 그리고 재활용 시설의 전반적인 투자 수익률(ROI)에 큰 영향을 미칩니다.
1. 원심 탈수: 고속 회전 사이클
기구: "스핀 드라이어" 또는 "수직 탈수기"라고도 불리는 원심 탈수기는 고속 회전을 통해 원심력을 발생시킵니다. 이 힘은 물과 PE 필름 플레이크를 분리하여, 필름 플레이크는 내부에 남아 있는 채 물이 천공된 스크린 바스켓을 통과하도록 합니다.
장점:
- 높은 처리량: 대량의 재료를 빠르게 처리할 수 있습니다.
- 상대적으로 낮은 에너지 소비(제거된 물의 단위당): 열 건조에 비해 원심력은 에너지 효율적입니다.
- 컴팩트한 설치 공간: 다른 방법, 특히 파이프 온풍 시스템에 비해 바닥 공간이 적게 필요합니다.
- 일관된 성능: 비교적 일관된 수분 감소 효과를 제공하며, 일반적으로 5-10%의 수분 수준을 달성합니다(필름 유형 및 작동 매개변수에 따라 다름).
- 압착 방식보다 초기 투자 비용이 낮습니다.
단점:
- 제한된 수분 감소: 일부 후속 압출 공정에 필요한 매우 낮은 수분 함량(2% 미만)을 달성할 수 없습니다. 2차 건조 단계가 필요한 경우가 많습니다.
- 기계적 마모 및 파손: 고속 회전으로 인해 베어링, 스크린 및 기타 구성품이 마모되어 정기적인 유지 관리가 필요합니다.
- 소음 공해: 작동 중에는 꽤 시끄러울 수 있습니다.
- 필름 손상 가능성: 매우 얇거나 섬세한 필름은 고속 회전으로 인해 손상될 수 있습니다.
- 불순물에 민감함: 단단한 오염 물질(금속 조각 등)은 스크린과 로터를 손상시킬 수 있습니다.
가장 적합한 대상:
- 2차 건조 단계가 이미 계획된 대량 세척 라인입니다.
- 수분 함량이 5-10%까지 허용되는 적용 분야.
- 처리량과 공간 효율성을 우선시하는 시설.
2. 압착 탈수: 파워풀 프레스
기구: 압착 탈수는 종종 "스크류 프레스" 또는 "압착 건조기"를 사용하여 기계적 압력을 가해 PE 필름에서 물을 밀어내는 방식입니다. 필름 플레이크는 다공성 하우징 내부의 스크류 컨베이어로 공급됩니다. 스크류가 회전하면서 필름을 압축하여 구멍을 통해 물을 짜냅니다.
장점:
- 수분 함량 낮음: 원심 탈수보다 낮은 수분 수준을 달성할 수 있으며, 일반적으로 2-5%에 도달합니다(필름 유형 및 스크류 설계에 따라 다름).
- 에너지 소비 감소(열풍 건조와 비교): 주로 기계적 에너지를 사용하는데, 이는 일반적으로 열을 이용한 건조보다 효율적입니다.
- 연속 작업: 연속적이고 대량의 처리를 위해 설계되었습니다.
- 오염된 물질에 적합하며 금속은 일반적으로 작동에 영향을 미치지 않습니다.
단점:
- 더 높은 자본 비용: 압착 건조기는 일반적으로 원심 탈수기보다 비쌉니다.
- 더 높은 유지 관리: 나사 프레스 메커니즘은 마모되고 파손되기 쉽기 때문에 정기적인 유지관리와 잠재적인 부품 교체가 필요합니다.
- 막힘 가능성: 투입된 재료가 제대로 분쇄되지 않았거나 크고 딱딱한 오염 물질이 포함되어 있는 경우 막힘이 발생할 수 있습니다.
- 원심분리기보다 전력 소모가 더 높음
가장 적합한 대상:
- 수분 함량이 낮은 세탁 라인(2-5%)
- 비교적 깨끗하고 크기가 일정한 필름 플레이크를 처리하는 시설입니다.
- 탈수 성능이 향상되어 약간 더 높은 자본 투자가 정당화되는 작업입니다.
3. 파이프 열풍 건조: 열 접근 방식
기구: 파이프 열풍 건조 시스템은 파이프 네트워크를 통해 순환되는 가열된 공기를 사용하여 PE 필름 플레이크에 남아 있는 수분을 증발시킵니다. 플레이크는 종종 송풍기의 도움을 받아 파이프를 통해 이동하며, 열풍은 수분을 제거합니다.
장점:
- 최저 수분 함량: 종종 고품질 제품을 직접 압출하는 데 필요한 가장 낮은 수분 함량(1% 이하)을 달성할 수 있습니다.
- 오염 물질에 효과적입니다: 물과 함께 일부 휘발성 오염물질을 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다.
단점:
- 가장 높은 에너지 소비량: 공기를 가열하는 데 상당한 에너지가 필요하므로 가장 에너지 집약적인 탈수 방식입니다. 이로 인해 운영 비용이 크게 증가합니다.
- 넓은 면적: 파이프 네트워크와 난방 시스템에 상당한 공간이 필요합니다.
- 필름 저하 가능성: 과도한 열은 PE 필름을 분해하여 품질을 저하시키고 변색이나 냄새를 유발할 수 있습니다.
- 화재 위험: 먼지나 작은 필름 조각이 발화할 수 있습니다.
- 건조 시스템에서 가장 긴 체류 시간.
가장 적합한 대상:
- 수분 함량이 매우 낮아야 하는(1% 이하) 적용 분야.
- 에너지 비용이 주요 관심사가 아닌 시설이나 폐열 회수 시스템을 구현하여 효율성을 개선할 수 있는 시설입니다.
- 일반적으로 기계적 건조 단계 이후의 마지막 단계로 사용됩니다.
의사결정 매트릭스: 투자자를 위한 주요 고려 사항
| 특징 | 원심 탈수 | 압착 탈수 | 파이프 열풍 건조 |
| 자본 비용 | 낮음-중간 | 중간-높음 | 중간 |
| 운영 비용 | 낮은 | 중간 | 높은 |
| 수분 함량 | 5-10% | 2-5% | <1% |
| 처리량 | 높은 | 높은 | 중간-높음 |
| 발자국 | 작은 | 중간 | 크기가 큰 |
| 유지 | 중간 | 높은 | 낮음-중간 |
| 에너지원 | 전기 | 전기 | 전기/가스 |
| 필름 손상 위험 | 중간 | 낮은 | 중간(과열) |
| 불순물 내성 | 낮은 | 높은 | 높은 |
결론: 탈수 공정 최적화
PE 필름 세척 라인에 대한 최적의 탈수 솔루션은 작업의 특정 요구 사항에 따라 크게 달라집니다. 결합된 접근 방식 가장 효과적이고 경제적입니다. 예를 들어, 원심 탈수기를 1차 단계로 사용하고, 이어서 압착 건조기나 짧은 파이프를 이용한 열풍 건조 구간을 사용하면 에너지 소비를 최소화하면서 수분 함량을 낮출 수 있습니다.
투자자를 위해가장 중요한 것은 예상 처리량, 목표 최종 수분 함량, 에너지 비용 및 유지보수 요건을 신중하게 분석하는 것입니다. 자본 비용과 운영 비용을 모두 고려한 철저한 비용 편익 분석은 ROI 극대화에 필수적입니다. 잘 설계되고 통합된 탈수 시스템에 투자하는 것은 전체 PE 필름 재활용 작업의 장기적인 효율성과 수익성에 대한 투자입니다. 최종 결정을 내리기 전에 경험이 풍부한 장비 공급업체와 상담하고 파일럿 테스트를 실시하는 것이 좋습니다.
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