سیلندر و مارپیچ ( سیلندر و ماردون ) زنده خور

هدف از فرايند گرانول سازی، توليد محصول نهايی با گرانول های هم اندازه و بهترين شكل است. در جهت فرایند گرانول سازی از پیچ­های زنده خور استفاده می­شود که دارای خواص مشخصی است در این فرایند حجم خوراک ورودی زیاد بوده در حالی که وزن خوراک دهی کم است. همه مواد اوليه كه در فرايندهای پلاستيك استفاده می شوند به ويژه آنهايی كه از رشته ها، قطعه های بزرگ و ساير اشكال نامنظم بريده می شوند، نمی توانند به عنوان گرانول استفاده شوند، در اين حالت به اين گونه مواد، مواد خرد شده گفته می شود. شكل، اندازه و همسانی گرانول ها معين كننده مقدار سختی فرايندهای بعدی است. گرانول های استوانه ای به طور عادی قطری حدود 2/5-4 mm و طولی حدود 3-5 mm دارند. گرانولهای عدسی شكل ضخامتی برابر 1/5-3 mm و قطری برابر 3-5  mm دارند. اثر چگالی توده، شكل و اندازه گرانول را روی خروجی نشان می دهد. در گرانول های عدسی شكل با وجود اينكه چگالی توده % 23 افزايش يافته، مقدار تغييرات خروجی فقط % 3/7 است. برای گرانول های استوانه ای تغيير چگالی توده حدود %5/5موجب افزايش خروجی به مقدار % 7/2میشود. اگر از مواد خرد شده استفاده شود، سرعت خروجی %25 كاهش می يابد و ضخامت فيلم هم ثابت نمی ماند. با بررسی اين نتايج آشكار می شود، تفاوت در چگالی توده تا بيش از %25 اثر زيادی بر سرعت ندارد. اغلب مواد بازيافتی با نسبتی ويژه از مواد نو فرايند می شوند. بايد درنظر داشت، اندازه و شكل های مختلف گرانول ها ممكن است، جدايی فيزيكی ميان آن ها ايجاد كند. در عمليات بازيافت بايد سعی شود، گرانول های عدسی شكل توليد شوند. زيرا اغلب مواد نو، گرانول بندی عدسی شكل دارند. مقايسه تجربه های مختلف با گرانول های گوناگون اين مسئله را تأييد می كند كه گرانول های يكسان دارای كمترين تمايل به جدايی فيزيكی هستند.

پیشنهاد میشود مقاله دستگاه بازیافت پلاستیک را هم مطالعه بفرمایید .

برای كاربردهای عملی، ضايعات مواد گرمانرم به بخشهای زير تقسيم میشود:

 وLDPE ،HDPE ،PS ،PP ،ABS ،SAN ،PVC ـ پلاستيك های عمومی

ـ پلاستيك های مهندسی PA ،PET ، PC و رزين های مشابه.

از منظر ديگر مواد به شكل زير تقسيم میشوند:

ـ ضايعات خط توليد (مصرف نشده) و

 ـ ضايعات مصرف شده. متأسفانه در اغلب موارد، ضايعات تفكيك شده نيستند.

مخلوط مواد گوناگون باعث بروز مشكلات زيادی در بازيافت و فرايندهای پس از آن میشود. سازگاری پلاستيك های گرمانرم مختلف را با يكديگر نشان میدهد.

فرايندهای بازيافت براساس كيفيت و نوع مواد ضايعاتی متفاوت هستند، اين فرايندها می تواند به شكل زير دسته بندی شود:
ـ فرايندهای استاندارد برای ضايعات خط توليد،
ـ فرايندهای شست وشو و بازيافت برای ضايعات آلوده،
ـ بازيافت و آميزه سازی به طور همزمان در يك فرايند برای افزودن پركننده و آلياژسازی،
ـ فرايندهای ويژه برای پلاستيك های مهندسی
ـ بازيافت مستقيم از ضايعات به محصول نهايی با افزودن مواد در صورت نياز

اين روش برای بازيافت فيلم های HDPE و LDPE و نوارها و پارچه های PP ورق های ضايعاتی ناشی از توليد ظروف يكبار مصرف PS و نيز لوله ها، پروفيل ها و قطعه ها تزريقی استفاده می شود. به طور معمول ضايعات از آلودگی ها و ساير ناخالصی ها تفكيك می شود. طرحواره نمونه ای از خط توليد را نشان می دهد. برای سرعت های كم يا متوسط، اغلب اكسترودرهای تك پيچی با L/D حدودا 30 استفاده می شود. پيچ دارای منطقه خوراك دهی شيپوری شكل بوده كه به يك پيچ كوتاه و پيچ دومرحله ای پشت سرهم مجهز است كه به طور ويژه برای اين كاربردها طراحی شده اند. ضايعاتی كه روی غلتك بسته شده اند، احتياجی به گرانول سازی اوليه ندارند و می توانند به طور مستقيم خوراك دهی شوند. كه به طور ويژه برای اين كاربردها طراحی شده اند.

محصول نهايی گرانول های عدسی شكل  یا استوانه ای است كه می تواند به تنهايی يا با مواد نو به محصول جديدی مانند فيلم، نوار و ورق تبديل شود. كيفيتی كه به دست می آيد، وابسته به تخريب ناشی از فرايند اوليه و نوع مواد است. تغييرات خواص پلاستيكهای پلی اولفينی نسبتا ناچيز است. كاهش وزن مولكولی ناشی از فراورش، به ويژه در فرايندهای چندگانه به كمك واكنش شبكه ای شدن جبران می شود، بنابراين، كيفيت اين گروه از مواد تقريبا ثابت می ماند. چنين روندی برای خواص شاخص مذاب و استحكام كششی برحسب تعداد دفعات بازيافت در زیر نشان داده شده است.

بسياری از سازندگان دستگاه های اكسترودر تغييرات زيادی در طراحی اوليه و پايه اين دستگاه ها انجام داده اند. اكسترودر تك پيچی استاندارد كه اصلاحاتی روی آن انجام شده است، برای عمليات بازيافت با موفقيت به كار گرفته می شود. برای مثال با استفاده از پيچی با قطر بزرگ در بخش خوراك دهی، اكسترودر برای فرايندكردن ضايعات سبك و حجيم بهينه شده است. يك سيلندر شياردار در ناحيه خوراك دهی نيز میتواند مفيد باشد.

اين نوع ويژه از اكسترودرهای تك پيچی به طور ويژه برای بازيافت فيلم، الياف، نوار و ساير تراشه های با چگالی كم استفاده می شوند. دو نوع طراحی متفاوت برای اين پيچ ها وجود دارد:

ـ بخش ذوب كردن استوانه ای و پيچ سنجش با بخش خوراك دهی شيپوری شكل

ـ پيچ با بخش خوراك دهی استوانه ای، بخش انتقال شيپوری شكل و بخش سنجش استوانه ای

به دليل اندازه بزرگ بخش خوراك دهی، با وجود اينكه مواد دارای چگالی توده بسيار كمی هستند، می توانند با اطمينان خوراك دهی شوند. در چگالی توده كمتر از 200 kg/m3 به انباشتگی مواد نياز است. در چگالی بيش از اين مقدار، خوراك دهی به كمك نيروی وزن مواد انجام می شود. با اين روش طراحی، موادی كه دارای جريان پذيری ضعيفی هستند، مانند PP، PA و الياف PET و نيز ضايعات نساجی، می توانند به طور رضايت بخشی خوراك دهی شوند. افزايش دمای بخش خوراك دهی برای اكثر مواد به جز PP دارای مزيت است. برای اين ماده خنك كردن و شياردار كردن سيلندر باعث بهبود خوراك دهی و انتقال مواد می شود.