Machines de recyclage des films plastiques sont confrontés à un problème que les transformateurs de plastique rigide ne rencontrent jamais : les films souples ne s'introduisent pas correctement dans les extrudeuses standard. Si vous avez essayé de faire passer des sacs en PEBD, des films étirables en PEBDL ou des films agricoles dans un système conventionnel alimenté par trémie, vous avez probablement connu un rendement irrégulier, des arrêts de production et des opérateurs frustrés.
La solution n'est pas une trémie plus grande ou une vis de conception différente. Recyclage du plastique souple nécessite une densification avant l'extrusion, c'est pourquoi les recycleurs professionnels de films utilisent des systèmes intégrés de recyclage. compacteur granulateur qui résolvent le problème de l'alimentation à la source.
Pourquoi les films souples ne peuvent-ils pas être introduits dans les extrudeuses standard ?
Les extrudeuses standard ont été conçues pour les paillettes, le rebroyé et les granulés de plastique rigide, des matériaux dont la densité apparente est comprise entre 400 et 600 kg/m³. Les films plastiques souples ont une densité apparente de seulement 30 à 50 kg/m³, ce qui crée trois problèmes d'alimentation critiques.[1]
Ponts de trémie et interruptions de flux
Les films lâches créent des arcs ou des ponts à travers la gorge de la trémie, bloquant ainsi le flux de matériau. Lorsque le pont s'effondre, un afflux de matériau inonde la vis, suivi d'une famine lorsque le pont suivant se forme. Ce cycle rend impossible une fusion régulière.
Le phénomène se produit parce que le faible poids du film et la friction élevée de sa surface lui permettent de supporter son propre poids à travers des espaces ouverts. Les flocons rigides, plus denses et plus granuleux, s'écoulent par gravité sans former de pont.[2]
L'asphyxie des vis en raison d'une faible densité en vrac
Même lorsque le film entre dans la gorge d'alimentation, il ne se tasse pas dans les filets de la vis comme le fait un matériau rigide. Les filets de la vis tournent à travers le matériau sans le saisir et ne parviennent pas à générer la compression nécessaire pour pousser le matériau vers l'avant et créer une pression.
L'extrudeuse fonctionne alors partiellement à vide. Les opérateurs constatent un ampérage irrégulier du moteur, des températures de fusion fluctuantes et des taux de production bien inférieurs à la capacité nominale de la machine.
Problèmes de piégeage de l'air et de traitement
Le film s'enroule sur lui-même, emprisonnant des poches d'air qui se propagent jusqu'à la zone de fusion. Ces poches créent de la mousse, de la porosité dans les granulés et une dégradation oxydative due à l'air chauffé. Le système de dégazage sous vide, dimensionné pour un matériau normal, ne peut pas gérer le volume d'air piégé.
Comment les systèmes de compacteurs de coupe résolvent le problème de l'alimentation des films
A compacteur à couteaux machine à granuler résout ces problèmes en ajoutant une étape de densification avant l'extrudeuse. Le système se compose de deux éléments principaux : une chambre de coupe-compactage et une extrudeuse à vis unique.
Stade de densification
Le film entre dans une chambre chauffée contenant des lames rotatives et une vis de compression. Les lames coupent le film en petits morceaux tandis que la friction et la chaleur douce (80-120°C) ramollissent le matériau. Des vis de compression rotatives rassemblent le film ramolli, expulsant l'air et créant une masse dense et cohésive dont la densité en vrac est portée à 300-400 kg/m³.
Ce matériau densifié se comporte comme des flocons rigides. Il s'écoule régulièrement, se tasse dans les vis et se déplace de manière prévisible dans le système.
Alimentation contrôlée de l'extrudeuse
Le compacteur alimente en force la matière densifiée directement dans la gorge d'alimentation de l'extrudeuse, ce qui permet de maintenir une alimentation constante en matière, indépendamment de ce qui se passe en amont. Cela élimine les problèmes de pontage et d'inanition qui affectent les systèmes alimentés par trémie.
L'extrudeuse reçoit un flux régulier de matériau préchauffé, exempt d'air et d'une densité en vrac constante. Les opérateurs peuvent contrôler la production en ajustant la vitesse du compacteur, ce qui permet d'obtenir des taux de production stables heure après heure.
Amélioration des performances de dégazage
Comme le compacteur expulse la plus grande partie de l'air emprisonné avant l'extrusion, le système de dégazage sous vide fonctionne dans les limites de ses paramètres de conception. Cela permet d'obtenir des granulés plus propres avec moins de défauts et de traiter des films imprimés où les volatiles des encres doivent être éliminés.
Applications des matériaux pour les granulateurs compacteurs
Les systèmes de compactage excellent avec les matériaux qui posent des problèmes aux extrudeuses conventionnelles :
- Film LDPE et LLDPE : Emballage étirable, emballage de palettes, sacs pour produits, sacs pour achats au détail
- Film agricole : Couvertures de serres, films d'ensilage, films de paillage (après lavage)
- Déchets de films industriels : Garniture de bord d'extrusion de film, rebuts de production, extrémités de rouleaux
- Film HDPE : Sacs pour t-shirts, films d'emballage alimentaire
- Matériaux tissés en PP : Sacs de raphia, sacs de ciment, sacs jumbo (FIBC) après déchiquetage
Ces matériaux présentent des caractéristiques communes : faible densité apparente (inférieure à 100 kg/m³), grande souplesse et tendance à s'emboîter ou à s'enchevêtrer. Ils bénéficient tous d'un compactage avant l'extrusion.
Comparaison des performances : Systèmes standard et systèmes de compactage
Lors de la transformation de 200 kg/h de film étirable LDPE, une extrudeuse standard de 100 mm avec alimentation par trémie a du mal à maintenir la production. Les opérateurs signalent des ponts fréquents, des fluctuations de production de ±30% et des arrêts fréquents pour vider la trémie.
La même extrudeuse, associée à un compacteur de coupe, atteint sa capacité nominale de manière constante, avec une variation de production inférieure à ±5%. Le compacteur ajoute 37 à 45 kW à la puissance du moteur, mais élimine les pertes de production dues à une alimentation irrégulière. La plupart des opérations sont rentabilisées dans les 12 à 18 mois grâce à l'amélioration du rendement et à la réduction des temps d'arrêt.
La consommation d'énergie augmente d'environ 15% avec un système de compactage, mais cette augmentation est compensée par un débit plus élevé et une meilleure qualité de granulés, ce qui permet d'obtenir un prix plus élevé.[3]
Principales caractéristiques de conception à rechercher
Tous les systèmes de compactage n'offrent pas les mêmes performances. Lors de l'évaluation de l'équipement, vérifiez les spécifications suivantes :
Volume de la chambre du compacteur : Le temps de séjour doit être de 3 à 5 minutes à la capacité nominale. Les chambres sous-dimensionnées ne peuvent pas densifier correctement le matériau ; les chambres surdimensionnées entraînent une dégradation excessive du matériau.
Contrôle du chauffage : Des zones de température indépendantes évitent la surchauffe tout en garantissant un adoucissement adéquat. Il faut prévoir au minimum 2 à 3 zones contrôlables.
Configuration des lames : Les lames de coupe remplaçables réduisent les coûts de maintenance. La conception des lames influe sur la consommation d'énergie et la réduction de la taille des matériaux.
Interface d'alimentation : L'accouplement direct entre le compacteur et l'extrudeuse assure un transfert constant de la matière. Évitez les systèmes qui laissent tomber la matière entre les composants.
Un système de compactage est-il adapté à votre activité ?
Choisissez un granulateur compacteur si vous traitez principalement des films souples et des sacs. L'investissement se justifie lorsque les films représentent plus de 60% de votre matière première ou lorsque vous rencontrez des problèmes d'alimentation persistants avec votre système actuel.
Les opérations de traitement de matériaux mixtes - certains rigides, d'autres en film - bénéficient de la polyvalence d'un système de compactage. Le compacteur traite efficacement les films tout en traitant normalement les matériaux rigides, ce qui vous donne de la souplesse lorsque la composition de la charge d'alimentation change.
Les installations qui traitent exclusivement des plastiques rigides (paillettes de bouteilles, rebroyage de conteneurs, déchets de tuyaux) ont rarement besoin d'être compactées. Une extrudeuse standard dotée d'une trémie bien conçue permet de traiter ces applications de manière plus économique.
Rentabiliser le recyclage des films
Le recyclage des films peine à être compétitif sur le plan économique, car les coûts de transport et de traitement dépassent souvent la valeur des granulés. Les systèmes de compactage améliorent la situation économique en augmentant le débit, en réduisant la main-d'œuvre nécessaire pour résoudre les problèmes d'alimentation et en produisant des granulés de meilleure qualité qui se vendent à des prix plus élevés.
La série Rumtoo ML illustre cette approche en traitant de 150 à 1200 kg/h en fonction de la taille du modèle, avec compactage, dégazage et filtration intégrés dans un seul système. La conception répond à l'ensemble du défi que représente le recyclage des plastiques souples, et pas seulement l'extrusion.
Pour réussir le recyclage des films, il faut que l'équipement corresponde aux caractéristiques du matériau. Lorsque votre matière première est un film souple de faible densité, un granulateur compacteur transforme un processus difficile en une opération fiable et rentable.