Choisir le bon système de granulation : granulateur à brins ou granulateur sous-marin

Dans la fabrication de plastique, le choix d'un système de granulation optimal est peut-être l'une des décisions les plus cruciales concernant la qualité du produit et la capacité de production. Il convient également de noter qu'il existe deux approches de base pour la granulation des plastiques : le système de granulation par brins et le système de granulation sous l'eau. Mais comment déterminer lequel est le plus adapté à votre situation ? Ce guide complet examinera les caractéristiques des deux systèmes, y compris leurs avantages, leur caractère économique et les types de plastiques les plus appropriés pour chaque système. Nous soulignerons également les critères essentiels à prendre en compte lors de la sélection d'un système de granulation et aborderons d'autres méthodologies telles que la granulation en face de la matrice. Que vous soyez un expert de longue date dans le domaine ou que vous commenciez tout juste à vous familiariser avec la granulation, cet article est destiné à vous aider à comprendre les principes fondamentaux, vous permettant de faire les bons choix et d'augmenter l'efficacité de la production de granulés de plastique. Alors, commençons ce voyage informatif et passons en revue les informations, vous permettant de rationaliser vos opérations avec le meilleur système de granulation disponible.

Qu'est-ce qu'un système de granulation sous-marine ?

Le système de granulation sous-marine est un équipement spécialisé utilisé dans l'industrie du plastique pour produire des granulés de plastique uniformes. Après l'extrusion à travers une filière, le plastique fondu est forcé dans une chambre remplie d'eau et coupé en granulés par une lame de coupe rotative. Le plastique est refroidi par l'eau afin de pouvoir être transformé en granulés. Un système de granulation sous-marine présente de nombreux avantages, tels qu'une bonne qualité des granulés, une faible émission de poussière et une applicabilité à de nombreuses qualités de matières plastiques. Ces systèmes sont largement utilisés dans les industries de production, de composition et de recyclage de polymères.

Comprendre les pelletiseurs sous-marins

Le terme « extrusion immergée » fait référence à un processus de granulation sous-marine utilisé pour produire des granulés de plastique avec diverses applications. Les granulateurs sous-marins sont des machines automatiques avancées largement utilisées dans la fabrication, le compoundage et le recyclage des polymères (y compris le caoutchouc), et elles coupent le plastique en forme de granulés en utilisant une paire de lames rotatives montées horizontalement placées dans une chambre remplie d'eau. Après immersion, la section sous-marine se solidifie en raison de l'absorption d'humidité, améliorant la précision des processus de formage. À l'aide de granulateurs sous-marins, des granulés de haute qualité avec peu ou pas de poussière et une large gamme d'applications sont obtenus. Ils sont presque incapables de tomber en panne et sont très efficaces pour fabriquer des granulés de différents types pour de multiples utilisations.

Composants clés de la pelletisation sous-marine

Les principes du système de granulation sous-marine, dont la fonctionnalité est renforcée par de nombreux composants, comprennent les éléments suivants :

1. Lame rotative : La lame rotative, un élément important et fonctionnel de l'outil de découpe/granulation sous-marine, est immergée dans une chambre remplie d'eau et tourne dans un plan perpendiculaire au pouce avec une taupe. Cette force est si forte que les pièces produites sont de taille plus ou moins égale.
2. Bain-marie : Ce bain-marie remplit plusieurs fonctions. Tout d'abord, il refroidit rapidement les granulés fondus, les transforme en morceaux et, deuxièmement, il contribue à la séparation des granulés de l'excès de fines particules résultant de la poussière et de l'émulsion.
3. Plaque de matrice de granulation : La plaque de matrice seule pousse les matières plastiques fondues à granuler. Une combinaison d'une pluralité de trous et d'une lame rotative, qui est un dispositif de composant, aide le processus de granulation en extrudant d'abord les brins de plastique fondu à travers les trous, puis en coupant les brins en filaments forcés.
4. Sécheur de granulés : Lorsque les granulés sont formés, il est nécessaire de les obtenir.
5. Classeur de granulés : la machine de découpe combine l'arbre rotatif et les matrices, réduisant ainsi la qualité des granulés. Par conséquent, le classeur de granulés est chargé de gérer la situation dans un environnement de travail (presque) sans poussière, ce qui contribue à maintenir la qualité du processus de granulation à la fin.

Le mélange de ces éléments essentiels dans les systèmes de granulation sous-marine facilite la production de granulés de qualité avec une échelle précise et des caractéristiques stables. Cette technologie apporte de nombreux avantages, de sorte que la création de granulés à partir de divers matériaux plastiques est devenue l'une des méthodes préférées dans de nombreuses industries.

Avantages des systèmes de granulation sous-marine

Les systèmes de granulation sous-marine présentent de nombreux avantages, c'est pourquoi ils constituent l'une des options privilégiées pour la granulation des polymères dans plusieurs industries. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des avantages substantiels :

1. Granulés de haute qualité : le système de granulation sous-marine fournit des granulés de haute qualité dans la géométrie requise et selon des spécifications bien définies. Il élimine littéralement tout risque de dégradation des structures des granulés par des particules fines ou de poussière.
2. Minimisation de la contamination : les systèmes sous-marins contrôlent la contamination car il n’est pas nécessaire d’exposer les granulés à l’air pendant leur formation.
3. Efficacité améliorée : Étant donné que les systèmes de granulation sous-marine fonctionnent sans interruption, ils génèrent des rendements plus élevés et augmentent l'efficacité de l'ensemble de l'opération de granulation.
4. La polyvalence est essentielle pour choisir un système de granulation de brins sous-marins capable de traiter divers matériaux et formes de granulés. Ces systèmes sont adaptés à un grand nombre de matériaux polymériques, comme les élastomères thermoplastiques et même les polymères thermosensibles, et peuvent avoir plusieurs applications dans les processus de granulation.
5. Temps d'arrêt réduits : la conception du système de granulation sous-marine permet des temps d'arrêt courts lors des changements de lames et fournit des services de maintenance rapides pour des processus de production efficaces.
6. Efficacité énergétique : ces systèmes ont tendance à fonctionner avec une consommation d'énergie inférieure à celle des autres formes de pelletisation. Par conséquent, la richesse est gagnée et la pollution est évitée.
7. Contrôle du processus : Les systèmes de granulation sous-marine offrent la possibilité d'un contrôle constant de la taille, de la forme et des propriétés des granulés, qui peuvent être conformes aux spécifications des utilisateurs.
8. Automatisation et intégration : L’automatisation et l’intégration de ces systèmes dans les lignes de production sont faciles, ce qui augmente l’efficacité des processus de fabrication.

Grâce à ces nombreux avantages, les systèmes de granulation sous-marine offrent des alternatives fiables et rentables pour la fabrication de granulés de qualité dans différentes industries de traitement des plastiques.

Comment fonctionne un système de granulation de brins ?

Introduction aux pelletiseurs à brins

Les granulateurs à brins sont des outils importants dans les secteurs de la transformation du plastique qui convertissent les brins de plastique fondu en une masse uniforme de granulés de plastique. Ces machines hautes performances offrent une coupe précise et un service fiable qui aident à créer des granulés de meilleure qualité pour diverses utilisations, en particulier lorsqu'elles sont combinées avec un sécheur centrifuge. Associées aux avancées technologiques et à une structure robuste, les granulateurs à brins permettent aux fabricants de fabriquer des granulés de taille et de forme uniformes, améliorant ainsi l'efficacité globale de la production.

Les systèmes de granulation à brins sont composés de plusieurs pièces qui fonctionnent ensemble et améliorent leur efficacité. Les fabricants doivent donc être bien informés sur les fonctions et les avantages de ces pièces pour faire de bons choix lorsqu'ils commandent et utilisent des granulateurs à brins. De plus, la comparaison des granulateurs à brins avec d'autres types de systèmes de granulation comme les systèmes de granulation sous-marine permet de comprendre les avantages et la valeur de chaque type en fonction d'une application particulière et du coût disponible.

Dans les sections suivantes, nous examinerons les éléments spécifiques d'un système de granulation de brins, expliquerons les avantages des granulateurs de brins, comparerons les granulateurs de brins et les granulateurs sous-marins, soulignerons plusieurs facteurs à prendre en compte dans la sélection d'un système de granulation approprié et expliquerons les considérations relatives à la conception des filières. Dans cette perspective générale, nous espérons aider les fabricants à mieux comprendre et à mieux comprendre les processus de granulation et à réussir dans la production de plastique.

Composants d'un système de granulation de brins

Gardez à l'esprit que l'optimisation de vos processus de granulation dans la production de plastique est primordiale. Lorsqu'il s'agit de systèmes de granulation de brins, plusieurs composants clés jouent un rôle crucial pour assurer une production de granulés efficace et efficiente. La tête de filière, le coupeur et les systèmes de gestion de l'eau de traitement sont les principaux composants d'un système de granulation de brins.

1. Extrudeuse : Le rôle de l'extrudeuse dans la granulation est de faire fondre et de façonner une matière plastique en brins adaptés à la granulation. Cette machine est équipée d'une vis pour aider à la fusion du plastique et à le pousser vers la filière.
2. Plaque de matrice : La plaque de matrice est une unité critique définissant la taille et la forme des granulés produits, ce qui est l'objectif de la granulation. Elle comporte plusieurs orifices dans lesquels le plastique fondu est extrudé pour donner la forme des brins.
3. Système de refroidissement : Une fois formés, les brins nécessitent un traitement qui leur permettra de refroidir et de durcir instantanément. Un système de refroidissement, généralement composé de bains d'eau ou de refroidissement à l'air, est utilisé pour refroidir rapidement les brins afin de favoriser la solidification.
4. Granulateur à brins : Le brin refroidi et solide est coupé en granulés de la taille requise par le granulateur à brins, qui est la dernière et la plus importante partie du système. Des lames ou des couteaux sont utilisés pour obtenir une grande précision et une uniformité de la taille des granulés sur toute leur largeur.

Tous ces composants sont également importants pour augmenter les performances et la productivité du système de granulation de brins. En comprenant leurs fonctionnalités et leur importance, il est possible de faire des choix appropriés et d'optimiser les processus de granulation.

Avantages de l'utilisation de la granulation par brins

Le procédé de granulation de brins présente plusieurs avantages dans le domaine de la granulation de plastique. Dans ce cas, les fabricants peuvent développer des formulations de granulés efficaces et produire les granulés avec une grande précision. Examinons certains des avantages de la granulation de brins.

1. Meilleure qualité et performance : pour que les granulés soient efficaces, ils doivent être de la même taille et de la même forme, ce que garantit la granulation en brins. La granulation en brins utilise des lames ou des couteaux rotatifs qui peuvent couper avec précision pour maintenir la longueur et la forme souhaitées d'un granulé.
2. Production à grande échelle : cette méthode permet un niveau de production très élevé, ce qui indique qu'elle peut être utilisée dans les industries de production à grande échelle. Elle est également idéale car elle dispose d'un processus continu, réduisant ainsi le temps d'inactivité entre les productions, rendant le processus efficace et réduisant le coût de production.
3. Application dans une gamme de matières plastiques : Les thermoplastiques, les plastiques thermodurcissables et les élastomères sont des brins avec lesquels la granulation de brins peut fonctionner efficacement. Cette polyvalence en fait un choix privilégié pour diverses industries, s'adaptant à différentes propriétés de matériaux et exigences de traitement.
4. Possibilité de fabriquer des granulés de différents modèles : les paramètres pouvant être modifiés sont la longueur, le temps et l'angle des lames pendant la granulation des brins. Ces paramètres peuvent être modifiés pour obtenir les granulés souhaités, ce qui permet d'obtenir des granulés avec différents motifs et profils de surface qui ont des applications dans différents domaines.
5. S'adapter aux changements : les systèmes de granulation de brins peuvent être facilement ajoutés aux lignes de production existantes. Ils peuvent être facilement intégrés aux processus d'extrusion et permettent aux systèmes d'extrusion de fonctionner en continu sans nécessiter de réglages majeurs.

De même, en utilisant les avantages associés à la granulation de brins, les producteurs peuvent améliorer les processus de production de granulés de plastique en vrac à grande vitesse et à moindre coût.

Comparaison des pelletiseurs sous-marins avec les pelletiseurs à brins

Efficacité du processus de granulation

L'efficacité et l'efficience des opérations de granulation dépendent en grande partie de la productivité globale et des implications en termes de coûts. L'analyse comparative entre les granulateurs sous-marins et à brins prend également en compte une multitude d'aspects.

En termes de rentabilité, les systèmes de granulation de brins sont plus efficaces. Des taux de production élevés sont visés sans compromettre la qualité car ils utilisent la découpe de brins, qui se fait en mode continu. De plus, il n'est pas nécessaire de suspendre la production pour passer d'une procédure à l'autre ; les processus n'ont pas besoin d'être arrêtés, ce qui minimise les temps d'arrêt. De plus, les installations de granulation de brins sont assez flexibles car elles peuvent fabriquer divers matériaux plastiques tout en produisant des granulés ronds de bonne qualité.

En revanche, les granulateurs sous-marins alimentent un processus par lots qui comprend trois phases. Au cours de ces phases, le polymère fondu est immergé dans une chambre remplie d'eau pour être découpé en granulés. Bien que les granulateurs sous-marins améliorent le refroidissement et la qualité des granulés, le fonctionnement par lots signifie que la production de granulés est intermittente et que l'approvisionnement peut donc être limité pendant une certaine période spécifiée.

La compréhension des exigences fondamentales, telles que la capacité de fabrication, les matériaux à utiliser et l'efficacité de l'ensemble du processus, est l'élément principal pour déterminer le système de granulation le plus approprié à vos besoins. En examinant attentivement chaque facteur, les fabricants peuvent maximiser le processus de granulation valeur en l'optimisant en fonction de la cible privilégiée.

Conséquences financières de chaque système de granulation

Une fois que vous avez sélectionné un type de système de granulation adapté à vos besoins de production, il est utile d'analyser les coûts associés à chacun d'eux. La structure des coûts comprendrait le coût d'achat initial de chaque équipement de granulation ainsi que le coût opérationnel de fonctionnement de cet équipement et peut être influencée par des facteurs tels que le débit, par exemple, la capacité du système, les matériaux utilisés dans le système et l'efficacité du processus ; d'autres aspects incluent la durée de vie prévue de l'équipement.

• Système de granulation à brins : les systèmes de granulation à brins ont tendance à nécessiter moins d'investissements en capital que les systèmes de granulation sous-marins ou à anneau d'eau. Ils comportent naturellement moins de pièces et de composants et nécessitent donc moins d'efforts d'ingénierie. Cependant, il pourrait y avoir certains inconvénients concernant la production intermittente soutenue en termes de perte de productivité, en particulier la récupération de l'eau de traitement.
• Système de granulation sous-marine : une tête de filière et un système de coupe sont intégrés à la fonction de granulation afin de créer des granulés de bonne taille avec la quantité d'eau nécessaire pour améliorer le refroidissement. Les systèmes de granulation sous-marine sont réputés pour produire des granulés de bonne qualité et des équipements à grande vitesse. Cependant, un certain nombre de sous-équipements sont nécessaires, tels que des bains-marie et des sécheurs de granulés, ce qui augmente l'investissement en capital nécessaire pour démarrer le système. La production future, associée aux granulés de bonne qualité attendus, fait des systèmes de granulation sous-marine un investissement à long terme rentable malgré le coût plus élevé.
• Système de granulation à anneau d'eau : Les systèmes de granulation à anneau d'eau étant adaptables et fiables, ils sont couramment utilisés dans le secteur des plastiques. Ils offrent un bon compromis entre les dépenses d'investissement et l'efficacité opérationnelle. Même si les systèmes de granulation à anneau d'eau nécessitent un investissement modeste, ils sont réputés pour traiter un grand nombre de tailles et produire des tailles de granulés uniformes.

En raison de ces considérations, lors du choix d'un système de granulation, il faut tenir compte du coût à long terme. Un certain nombre de facteurs, tels que le niveau de production requis, la forme et le matériau du produit, doivent être évalués pour aider à déterminer la conception et le fonctionnement les meilleurs et les plus efficaces du système de granulation.

Adaptabilité à différents matériaux plastiques

Lorsque vous recherchez un système de granulation adapté à vos plastiques, assurez-vous toujours qu'il convient aux différents types de plastiques. En effet, chaque plastique possède des propriétés et des caractéristiques distinctes qui affectent le processus de granulation. Les points clés suivants doivent être analysés :

1. Point de fusion : Toute matière plastique doit être traitée à une température spécifique. Veillez à ce que l'appareil choisi ne dépasse pas le point de fusion de la matière plastique.
2. Viscosité : Au cours de l'étape de granulation, la viscosité de la plupart des matériaux affecte leurs caractéristiques d'écoulement. Pour certains matériaux, la viscosité peut être modifiée ; par conséquent, la viscosité la plus favorable pour la granulation est recherchée et le système de granulation est éventuellement re-modifié.
3. Résistance à l'abrasion : Un composé plastique à haute teneur en charge ou renforcé de fibres est un matériau abrasif puissant utilisé dans la granulation. Un tel matériau a tendance à provoquer une usure, il convient donc de choisir un système conçu pour résister à cette abrasion.
4. Stabilité thermique : La stabilité thermique est un facteur important car elle réduit les contraintes dans les matériaux très sensibles à la chaleur, ce qui leur permet de supporter des quantités importantes de chaleur sans se dégrader. Par conséquent, les matériaux de cette catégorie nécessiteraient certaines formes de refroidissement et même des composants spéciaux résistants à la chaleur dans le système de granulation.

Si vous prenez ces facteurs en compte et assurez également une compatibilité adéquate entre la matière plastique et le système de granulation, il sera alors possible d'optimiser le processus de granulation et de produire systématiquement des granulés répondant aux normes requises pour les matières plastiques données.

Comment choisir le système de granulation adapté à vos besoins ?

Facteurs à prendre en compte dans la sélection du système de granulation

Dans la recherche d'un rendement maximal et d'une qualité de production optimale, il est certain que de nombreux aspects doivent être pris en compte pour être en phase avec les exigences. Lors de l'acquisition d'une machine de granulation de plastique, ces points doivent être pris en compte :

1. Fédération des matériaux : Lors du démarrage d'une nouvelle entreprise, il est important de prendre en compte des facteurs tels que la compatibilité des systèmes de granulation de plastique avec la matière plastique utilisée et les composés utilisés pour l'alimentation. Par exemple, chaque matériau, c'est-à-dire le polymère, a sa propre identité et sa propre fonctionnalité, ce qui nécessite un ensemble spécifique de technologies. Il est donc de la plus haute importance de prendre en compte tous les aspects afin de fabriquer des granulés de qualité.
2. Le débit d'eau ou l'efficacité énergétique peuvent contribuer à répondre aux exigences de rendement. Par conséquent, calculez le débit ou le rendement du système de granulation que vous recherchez. Cela est utile pour faire un choix approprié du système de granulation. Faites attention à l'échelle et à la capacité de rendement du système, ainsi qu'à la finition (qualité des granulés) et au degré de rendement requis.
3. Résistance à l'usure : certains matériaux plastiques, notamment ceux composés d'additifs ou de renforts fibreux, peuvent être très abrasifs et entraîner l'usure de l'équipement de granulation. Il est essentiel de sélectionner un système de granulation capable de supporter une telle abrasivité. Recherchez des systèmes robustes et dotés de pièces résistantes à l'usure.
4. Stabilité thermique : Certains plastiques sont plus sensibles à la chaleur, tandis que d'autres le sont moins. Certains matériaux peuvent nécessiter des installations de refroidissement supplémentaires ou certaines parties de l'appareil de granulation pour éviter qu'ils ne se dégradent thermiquement pendant leur traitement. Assurez-vous que le système de chauffage ne surchauffe pas et ignorez le processus de fabrication de granulés à partir de ces matières plastiques.

Vous pouvez ainsi sélectionner le système adapté à votre matière plastique et à vos exigences de traitement en fonction des composants sélectionnés dans le cadre de la procédure de sélection. Vous obtiendrez ainsi un rendement satisfaisant en termes de production de granulés, ce qui reflète à son tour la qualité des produits finis.

Évaluation des exigences d'extrusion

Dans le cas des extrusions, il est essentiel de comprendre les exigences particulières de votre opération, plus particulièrement les spécifications de la tête de filière, si l'objectif est d'obtenir les résultats souhaités. En prenant en compte plusieurs facteurs, tels que les propriétés du matériau, la quantité de production prévue et les caractéristiques souhaitées du produit final, il est possible d'éviter les inconvénients et de garantir une production de granulés appropriée et fiable. Voici quelques points à retenir :

1. Compatibilité avec le matériau : chaque plastique possède des propriétés physiques uniques et se comporte donc différemment pendant le processus d'extrusion. Il est important de vérifier les caractéristiques du matériau, telles que l'indice de fluidité à chaud, la viscosité d'extrusion et la sensibilité thermique, pour déterminer le type de composants et de système à utiliser.
2. Débit et rendement – ​​Déterminer le volume et le taux de rendement requis est essentiel pour sélectionner un système d'extrusion adapté à vos besoins de capacité. Ces conditions incluent la dimension des granulés produits, le taux de production et les économies générales du système.
3. Qualité et homogénéité – Des produits finis de haute qualité ne peuvent être obtenus qu'avec des granulés de la dimension de qualité requise. Examinez la précision et le contrôle du système d'extrusion par rapport à sa capacité à fournir systématiquement les spécifications de granulés requises.
4. Maintenance et durabilité : La durée de vie et la résistance du système d'extrusion sont importantes pour réduire les temps d'arrêt opérationnels et augmenter le rendement. Tenez compte de la conception et des abrasifs des composants susceptibles de fonctionner en continu.
5. Stabilité thermique : les différents plastiques ont des exigences différentes en matière de sensibilité à la température. Certains matériaux peuvent nécessiter des dispositifs de refroidissement particuliers ou d'autres pièces spécifiques dans le dispositif de granulation pour éviter la dégradation de la température de traitement. Confirmez que le dispositif sélectionné fournira un refroidissement suffisant pour produire des granulés optimaux sans soumettre la matière première plastique à des températures élevées.

En tenant compte de ces aspects lors de la phase de sélection, il est possible d'obtenir un système d'extrusion compatible avec le plastisol et les processus spécifiques. Cela garantit une production continue et fiable des granulés, ce qui permet d'obtenir des produits finis de haute qualité.

Évaluation des méthodes de refroidissement : eau ou air

Deux méthodes courantes de refroidissement des plastiques granulés peuvent être évaluées : l'eau et l'air. Chaque méthode a ses avantages et ses inconvénients, en fonction des caractéristiques des plastiques à granuler et des objectifs du processus.

Refroidissement par eau : cette méthode est largement utilisée dans la plupart des systèmes de granulation. Dans le processus, un bain-marie ou un anneau est utilisé pour refroidir les brins de plastique extrudés à l'extérieur. Le refroidissement par eau est préféré dans la granulation car il offre de nombreux avantages, notamment la formation de granulés de différentes tailles, formes et formes en raison de taux de transfert de chaleur élevés et efficaces. D'un autre côté, les extrudeuses à bain-marie ou à anneau d'eau nécessitent une meilleure compréhension de la production de granulés, notamment des pompes et des systèmes de filtration, une gestion appropriée de l'eau comme la réticulation, le rinçage des zones et des considérations sanitaires pour éviter la contamination.

Refroidissement par air : Avant la granulation, l'air peut être utilisé pour aider à refroidir les brins extrudés pendant le processus de diffusion. Cette méthode repose en grande partie sur l'air ambiant attaché pour aider à refroidir les brins pendant qu'ils passent à travers un dispositif destiné à la diffusion. On peut dire que le refroidissement par air est simple, bon marché et nécessite moins d'entretien en termes d'utilisation d'eau de refroidissement. Bien que le refroidissement par air offre de nombreux avantages, il présente toujours des inconvénients, notamment le fait que l'air assure un refroidissement lent et qu'un mauvais contrôle de la taille et de la forme des granulés sera le résultat du refroidissement par air.

Il est important de se rappeler que le plastique présente un certain niveau de sensibilité à la chaleur qui doit être pris en compte lors du passage de l'air à l'eau ou vice versa. Un autre facteur qui entre en jeu lors de cette décision est la vitesse à laquelle on souhaite que le système refroidisse, le contrôle attendu des propriétés des granulés et les ressources et infrastructures existantes. Il est préférable d'analyser les exigences spécifiques et la portée de votre machine de granulation avec des experts et des fournisseurs pour sélectionner la meilleure solution pour votre application.

Exploration de la granulation des faces de matrice et d'autres alternatives

Aperçu des techniques de granulation des faces de matrice

Dans l'industrie du plastique, une technique courante pour la production de granulés de plastique à partir de polymères fondus est la granulation en face de la matrice, qui utilise la méthode du fil sous-marin pour le refroidissement. La plaque de la matrice contenant différents trous ou fentes est utilisée comme polymère de fusion entraîné à travers la plaque au cours de cette technique. Lorsque les brins de polymère sortent de la matrice, ils sont de grande longueur et doivent être coupés en petits morceaux. Des lames rotatives s'en chargent. La granulation en face de la matrice présente une grande variété d'adaptations, ce qui lui permet d'être largement utilisée dans diverses applications.

1. Granulation des brins :

Une technique courante utilisée dans la filière est la granulation de brins, qui utilise généralement un cutter s'il est nécessaire de former des granulés d'une forme ou d'une taille spécifique. Dans ce cas, ils sont refroidis avec des jets d'eau ou d'air après l'extrusion des brins de polymère. Après cela, les brins sont collectés et placés dans la granuleuse, qui est coupée en morceaux pour obtenir des granulés. La granulation de brins peut être utilisée sur de nombreux matériaux et peut créer des granulés qui, dans une certaine mesure, sont de la même taille et de la même forme.

2. Granulation sous-marine :

La granulation sous-marine est un autre type de granulation en face de la matrice. Dans cette méthode, les brins extrudés du polymère sont rapidement plongés dans une chambre remplie d'eau. L'eau refroidit les brins et les transforme en granulés solides, qui sont ensuite découpés par une granuleuse sous-marine. La granulation sous-marine, cependant, est idéale pour les matériaux thermosensibles et offre un excellent contrôle de la taille et de la géométrie des granulés.

3. Granulation à chaud de la face de la matrice :

Une variante de la granulation par matrice est la granulation par matrice à chaud, qui est envisagée pour certains matériaux ayant des températures de fusion à chaud plus élevées. Au lieu de couper immédiatement les brins de polymère, les couteaux de coupe et les couteaux en attente sur une plaque de matrice ont été chauffés, ce qui a permis aux nouilles de rester fondues jusqu'à ce qu'elles soient coupées en granulés. Une granulation par matrice à chaud de meilleure qualité garantira que le polymère a une dégradation thermique limitée et avec elle une tendance à produire des granulés de meilleure qualité.

Chaque technique de granulation de la face de la matrice a ses propres avantages et inconvénients. Le polymère utilisé, les exigences de refroidissement, les propriétés des granulés et la capacité de production sont des éléments clés qui aident à décider de l'approche la plus favorable pour une application ciblée. Il est important d'explorer les différentes techniques de granulation de la face de la matrice et de consulter un professionnel pour utiliser les meilleures options, y compris une lame d'air, pour un meilleur séchage.

Comparaison des granulateurs à matrice et à anneau d'eau

La face de la matrice et l'anneau d'eau sont deux des méthodes les plus populaires pour produire des granulés de plastique, et elles présentent des avantages et des inconvénients.

Granulateur à matrice :

• Il peut être utilisé dans de nombreuses applications, telles que les composés thermoplastiques et élastomères.
• Fournit des granulés de taille et de forme abordables.
• Traite des matériaux avec des températures de fusion diverses.
• La seule exigence est une plaque de découpe chauffée ainsi que des couteaux de coupe.
• Cela permet de fabriquer des granulés sphériques avec une destruction thermique minimale.

Granulateur à anneau d'eau :

• Très efficace sur les matériaux à basse température de fusion.
• Une configuration et un fonctionnement simples sont possibles avec un système de granulation sous-marin qui utilise un coupeur pour la granulation.
• Un anneau d’eau refroidit et solidifie le polymère fondu coupé en granulés.
• Donne une bonne qualité et uniformité des granulés.
• D’autres étapes peuvent être nécessaires pour sécher les granulés après la granulation.

D'autre part, lors du choix entre un granulateur à anneau d'eau ou à matrice, il faut tenir compte du type de matériau polymère traité, du refroidissement, des propriétés finales des granulés et de la capacité de production prévue. Il est conseillé de demander conseil à des spécialistes en tenant compte de ces questions pour trouver la méthode de granulation la mieux adaptée à l'application. Une sélection correcte des techniques de mélange de formes, de granulation et de plastification permettra d'atteindre les objectifs opérationnels prévus dans le secteur de la transformation des matières plastiques.

Innovations dans l'industrie du plastique

Le monde du plastique évolue au fil du temps, à mesure que la technologie progresse et que le besoin de matériaux respectueux de l'environnement augmente. Il est donc important de se renseigner sur les innovations et les tendances qui émergent au sommet de cet environnement dynamique. Voici quelques développements notables qui façonnent l'industrie du plastique :

1. Plastiques biodégradables 

L’augmentation des problèmes environnementaux a accru le besoin de bioplastiques, ce qui rend les plastiques biodégradables très demandés. Les progrès dans ce domaine ont augmenté le nombre de bioplastiques fabriqués à partir de ressources renouvelables telles que les algues, les plantes et les bactéries. Ces substituts biodégradables sont conçus pour réduire l’utilisation du plastique et atténuer les effets environnementaux des plastiques classiques.

2. Solution de technologies de recyclage avancées 

La quasi-totalité des déchets plastiques ne peuvent pas être recyclés en raison de l’inefficacité des anciennes techniques, qui n’ont permis d’atteindre que des niveaux de recyclage minimes. Cependant, de nouvelles méthodes de nettoyage ont été développées, appelées technologies de recyclage avancées, qui constituent la technologie indispensable de l’avenir. Ces technologies de pointe, telles que le recyclage des matières premières combustibles et le recyclage chimique, convertissent les déchets en matières premières. Cela réduit le besoin de matières fossiles, rendant le cycle de vie du plastique durable.

3. Emballage intelligent

L’industrie du plastique a également pu tirer profit de la demande du commerce électronique et des clients en quête de plus de commodité : emballages intelligents utilisant des capteurs ou des indicateurs ou encore des systèmes de suivi et de traçabilité pour une meilleure sécurité des produits, une surveillance de la chaîne d’approvisionnement et une réduction du gaspillage. De telles innovations offrent des caractéristiques telles qu’une surveillance efficace de l’état des produits, une prolongation de la durée de conservation et une meilleure expérience globale.

4. Matériaux et designs tactiles conçus pour durer

Dans le cadre de la lutte contre la pollution plastique, l’accent a été mis sur l’utilisation de matériaux et d’idées de conception durables, notamment l’incorporation de plastiques dérivés de matériaux mis au rebut, d’ingrédients biosourcés et une conception avec un minimum de matériaux et une plus grande recyclabilité à l’esprit. Le développement de matériaux et d’une approche de conception durables conduira à un écosystème plastique plus circulaire et plus vert.

L’adoption de politiques durables peut exploiter l’impact positif de ces innovations sur l’industrie du plastique, la rendant plus responsable et résolvant les problèmes plus rapidement.

Foire Aux Questions (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre un brin et un granulateur sous-marin ?

R : Il est primordial de se concentrer sur les processus de refroidissement et de découpe. En comparaison, un granulateur à brins coupe de longs brins de polymère refroidis dans l'eau ; une extrudeuse à brins fait d'abord couler le matériau fondu dans les brins. En revanche, un granulateur sous-marin intègre à la fois les processus de refroidissement et de découpe en coupant des flux de polymère fondu au niveau de la face de la matrice dans l'eau. Cette caractéristique montre que les granulateurs sous-marins sont de préférence utilisés dans la production à grande échelle et incluent une plus grande variété de matériaux.

Q : Quels sont les inconvénients des granulateurs à brins par rapport aux granulateurs sous-marins ?

R : Les granulateurs sous-marins peuvent produire de plus grandes quantités de manière constante tout en permettant des variations plus étroites de la taille des granulés. Ces granulateurs sont moins spécifiques à l'espace et plus adaptés à la production de polymères plus petits. Contrairement aux systèmes de granulation par brins, les granulateurs sous-marins consomment également moins d'énergie et émettent moins de poussière.

Q : Dans quelles circonstances un granulateur à brins serait-il meilleur qu'un granulateur sous-marin ?

R : Les granulateurs à brins sont moins compliqués à construire et à entretenir et nécessitent moins d'investissement en capital que les granulateurs sous-marins. Cependant, les granulateurs sous-marins sont souvent limités à une échelle de production particulière. Cependant, les granulateurs à brins conviennent aux matériaux sensibles au cisaillement élevé. Ils fonctionnent également pour les processus volumétriques où des périodes de refroidissement plus longues sont nécessaires ou des cubes plus gros sont produits. Comme le processus de refroidissement est plus lent, un granulateur à brins fonctionne bien avec les matériaux qui ne résistent pas à la chaleur.

Q : Quelles caractéristiques d’un granulateur à anneau d’eau le distinguent de ses autres homologues sous-marins ?

R : Un granulateur à anneau d'eau est un granulateur sous-marin qui contient un anneau d'eau rotatif qui facilite le refroidissement et le mouvement des granulés. Dans ce type de granulateur sous-marin, le polymère est introduit à travers la plaque de matrice dans une chambre de coupe avec de l'eau en circulation. Cette disposition améliore considérablement l'effet de refroidissement et des quantités considérables de matériaux sont traitées. Les granulateurs à anneau d'eau sont particulièrement utiles dans le traitement de produits ou de matériaux résistants à la chaleur ou lorsque des niveaux élevés de gestion de la température sont nécessaires.

Q : Quels facteurs doivent être pris en compte pour évaluer les avantages de l’utilisation d’un granulateur à brins plutôt que d’un granulateur sous-marin ?

R : D'une manière générale, les facteurs les plus critiques sont le volume de production, les propriétés des matériaux, les spécifications des granulés concernant leur forme et leur taille, l'agencement de l'usine, la consommation d'énergie et l'étendue de la maintenance nécessaire sur le sécheur centrifuge en particulier. Il faut également prendre en compte le cycle de refroidissement spécifique de votre composé, la valeur cible de la taille et de la forme des granulés et la possibilité ou non que le matériau soit sujet à une dégradation pendant le traitement. Il faut également tenir compte du coût d'investissement ainsi que du coût d'exploitation sur une certaine période pour ces systèmes.

Q : En quoi le processus de refroidissement diffère-t-il dans les systèmes de granulation par brins et dans les systèmes de granulation sous-marine ?

R : Dans un système de granulation de brins, le refroidissement intervient en premier dans l'ordre de la séquence, c'est-à-dire la découpe des brins suivie du refroidissement dans un bain d'eau séparé. Les brins sont refroidis dans une cuve sans être complètement immergés et retirés du bain par des rouleaux. Cette caractéristique peut être avantageuse pour certains matériaux. Dans un système de granulation sous-marin, le refroidissement est effectué en même temps que la découpe. Le polymère fondu est refroidi pour former des granulés en étant exposé à l'eau dans une chambre de découpe. Cela peut être bénéfique pour de nombreux matériaux en raison du refroidissement rapide, mais d'un autre côté, cela peut également être désavantageux pour certains composés.

Q : Quels matériaux sont plus adaptés aux granulateurs sous-marins que les granulateurs à brins ?

R : Voici ce que je pense si l'on se base sur les granulateurs sous-marins et les granulateurs à brins. Il ne fait aucun doute que les granulateurs à brins ont une limite, alors que les granulateurs sous-marins peuvent être capables de gérer beaucoup plus de choses, car un granulateur à brins a ses défauts, comme je l'ai mentionné plus tôt, car il existe des matériaux dans lesquels vous comparez, sinon des matériaux mous et collants à faible viscosité, qu'un granulateur sous-marin peut gérer assez facilement. Cependant, cela ne signifie pas que les granulateurs sous-marins sont parfaits, car une viscosité très élevée préfère toujours la granulation à brins, il est donc essentiel de consulter les fabricants d'équipements pour toute exigence.

Q : L'entretien des systèmes de granulation tels que les sangles et les gaufres est entièrement différent, alors comment se comparent-ils ?

A : Contrairement à leurs homologues, les granulateurs à brins sont plus faciles à entretenir et nécessitent moins de nettoyage. Cela est principalement dû au fait que leurs composants ne sont pas complexes, ce qui signifie que leur entretien est un jeu d'enfant. Même si cela est vrai, les granulateurs sous-marins sont également plus sophistiqués et complexes, ce qui signifie que le volume de maintenance requis est beaucoup plus faible ; cependant, ce volume dépend de la conception. Lorsque le volume de maintenance nécessaire augmente, il devient difficile d'en assurer la maintenance, surtout si vous n'avez pas les compétences nécessaires. Pour cette raison, tenez compte du type de personnel dont vous disposez et des impacts que cela aurait sur la production entre les deux systèmes.

Sources de référence

1. (Raj et Chandy, 2023, p. 80–98) « Recherche sur l’agglomération de granulés dans une granuleuse d’extrusion de polymères sous-marine : une étude de simulation numérique. » 

Objectifs poursuivis : 

• J'ai créé un modèle informatique capable de décrire l'écoulement de polymère non newtonien, l'écoulement turbulent du mazout et les effets thermiques dans la matrice d'un granulateur sous-marin.
• Ce modèle a été validé en comparant les résultats expérimentaux rapportés recueillis à partir d'un granulateur industriel en vrac avec la température et la pression.
• À partir de ces corrélations, un nouveau paramètre a été défini comme le nombre d'agglomération des granulés (PAN), par lequel le taux d'agglomération des granulés a été lié à divers paramètres tels que le nombre de Reynolds, le nombre d'Euler et la température sans dimension.

Rerecherche Approche : 

• Les calculs CFD ont été exécutés dans ANSYS Fluent pour le polymère, le fioul et le transfert de chaleur.
• Les résultats ont été validés à partir des données compilées à partir d’un granulateur industriel en vrac.
• À la connaissance des auteurs, un paramètre sans dimension PAN a été développé pour relier la qualité du granulé aux paramètres donnés.

2. (Raj et Chandy, 2022) « Études numériques sur l’écoulement et le transfert de chaleur de la masse fondue de polymère dans les granulateurs à extrusion sous-marine » 

Principales constatations:

• Développé un modèle numérique sur le phénomène d'écoulement de la matière fondue et de transfert de chaleur des polymères se produisant dans les compacteurs d'extrusion sous-marins.

Méthodologie:

• Un modèle numérique basé sur les volumes finis a été développé pour calculer l'écoulement et le transfert de chaleur lors de l'extrusion sous-marine dans une configuration verticale.

3. (Kast et al., 2014, p. 20-23); « Influences sur la forme des particules dans les procédés de granulation sous-marine. » 

Principales constatations:

• Nous avons examiné les effets des caractéristiques des matériaux et des facteurs de processus sur la forme et la géométrie des granulés fabriqués grâce au système de granulation sous-marine.
• Il a été établi que l'augmentation des vitesses de coupe provoquait un effet déformant sur les particules, les rendant moins sphériques et avec des gravités spécifiques réduites.
• Nous avons constaté que le caractère visqueux du polymère était plus important que le caractère élastique dans le contrôle de la forme des particules.
• Il a été souligné que les formes observées à la sortie de la filière ne sont pas toujours les formes conservées dans la pastille après son refroidissement, ce qui souligne l'importance des caractéristiques thermodynamiques à l'absorption.

Méthodologie:

• Conçu et développé un système de granulation sous-marin pour étudier l’effet des paramètres géométriques sur la porosité et le volume des granulés.
• Déterminer la masse des granulés, la surface et la densité apparente des granulés pour évaluer l'effet des propriétés du matériau et des paramètres de traitement sur les dimensions des granulés.
• J'ai bénéficié d'un système de caméra unique pour suivre le temps de mise en forme à la matrice.

Premier fabricant de systèmes de granulation sous-marine en Chine