Производство биоразлагаемых мусорных пакетов

Вторичная переработка пвд. Линии по производству биоразлагаемых мусорных пакетов. Описание оборудования, принципа его работы и схематичное изображение. + паспорт на пакетник. ...

Содержание
Введение………………………………………………………………………..….3
1 Предприятия по переработке и особенности рабочего процесса……...……5
2 Промышленный агломератор…………………………………………….……7
2.1 Общее понятие агломерации полимеров………………………..………..7
2.2 Конструкция и виды агломераторов………………………………………8
2.3 Принцип действия агломератора и технология агломерации……….…10
2.4 Конструкция агломератора……………………………………………….12
3 Экструзия. Экструдеры. Экструзионные линии……………………………22
3.1 Метод экструзии. Процесс и применение. Экструзионная линия……..22
3.2 Поведение полимерного материала при экструзии…………………….23
3.3 Основные параметры процесса экструзии……………………………....24
3.4 Виды экструзии: холодная, теплая, горячая…………………………….25
3.5 Применение экструзионной технологии в химической промышленности……………………………………………………………..25
3.6 Общее описание экструдеров. Оснащение классификация и виды экструдера. Основной рабочий орган экструдера (шнек, диск, поршень)..26
3.7 Принцип действия экструдеров ………………………………………....29
3.8 Конструкция. Основные узлы экструдера …………………...................30
3.9 Зоны питания, пластикации и дозирования в экструдере. Преимущества экструдеров и их применение………………………………………………..31
3.10 Экструдеры: одношнековые; двушнековые……………………………..33
3.11 Сравнительный анализ одношнековых и двухшнековых экструдеров..34
3.12 Дегазация в экструдере …………………………………………………..35
3.13 Обслуживание экструдеров…………………………………………...….36
4 Экструзионная головка для производства раздувной рукавной пленки. Принцип ее эксплуатации
5 Линия для производства полиэтиленовых пакетов (Комплект технической документации.).………………………………………..…………………….51
6 Экологические аспекты производства биоразлагаемых полимеров….83
Заключение……………………………………………………………………

актуальным направлением является создание полимерных изделий с регулированным сроком службы, позволяющих устранить негативное воздействие на окружающую среду, иными словами, исключить обширные свалки и мусорные залежи, занимающие огромную территорию, которая может быть использована в других строительных или хозяйственных нуждах. В ином случае, это неизбежно приведет к потерям эффективности и непреодолимым трудностям.
Переработка сырья полиэтилена – это немаловажная статья расходов для города, так как материал характеризуется невероятной устойчивостью. Ему не страшна вода, щелочь, растворы солей. Полиэтилен не боится даже органических и неорганических кислот. Можно отметить, что это неплохие качества, но ведь они могут обернуться рядом проблем.

С целью создания дополнительного сопротивления при перемещении материала и его лучшем перемешивании, на шнек могут монтироваться специальные элементы. Рабочая зона экструзионной машины делится на три условные зоны:Зона приема сырья;Зону пластификации;Зону выпрессовывания продукта (или зона дозирования расплава).Схематично принцип действия экструдера можно описать следующим образом. Перерабатываемый полимер подается в зону приема сырья, а конкретно поступает в пазухи между витками шнека. По мере поступления новой порции материала, он уплотняется. Далее, шнек вращается и перемещает материал в зону пластификации, где материал подплавляется и пластифицируется, что способствует смешиванию. Спрессованный материал, образовав пробку, скользит по шнеку. В результате образования пробки уровень давления растет. Давление расходуется на преодоление сопротивления сеток и формование профиля. В зоне выпрессовывания продукта сырье полностью гомогенизируется и продавливается через формующую головку.Современные экструдеры способны реализовывать технологию сухой (холодной), теплой и горячей экструзии. Принцип действия экструдера может разниться в зависимости от используемой технологии.Модели экструдеров отличаются конструктивным исполнением элементов, которые входят в рабочую часть, наличием дополнительных систем влияющих на технологические возможности экструдеров, количеством рабочих камер, конструкцией приводов, питателей и т.п.(Рис. 7 одношнековый экструдер)Основные узлы экструдера представлены:Корпусом, который оснащен рабочими элементами;Рабочим органом (шнеком, диском или поршнем), который размещается в корпусе;Узлом загрузки перерабатываемого сырья;Приводом;Системой задания и поддержки температуры;Прочими контрольно-измерительными и регулирующими устройствами.Конструкции экструдеров могут отличаться по следующим параметрам:Функциональным;Термодинамическим;Механическим;Геометрическим.Рабочая часть машин данного типа включает в себя набор шнеков, между которыми последовательно располагаются подпорные шайбы. Шнеки и шайбы закреплены на шпильке посредством болта, имеющего конусную головку. На внутренней поверхности кожуха рабочей части сделаны продольные каналы для того, чтобы сырье не вращалось по мере перемещения. На выходе кожух оснащен конусной гайкой с отверстием. Манипуляция зазором между конусами болта и гайки на выходе, либо диаметром выходного отверстия, позволяет регулировать температуру перерабатываемого материала.Наиболее широкое распространение в сфере промышленности получили шнековые экструдеры. Шнек захватывает материал и перемещает его от загрузочной камеры вдоль всего корпуса машины. В процессе этого перемещения продукт сначала сжимается, затем нагревается, после чего пластифицируется и, наконец, гомогенизируется. Уровень давления в таком экструдере колеблется от 15 до 100 МПа. По конструктивному исполнению данные машины могут быть стационарными и оснащенными вращающимся корпусом, с вертикальным или горизонтальным расположением шнека. Для повышения качества гомогенизации материала на шнеках монтируют дополнительные устройства: зубья, диски, кулачки, шлицы и т.п.Двухшнековые самоочищающиеся экструзионные машины характеризуются более быстрым запуском шнека и работой на повышенных скоростях. В таких агрегатах реже поднимается давление, т.к. продукт не накапливается. В одношнековых агрегатах, за счет того, что материал может накапливаться в витках, подъемы давления происходят чаще. Результатом этого является неравномерный выпуск изделий из экструдера.Экструзионный процесс состоит в последовательной пластификации и перемещении материала шнеком за счет вращения внутри материального цилиндра. Как следствие, материальный цилиндр делится на зону питания, пластификации и дозирования (выпрессовывания).В зоне питания гранулы или порошок перерабатываемого полимера поступают в пространство между витками шнека и уплотняются.В зоне пластификации и плавления перерабатываемое сырье подплавляется в местах примыкания к поверхности цилиндра, как результат пластифицируется, что обеспечивает смесительный эффект. Повышение уровня давления, в основном, происходит в пограничном пространстве между зоной питания и зоной пластификации и плавления. Здесь спрессованный материал образует пробку и скользит по шнеку (в зоне питания материал твердый, в зоне пластификации – плавящийся).В зоне дозирования расплава полимер гомогенизируется, но еще состоит из твердых и расплавленных частиц. К концу зоны сырье становится полностью гомогенной массой и продавливается сквозь формующую головку.Деление на зоны материального цилиндра условно и указывает на определенную функцию данного участка шнека. Цилиндр также оснащен зонами обогрева, границы которых могут не совпадать с границами зон шнека. При перемещении материала большое значение имеют условия продвижения твердого сырья из бункера загрузки и заполнение пространства между витками, которое находится под воронкой бункера.К преимуществам экструдеров принято относить высокий уровень производительности, экономичность, простоту эксплуатации, монтажа и запуска оборудования, долговечность. Достоинствами данного оборудования являются прочные узлы и механизмы, а также невысокие эксплуатационные расходы. Для монтажа и запуска данной машины на предприятии необходимо минимальное количество персонала. В зависимости от производственных нужд, машины данного типа могут производить качественную пленку различной плотности.Экструдеры активно применяются в различных сферах современной промышленности:Печать и ламинирование;Производство полимерных пленок (парниковая, пленка для пакетов и т.д.);Производство многослойных пленок для хранения пищевых и фармацевтических продуктов, химикатов;Производство листового полистирола и полипропилена;Производство термоусадочной пленки ПВХ, которая используется для упаковки хлебобулочных и кондитерских изделий, полиграфии, канцтоваров и прочих товаров.Червячные экструдеры принято подразделять на одношнековые, двухшнековые и многошнековые агрегаты. Наиболее простым вариантом машины является одношнековый экструдер без зоны дегазации, который чаще остальных агрегатов работает в составе экструзионных производственных линий. Такие машины активно используются для изготовления листов, труб, пленок, профилей. Основными элементами конструкции являются:Цилиндр с обогревом;Сетки, расположенные на решетке;Адаптер и формующая головка;Винтовой шнек с системой охлаждения или без нее;Бункер.Одношнековые экструдеры могут комплектоваться шнеками с различным шагом и глубиной витков, в зависимости от вида полимера и необходимых технологических режимов для его переработки. В соответствии с видом выпускаемой продукции используются машины, оснащенные коротким или длинным шнеком. Другими словами, с большим отношением длины к диаметру (L/D). Таким образом, значения L/D и D являются главными для одношнекового экструдера.Двухшнековые экструзионные машины могут работать в тех же условиях, что и одношнековые агрегаты, так и в условиях, когда одношнековые машины не справляются с заданными условиями. Двухшнековые экструдеры чаще всего перерабатывают порошкообразную ПВХ-композицию, с которой не справляются одношнековые машины. Двухшнековые экструдеры, как правило, комплектуются камерами дегазации. В соответствии с типом зацепления шнеков, существуют машины:Со шнеками в зацеплении (движение шнеков однонаправленное или противоположно направленное);Со шнеками не находящимися в зацеплении (движение шнеков противоположно направленное).Двухшнековые экструзионные машины могут быть конического и параллельного типа:Конические экструдеры перерабатывают ПВХ. Данный тип машин способен генерировать давление, которое обеспечивает высокий уровень гомогенизации расплава данного вещества в условиях короткого рабочего цикла. В экструдерах, работающих с ПВХ, шнеки вращаются встречно, в результате чего в цилиндр подается материал, уменьшается уровень внутреннего трения и не повышается температура полимера. Температура цилиндра контролируется специальной системой. Автоматические шнековые загрузчики подают сырье в экструдеры. Такие машины комплектуются разнообразными системами управления, сушильными бункерами или загрузчиками сырья.Параллельные экструдеры используются для смешения несколько видов полимеров. Система охлаждения жидкостью, входящая в состав конструкции экструдеров данного типа, позволяет точно регулировать температуру расплава полимеров. Наборные шнеки, распределительные и смесительные элементы позволяют легко адаптировать агрегат для работы с различными видами композиций.Двухшнековые экструзионные машины перерабатывают сырье с низким уровнем термической стабильности, а также используются для особых операций с полимерами (смешение, химические реакции, дегазация и т.п.). Это возможно благодаря тому, что данный тип машин обладает улучшенными характеристиками смешения и теплопередачи, что позволяет контролировать температуру сырья и время переработки.Одним из основных отличий является способ транспортировки сырья в экструдере. В одношнековых агрегатах перемещение материала происходит за счет силы трения, поэтому характер транспортировки определяется свойствами перерабатываемого материала. При работе с материалами, которые обладают нежелательными фрикционными характеристиками, могут возникать проблемы. В экструдерах, где шнеки зацепляются, перемещение зависит от того, насколько хорошо лопасти одного шнека проходят в каналы второго. Двухшнековые экструдеры демонстрируют лучшее качество транспортировки, что позволяет им работать даже с плохо сыпучим сырьем. В двухшнековых конструкциях чаще всего шнеки вращаются в противоположных направлениях.В процессе комплексного сравнения двухшнекового экструдера с двумя зацепляющимися шнеками и одношнековой машины, выявляется ряд преимуществ агрегатов первого типа:1.Одношнековый экструдер может применяться только в профильной экструзии, в то время как двухшнековый, дополнительно используется при экструзии химически активных материалов.2.Двухшнековый агрегат демонстрирует хорошее качество плавления, обусловленное дисперсионным механизмом плавления твердого сырья. В одношнековом агрегате, качество плавления сырья оценивается экспертами как удовлетворительное, что обусловлено совмещением разных механизмов плавления твердых материалов.3.Двухшнековый экструдер с конструкцией зацепляющихся шнеков может быть полностью самоочищающимся. При этом, в одношнековом агрегате самоочищается только цилиндр.4.Одношнековый экструдер по параметру загрузки характеризуется как удовлетворительный (проблемы при использовании скользящих добавок), двухшнековый демонстрирует хорошее качество загрузки сырья (можно использовать порошки, жидкости, грануля). Следует отметить, что оба типа агрегатов демонстрируют хорошее качество дистрибутивного и диспиригирующего смешения.Дегазация в экструдереОдной из актуальных проблем, возникающих при переработке сырья экструдерами, является возникновение пузырьков, как следствие наличия в исходном сырье ненужных примесей. Для устранения данной проблемы существуют дегазирующие экструдеры (часто одношнековые) или дегазирующие камеры, которыми оснащаются экструзионные машины (часто двухшнековые).Работа дегазирующего экструдера или дегазационной камеры заключается в том, чтобы путем выпаривания отделить остаточные мономеры и растворитель от перерабатываемого материала. Такие машины применяют, как правило, для производства термопластических пластмасс. Конструкция данного типа экструдера такова, что поток материала, который должен быть дегазирован, подается со стороны привода шнека, а дегазированное сырье перемещают к концу шнека. После подачи материала, уровень давления снижается и происходит дегазация под воздействием атмосферного давления или вакуума, что обеспечивается за счет более глубокого профиля резьбы шнека. Чтобы повысить эффективность дегазации, экструзионная машина комплектуется цилиндром и шнеком, с увеличенными диаметрами после зон дегазации.Целью процесса дегазации является получение полимеров с небольшим содержанием растворителя или мономера для обеспечения более высокого качества производимого сырья.Экструзионное оборудование в целом характеризуется несложностью в обслуживании. Ремонт и сервисное обслуживание одношнекового экструдера заключается исключительно в смене и чистке сеток-фильтров, замене масла в приводе, ремонте нагревательных цилиндров и замене электрических предохранителей. После того, как экструдер проработал предписанное производителем количество часов, его необходимо разобрать и заменить цилиндр и шнек, если это необходимо. Список необходимой документации на экструдер включает паспорт завода-изготовителя, электрическую схему, чертеж для сборки и описание работы.4 Экструзионная головка для производства раздувной рукавной пленкиИзобретение относится к экструзионной головке для производства раздувной рукавной пленки из термопластичных полимеров. Экструзионная головка содержит питатель расплава, несколько каналов в виде кольцевых щелей. Каналы расположены концентрично относительно центральной оси экструзионной головки со спиральными распределителями. Спиральный распределитель внутреннего канала для расплава расположен относительно центральной оси экструзионной головки на внутренней ограничивающей стенке. Спиральный распределитель наружного канала расположен на наружной ограничивающей стенке. Несколько первичных распределителей разделяют расплав, выходящий из питателя расплава на отдельные потоки, которые сливаются в спиральных распределителях. Экструзионная головка содержит кольцеобразную фильеру, в которой сливаются каналы для расплава. Техническим результатом является изготовление рукавной пленки без образования матовых полос или волнистых участков за счет использования экструзионной головки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. Изобретение относится к экструзионным головкам для производства одно- или многослойной пленки в соответствии с основной частью п.1 формулы изобретения.Подобные типы экструзионных головок для производства пленки уже известны. Экструзионные головки для производства однослойной рукавной пленки состоят из одной центральной оправки, концентрично окруженной кожухом. Между оправкой и кожухом находится кольцевая щель, через которую в кольцеобразную фильеру подается расплав. На своей наружной окружной поверхности оправка имеет одну или несколько спиральных канавок - спиральный распределитель. Глубина этих канавок уменьшается от начала кольцевой щели в сторону кольцеобразной фильеры. Расплав подается посредством одного или нескольких питателей расплава в начальные точки канавок спирального распределителя так, что часть расплава передается в спиральных канавках в экструзионной головке к кольцеобразной фильере. Как результат уменьшающейся глубины канавок, увеличивающееся количество расплава подается на разделяющую канавки перемычку в аксиальном направлении (см. документ DE 19924540 C1 или DE 2306834).Экструзионные головки для производства многослойной рукавной пленки отличаются от экструзионных головок для производства однослойной рукавной пленки тем, что центральная оправка окружена коаксиально несколькими кольцевыми элементами. На своих наружных окружных поверхностях кольцевые элементы имеют спиральные распределители. Между отдельными кольцевыми элементами выполнены кольцевые щели. Разные кольцевые щели сходятся перед кольцеобразной фильерой. Спирали распределителя отдельных кольцевых элементов также соединяются с одним или несколькими питателями расплава для обеспечения подачи расплава в них (см. документ DE 2320687 или DE 19521026).Еще один пример конструкции экструзионной головки для производства многослойной рукавной пленки описан в документе ЕР 1055504 B1. В этом варианте кольцевые элементы являются коническими по форме и расположены поверх друг друга. В каждом случае два ориентированные в противоположных направлениях спиральных канала, глубина которых уменьшается в сторону отверстия, вырезаны во внутренней или наружной окружной поверхности конических кольцевых элементов.Еще один вариант конструкции экструзионной головки для производства пленки описан в документе DE 20307412 U1. В этом случае спиральные распределители вырезаны во внутренней ограничивающей стенке и наружной ограничивающей стенках, по меньшей мере, одного канала для расплава. Это служит для предотвращения загрязнения пленки, вызываемого посторонними частицами. Спирали на внутренней и наружной ограничивающих стенках каналов для расплава могут располагаться либо конгруэнтно, либо в шахматном порядке.Назначение спирального распределителя - равномерно распределять расплав в кольцевую щель. Расплав разделяется посредством первичных распределителей на несколько отдельных потоков, все из которых протекают в каналы спирального распределителя. Поток расплава, протекающий в спиралях, непрерывно разделяется на касательную составляющую, которая идет по пути спирали, и аксиальную составляющую, которая протекает по разделительной перемычке между двумя спиралями, в просвет между двумя кольцевыми элементами к кольцеобразной фильере. Как результат, расплав, который берет свое начало с накладывания аксиальных и касательных потоков расплава из всех каналов распределителя, протекает во всех точках по окружности кольцеобразной фильеры. Эти две составляющие скорости вызывают не только контакт потоков расплава соседних спиральных каналов по их краям, но и их перекрытие друг другом на большой площади контакта. Благодаря этому, а также благодаря тому, что в этой системе не возникают соединительные линии, помимо необходимой механической однородности можно добиться высокой термической однородности. На конце спирального распределителя радиальный поток в каналах уже превращается исключительно в аксиальный поток к кольцеобразной фильере.Для того чтобы обеспечить установление аксиального спирального потока, на уровне с начальной зоной спирального распределителя необходимо настроить начальный просвет. В этом месте часть расплава резко вытекает из начальной зоны спиральной камеры в кольцевую щель. В этом процессе расплав протекает по диктуемому производством начальному краю и, таким образом, подвергается исключительной ориентации и сдвигу. Этот быстро текущий аксиальный поток расплава вытесняет зоны расплава канала выше, что вызывает образование резко очерченной граничной зоны между потоками расплава, так называемых портлайнс. Это оказывает отрицательное влияние на качество рукава пленки. Поскольку полимеры имеют функцию памяти, на участке пленки, который претерпел отрицательное воздействие, например высокого напряжения или температуры, может проявиться матовая полоса или волнистый участок.В основу изобретения поставлена задача разработать экструзионную головку описанного во вступлении типа, которая позволяет изготавливать раздувную рукавную пленку без образования точно очерченных граничных зон между аксиальными потоками расплава, которые видны на пленке в виде мутных полос или волнистости.Поставленная задача достигается благодаря экструзионной головке с характеристиками, описанными в п.1 формулы изобретения. Приемлемые конструкции и преимущественные усовершенствования изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.Установлено, что в случае экструзионных головок для производства многослойной пленки, спиральный распределитель которых находится на наружной окружной поверхности оправки и кольцевых элементов, матовые полосы (портлайнс) или волнистость имеются только на наружном слое рукава раздувной пленки.В случае трехслойной рукавной пленки, например, отдельные слои формируются аналогично. Тогда экструзионная головка имеет три концентрические кольцевые щели. Расплав протекает из спирального распределителя, который находится на внутренней ограничивающей стенке соответствующего канала для расплава, в кольцевую щель. Разные потоки расплава затем объединяются в кольцеобразной фильере. После слияния трех отдельных слоев любые поврежденные участки внутреннего и центрального слоев, которые повреждены, полностью скрываются в расплаве.