estrusore bivite

COMUNICATO STAMPA
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Tecnologia a estrusione MRS per la lavorazione di R-PET con regolazione della viscosità in tempo reale
REGOLAZIONE ATTIVA DELLA VISCOSITÀ DURANTE
L’ESTRUSIONE DI PET SENZA PRE-ESSICAZIONE
Nell’estrusione di PET la viscosità intrinseca (VI)
del materiale e la relativa conservazione sono
caratteristiche fondamentali del prodotto finale, ad es. durante la produzione di film, nastri o
fibre. La possibilità di non limitarsi solamente a
monitorare la viscosità, bensì anche di regolarla in tempo reale, realizzando quindi prodotti
finali con un valore di VI estremamente costante, è una delle eccezionali caratteristiche della
tecnologia di estrusione MRS Gneuss.
Ampia superficie – vuoto ridotto
In sede di lavorazione del PET su un estrusore è
necessario eliminare l‘umidità dal materiale al fine di
evitare la cosiddetta idrolisi, che rompe le catene di
polimeri e riduce la viscosità del materiale. Solitamente, prima di essere lavorato dall’estrusore, il materiale
viene essiccato. Il procedimento avviene all‘interno di
grandi serbatoi, normalmente per quattro o sei ore, a
temperature di circa 160 °C. Durante la lavorazione
dell’R-PET, e in particolare durante quella delle scaglie
di bottiglie in PET, il contenuto in umidità può essere
dell‘1% o superiore. Nella maggior parte dei casi la
qualità della pre-essiccazione determina il valore della
viscosità intrinseca (VI) del prodotto finale. La viscosità
della massa fusa può essere monitorata attraverso un
viscosimetro on-line, ma il processo di estrusione non
può essere regolato in modo da intervenire sostanzialmente sul valore VI del prodotto finale (a meno che
vengano aggiunti additivi con l‘effetto di migliorare la
viscosità intrinseca).
Alcune tecnologie di estrusione offrono un’alternativa
alla pre-essiccazione. Tra queste rientra anche la tecnologia di estrusione MRS Gneuß, grazie alla quale è possibile lavorare il materiale granulato o riciclato in PET
amorfo senza pre-essiccazione. Grazie a tale tecnica, il
PET viene lavorato in modo da intervenire sulla
Figura 1: il tamburo di estrusione
reazione di equilibrio chimica dell‘idrolisi attraverso la
rimozione dell‘umidità durante la fase di fusione fino a
giungere alle lunghe catene di molecole, e garantendo
quindi la necessaria viscosità. Ciò viene reso possibile grazie allo scambio di una grande superficie della
massa fusa all‘interno dell’estrusore sotto vuoto. Il
costante e rapido scambio della superficie della massa
fusa assicura una rimozione efficace dell‘umidità e di
altri componenti volatili.
La struttura fondamentale dell’estrusore MRS è quella
di una monovite, nella quale è però prevista una speciale zona di degassamento. In tale ambito il polimero
viene condotto in uno speciale tamburo, che ruota
assieme alla vite principale. All‘interno del tamburo
lungo l‘asse di rotazione sono disposti otto piccoli
cilindri estrusori aperti, nei quali sono inserite delle viti
a rulli satellite. Tali viti sono azionate mediante una corona dentata che ruota in senso contrario rispetto alla
vite principale muovendosi attorno ad essa. Si ottiene
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così un potenziamento sovraproporzionale dell‘effetto
di scambio superficiale della massa fusa. Il cilindro
posto attorno al tamburo del sistema multirotazione è
aperto nella parte esterna del 30% circa, in modo tale
che l‘accesso alla massa fusa risulti ottimale.
La grande superficie della massa fusa costantemente scambiata, maggiore di circa 25 volte rispetto a
quella di un estrusore bivite controrotante con degassamento, consente di ottenere una prestazione di
degassamento senza precedenti a fronte di un vuoto
relativamente moderato. Al contrario di quanto accade
nel caso di altre tecnologie che operano senza preessiccazione, non è necessario creare vuoto estremamente alto. Un vuoto tra 25 e 40 mbar è sufficiente,
anche con un‘umidità residua del materiale in entrata
pari all‘1% (10.000 ppm). L’intensità del vuoto viene
trasformata in un ulteriore parametro, che può essere
regolato al fine di ottenere una determinata viscosità
della massa fusa. In realtà la rimozione di componenti volatili è così efficace che questo tipo di estrusore
presenta un‘omologazione FDA di tipo illimitato;
ciò consente di lavorare le scaglie da bottiglie in PET
ottenendo prodotti idonei al contatto diretto con gli
alimenti.
Viscosità costante – Una qualità
ottimale del prodotto finale
In una linea di estrusione MRS la viscosità della massa
fusa può essere misurata in tempo reale mediante il
viscosimetro on-line VIS. Attraverso l‘utilizzo di una
pompa di estrusione di precisione, una piccola parte
del flusso principale di polimeri viene deviata e spinta
attraverso un tubo capillare di precisione. Sia la temperatura sia la pressione della massa fusa vengono
misurate. Attraverso l‘utilizzo di un software di calcolo interno, il sistema determina la velocità di deformazione e la viscosità rappresentative.
Durante la lavorazione di PET riciclato con un‘umidità
residua e una qualità iniziale variabili, mediante
questa misurazione della viscosità della massa fusa
è possibile mantenere la viscosità della massa fusa
entro uno stretto intervallo di tolleranza regolando
di conseguenza il vuoto della zona di degassamento
dell’estrusore MRS. Con un circuito di regolazione dal
viscosimetro on-line VIS all‘unità di vuoto, è possibile
mantenere la viscosità della massa fusa e quindi il
Figura 2: viscosimetro on-line VIS
valore VI del prodotto finale al livello desiderato. Mentre anche altri produttori propongono metodi di misurazione on-line della viscosità ai fini della documentazione della qualità, la tecnologia di estrusione MRS
Gneuß si contraddistingue per il fatto che la viscosità
intrinseca del prodotto finale non viene solamente
registrata e documentata, bensì può essere anche regolata attivamente. In tal modo, anche nel caso in
cui la qualità delle materie prime non fosse uniforme,
è possibile garantire una viscosità intrinseca costante
del prodotto finale.
MRS: l’alternativa senza essiccazione
Grazie alle caratteristiche sopra descritte, la tecnologia
di estrusione MRS è particolarmente adeguata per la
produzione di fogli plastici per imbutitura, nastri, tessuti non-tessuti e altre fibre, in particolare in poliestere.
Grazie alla prestazione di degassamento estremamente efficiente, dovuta all’elevato tasso di scambio della
superficie nella zona di multirotazione, è possibile trasformare il materiale riciclato in un prodotto finale senza perdere qualità. In combinazione con il viscosimetro
on-line VIS, l’MRS Gneuß offre l‘opportunità unica nel
suo genere di non limitarsi a monitorare la viscosità
intrinseca del prodotto finale realizzato, bensì di regolarla. La tecnologia di estrusione MRS si è imposta con
largo successo già da diversi anni in molteplici linee nel
mondo, venendo utilizzata in applicazioni per la realizzazione di film, nastri, granulati e fibre.
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Figura 3: estrusore MRS con viscosimetro on-line VIS
Autrice:
Monika Gneuss
Gneuss, Inc., USA
Per ulteriori informazioni si prega di contattare:
Sig.ra Andrea Kossmann / Marketing
Gneuss Kunststofftechnik GmbH
Moenichhusen 42
32549 Bad Oeynhausen
Germania
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