Peracikan biopolimer pada ekstruder sekrup ganda: empat hal yang perlu Anda ketahui

Banyak pemain internasional baru telah muncul di sektor biopolimer, menggunakan bahan-bahan baru dan banyak formulasi baru.Ekstruder sekrup kembarmenawarkan kemampuan pencampuran material yang sangat baik untuk semua polimer, termasuk biopolimer. Apa pun formulasinya, Anda harus mempertimbangkan pemasok peralatan Anda sebagai mitra pengembangan untuk mencapai tujuan Anda dalam hal kualitas peleburan dan ekstrusi, produktivitas, dan parameter lainnya. Pastikan pemasok peralatan Anda memiliki fasilitas dan keahlian untuk membantu Anda menguji formulasi material dan meningkatkan proses Anda.

Seperti halnya proyek ekstrusi lainnya, sejumlah eksperimen berulang tidak dapat dihindari dalam proses pengembangan formulasi biopolimer baru. Beberapa berhasil sejak awal; yang lain memerlukan lebih banyak pekerjaan sebelum dapat dikomersialkan.
Kapasitas produksi bioplastik global diperkirakan akan meningkat hingga 4.8 miliar pon pada tahun 2024, berkat produsen peralatan ekstrusi dan pemilik merek yang terus mengalihkan perhatian mereka ke bahan-bahan "hijau" ini. Jika Anda ingin memasok senyawa untuk memenuhi permintaan ini, berikut adalah beberapa pertimbangan pemrosesan utama yang perlu Anda ketahui.

Beli ekstruder dengan kemampuan penyesuaian yang lebih baik
Ada sejumlah ekstruder yang dirancang agar sangat fleksibel. Anda dapat membeli ekstruder panjang dengan rasio lebar/lebar 48:1 atau 52:1, ekstruder ini memiliki beberapa lubang pembuangan dan opsi posisi pemasukan.

Karena plastik biodegradable merupakan industri yang bergerak cepat, ide-ide baru, bahan baku baru atau yang sudah ditingkatkan, aditif, dsb. sering kali diperkenalkan. Jauh lebih mudah untuk membuka atau menutup posisi pembuangan yang tersedia, atau untuk menambah atau menghapus pengumpan samping dari posisi yang tersedia, daripada membeli barel baru setelah pembelian modal awal atau untuk memperluas ekstruder.

Perlu diingat bahwa biopolimer biasanya bersifat higroskopis
Rencanakan setidaknya satu ventilasi atmosfer (terkadang dua) dan setidaknya satu ventilasi vakum (terkadang dua). Biopolimer biasanya bersifat higroskopis dan perlu ditangani dengan hati-hati sebelum diproses. Menempatkan ventilasi udara di awal proses ekstrusi efektif untuk meminimalkan hidrolisis biopolimer dan menghindari pra-pengeringan material.
Ventilasi vakum sangat penting. Jangan menganggap sistem vakum sebagai tambahan yang tidak penting, karena merupakan bagian integral dari proses ekstrusi dan sering kali menjadi pembeda antara menghasilkan produk berkualitas atau tidak. Sistem vakum yang dirancang dengan cermat juga mengatasi sifat volatil biopolimer yang sering kali korosif, yang dapat menguntungkan melalui pengurangan perawatan dan waktu henti serta peningkatan produktivitas.

Biopolimer sensitif terhadap geseran dan tekanan
Biopolimer terdegradasi dengan cepat saat terkena panas dan/atau geseran yang berlebihan. Geseran material berbanding lurus dengan kecepatan sekrup ekstruder dan berbanding terbalik dengan jarak bebas antara sekrup ekstruder dan laras. Untuk tingkat produksi tertentu, jalankan ekstruder pada kecepatan sekrup serendah mungkin hingga torsi ekstruder terlalu tinggi (>90%) atau batas volume tercapai, yang ditentukan oleh senyawa yang mendukung saluran masuk atau keluar.

Keterbatasan volume dapat dihindari dengan menempatkan ventilasi secara strategis untuk memungkinkan udara dan kelembapan keluar dan dengan menempatkan blok pengaduk pembatas atau elemen sekrup pembalik sejauh mungkin di hilir umpan atau ventilasi. Torsi tinggi dapat dihindari dengan merancang sekrup ekstruder agar memiliki zona pencampuran yang panjang dan "lembut" daripada zona pencampuran yang pendek dan kuat. Menstabilkan pengumpan untuk meminimalkan fluktuasi torsi memungkinkan operator menjalankan ekstruder pada torsi rata-rata yang lebih tinggi.

Yang berputar bersamaekstruder sekrup ganda, meskipun merupakan mesin pencampur yang efektif dan efisien, hanya memiliki efisiensi 8 hingga 15 persen sebagai pompa, yang berarti bahwa tekanan outlet ekstruder yang tinggi dapat menyebabkan peningkatan suhu leleh yang signifikan. Tekanan outlet yang tinggi juga dapat menyebabkan aliran gas buang dari port pembuangan di dekat outlet ekstruder.

Meningkatkan diameter lubang kepala die, meningkatkan ukuran mata saringan dan, dalam kasus pembuatan peletan di bawah air, meningkatkan suhu air dan kepala die, semuanya meminimalkan tekanan outlet ekstruder. Elemen berulir dengan jarak pengiriman yang sama dengan satu diameter adalah elemen pemompaan yang paling efisien.

Pompa leleh dapat digunakan antara saluran keluar ekstruder dan kepala cetakan. Efisiensi pemompaan pompa leleh berkisar antara 25% dan 35%. Penggunaan pompa leleh meminimalkan kenaikan suhu leleh, menghemat daya ekstruder, dan menghasilkan aliran ekstrusi yang lebih konsisten. Biaya pompa leleh terkadang dapat dengan mudah dibenarkan dengan meningkatkan output ekstruder.

Biopolimer terdegradasi dengan cepat, jadi dekontaminasi penting dilakukan
Biopolimer terdegradasi lebih cepat daripada sebagian besar polimer berbasis minyak bumi. Jika ekstruder akan dibiarkan selama lebih dari 1 hingga 2 jam, sangat disarankan untuk mengurangi pemanas laras atau mematikannya.
Jika ekstruder akan tetap dipanaskan dalam jangka waktu lama tanpa ekstruder menyala, bersihkan ekstruder dengan polimer stabil panas berbiaya rendah dengan viskositas leleh yang sedikit lebih tinggi daripada bioresin. Jika viskositas bahan pembersih terlalu tinggi, bahan tersebut dapat muncul sebagai kontaminan dalam beberapa jam setelah memulai kembali produksi.