Das Unterwasser-Granuliersystem eignet sich für Polymere und thermoplastische Kunststoffe und produziert kugelförmiges Granulat. (Bild: Maag)
Die Compound-Branche verlangt im Hinblick auf die Granulierung höchste Flexibilität bei Änderungen der Produkte sowie Granulatgröße und -form – und das alles in nur einem einzigen System. „Idealerweise verlangt der Hersteller von Compounds nach nur einer Maschine für viele Materialien, um so ein ansprechendes Produkt innerhalb der Kundenspezifikation zu liefern“, sagt Michael Eloo, Geschäftsführer bei Gala Kunststoff- und Kautschukmaschinen, Xanten, einem Tochterunternehmen von Maag.
„Die Granulierung ist das letzte Glied in der komplexen Kette von zusammenwirkenden Maschinen. Deshalb achten wir fortlaufend auf den gesamten Produktfluss und optimieren die Komponenten innerhalb der Produktlinie, um maximale Flexibilität unter Berücksichtigung der konkreten Ziele unserer Kunden zu erlangen. Aus unserer Sicht ist die Granulierung immer noch die Kernaufgabe der Maschine, da das Produkt in dieser Phase letztlich eine erste sichtbare Kunststoffform annimmt. An dieser Stelle müssen die hergestellten Granulate alle erforderlichen Spezifikationen erfüllen. Im Allgemeinen ist ein ganzheitlicher Ansatz bezüglich der dem Extruder/Compounder nachgeschalteten Anlagen notwendig. Dies behebt Probleme der Reinigbarkeit, Zugänglichkeit und der Austauschbarkeit von Werkzeugen während des Betriebs. Dennoch darf eine solche Flexibilität die Effizienz der Maschine nicht beeinträchtigen.“ Der Anbieter hat daher mehrere Granuliersysteme im Portfolio, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.
Einband-Granuliersystem für hochgefüllte Compounds
Dazu gehört das Einband-Granuliersystem EBG, das sich für das Verarbeiten von hochgefüllten (> 60 %) und/oder zerbrechlichen Compounds eignet. Das System lässt sich auf individuelle Applikationen zuschneiden. Statt die Polymerstränge konventionell in einem Wasserbad zu extrudieren, geschieht dies direkt auf einem Kunststoff- oder Stahlförderband, das die fragilen Stränge vorsichtig zu den Granuliereinheiten zieht. Dieses kontrollierte Ziehen der Stränge im noch geschmolzenen Zustand verhindert Brüche in ihnen und ermöglicht deren direktes Zuführen in den Granulator, wo sie in einheitliche Granulate geschnitten werden. Je nach Anwendung lassen sich die Stränge durch Luft, Wasser oder beidem abkühlen.
Das Vertropfungsgranuliersystem Droppo wiederum ist darauf ausgelegt, einheitliche, staubfreie, kugelförmige Granulate herzustellen. Dabei werden sie wahlweise durch Luft, Nitrogen oder Wasser gekühlt. Dieses System eignet sich für Schmelzen bei niedriger Viskosität und für Flüssigkeiten mit Viskositäten unter 500 mPas sowie für Vergussmaterialien auf solchen Trägern.
Der Unterwassergranulator Pearlo-Flex wurde für das Herstellen von kugelförmigen Granulaten aus Compounds, Masterbatches, Mischungen und Rezyklaten entwickelt. Er ist mit einer großen Bandbreite an Polymeren und Thermoplasten kompatibel, unter anderem mit Polyolefinen (LDPE, HDPE, PP), Styrol-Polymeren (PS, SAN, ABS), Polyacetalen (POM), Polyestern (PET, PBT, PEN), Polycarbonaten (PC), Polyurethanen (TPU), Schmelzklebern, Gummi sowie Natur- und Kunstharz. Der Granulator erreicht Produktionsraten von 500 kg pro Stunde. Zudem befinden sich die Komponenten des Granulators alle in einen Rahmen, was laut Hersteller die Verfügbarkeit und Effizienz erhöhen sowie für ein geringes Abfallaufkommen sorgen soll.
Währen des Granulierprozesses wird die Kunststoffschmelze über das hydraulisch betätigte Anlaufventil zur Düsenplatte gefördert. Von dort wird die erhitzte Schmelze durch ringförmoge Löcher in die Schneidkammer extrudiert, die mit Prozesswasser gefüllt ist. Der Schneidkopf schneidet das Polymer dann zu Granulat, das durch die Prozesswasserrohrleitung zum Trockner befördert wird. Nach dem Trocken wird das Granulat zur weiteren Verarbeitung befördert, während das Prozesswasser gefiltert, temperiert und in die Schneidkammer zurückgeleitet wird.
Zu den Vorzügen des Granulators gehören das automatische Hoch- und Herunterfahren, der kompakte Grundrahmen, der alle Komponenten aufnimmt, und die modulare Konstruktion, unter anderem mit einem einfach abhebbaren Trocknergehäuse. Außerdem bietet das System ein Schneidwerkzeug im Turbinenstil mit einem einseitigen, langen Granuliermesser, eine automatisierte oder manuelle Messerzustellung und eine schmale Ringfläche der Düsenplatte, wodurch es nur zu einem geringen Abkühlen kommt. Das System wird für das Anfahrventil, die Düsenplatte mit Wasserkammer und den Granulator von oben abgehängt, montiert und lässt sich mit zusätzlichen von oben montierten und klappbaren Modulen für die Schmelzpumpe und die Schmelzfiltration aufrüsten. Es verfügt über langlebige Verschleißteile sowie verschiedene integrierte Wasserfilteroptionen. Das gesamte System ist auf eine einfache Reinigung und eine hohe Betriebssicherheit ausgelegt. Das Unterwassergranulator wird als produktionsfertige Maschine geliefert, wodurch jegliche Installationszeit beim Kunden und die damit verbunden Kosten entfallen. Mit dieser Maschine lassen sich Extruderschneckenwechsel schnell durchführen, während die peripheren Aggregate nah und beheizt an der Compoundinglinie verfügbar bleiben.
Das temperierte Prozesswassersystem ist eine integrale Komponente für den Strang- und für den Unterwasser- granulierbetrieb. (Bild: Maag)
Das Vertropfungs-Granuliersystem stellt exakt gleichförmige, staubfreie Granulatkugeln her. (Bild: Maag)
Kugelförmige Granulate senken Entstaubungs-Aufwand
Maag hat einen Prozess für die Granulierung von technischen Polymeren entwickelt. Das Optimized Temperature Pelletizing (OTP) ebnet den Weg zur Granulierung technischer Thermoplaste mittels der Unterwassergranuliersysteme. Es deckt den gesamten Prozess von der Kunststoffschmelze bis zu fertigen Granulaten ab. Laut Hersteller nutzen sich kugelförmige Granulate während des Transportprozesses im Vergleich zu anderen Geometrien weniger ab. Weniger Abnutzung bedeutet geringere Staubentwicklung, was wiederum einen geringeren Entstaubungs- beziehungsweise Reinigungsaufwand erfordert.
Das Granulat wird bei überhitztem Druckwasser (>100 °C) geschnitten und der ersten Kühlstufe ausgesetzt. In der Transfereinheit wird das Granulat vom Wasser abgeschieden und dem zweiten Kühlkreislauf übergeben (>95 °C). Nach der anschließenden Abkühlung wird der Druck abgelassen und das Granulat wird durch einen Zentrifugaltrockner vom Prozesswasser getrennt. Nach dem Trocknungsprozess kann das Granulat weiterverarbeitet oder verpackt werden. Die geschlossenen Kreise führen zu Betriebsbedingungen ohne Emission in die Luft und ohne Kontaminierung des Produkts.
Das OTP-Granulat erfüllt die Standards für medizinische Applikationen. Die Granulate eignen sich aber auch für optische Applikationen, wie Gläser, Fassadenelemente oder Bildschirme mit Polycarbonaten oder PMMA. Außerdem gibt es einen großen Anwendungsbereich in der Automobilindustrie: Panoramadächer, Kabelverbindungen oder Teile des Motors lassen sich mit OTP-Granulaten herstellen.
Das temperierte Prozesswassersystem Puro ist eine Komponente für den Strang- und für Unterwassergranulierbetrieb, das in Verbindung mit den M-USG und P-USG Unterwasser-Stranggranulier-Systemen und den Unterwassergranulatoren Pearlo verwendet werden kann.
Temperiertes Prozesswasser-System für die Granulierung
Das System ist für Granulatproduktionsraten von 70 bis 36.000 kg/h (154 bis 79.400 lb/h) und für Wasserdurchflussraten von 10 bis 250 m³/h erhältlich. Das Prozesswassersystem hat einen geschlossenem Wasserkreislauf und mehrere Möglichkeiten zur Wasserfilterung. Es wird zum Fördern und Kühlen von Granulat bei der Überführung von der Schneidkammer des Granuliersystems zum Zentrifugaltrockner eingesetzt. Es eignet sich für den Einsatz mit vielen Materialien. Zu den Betriebsvorteilen für den Anwender gehört ein modulares Design bei geringem Platzbedarf. Das System verfügt über eine geringe Geräuschentwicklung, einen niedrigen Energieverbrauch bei hoher Flexibilität, eine einfachen Zugriff, eine unkomplizierter Wartung und problemlose Reinigung.
