گرانول چیست و تولید گرانول چگونه است؟

گرانول چیست و تولید گرانول چگونه است؟

 

گرانول اسم پلیمر خاصی نیست. به نوعی از شکل پلیمر به دست آمده در پتروشیمی که بصورت دانه بوده و برای مصارف و کاربردها باید ذوب و شکل دهی شود، گرانول می گویند.

در واقع وقتی پلیمر تولید می شود در دستگاه اکسترودر (چیزی شبیه چرخ گوشت) ذوب شده و در سر اکسترودر یک کاتر یا هر چیزی شبیه آن پلیمر خروجی را مرتباً قطع می کند و گرانول تولید می گردد.

همه مواد پلیمری بسته به کاربرد و میزان ویسکوزیته و عوامل دیگر مانند نوع پلیمریزاسیون و ... می توانند تبدیل به گرانول شوند. ولی اگر شرایط پلیمریزاسیون و عوامل دیگر پیچیده باشد، پلیمر بصورت پودر یا محلول یا ... تولید می گردد.

هدف اصلی در تولید یک پلیمر به دست آوردن یک ماده با خواص مطلوب است. و به دست آوردن این خواص و کنترل آن در حین فرآیند شدن پلیمر بستگی به عوامل زیادی از جمله دما، فشار، کاتالیزور و ... دارد و پلیمری که بار اول ذوب و شکل دهی شده مطمئناً خواص بهتری نسبت به پلیمرهای بازیافتی چند بار ذوب شده دارد. بعضی از پلیمرها بعد از چند بار ذوب و شکل دهی باز خواص خود رو حفظ می کنند. ولی بعضی از آنها مانند PVC پلی وینیل کلراید که مصرف زیادی در پروفیل درب و پنجره، سفره و انواع ورق ها، لوازم خانگی، کابل ها و ... دارند، بعد از بازیافت خواص خود را از دست می دهند.

 

تولید گرانول

گرانول های پلاستیک گلوله های کوچکی از پلاستیک هستند که داخل دستگاه های مختلف شکل دهی پلاستیک ریخته شده و به انواع مختلف قطعات تبدیل می شوند.

سیستم ماشین های شکل دهی به پلاستیک (شامل انواع خطوط اکستروژن و تزریق و ...) به گونه ای ساخته شده اند که بهتر است مواد اولیه ورودی آنها بشکل ساچمه های کوچک پلاستیکی باشد. 

مواد پلاستیکی بازیافتی که آسیاب شده اند و دارای شکل های ورقه ای یا گوشه های تیز هستند، نمی توانند به راحتی در قیف های ورودی این دستگاه ها مورد استفاده قرار بگیرند و البته زمان میکس شدن هم بدلیل عدم یکنواختی اندازه آنها با مواد دیگر همیشه یک ترکیب غیر یکنواخت دارند.

لذا مصرف کنندگان این مواد ترجیح می دهند مواد خریداری شده آنها مانند مواد اولیه نو بصورت گرانول یا همان ساچمه های کوچک پلاستیکی باشد که این کار به وسیله خطی به اسم خط تولید گرانول انجام می شود.

این خطوط به دو روش عمل می کنند:

روش اول: خطوط تولید گرانول رشته ای

تولید گرانول رشته ای که ساخت ماشین آلات آن ساده تر بوده و معمولاً در ایران مورد استفاده قرار می گیرد روشی است که در آن پلاستیک بعد از ذوب شدن در دستگاه اکسترودر و عبور از صافی های فلزی بشکل رشته هایی از پلاستیک مذاب در آمده و بعد از عبور از یک استخر آب به داخل یک دستگاه آسیاب کوچک هدایت می شوند و بعد از تکه تکه شدن خشک می شوند.

این روش ساده بوده اما گرانول های تولید شده با آن شباهتی به گرانول های مواد اولیه نو ندارد و دارای گوشه های تیز و خرده های پلاستیک هست.

خود خط نیز ثبات نداشته و رشته ها مدام قطع می شود و نیاز به اپراتور تمام وقت دارد.

روش دوم: خطوط تولید گرانول خشک

در این روش پلاستیک های خرد شده بعد از ذوب شدن در اکسترودر و عبور از صافی از سوراخ های ریزی خارج می شود و به همان شکل مذاب بوسیله ی تیغه ای که با سرعت زیاد برش می خورد. و همزمان بوسیله ی یک مکنده مکیده شده و با عبور از مسیرهای لوله ای سرد و خشک می شود. سپس با ورود به مخزن بزرگتری دچار افت فشار شده و بر اثر این افت فشار گرانول ها که سنگین ترند به پائین مخزن سقوط کرده و هوا از بالای آن خارج می شود.

ساخت ماشین آلات آن نیاز به دقت بالاتری داشته و باید از کنترل های دور در قسمت های مختلف آن استفاده کرد، در کل قیمت خط بالاتر بوده اما گرانولهای تولید شده بسیار شبیه به گرانول های خریداری شده از پتروشیمی بوده و خود خط تولید نیز در زمان کار کاملاً دارای ثبات می باشد.

 

دستگاه گرانول ساز - اکسترودر 

بیرون رانی مرحله ی آخر بسیاری از خطوط بازیافت پلاستیک است. خارج کننده ها معمولاً مواد یکدست را دریافت می کنند. اگر خط بازیافت در مراحل تمیز کردن و خشک کردن درست عمل نکند، خارج کننده نیز درست عمل نخواهد کرد. این مساله معمولاً در دیگر مراحل خط بازیافت اتفاق می افتد.

یک دستگاه اکسترودر باید این ویژگیها را در تمام مراحل داشته باشد:

یک وسیله ی تخلیه خوب با یک پمپ خلاء قوی جهت افزایش تاثیر گازگیری، اگر تخلیه کننده دو تا باشد نتیجه بهتر است.

یک تعویض کننده صفحه قوی و بزرگ زیرا گاهی، اگر مواد خوب شسته نشده باشد، و این اتفاق خواهد افتاد، و به هر حال باید محصول گرفته شود، یک تعویً کننده صفحه بزرگ بسیار کمک خواهد کرد.

اکسترودرهای تک پیچه مورد استفاده ترین هستند. اکسترودر تک پیچخ فقط یک پمپ است. خارج کننده های تک پیچه از لحاظ اجرا آسان ترند و به سختی دچار نقص می شوند و از انواع دیگر هم ارزان ترند. در خارج کننده های تک پیچه فرآوری در سطح بالایی است و هزینه نگهداری پائین است.

گازهای پر خطر و شیمیایی موجود در مواد مورد استفاده از طریق جذب در سیستم خلاء از بین می روند و گاز ایجاد شده بعد از این مرحله در تطابق با استانداردهای اروپایی و مد نظر قرار دادن بهداشت انسان ها از هر نوع عنصر خطرناکی پاک می شود.

بسته به ماده ای که مورد استفاده قرار می گیرد، دستگاه خارج کننده با ظرفیتی حدود 100-1200 kg در ساعت عمل مینماید.

 

گرانول چه کاربردهایی دارد؟

یکی از مهم ترین کاربردهای گرانول سازی در صنعت، استفاده مجدد از ضایعات پلاستیکی در تولید محصولات جدید است. مواد پلاستیکی درصد زیادی از حجم زباله های تولیدی در سطح جهان را به خود اختصاص می دهند. لاستیک های فرسوده ی خودرو یکی از مهم ترین ضایعات پلاستیکی هستند که در سطح وسیع قابل مشاهده اند و حجمی گسترده ای با چند هزار تن را تشکیل می دهند. این مواد اگر به صورت مجدد وارد فرآیند تولید شوند، هم مشکلات زیست محیطی از بین می رود و هم در تأمین منابع اولیه ی محصولات صنعت، صرفه جویی زیادی خواهد شد. همچنین از گرانول ها برای تولید بخش های پلاستیکی بعضی از دستگاه ها مثل تلفن و لوازم التحریر استفاده می شوند. برای تولید بسیاری از محصولات پلاستیکی لزومی برای استفاده از پلاستیک ها دست اول که تهیه آنها مستلزم صرف هزینه های بالایی است، وجود ندارد. به عنوان مثال پلاستیک هایی که در تولید کفش به ویژه در بخش های میانی و کف آن به کار می روند از این دسته اند. یکی از نکات مهم برای ساخت گرانول توجه به درصد استحکام و میزان دوام آنهاست. گرانول هایی که در هنگان ساخت از کیفیت بالا برخوردار نباشند، در هنگام تولید محصول ممکن است فرآیند تولید را مختل کرده و ساخت محصولات را با مشکل مواجه سازند. گرانول در صنعت برق نیز کاربرد گسترده ای دارد. کابل های ضخیم نیاز به روکش های پلاستیکی ایمن دارند و گرانول در ساخت این روکش ها مورد استفاده قرار می گیردو صندلی های پلاستیکی و تانکرهای پلاستیکی آب درصد بسیار بالایی از پلاستیک را در تولید به خود اختصاص می دهند، بنابراین اگر قرار باشد از مواد دست اول در ساخت این گونه محصولات استفاده شود، هزینه های زیادی باید صرف منابع اولیه شود؛ این در حالی است که در استفاده از منابع بازیافتی پلاستیک و گرانول سازی از آنها محدودیت خاصی وجود ندارد. کاربرد دیگر گرانول ساخت مواد PVC است که در تولید محصولات PVC به ویژه کابیت ها و کمدها مورد استفاده قرار می گیرد.