Современная вакуумная технология для дегазации расплава при экструдировании

Компания PolyComp GmbH специализируется на компаундировании (подготовке смесей) и на контрактной либо лицензионной основе выпускает сложные технические пластмассы. В ассортимент продукции компании входят высокотемпературные пластмассовые материалы, высокопрочные конструкционные термопластические материалы, а также мягкие, гибкие термопластические эластомеры, из которых по запросу заказчика формируются соединения с различными добавками. Широкий ассортимент продукции требует гибких производственных систем, состоящих из экструдеров разного типа и нескольких специальных винтовых конфигураций.

Однако во всех экструдерах есть одна константа: для извлечения паров и газов из расплавленного материала в винтовой секции PolyComp полагается исключительно на системы дегазации PLASTEX производства Busch Vacuum Solutions. Эти системы оснащаются кулачковыми вакуумными насосами MINK и отличаются высокой надежностью и удобством технического обслуживания.

О компании PolyComp

Компания PolyComp появилась в результате выкупа предприятия менеджерами в 2000 году. Головной офис компании находится в Нордерштедте в пригороде Гамбурга (Германия). В 2013 году компания PolyComp была приобретена группой компаний Feddersen Group, которая базируется в Гамбурге и занимается продажей химических и технических изделий по всему миру.

Основу бизнеса PolyComp составляет компаундирование полиолефинов (PP/PE), а также таких материалов, как EVA, PA, PBT, PC, ABS, EVOH, POM и PMMA. Эти компаунды соединяются с различными добавками, от углерода, натурального волокна и простых наполнителей до стеклянной дроби, цветных добавок и воска.

Пленочные компаунды

Одно из направлений деятельности PolyComp — производство пленочных компаундов, требующих крайне малого количества геля. Производственный процесс основан на экструзии с использованием специальных шнековых систем и применении фильтрозаменителей с высокой точностью фильтрации. В компании используются восемь одно- или двухшнековых экструдеров. Расплавленный материал подвергается дегазации в шести экструдерах. До 2009 года для выполнения этих операций в компании использовались жидкостно-кольцевые вакуумные насосы.

Хеннинг фон Брюль (Henning von Brühl), заместитель руководителя производства, добавляет: «У нас не было возможности точно рассчитать состав и количество веществ, которые окажутся в воде. Туда попадали не только газы, пары и полимеры, которые появляются из базовых веществ; часть добавок также проникала в рабочую жидкость вакуумных насосов». Причина заключалась в частой смене выпускаемой продукции. Даже если базовые вещества не менялись, состав веществ в воде мог измениться ввиду применения добавок разного типа. Поскольку компания PolyComp работает в три смены пять дней в неделю, обрабатывать приходилось огромное количество воды.

Наше решение

В поисках экологически чистого решения в 2009 году компания обратилась в Busch. Специалисты нашей компании предложили систему дегазации PLASTEX (рис. 1), в которой не используются рабочие жидкости. Система состоит в основном из кулачковых вакуумных насосов MINK (рис. 2), входного фильтра и фильтра тонкой очистки. Фильтры предназначены для отделения конденсата и твердых частиц. Кулачковые вакуумные насосы MINK не требуют применения рабочих жидкостей, таких как вода или масло. В таких насосах откачиваемые пары и газы не контактируют с рабочими жидкостями, что в противном случае приводило бы к образованию смесей и химических реакций. Вместе с тем, даже самая эффективная технология сепарации не всегда позволяет исключить риск проникновения остаточных мономеров во внутренние части и трещины насоса. Поэтому кулачковые вакуумные насосы MINK оснащаются промывочными устройствами. Это позволяет подавать точно дозированное количество промывочной жидкости в вакуумный насос через установленные промежутки времени и удалять вещества из трещин и щелей. Руководитель подразделения технического обслуживания Штефан Штольп установил требуемое количество промывочной жидкости и периодичность промывки для каждого экструдируемого материала. Процесс промывки может осуществляться во время простоя и даже в ходе производственного процесса.

После приобретения первой системы дегазации PLASTEX компания PolyComp постепенно заменила все свои жидкостно-кольцевые вакуумные насосы. Штефан Штольп весьма доволен этим техническим решением. Во-первых, решена проблема отработанной воды; во-вторых, системы дегазации PLASTEX отличаются высочайшей надежностью и практически не требуют технического обслуживания. Нужно лишь регулярно очищать фильтры и при необходимости добавлять промывочную жидкость. Промежутки времени между моментами добавления жидкости варьируются в зависимости от свойств обрабатываемого материала. Эти работы выполняются операторами производственных линий. В среднем через каждые 10 месяцев специалисты по техническому обслуживанию демонтируют и очищают каждый вакуумный насос. «В целом этот объем работ нам вполне по силам в сравнении с тем, что нам приходилось преодолевать раньше, когда мы использовали старые жидкостно-кольцевые вакуумные насосы», — комментирует Хеннинг фон Брюль.

Инженер Симона Патерман (Simone Patermann) обнаружила еще одно преимущество систем дегазации PLASTEX. Как руководительница производства, она непрерывно следит за показателями потребления энергии, в первую очередь потому, что PolyComp сертифицируется по стандарту ISO 50001, который регламентирует системы управления энергией. Такое преимущество объясняется двумя основными факторами. Во-первых, в отсутствие рабочих жидкостей исключается необходимость в дополнительной энергии для их транспортировки. Во-вторых, в кулачковых вакуумных насосах MINK используется бесконтактный принцип работы. Как следствие, компоненты не соприкасаются друг с другом, поэтому не требуется дополнительная энергия на преодоление трения.

В 2018 году компания PolyComp ввела в эксплуатацию новую экструзионную линию, основу которой составляет двухшнековый экструдер производительностью до 1500 kg/h. Два боковых дозатора (рис. 3) позволяют одновременно добавлять и смешивать порошковые наполнители разных типов, что обеспечивает высокий КПД установки. Один боковой дозатор можно соединить с системой дегазации PLASTEX. В такой системе сокращается объем наполнителей и втрое увеличивается насыпная плотность в сравнении с боковым дозатором без дегазации. В результате существенно повышается суммарная производительность установки.

Говоря о надежности, объеме технического обслуживания и экономичности, руководители компании PolyComp подтверждают правильность выбора системы дегазации PLASTEX производства Busch. Высокая степень надежности системы положительно сказывается на производстве. Теперь простои, которые возникали в результате отказов, авральных ремонтных и очистных работ, — обычная практика при использовании жидкостно-кольцевых вакуумных насосов — остались в прошлом.