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Technologie de vide moderne pour le dégazage de matériaux en fusion lors d'une extrusion

L'entreprise PolyComp GmbH, spécialiste du compoundage, est un fabricant sous contrat et un producteur sous licence de plastiques techniques complexes. Les produits proposés englobent les plastiques résistants aux températures élevées et les thermoplastiques techniques à haute résistance ainsi que les élastomères thermoplastiques mous et flexibles ; l'entreprise fabrique également sur demande, une large gamme d'additifs. Le vaste portefeuille de produits nécessite une installation de production flexible, composée de différentes extrudeuses et de quelques configurations à vis spécifiques.

Cependant, il existe une constante pour toutes les extrudeuses : pour l'extraction des vapeurs et des gaz du matériau en fusion présent dans les sections à vis, PolyComp fait confiance uniquement aux systèmes de dégazage PLASTEX de Busch Solutions de Vide. Ces systèmes, équipés de pompes à vide à becs MINK, offrent une fiabilité exceptionnelle et une grande facilité d'entretien.

À propos de PolyComp

Fondé en 2000, grâce à une opération de rachat par ses cadres, PolyComp et son siège social sont implantés à Norderstedt, en périphérie de Hambourg en Allemagne. En 2013, PolyComp a été intégré au groupe Feddersen, basé à Hambourg, dont le domaine d'activité est le commerce mondial de produits chimiques et techniques.

Au cœur du métier de PolyComp se trouvent les composés à base de polyoléfine (PP/PE), ainsi que des produits tels que : EVA, PA, PBT, PC, ABS, EVOH, POM et PMMA. Ces compounds sont mélangés à différents additifs, tels que du carbone ou des fibres naturelles, des matériaux d'apport simples ou des perles de verre, des pigments ou des cires colorants.

Compounds sous forme de films

L'une des spécialités de PolyComp est le compound sous forme de film, qui nécessite des quantités extrêmement faibles de gel. Le processus de production comprend une étape d'extrusion qui nécessite des configurations de vis spécifiques et l'application d'un changeur de filtre avec une précision de filtration très élevée. L'entreprise utilise au total huit extrudeuses à vis unique ou à deux vis. Le matériau en fusion est dégazé dans six extrudeuses. Jusqu'en 2009, l'entreprise utilisait des pompes à vide à anneau liquide pour ce processus.
“La mise au rebut de l'eau utilisée devenait de plus en plus problématique car les gaz et les vapeurs se mélangeaient à l'eau et se condensaient. Le coût du traitement de l'eau ou de sa mise au rebut ne cessait d'augmenter.“
Stefan Stolp, Responsable de la maintenance
Henning von Brühl, assistant du responsable de production, ajoute : « Nous n'étions jamais en mesure de prédire avec précision quels types de substances seraient présents dans l'eau. Il ne s'agissait pas seulement de gaz, de vapeurs et de polymères issus des substances de base ; certains composés provenant des additifs se déposaient également dans le fluide de fonctionnement des pompes à vide ». Ceci était dû au changement fréquent de produits. Même si les substances de base restaient les mêmes, les différents additifs utilisés pouvaient modifier la composition des substances dans l'eau. Comme PolyComp travaille en trois-huit, cinq jours par semaine, d'énormes quantités d'eau étaient collectées pendant le traitement.

Notre solution

En 2009, à la recherche d'une solution soucieuse de l'environnement, l'entreprise a pris contact avec Busch, qui lui a proposé un système de dégazage PLASTEX (Fig. 1) qui ne nécessitait aucun fluide de fonctionnement. Le système se compose essentiellement d'une pompe à vide à becs MINK (Fig. 2), d'un filtre séparateur en amont et d'un filtre fin. Les filtres sont utilisés pour séparer les condensats et les solides. Les pompes à vide à becs MINK ne nécessitent aucun fluide de fonctionnement, comme de l'huile ou de l'eau. Ceci signifie que les vapeurs et les gaz pompés n'entrent pas en contact avec un quelconque fluide de fonctionnement, avec lequel ils pourraient se mélanger ou réagir. Cependant, même la technologie de séparation la plus minutieuse ne peut pas toujours empêcher les monomères résiduels de pénétrer à l'intérieur des pompes et d'y subir un craquage. Pour cette raison, la pompe à vide à becs MINK est équipée d'un dispositif de rinçage. Ceci permet à une quantité de liquide de rinçage précisément dosée d'être injectée dans la pompe à vide, selon des intervalles de temps définis, pour dissoudre les produits de craquage. Le responsable de la maintenance, Stefan Stolp, a défini la quantité de liquide de rinçage et les intervalles de rinçage pour chacun des matériaux extrudés. Le processus de rinçage peut se dérouler pendant les temps d'arrêt ou même lorsque la production est en cours.
Après avoir acheté ses premiers systèmes de dégazage PLASTEX, PolyComp a remplacé au fur et à mesure toutes ses pompes à vide à anneau liquide. Stefan Stolp est très satisfait de la solution. Premièrement, elle a permis de résoudre son problème avec les eaux usées ; deuxièmement, les systèmes de dégazage PLASTEX sont entièrement fiables et nécessitent peu de travaux de maintenance. Les filtres doivent être nettoyés régulièrement et l'agent de rinçage doit être réapprovisionné selon le besoin. Les intervalles entre deux remplissages varient selon le matériau qui est traité. Ces tâches sont effectuées directement par les membres de l'équipe de production. L'équipe de maintenance démonte et nettoie chaque pompe à vide en moyenne tous les 10 mois. « Au total, la quantité de travail est facile à gérer par rapport aux tâches que nous devions effectuer avec les anciennes pompes à vide à anneau liquide », déclare Henning von Brühl.

L'ingénieure Simone Patermann a identifié un autre avantage de l'utilisation des systèmes de dégazage PLASTEX. En tant que responsable de la production, elle a toujours un œil sur la consommation d'électricité, du fait que PolyComp est certifié ISO 50001, la norme relative aux systèmes de management de l’énergie.
Les pompes à vide à becs MINK offrent le meilleur facteur de rendement de toutes les technologies de vide mécaniques. Ceci signifie que leur consommation d'énergie est toujours plus faible que celle des autres pompes à vide mécaniques présentant la même performance.
Ceci est dû à deux facteurs principaux. Premièrement, la suppression de tous les fluides de fonctionnement supprime aussi le besoin énergétique inhérent à leur transport. Deuxièmement, les pompes à vide à becs MINK sont des systèmes entièrement sans contact. Par conséquent, il n'existe aucun frottement entre les différents composants et aucune force n'est donc nécessaire pour contrer ce frottement.

En 2018, PolyComp a lancé une nouvelle ligne d'extrusion, dont le cœur est une extrudeuse à deux vis et dont le débit de sortie peut atteindre 1 500 kilogrammes par heure. Les deux dispositifs de distribution latérale (Fig. 3) permettent l'ajout simultané de différents types de matériaux d'apport en poudre et leur mélange, le tout avec une capacité de production élevée. Un dispositif de distribution latérale peut être raccordé à un système de dégazage PLASTEX. Ceci permet de réduire le volume des matériaux d'apport et de tripler la masse volumique par rapport à un dispositif de distribution latérale sans dégazage. Ceci augmente de manière significative le débit de sortie total.
L'équipe de gestion de PolyComp reconnaît que, du point de vue de la fiabilité, des travaux de maintenance et de la rentabilité économique, elle a fait le bon choix en optant pour le système de dégazage PLASTEX de Busch. Le degré élevé de fiabilité a un impact positif sur la production. Les temps d'arrêt provoqués par les avaries, les réparations de dernière minute ou le travail de nettoyage, comme c'était le cas avec les pompes à vide à anneau liquide, ne sont plus qu'un mauvais souvenir.