ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर पर बायोपॉलिमर कम्पाउंडिंग: चार बातें जो आपको जानना आवश्यक है

बायोपॉलिमर क्षेत्र में कई नए अंतर्राष्ट्रीय खिलाड़ी उभरे हैं, जो नई सामग्रियों और कई नए फॉर्मूलेशन का उपयोग कर रहे हैं।ट्विन स्क्रू एक्सट्रूडरबायोपॉलिमर सहित सभी पॉलिमर के लिए उत्कृष्ट सामग्री मिश्रण क्षमताएं प्रदान करें। फॉर्मूलेशन के बावजूद, आपको पिघल और एक्सट्रूज़न गुणवत्ता, उत्पादकता और अन्य मापदंडों के संदर्भ में अपने लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए अपने उपकरण आपूर्तिकर्ता को विकास भागीदार के रूप में विचार करना चाहिए। सुनिश्चित करें कि आपके उपकरण आपूर्तिकर्ता के पास आपके सामग्री फॉर्मूलेशन का परीक्षण करने और आपकी प्रक्रियाओं को बेहतर बनाने में आपकी सहायता करने के लिए सुविधाएँ और विशेषज्ञता है।

किसी भी एक्सट्रूज़न परियोजना की तरह, एक नए बायोपॉलिमर फॉर्मूलेशन के प्रक्रिया विकास में कुछ हद तक पुनरावृत्त प्रयोग अपरिहार्य है। कुछ शुरू से ही सफल होते हैं; दूसरों को व्यावसायीकरण से पहले अधिक काम की आवश्यकता होती है।
वैश्विक बायोप्लास्टिक उत्पादन क्षमता 4.8 तक 2024 बिलियन पाउंड तक बढ़ने की उम्मीद है, एक्सट्रूज़न उपकरण निर्माताओं और ब्रांड मालिकों द्वारा इन "ग्रीन" सामग्रियों पर लगातार ध्यान देने के कारण। यदि आप इस मांग को पूरा करने के लिए यौगिकों की आपूर्ति करना चाहते हैं, तो यहाँ कुछ प्रमुख प्रसंस्करण विचार दिए गए हैं जिन्हें आपको जानना आवश्यक है।

अधिक समायोजन क्षमता वाला एक्सट्रूडर खरीदें
ऐसे कई एक्सट्रूडर हैं जिन्हें बेहद लचीला होने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आप 48:1 या 52:1 L/D वाले लंबे एक्सट्रूडर खरीद सकते हैं, उनमें कई एग्जॉस्ट पोर्ट और फीड पोजिशन विकल्प होते हैं।

चूँकि बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक एक तेजी से आगे बढ़ने वाला उद्योग है, इसलिए नए विचार, नई या बेहतर फीडस्टॉक सामग्री, एडिटिव्स आदि अक्सर पेश किए जाते हैं। शुरुआती पूंजी खरीद के बाद नए बैरल खरीदने या एक्सट्रूडर का विस्तार करने की तुलना में उपलब्ध निकास स्थितियों को खोलना या बंद करना, या उपलब्ध स्थितियों से साइड फीडर को जोड़ना या हटाना बहुत आसान है।

ध्यान रखें कि बायोपॉलिमर आमतौर पर हाइग्रोस्कोपिक होते हैं
कम से कम एक वायुमंडलीय वेंट (कभी-कभी दो) और कम से कम एक वैक्यूम वेंट (कभी-कभी दो) की योजना बनाएं। बायोपॉलिमर आमतौर पर हाइग्रोस्कोपिक होते हैं और प्रसंस्करण से पहले उन्हें सावधानी से संभालने की आवश्यकता होती है। एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में जल्दी से एक एयर वेंट लगाना बायोपॉलिमर के हाइड्रोलिसिस को कम करने और सामग्री के पूर्व-सूखने से बचने के लिए प्रभावी है।
वैक्यूम वेंटिंग आवश्यक है। वैक्यूम सिस्टम को एक गैर-आवश्यक ऐड-ऑन के रूप में न समझें, यह एक्सट्रूज़न प्रक्रिया का एक अभिन्न अंग है और अक्सर एक गुणवत्तापूर्ण उत्पाद बनाने या न बनाने के बीच का अंतर होता है। सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किए गए वैक्यूम सिस्टम बायोपॉलिमर वाष्पशील पदार्थों की अक्सर संक्षारक प्रकृति को भी संबोधित करते हैं, जो कम रखरखाव और डाउनटाइम और बढ़ी हुई उत्पादकता के माध्यम से खुद के लिए भुगतान कर सकते हैं।

बायोपॉलिमर कतरनी और दबाव के प्रति संवेदनशील होते हैं
अत्यधिक गर्मी और/या कतरनी के संपर्क में आने पर बायोपॉलिमर तेजी से खराब हो जाते हैं। सामग्री का कतरनी जोखिम एक्सट्रूडर स्क्रू की गति के सीधे आनुपातिक है और एक्सट्रूडर स्क्रू और बैरल के बीच की निकासी के व्युत्क्रमानुपाती है। किसी दिए गए थ्रूपुट दर के लिए, एक्सट्रूडर को सबसे कम संभव स्क्रू गति पर तब तक चलाएं जब तक कि एक्सट्रूडर टॉर्क बहुत अधिक (> 90%) न हो जाए या वॉल्यूम सीमा तक न पहुंच जाए, जिसे फ़ीड या वेंट पोर्ट का समर्थन करने वाले यौगिक द्वारा परिभाषित किया जाता है।

वायु और नमी को बाहर निकलने देने के लिए वेंट को रणनीतिक रूप से रखकर और सीमित सानना ब्लॉक या रिवर्सिंग स्क्रू तत्व को फीड या वेंट के जितना संभव हो सके नीचे की ओर रखकर वॉल्यूम सीमा से बचा जा सकता है। एक्सट्रूडर स्क्रू को एक छोटे, जोरदार मिक्सिंग ज़ोन के बजाय एक लंबे, "कोमल" मिक्सिंग ज़ोन के लिए डिज़ाइन करके उच्च टॉर्क से बचा जा सकता है। टॉर्क में उतार-चढ़ाव को कम करने के लिए फीडर को स्थिर करने से ऑपरेटर को एक्सट्रूडर को उच्च औसत टॉर्क पर चलाने की अनुमति मिलती है।

सह-घूर्णनट्विन-स्क्रू एक्सट्रूडर, हालांकि एक प्रभावी और कुशल मिक्सिंग मशीन है, लेकिन पंप के रूप में यह केवल 8 से 15 प्रतिशत कुशल है, जिसका अर्थ है कि एक्सट्रूडर के उच्च आउटलेट दबाव से पिघले हुए पदार्थ के तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि हो सकती है। उच्च आउटलेट दबाव से एक्सट्रूडर आउटलेट के पास एग्जॉस्ट पोर्ट से एग्जॉस्ट स्ट्रीम भी निकल सकती है।

डाई हेड होल का व्यास बढ़ाना, स्ट्रेनर के मेश साइज़ को बढ़ाना और अंडरवॉटर पेलेटाइज़िंग के मामले में, पानी और डाई हेड तापमान को बढ़ाना, ये सभी एक्सट्रूडर आउटलेट दबाव को कम करते हैं। एक व्यास के बराबर डिलीवरी पिच वाले थ्रेडेड तत्व सबसे कुशल पंपिंग तत्व हैं।

एक्सट्रूडर आउटलेट और डाई हेड के बीच मेल्ट पंप का इस्तेमाल किया जा सकता है। मेल्ट पंप की पंपिंग दक्षता 25% से 35% के बीच होती है। मेल्ट पंप के इस्तेमाल से मेल्ट तापमान में वृद्धि कम होती है, एक्सट्रूडर की शक्ति बचती है और अधिक सुसंगत एक्सट्रूज़न प्रवाह उत्पन्न होता है। मेल्ट पंप की लागत को कभी-कभी एक्सट्रूडर आउटपुट बढ़ाकर आसानी से उचित ठहराया जा सकता है।

बायोपॉलिमर तेजी से विघटित होते हैं, इसलिए संदूषण-शोधन महत्वपूर्ण है
बायोपॉलिमर अधिकांश पेट्रोलियम आधारित पॉलिमरों की तुलना में अधिक तेजी से विघटित होते हैं। यदि एक्सट्रूडर को 1 से 2 घंटे से अधिक समय तक खड़ा छोड़ना हो, तो बैरल हीटिंग को कम करने या इसे बंद करने की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है।
यदि एक्सट्रूडर को बिना चलाए लंबे समय तक गर्म रखना है, तो एक्सट्रूडर को बायो-रेजिन की तुलना में थोड़ा अधिक पिघले हुए श्यानता वाले कम लागत वाले ताप स्थिर बहुलक से साफ करें। यदि सफाई सामग्री की श्यानता बहुत अधिक है, तो यह उत्पादन को फिर से शुरू करने के कुछ घंटों के भीतर संदूषक के रूप में दिखाई दे सकती है।