UYGULAMA ALANI

Plastik geri dönüşüm

Granül hattı, yıkama suyu ve kesme kafası soğutmasında hedef sıcaklıklar, kirli su riski ve KPLN model seçimi.

Plastik geri dönüşüm — Granül hattı, yıkama suyu ve kesme kafası soğutmasında hedef sıcaklıklar, kirli su riski ve KPLN model seçimi.
Fotoğraf: Ruan Richard Rodrigues / Unsplash

Plastik geri dönüşüm hatlarında chiller; kesme kafası, granül su banyosu, degazaj vakum pompası ve hidrolik yağ devrelerini besler. Tipik ısı yükü işlenen malzemenin kilogramı başına 0,15–0,20 kWh mertebesindedir; 500 kg/h çıkışlı bir pelletleme hattı yaklaşık 90 kW soğutma ister ve KPLN 100.2 ile karşılanır. Yıkama suyu kirli olduğundan chiller devresi eşanjörle ayrılır.

Geri dönüşüm hattında ısı nereden geliyor

Bir plastik geri dönüşüm hattında soğutma ihtiyacı tek bir noktadan değil, birbirinden bağımsız çalışan dört ayrı devreden doğar. Bunları ayrı ayrı görmeden yapılan kapasite seçimi ya gereğinden büyük ya da yaz ortasında yetişemeyen bir grupla sonuçlanır.

Eriyiğin katılaştırılması. Hattın en büyük yükü burada. Ekstrüderin kovanına verilen rezistans enerjisi ile vidanın malzemeye uyguladığı sürtünme işi, eriyiğin içinde depolanmış hâlde kesme kafasına gelir. Su halkalı ya da su altı kesicide granülün bıçaktan ayrıldığı anda katılaşması gerekir; bu katılaşma, erime gizli ısısının tamamının suya bırakılması demektir. Şerit (spagetti) kesme yapan hatlarda aynı iş su banyosunda görülür.

Degazaj vakum pompası. Geri dönüşümde hammadde nemli ve kirli geldiği için vakumlu degazaj neredeyse standarttır. Su halkalı vakum pompasında ulaşılabilen vakum derinliği doğrudan halka suyunun sıcaklığına bağlıdır: su ısındıkça buhar basıncı yükselir ve pompa aynı devirde daha sığ vakum çeker. Bu devrenin soğutulması, kapasiteden çok kalite meselesidir.

Hidrolik ünite ve elek değiştirici. Sürekli çalışan elek değiştiricinin hidrolik ünitesi, filtre değişim sıklığı arttıkça daha çok ısınır. Kirli hammadde işleyen hatlarda bu, göz ardı edilecek bir yük değildir.

Yıkama hattı. Balya açıcıdan sonra gelen kırma, friksiyon yıkayıcı ve durulama kademeleri suyu devridaim ile kullanır. Sıcak yıkama tankı ısıtılır; ancak sonrasındaki durulama ve yüzdürerek ayırma tanklarında suyun kontrolsüz ısınması hem ayırma verimini hem de kurutucu performansını bozar. Bu suyun chiller ile ilişkisi doğrudan değil, ara eşanjör üzerindendir — nedenine aşağıda ayrıca değiniyoruz.

Tipik çalışma değerleri

Aşağıdaki aralıklar sektörde sık karşılaştığımız mertebeler. İşlenen polimer, kesme tipi ve hat hızı bunları belirgin biçimde kaydırır; kesin değer tesise göre değişir.

DevreHedef su sıcaklığıDevre ΔTNot
Su halkalı / su altı kesici30–70 °C4–6 KPolimere göre değişir; PE ve PP'de üst uçta, kesme yüzeyinin doğru katılaşması için üst uçta kararlı tutulur
Şerit kesme su banyosu20–30 °C3–5 KAşırı soğuk su şeridi kırılgan yapar, kesicide toz artar
Su halkalı vakum pompası12–20 °C5 KDüşük su sıcaklığı daha derin vakum demektir
Hidrolik yağ soğutucusu25–30 °C5 KYağ tarafında 45 °C civarı hedeflenir
Besleme boğazı (PVC işleyen hatlar)15–25 °C3–5 KErken erime ve köprüleşmeyi önler

KPLN serisinin katalog değerleri 12/7 °C su ve 35 °C ortam koşulunda verilmiştir. Tablodaki devrelerin çoğu bu rejimden daha yüksek sıcaklıkta çalışır; pratikte grup kapalı bir birincil devreyi soğutur, proses sıcaklığı ise karışım vanası veya plakalı eşanjör üzerinden ayarlanır. Seçimi hangi rejime göre yaptığımız çıkan modeli doğrudan etkiler, bu yüzden hesabı hattın gerçek su sıcaklıklarıyla birlikte yapıyoruz. Modelleri yan yana görmek için karşılaştırma sayfasını kullanabilirsiniz.

Bu sektörde dikkat edilecekler

1. Kirli su ve tıkanma

Geri dönüşüm, tanımı gereği kirli bir prosestir. Yıkama devresinde etiket lifi, kâğıt hamuru, kum, cam kırığı ve toprak; granül devresinde ince polimer tozu ve kesme kırıntısı dolaşır. Bu suyun bir evaporatöre ya da plakalı eşanjöre doğrudan gönderilmesi, kısa sürede geçiş kesitinin daralmasıyla sonuçlanır. Belirti sinsidir: kapasite bir anda düşmez, önce devre ΔT'si açılır, ardından düşen buharlaşma sıcaklığı nedeniyle donma koruması devreye girer ve grup sık sık kilitlenmeye başlar.

Doğru kurgu, chiller devresini kirli sudan tamamen ayırmaktır. Grup kapalı ve temiz bir devreyi soğutur; proses suyu plakalı eşanjörün diğer tarafından geçer ve eşanjörün önünde kademeli filtrasyon bulunur. Kaba elek ve tortu tutucudan sonra pompa emişinde bir Y tipi süzgeç, kritik hatlarda ek olarak torba filtre kullanılır. Eşanjörün sökülebilir contalı tipte seçilmesi, temizliği bir arıza olmaktan çıkarıp planlı bakım kalemine indirger.

2. Nem, yoğuşma ve granülün taşıdığı su

Yıkama holü yüksek bağıl nemde çalışır. Bu ortamda soğuk su taşıyan yalıtımsız bir hat yüzeyinde sürekli yoğuşma yapar; damlayan su hem zemin güvenliğini bozar hem de metal aksamda korozyonu başlatır. Düşük sıcaklıkta çalışan devreleri kapalı hücreli yalıtımla kaplamak, kesme suyu çıkışını ise çiy noktasının üzerinde tutmak bu sorunu ortadan kaldırır.

İkinci ve daha maliyetli sonuç granül tarafındadır. Kesme suyundan çıkan tanecik yeterince soğumamışsa yüzeyindeki su filmi santrifüj kurutucuda tam atılamaz; nemli granül bigbag içinde topaklanır, sonraki proseste kabarcık ve boşluk yapar. Neme duyarlı polimerlerde kalan su, işleme sıcaklığında zincir kısalmasına yol açar — geri dönüştürülmüş malzemede zaten sınırlı olan mekanik dayanım buradan bir kez daha düşer.

3. Kesintisiz çalışma ve değişken hammadde

Geri dönüşüm hatları çoğu tesiste vardiya boyunca, haftanın altı günü durmadan çalışır. Chiller açısından bu, yılda birkaç bin saatlik kesintisiz işletme demektir. Aynı hatta sabah film balyası, öğleden sonra sert plastik kırığı işlendiğinde ekstrüder yükü ve dolayısıyla soğutma ihtiyacı belirgin biçimde değişir. Tek kompresörlü bir grup bu profilde ya sürekli tam yükte zorlanır ya da kısa çevrimle açılıp kapanır.

Bu nedenle geri dönüşüm hatlarında iki veya dört kompresörlü modelleri öneriyoruz: yük düştüğünde bir kademe devre dışı kalır, su sıcaklığı dar bir bantta tutulur ve kompresör çalışma saatleri dengelenir. Tampon hacim de aynı işin parçasıdır; tanksız bir kurgu kısa çevrimin en kestirme yoludur.

Örnek kapasite hesabı

Karışık PE film balyasını yıkayıp kurutan, ardından tek vidalı ekstrüder, vakumlu degazaj ve su halkalı kesici ile granül üreten bir hat düşünelim. Hat çıkışı 500 kg/h.

Adım 1 — Eriyikten alınacak ısı. Polimer kesiciye yaklaşık 210 °C'de gelir, granül su devresini 55 °C'de terk eder. Katılaşma bu aralıkta gerçekleştiğinden erime gizli ısısı da hesaba girer:

q = c · ΔT + h_erime = 2,4 kJ/kg·K × (210 − 55) K + 200 kJ/kg = 372 + 200 = 572 kJ/kg

Q_polimer = 500 kg/h × 572 kJ/kg = 286.000 kJ/h → 286.000 / 3.600 = 79,4 kW

Adım 2 — Yardımcı yükler. Su halkalı vakum pompası için 4 kW, hidrolik ünite ve elek değiştirici yağ soğutucusu için 6 kW ekliyoruz.

Q_toplam = 79,4 + 4 + 6 = 89,4 kW

Adım 3 — Emniyet payı. Granülle birlikte tesisten çıkan ısı ve kurutucudaki buharlaşma bu değeri gerçekte bir miktar düşürür; buna karşılık yaz ortam sıcaklığı, kondenser kirlenmesi ve hammadde değişimi yukarı yönde etki eder. Farkı %12 pay içinde bırakıyoruz:

89,4 × 1,12 ≈ 100 kW → KPLN 100.2 (86.000 kcal/h, 100,0 kW, iki kompresör)

Adım 4 — Su debisi. Nominal 12/7 °C rejiminde, yani ΔT = 5 K için:

Q = m · c · ΔT → m = Q / (c · ΔT) = 100.000 W / (4.180 J/kg·K × 5 K) = 4,78 kg/s ≈ 17,2 m³/h

KPLN 100.2 için katalogda verilen 17,0 m³/h ile örtüşüyor. Grubun 300 litrelik tankı kW başına yaklaşık 3 litre tampon hacim demektir; sabit yükte çalışan sürekli bir hat için yeterlidir. Hat sık duruyorsa ya da tek grup birden fazla makineyi besliyorsa harici tampon tank ekliyoruz.

Aynı hat 700–800 kg/h'ye çıkarıldığında yük 125–140 kW bandına taşınır; bu noktada KPLN 125.2 (116,3 kW) sınırda kalır, KPLN 165.2 daha güvenli seçimdir. Tek ekstrüderli küçük agglomerat hatlarında ise 40–55 kW bandı çoğu zaman yeterli olur. Tüm gam için ürün listesine, hesabın genel yöntemi için kapasite hesabı sayfamıza bakabilirsiniz.

Chiller yerine kule ya da şebeke suyu kullanılırsa

Soğutma kulesi ıslak termometre sıcaklığına bağlı çalışır. Türkiye'nin çoğu bölgesinde yaz aylarında kule çıkış suyu 28–32 °C bandına oturur, nemli sahil ikliminde daha da yukarı çıkar. Sonuçları hat üzerinde sırayla görülür:

  • Granül şekli bozulur. Kesme suyu ısındığında tanecik bıçaktan ayrıldığı anda tam katılaşmaz; yassı, kuyruklu veya birbirine yapışmış tanecikler çıkar. Böyle bir granül müşteride dozaj hatası ve besleme boğazında köprüleşme yapar.
  • Hat hızı düşürülür. Su banyosu ya da kesme suyu yetişemediğinde tek çare vida devrini azaltmaktır. Kâğıt üzerinde 500 kg/h olan hat yazın 400 kg/h'ye iner; yılın en yoğun döneminde beşte bir kapasite kaybı demektir.
  • Toz oranı artar. Yumuşak kalan şerit kesicide ezilir, elenmesi gereken ince toz miktarı yükselir. Bu doğrudan ıskartadır.
  • Vakum sığlaşır. Halka suyu ısındıkça degazaj zayıflar, granül içinde boşluk ve kabarcık kalır.
  • Hidrolik yağ ömrü kısalır. 60 °C üzerine çıkan yağda viskozite düşer, elek değiştiricinin piston hareketi yavaşlar, sızdırmazlık elemanları erken yorulur.
  • Su tüketimi ve kireç. Açık kule devrinde buharlaşan suyun yerine sürekli taze su beslenir; sertlik eşanjör yüzeylerinde birikir ve ısı geçişini zamanla düşürür.

Hava soğutmalı bir su soğutma grubu bu zincirin tamamını keser: su sıcaklığı ortam koşulundan bağımsız olarak ayar noktasında tutulur, hat aynı hızda ve aynı granül kalitesiyle çalışmaya devam eder.

Kurulum ve işletme notları

  1. Chiller devresini kirli sudan ayırın. Yıkama ve granül suyu ile grup arasına plakalı eşanjör koyun; birincil devre kapalı ve temiz kalsın. Bu tek karar, sahada gördüğümüz sorunların büyük kısmını baştan siler.
  2. Filtreyi kademelendirin. Kaba elek → tortu ve kum tutucu → Y tipi süzgeç sırası, granül tozunu ve etiket lifini pompaya ulaşmadan tutar. Süzgecin önündeki ve arkasındaki basınç farkını okuyun; temizlik periyodunu tahminle değil ölçümle belirleyin.
  3. Kondenser hava emişine dikkat edin. Geri dönüşüm tesisinin havası tozlu ve liflidir. Grubu kırma, eleme veya kurutucu egzozunun rüzgâr altına yerleştirmeyin. Kanat yüzeyi kirlendikçe yoğuşma basıncı yükselir, kapasite düşer. Düzenli kanat temizliği bu hatlarda gerçek bir bakım kalemidir.
  4. Sıcak hava kısa devresini önleyin. Birden fazla grup yan yana kuruluyorsa üfleme yönlerini karşı karşıya getirmeyin; birinin attığı sıcak hava diğerinin emişine girdiğinde her ikisi de yüksek basınçta çalışır.
  5. Nemli ortamda boru yalıtımı şarttır. Yıkama holünden geçen soğuk hatları kapalı hücreli yalıtımla kaplayın, askı noktalarında yalıtım köprüsü bırakmayın.
  6. Su kalitesini izleyin. Açık tanklı devrelerde iletkenlik ve sertlik takibi yapın; durgun bölgelerde biyolojik büyüme oluşur. Dış mekâna kurulan gruplarda kış koşulu için donma önlemini baştan planlayın. Ayrıntı için su kalitesi ve filtreleme notlarımıza bakın.
  7. Kesintisiz hatlarda yedeklilik düşünün. Tek grubun durması tüm hattı durduruyorsa, iki küçük grubu paralel kurmak tek büyük gruptan daha güvenlidir; bakım penceresi de bu şekilde hattı durdurmadan açılır.

Hattı yapan ve suyunu soğutan aynı çatı altında

Kardeş markamız Kaplan Plastik plastik işleme makineleri üretiyor. Bu, geri dönüşüm hatlarında bizim için pratik bir avantaj: ısı yükünü uzaktan tahmin etmek yerine hattı tasarlayan ekiple birlikte çıkarabiliyor, kesme kafası ve degazaj devrelerinin gerçek su sıcaklıklarını makinenin kendisinden alabiliyoruz. Sonuçta seçim, kataloğa bakılarak yapılan bir tahmin değil, hattın çalışma noktasına oturan bir boyutlandırma oluyor.

Benzer soğutma kurgularını plastik ekstrüzyon ve plastik enjeksiyon uygulamalarında da ele alıyoruz; devre mantığı benzese de sıcaklık rejimleri ve yük profilleri farklıdır.

Hattınızın kapasitesini, işlediğiniz polimeri ve mevcut su devrelerini bize iletin; uygun KPLN modelini birlikte belirleyelim — teklif formu üzerinden ulaşabilirsiniz.

Kapasite notu. Karşılaştırma tablolarındaki kW ve kcal/h değerleri 12/7 °C su giriş/çıkış ve 35 °C ortam koşulu içindir. Gidiş suyu sıcaklığı düştükçe ya da ortam sıcaklığı yükseldikçe aynı grubun kapasitesi düşer; glikol katkısı da ısı taşıma kapasitesini azaltır. 7 °C altı su ya da glikollü devre gerektiren proseslerde model, katalog tablosundan değil çalışma noktasına göre hesaplanarak seçilir — değerlerinizi iletin, hesabı birlikte yapalım.

Bu uygulama için önerilen modeller

Tek ekstrüderli agglomerat ve küçük granül hatlarında, 250–300 kg/h bandında iki kademeli kapasite kontrolü sağlar.

500 kg/h çıkışlı yıkama + pelletleme hattının örnek hesabında çıkan model; 17,0 m³/h debisi ve 300 litrelik tankı bu profile oturur.

700–800 kg/h bandındaki hatlarda, kesme suyu ve yardımcı devreler tek grupta toplandığında emniyet payıyla birlikte yeterli kalır.

Birden fazla granül hattını tek merkezden besleyen tesislerde dört kompresörlü kademelendirme, vardiya içindeki yük değişimini dar bantta tutar.

Sıkça sorulanlar

TEKLİF

Kapasitenizi biliyorsanız model seçin,
bilmiyorsanız birlikte hesaplayalım.

Debi, hedef su sıcaklığı ve ortam sıcaklığını iletin; uygun modeli ve yaklaşık yatırım aralığını çalışma günü içinde dönelim.