Warum Folien und Fasern vor der Extrusion verdichtet werden müssen

Das Problem: Schüttdichte

Ein Extruder ist am Einzug ein volumetrisches Gerät. Er nimmt ein bestimmtes Volumen pro Umdrehung auf, und dieses Volumen ist mit einer Masse verbunden. Bei starren Flakes ist diese Masse beträchtlich. Bei loser Folie ist sie sehr gering.

Die Folge ist, dass ein Extruder, der für einen bestimmten Ausstoß in Kilogramm pro Stunde ausgelegt ist, diesen nur bei Material mit einer bestimmten Schüttdichte erreicht. Füttert man ihn mit loser Folie, werden die Schneckengänge nicht gefüllt; das Material wird nicht gleichmäßig gefördert; der Schmelzedruck schwankt; und der Ausstoß liegt weit unter dem Nennwert, unabhängig von den Maschineneinstellungen.

Deshalb ist Schüttdichte, nicht Durchsatz, ist der limitierende Faktor beim Recycling von Folien und Fasern.

Was ohne Verdichtung passiert

Die direkte Zuführung von loser Folie oder Fasern in einen Extruder führt typischerweise zu:

• Ungleichmäßiger Materialfluss (Surging) — das Material bildet Brücken und bricht zusammen, wodurch die Massenstromrate schwankt.
• Instabiler Schmelzedruck, was sich an der Düse durch variierende Granulatgrößen bemerkbar macht.
• Nicht aufgeschmolzene Partikel, da die Verweilzeit inkonsistent ist.
• Geringer erreichbarer Ausstoß, oft weit unter dem Nennwert der Maschine.
• Höherer spezifischer Energieverbrauch, da der Extruder unter Bedingungen arbeitet, für die er nicht ausgelegt ist.

Wie ein Verdichter-Einzug funktioniert

Das Material gelangt in einen Verdichter – meist eine vertikale Kammer mit rotierenden Messern –, wo es durch Reibung geschnitten, gemischt und erwärmt wird , ohne vollständig aufzuschmelzen. Der kombinierte Effekt ist:

1. Größenreduzierung der eingehenden Folie oder Faser.
2. Verdichtung zu einer krümelartigen Masse mit deutlich höherer Schüttdichte.
3. Teilweise Trocknung, da Oberflächenfeuchtigkeit durch die Reibungswärme entweicht.
4. Homogenisierung, sodass das der Schnecke zugeführte Material konsistent ist.

Das verdichtete Material wird dann unter kontrollierten Bedingungen in die Extruderschnecke gefördert. Da die Zuführung nun hinsichtlich Dichte und Temperatur konsistent ist, füllt sich die Schnecke ordnungsgemäß und der Prozess stabilisiert sich.

Was die Verdichtung nachgelagert verändert

• Stabiler Schmelzedruck an der Düse, was für eine gleichmäßige Granulatgröße sorgt.
• Höherer erreichbarer Ausstoß mit demselben Extruder, da die Schneckengänge tatsächlich gefüllt sind.
• Besseres Filtrationsverhalten, da die Schmelze homogener ist, wenn sie das Sieb erreicht.
• Weniger Feuchtigkeit muss thermisch entfernt werden, da ein Teil davon bereits im Verdichter entzogen wurde.

Wenn eine Verdichtung erforderlich ist

Eine Verdichtung ist normalerweise erforderlich, wenn das Aufgabematerial eine sehr geringe Schüttdichte aufweist:

• LDPE, LLDPE und Stretchfolie
• PP- und PE-Gewebesäcke und Bändchengewebe
• Vlies- und Faserabfälle
• Stark bedruckte oder laminierte Folie
• Jedes Ausgangsmaterial, das balliert wurde und nach dem Öffnen eine geringe Dichte beibehält

Sie ist normalerweise nicht erforderlich für gewaschene Hartkunststoff-Flakes, Mahlgut oder dichteres Behältermaterial, das direkt einem Extruder zugeführt wird.

Die Entscheidung basiert auf der gemessenen Schüttdichte des tatsächlichen Materials – ein Wert, der während der Projektbesprechung ermittelt und nicht angenommen wird.

Beziehung zum Rest der Anlage

Die Verdichtung ist keine isolierte Entscheidung. Sie interagiert mit:

• Waschen und Trocknen vorgelagert – feuchteres Aufgabematerial erfordert mehr Arbeit im Verdichter.
• Entgasung nachgelagert – Feuchtigkeit, die nicht im Verdichter entfernt wurde, muss später entlüftet werden.
• Filtration – eine homogenisierte Schmelze setzt ein Sieb gleichmäßiger und vorhersehbarer zu.
• Einstufige vs. zweistufige Granulierung – die Verdichtung ändert oft, welche Variante geeignet ist.

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