Die Herausforderungen im Kunststoffrecycling meistern:Innovative MFR Regelung im Recycling mithilfe des Leistritz Dehnrheometers
Ständig wechselnde Materialchargen unterschiedlichster Lieferanten (Feedstocks) stellen die Betreiber moderner Recyclinganlagen vor große Herausforderungen. Je nach Charge kann der Verunreinigungsgrad durch Fremdstoffe, aber auch die Schmelzflussrate der Produkte stark variieren.
Um letzterem entgegenzuwirken, setzt die Leistritz Extrusionstechnik GmbH auf eine Schmelzflussratenregelung via Leistritz Dehnrheometer.
Das Leistritz Dehnrheometer ermittelt während der Verarbeitung kontinuierlich die Schmelzflussrate, um auf Schwankungen des Eingangsmaterials durch Zugabe von Additiven zu reagieren - ganz ohne Produktverlust!
In einer Versuchsreihe für ein renommiertes Recyclingunternehmen konnte der MFR-Wert für ein vorsortiertes Post-Consumer-Polypropylen (MFR = 11 g/10 min, 230°C, 2,16 kg) durch Zugabe eines Peroxids verändert werden.
Der Einsatz des Leistritz Dehnrheometers ermöglicht die kontinuierliche Bestimmung der Scher- und Dehnviskosität sowie der Schmelzflussrate (MFR). Der MFR-Wert wurde verwendet, um den Stellbefehl der Peroxid-Dosierung zu regulieren. Dies ermöglicht, ein Produkt mit frei wählbarem MFR-Wert in einem definierten Bereich herzustellen.
Während der Versuchsreihe wurden Chargenwechsel simuliert, indem zunächst ein Post-Consumer PP/PE-Gemisch mit einem niedrigeren MFR-Wert von 2 g/10min (230°C, 2,16 kg) zugegeben und anschließend wieder entfernt wurde.
Online Aufzeichnung und Regelung der Schmelzflussrate mit und ohne Verunreinigungen
Die Abbildung zeigt die online gemessene Schmelzflussrate, welche im Abschnitt ① auf einen Sollwert von 30 g/10 min eingestellt wurde. Durch Zugabe und anschließendes Entfernen von 10 % Verunreinigung in den Abschnitten ② und ③ kann zuerst ein Ausschlag zu niedrigeren oder höheren MFR-Werten beobachtet werden.
Das Zugeben einer Verunreinigung als Sprungantwort simuliert einen Chargenwechsel mit möglicherweise unterschiedlichen Produkteigenschaften. Anschließend konnte der eingestellte Sollwert von 30 g/10min wieder erreicht werden. In Abschnitt ④ wurde ein Sollwertsprung auf 40 g/10 min durchgeführt. Auch hier wurde der Regler erfolgreich zur automatischen Anpassung der Schmelzflussrate eingesetzt.
Beim Vergleich der on- und offline gemessenen MFR-Werte wurde eine Abweichung von weniger als 5 % vom Absolutwert festgestellt. In diesem Fall ermöglicht der Einsatz des Leistritz Dehnrheometers als smarter Sensor die Reduzierung von Produktabfall und trägt zur Steigerung der Produktqualität bei.
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