motan-colortronic développe une technique de cristallisation pour l'EPS « vert »

Synbra Technology - Le directeur général Jan Noordegraaf maîtrise fermement la production en série de divers produits BioFoam. / Le directeur général de Synbra Technology, Jan Noordegraaf, a la production en série de différents produits BioFoam fermement en main.

Malgré la fenêtre de traitement très étroite et les propriétés exigeantes du produit, le contrôle de la cristallisation et du séchage est totalement sans problème selon Synbra.

Le cristalliseur et le sècheur (à droite) ont été développés comme l'un des éléments clés et adaptés aux conditions particulières de la production de mousse PLA à partir d'une ligne standard.

Menu de l'opérateur de la commande du cristallisateur / Menu principal du contrôle du cristallisateur

Un des producteurs européens renommés de polystyrène expansé (EPS) extensible propose désormais des matières premières et des produits mousseux pour l'emballage et l'isolation à partir de matières premières biosourcées. La technique de cristallisation spécialement adaptée a été développée et installée par motan-colortronic en collaboration avec l'utilisateur et partenaire de distribution Ora Machines.

Des produits innovants tels que l'EPS ignifuge et un EPS absorbant les rayonnements font partie des innovations du groupe néerlandais Synbra. Avec le slogan « Groener kunnen we het niet maken » (Nous ne pouvons pas faire plus vert), l'entreprise fait la promotion de sa dernière innovation : BioFoam – un « EPS » mousseux breveté pour diverses applications telles que l'emballage et l'isolation. Deux types de lactiques sont transformés en lactides pour produire du PLA amorphe. Celui-ci sert à son tour de matière première pour la fabrication de matériaux expansés.

En 2012, il a été possible de mettre ce matériau en série. Dans cet « EPS vert », environ 99 % des matières premières proviennent actuellement de plantes, mais le processus peut également être entièrement remplacé par des matières premières à base de pétrole. Un certain nombre d'applications de cette mousse verte ont déjà été réalisées.

Cristallisation avec des exigences particulières
« Le savoir-faire en chimie était en partie déjà présent, puisque nous produisons également le polystyrène pour nos produits existants. De plus, des collaborateurs d’un institut de l’Université de Wagingen ont été impliqués, avec lesquels nous détenons aujourd’hui des brevets communs », explique Jan Noordegraaf, directeur général de Synbra Technology. Dans le laboratoire, les processus pouvaient être testés de manière compréhensible. Mais leur fonctionnement à plus grande échelle et la conception des différentes composantes de l'installation restaient encore à déterminer. La cristallisation s’est révélée comme un élément clé du succès de la procédure.

Étant donné que motan-colortronic avait déjà livré plusieurs installations à Synbra via le distributeur régional Ora Machines, des essais ont été réalisés dans le centre technique de motan-colortronic en Allemagne pour voir si les installations de cristallisation existantes pouvaient être utilisées pour le nouveau produit. Sur la base d’une installation standard – également utilisée pour d’autres PLA amorphes et PET – des ingénieurs d’application de motan-colortronic ont adapté le processus pour une utilisation industrielle. Parallèlement, des questions de rentabilité ont également été prises en compte.

Le défi consistait notamment à gérer une fenêtre de processus très étroite. Une conduite thermique spécifique a été développée pour éviter en toute sécurité les liquéfactions et les adhérences, tout en atteignant une cristallisation complète. Le matériau est maintenu en mouvement intensif dans le trémie et traité dans une fenêtre très étroite.

Passage au processus réel
Après que le processus de cristallisation et de séchage du PLA ait prouvé sa faisabilité générale dans le centre technique de motan-colortronic, Synbra a rapidement lancé l’exploitation en conditions réelles dans sa propre usine. Pour réaliser cela rapidement et avec un risque maîtrisé, Ora Machines a mis à disposition, à titre de prêt, un cristallisateur de laboratoire ainsi que le savoir-faire en procédés sous la forme de ses propres employés. « Nous avons délibérément choisi motan-colortronic et Ora, car ces deux entreprises disposent de leur propre centre technique et étaient prêtes à prendre la responsabilité du développement. Elles ont également apporté des compétences en technique des procédés et sont disposées à travailler sur des solutions économiquement optimisées. Cela est particulièrement important pour nous, étant donné qu’il s’agissait de produits totalement nouveaux, comme Biofoam », explique Jan Noordergraaf. La mise en service a été intégrée dans le processus de développement.

Les expériences opérationnelles ont été intégrées dans le cristallisateur, spécialement optimisé pour ce projet par motan-colortronic, du type Luxor HDC, ainsi que ses accessoires. La configuration reste une conduite de procédé ouverte, typique de l’équipement, qui minimise la dégradation hydrolytique du matériau et la consommation d’énergie grâce à un échangeur de chaleur intégré. La structure du rotor, déjà robuste et résistante à la torsion, a été particulièrement adaptée en raison des propriétés du matériau. La conduite thermique a été optimisée pour la fenêtre de traitement étroite. La régulation précise du débit d’air, avec des entraînements à fréquence variable, et les programmes de démarrage automatiques, ont créé de bonnes conditions pour le procédé. Typiquement, le matériau produit contient entre 100 et 150 ppm d’humidité résiduelle.

L’installation de cristallisation et de séchage du PLA, avec un débit maximal d’environ 800 kilogrammes par heure, est évolutive. Avec une demande croissante, des débits plus importants peuvent être facilement réalisés.