motan-colortronic sviluppa tecnologia di cristallizzazione per l'EPS "verde"

Synbra Technology - Amministratore Delegato Jan Noordegraaf ha saldamente sotto controllo la produzione in serie di diversi prodotti BioFoam.

Nonostante la finestra di lavorazione molto ristretta e le caratteristiche del prodotto impegnative, secondo Synbra il controllo della cristallizzazione e dell'essiccazione è completamente senza problemi.

Il cristallizzatore e essiccatore (a destra) è stato sviluppato come uno degli elementi principali ed è stato adattato alle condizioni specifiche della produzione di schiuma di PLA da una linea standard.

Menù principale del controllo del cristallizzatore

Uno dei rinomati produttori europei di polistirene espandibile (EPS) offre ora materie prime e prodotti schiumati per imballaggi e isolamento anche a base di materie prime di origine biologica. La tecnica di cristallizzazione appositamente adattata è stata sviluppata e installata da motan-colortronic in collaborazione con l'utente e partner di distribuzione Ora Machines.

Prodotti innovativi come EPS ignifugo e EPS che assorbe radiazioni sono tra le innovazioni del gruppo olandese Synbra. Con lo slogan “Groener kunnen we het niet maken” (Non possiamo essere più verdi), l'azienda promuove ora la sua ultima innovazione: BioFoam – un “EPS” schiumato brevettato per diverse applicazioni come imballaggi e isolamento. Due tipi di acidi lattici vengono trasformati in Lattidi per produrre PLA amorfo. Quest'ultimo serve come materia prima per la produzione di materiali espandibili.

Nel 2012 è stato possibile portare il materiale in serie. In questo “EPS verde” circa il 99 percento delle materie prime proviene attualmente da piante, ma il processo può essere anche completamente convertito per sostituire le materie prime a base di petrolio. Una serie di applicazioni del schiuma verde è ormai stata realizzata.

Cristallizzazione con requisiti speciali
“Le competenze chimiche erano in parte già presenti, dopotutto produciamo anche il polistirene per i nostri prodotti attuali. Inoltre, sono stati coinvolti dipendenti di un istituto dell'Università di Wagingen, con i quali oggi si detengono brevetti congiunti”, spiega Jan Noordegraaf, amministratore delegato di Synbra Technology. Nel laboratorio, i processi potevano essere testati in modo comprensibile. Tuttavia, se funzionassero su larga scala e come dovessero essere progettati i singoli componenti dell'impianto, rimaneva ancora incerto. La cristallizzazione si è rivelata un elemento determinante del processo.

Poiché motan-colortronic aveva già consegnato diversi impianti a Synbra tramite il distributore regionale Ora Machines, si è voluto verificare nel centro di prova motan-colortronic in Germania se gli impianti di cristallizzazione esistenti potessero essere utilizzati per il nuovo prodotto. Basandosi su un impianto standard – impiegato anche per altri PLA amorfi e PET – gli ingegneri applicativi di motan-colortronic hanno adattato il processo per l'uso industriale. Contemporaneamente, sono state considerate anche questioni di economicità.

La sfida principale consisteva in una finestra di processo molto stretta. È stata sviluppata una gestione della temperatura speciale per evitare sicurezze di temperatura e incollaggi, e per raggiungere la cristallizzazione completa. Il materiale viene mantenuto in movimento intensamente nel tramoggia e lavorato in una finestra molto ristretta.

Entrare nel processo reale
Dopo che il processo di cristallizzazione e asciugatura del PLA nel centro di prova motan-colortronic ha dimostrato la sua funzionalità generale, Synbra ha avviato a breve termine la produzione su scala reale nelle proprie strutture. Per realizzare questo in modo rapido e con rischio gestibile, Ora Machines ha messo a disposizione in prestito un cristallizzatore da laboratorio e competenze di processo sotto forma di propri dipendenti. “Abbiamo scelto consapevolmente motan-colortronic e Ora perché entrambe le aziende lavorano con un proprio centro di prova e sono disposte a assumersi responsabilità nello sviluppo. Le aziende forniscono anche competenze adeguate in ingegneria dei processi e sono pronte a lavorare su soluzioni economicamente ottimizzate. Questo è molto importante per noi, specialmente con prodotti completamente nuovi come Biofoam”, spiega Jan Noordergraaf la strategia adottata.
Le esperienze operative sono state incorporate nel cristallizzatore di tipo Luxor HDC, ottimizzato appositamente per questo progetto da motan-colortronic, e nei suoi sottosistemi. È rimasto il tipico processo aperto del tipo di apparecchiatura, che minimizza la degradazione idrolitica del materiale e il consumo energetico grazie a uno scambiatore di calore integrato. La robusta e resistente struttura del rotore, già di serie, ha acquisito particolare importanza a causa delle proprietà del materiale. La gestione della temperatura è stata ottimizzata in base alla finestra di lavorazione ristretta. La regolazione delicata della quantità di aria, con azionamenti a frequenza controllata, e i programmi di avvio automatico variabili hanno creato le condizioni ideali. Tipicamente, il materiale prodotto contiene tra 100 e 150 ppm di umidità residua.

L'impianto di cristallizzazione e asciugatura del PLA, con una capacità massima di circa 800 chilogrammi all'ora, è scalabile. Con l'aumentare della domanda, è facile realizzare capacità maggiori.