PLA: Trocken innerhalb von 15 Minuten

Mit dem Infrarot-Drehrohr (IRD) von Kreyenborg sind Trocknung und Kristallisation von Polylactid (PLA) energiesparend in Minuten statt Stunden möglich.

Das PLA-Aufgabegut wird dabei für den Trocknungsprozess zunächst durch ein volumetrisches Dosiersystem in das Drehrohr eingeführt. Danach wird mittels infrarotem Licht Wärme auf hohem Temperaturniveau schnell und direkt in den Kern des Materials eingebracht. Die Energie erwärmt das Material von innen und treibt die Feuchtigkeit durch den Wärmefluss von innen nach außen. Die mit Feuchtigkeit aufgeladene Luft wird durch einen konstanten Luftstrom abgeführt.

Der im Infrarot-Drehrohr eingeschweißte kontinuierliche Schneckengang sorgt für einen homogenen Massenfluss bei definierter Verweilzeit (First-in/First-out Prinzip). Durch die in die Wendeln integrierten Mischelemente und die Rotation erfolgt eine kontinuierliche Durchmischung des Aufgabegutes. Dabei wird die Oberfläche permanent ausgetauscht. Durch die beständigen Drehbewegungen wird ein Blockieren und Verklumpen des Produkts vermieden. Bedingt durch diese Vorteile können Trocknungszeiten von bis zu 15 min erreicht werden.

In konventionellen Warmlufttrocknern kann das zuvor kristallisierte PLA bei lediglich 65 bis 90 °C mit entfeuchteter Luft getrocknet werden. Höhere Trocknungstemperaturen könnten zu einer Erweichung und Blockierung des Polymers im Trockner führen. Üblicherweise führt dies zu Trocknungszeiten von 2 h bis zu 8 h während niedrigere Trocknungstemperaturen zu verlängerten Trocknungszeiten führen. Der Energieeintrag bei diesen konventionellen Verfahren ist zum Teil erheblich.

Da PLA ein hygroskopischer Thermoplast ist, absorbiert es leicht Feuchtigkeit aus der Atmosphäre. Das Vorhandensein selbst kleiner Mengen an Feuchtigkeit hydrolysiert das Biopolymer in der Schmelzphase und reduziert das Molekulargewicht. Dadurch nehmen die mechanischen Eigenschaften ab und die Qualität des Endprodukts wird beeinträchtigt. Daher muss PLA kurz vor der Schmelzeverarbeitung gründlich getrocknet werden – und zwar auf weniger als 250 ppm Feuchtigkeit. Ein trockenes Granulat hilft, den Verlust der relativen Viskosität (RV) zu kontrollieren, der kleiner als 0,1 sein sollte. Die Kontrolle des RV- Verlusts ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Schlagzähigkeit, der Schmelzviskosität und anderer wichtiger Eigenschaften des Ausgangsmaterials. In vielen Fällen muss recyceltes Polymer vor der Trocknung auch kristallisiert werden.

Das Infrarot-Drehrohr von Kreyenborg lässt sich auch einsetzen, um PET-Recyclingmaterial lebensmitteltauglich zu machen:

sk