Nếu bạn chỉ gia công nhựa nguyên sinh, sự chênh lệch về năng suất giữa máy đùn trục vít đơn và máy đùn trục vít đôi thực tế không lớn như mọi người vẫn nghĩ. Tuy nhiên, ngay khi PET tái chế được đưa vào quy trình, đường cong sản lượng của hai loại máy này nhanh chóng phân kỳ — chính điều này là lý do khiến nhiều nhà máy phải xem xét lại liệu họ cần máy đùn tấm PET trục vít đơn hay máy đùn tấm PET trục vít đôi khi mở rộng quy mô sản xuất hoặc chuyển sang sử dụng nguyên liệu tái chế. Bài viết này sẽ phân tích chi tiết vấn đề này: sự khác biệt về năng suất thực sự xuất phát từ đâu, khi nào máy trục vít đơn là đủ, và khi nào máy trục vít đôi trở nên cần thiết.
Nguồn gốc của sự khác biệt về đầu ra: Các nguyên tắc cấu trúc
Để hiểu được khoảng cách sản lượng, trước tiên bạn cần nắm rõ sự khác biệt cơ bản trong cách mỗi loại trục vít truyền tải và làm dẻo chất nóng chảy.
Cơ chế hoạt động của máy đùn trục vít đơn
Máy đùn trục vít đơn dựa vào ma sát giữa trục vít và thành thùng để vận chuyển nguyên liệu về phía trước, trong đó quá trình hóa dẻo được thực hiện nhờ sự kết hợp giữa nhiệt cắt sinh ra từ chuyển động quay của trục vít và nhiệt làm nóng từ bên ngoài thùng. Thiết kế này khá nhạy cảm với độ đồng nhất của nguyên liệu đầu vào — kích thước hạt, mật độ và điểm nóng chảy càng đồng đều trong toàn bộ mẻ nguyên liệu, hiệu suất vận chuyển càng ổn định. Ưu điểm của máy đùn trục vít đơn là cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và ít tốn kém trong bảo trì — đồng thời máy hoạt động ổn định khi xử lý nguyên liệu đồng nhất như hạt PET nguyên sinh hoặc APET.
Cơ chế hoạt động của máy đùn trục vít đôi
Máy đùn trục vít đôi (thường là kiểu đồng trục, cắn vào nhau) sử dụng hai trục vít cắn vào nhau để đẩy nguyên liệu tiến về phía trước. Quá trình hóa dẻo không chủ yếu dựa vào ma sát với thành thùng, mà dựa vào lực cắt cưỡng bức và sự trộn lẫn giữa hai trục vít. Đặc tính “vận chuyển cưỡng bức” này giúp máy đùn trục vít đôi có khả năng chịu đựng sự biến đổi về hình dạng, mật độ và độ ẩm của nguyên liệu đầu vào cao hơn nhiều — dù đó là hạt nhựa nguyên sinh đồng nhất hay mảnh chai tái chế có hình dạng không đều và mật độ không đồng nhất, tốc độ vận chuyển vẫn tương đối ổn định.
Ảnh hưởng của loại nguyên liệu thô đến sản lượng: Nguyên liệu thô so với nguyên liệu tái chế
Yếu tố thực sự quyết định khoảng cách sản lượng không phải là trục vít — mà là mức độ nguyên liệu thô “làm gián đoạn” hiệu suất vận chuyển của trục vít.
Trường hợp vật liệu nguyên sinh: Thông thường chỉ cần máy ép trục vít đơn là đủ
Nếu nguyên liệu đầu vào là hạt PET nguyên chất 100% hoặc hạt APET có kích thước hạt đồng đều, mật độ ổn định và độ ẩm được kiểm soát, máy đùn trục vít đơn thường có thể duy trì sản lượng ở mức 90% hoặc cao hơn so với công suất định mức của máy. Trong trường hợp này, máy đùn trục vít đơn thực sự mang lại giá trị cao hơn so với máy đùn trục vít đôi, nhờ chi phí đầu tư thiết bị và chi phí bảo trì thấp hơn.
Khi hàm lượng nguyên liệu tái chế tăng lên: Sản lượng của máy ép trục vít đơn giảm đáng kể
· Mật độ khối không đồng đều: Vảy chai tái chế thường có mật độ thể tích chỉ bằng 40%-60% so với hạt nguyên sinh. Do thể tích kênh của trục vít đơn là cố định, nên mật độ thấp hơn đồng nghĩa với việc trọng lượng thực tế của vật liệu được vận chuyển trong mỗi đơn vị thời gian sẽ ít hơn.
· Hành vi nóng chảy không nhất quán: Vật liệu tái chế thường là hỗn hợp của các loại PET thuộc các lô sản xuất khác nhau và có các giá trị IV khác nhau. Vùng làm dẻo của máy đùn trục vít đơn không thể điều chỉnh linh hoạt theo trạng thái hỗn hợp này trong thời gian thực, điều này có thể dẫn đến tình trạng nóng chảy không đều ở một số vị trí và làm giảm tốc độ đùn tổng thể.
· Hàm lượng độ ẩm và chất bay hơi cao hơn: Vật liệu tái chế thường chứa nhiều độ ẩm hơn. Nếu không có quá trình khử khí ở phần giữa thân máy, máy đùn trục vít đơn sẽ khiến độ ẩm tạo thành bọt khí trong chất lỏng nóng chảy, buộc người vận hành phải giảm tốc độ trục vít để khắc phục khuyết tật này — điều này trực tiếp làm giảm sản lượng.
Dựa trên dữ liệu đo lường từ khách hàng của chúng tôi, khi hàm lượng nguyên liệu tái chế đạt 50%, sản lượng của máy ép trục vít đơn thường giảm từ 25% đến 35% so với khi gia công 100% nguyên liệu nguyên sinh. Khi tỷ lệ nguyên liệu tái chế đạt 100%, mức giảm sản lượng thường vượt quá 40% — và trong các trường hợp có mức độ ô nhiễm cao hơn, con số này có thể vượt quá 50%.
Nhờ thiết kế vận chuyển cưỡng bức và hệ thống khử khí chân không nhiều giai đoạn thường được tích hợp sẵn, máy đùn trục vít đôi giúp duy trì mức sụt giảm sản lượng dưới khoảng 15% ngay cả khi sử dụng 100% nguyên liệu tái chế — đó là lý do tại sao các nhà máy chế biến tấm nhựa tái chế gần như đều ưu tiên lựa chọn cấu hình máy đùn trục vít đôi.
Tài liệu tham khảo so sánh sản lượng giữa máy trục vít đơn và máy trục vít đôi
Xin lưu ý rằng các số liệu trên phản ánh hiệu suất chung của ngành khi sử dụng mảnh chai đã được làm sạch và nghiền nát theo tiêu chuẩn. Các con số thực tế sẽ thay đổi tùy thuộc vào mức độ nhiễm bẩn, sự dao động của giá trị IV và cấu hình khử khí của thiết bị — hãy luôn xác nhận bằng cách chạy thử với nguyên liệu thực tế của quý vị.
Nghiên cứu điển hình: Từ tình trạng tắc nghẽn ở khâu đầu ra đến việc tăng gấp đôi sản lượng
Một khách hàng chuyên sản xuất khay ép nhiệt dùng trong thực phẩm trước đây đã sử dụng dây chuyền trục vít đơn để gia công hỗn hợp gồm 70% nguyên liệu tái chế và 30% nguyên liệu nguyên sinh, nhưng sản lượng thực tế chỉ đạt khoảng 55% so với công suất định mức của thiết bị, dẫn đến tình trạng chậm trễ giao hàng liên tục. Sau khi đánh giá, chúng tôi đã đề xuất chuyển sang sử dụng dây chuyền đùn tấm PET trục vít đôi, được trang bị hệ thống khử khí chân không hai giai đoạn và hệ thống lọc tự động thay lưới.
Sau khi chuyển đổi, với cùng một hỗn hợp nguyên liệu, sản lượng thực tế đạt khoảng 88% so với công suất định mức — gần gấp đôi sản lượng — trong khi độ mờ của tấm và độ ổn định về độ dày cũng được cải thiện rõ rệt. Trường hợp này minh họa rằng nếu một nhà máy vận hành vật liệu có hàm lượng tái chế cao trong thời gian dài, sản lượng bị giảm do chỉ đơn thuần hạ tốc độ trục vít để thích ứng với vật liệu thực tế sẽ gây tổn thất lớn hơn nhiều so với chênh lệch giá của một máy trục vít đôi.
Cách lựa chọn: Trục vít đơn hay trục vít đôi
Nếu chỉ xét riêng về năng suất, câu trả lời đã rõ ràng: máy ép hai trục vít là lựa chọn an toàn hơn, đặc biệt vì loại máy này không kén nguyên liệu đầu vào — dù sử dụng nguyên liệu nguyên sinh hay tái chế, nó vẫn duy trì năng suất cao và tương đối ổn định. Tuy nhiên, quyết định cuối cùng vẫn nên dựa trên cơ cấu sản xuất thực tế của quý vị:
1. Nếu nguyên liệu đầu vào của bạn luôn là nguyên liệu thô 100% trong suốt cả năm, máy đùn trục vít đơn vẫn là lựa chọn tiết kiệm chi phí hơn nhờ chi phí thiết bị thấp hơn và việc bảo trì đơn giản hơn
2. Nếu tỷ lệ nguyên liệu tái chế của bạn thường xuyên vượt quá 30%-40%, hoặc bạn có kế hoạch tăng tỷ lệ này theo thời gian, máy đùn trục vít đôi sẽ mang lại sản lượng ổn định hơn nhiều — và chênh lệch chi phí thường sẽ được thu hồi nhanh hơn dự kiến
3. Nếu bạn cần một dây chuyền có khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa nguyên liệu thô và nguyên liệu tái chế, máy ép trục vít đôi mang lại khả năng thích ứng cao hơn đáng kể với sự biến động của nguyên liệu đầu vào, từ đó giúp giảm thời gian ngừng hoạt động do phải điều chỉnh lại sau mỗi lần thay đổi nguyên liệu
