Industrie du recyclage du plastique

Trois flux alimentant la même extrudeuse — chutes PE post-industrielles propres, film agricole lavé et balles d'emballages mélangés — présentent des profils d'humidité totalement différents. Les chutes propres restent le plus souvent sous 0,05 %, tandis que le film agricole aggloméré oscille entre 0,4 et 1,2 % même après le sécheur mécanique. Appliquer un dosage unique aux trois, c'est gaspiller sur l'un et faire des bulles sur les deux autres.

Prélevez l'échantillon à la trémie d'extrusion, pas au silo. Entre la sortie du sécheur et la trémie, le circuit de transport redépose une quantité d'eau mesurable sur le broyat dès que l'humidité relative ambiante dépasse 65 % ; lors des postes matinaux froids, la condensation se forme sur la paroi du silo et les premiers granulés sortent nettement moins bons.

Échantillonnez chaque flux sur au moins cinq postes, à des heures différentes, et notez le résultat sous forme de plage et non de moyenne unique. La décision de dosage se prend sur le percentile haut, pas sur la moyenne ; une ligne réglée sur la moyenne fabrique des bulles un tiers du mois, et cette perte n'apparaît jamais dans le calcul de coût.

La balance dessiccatrice à halogène est rapide, mais à 105–130 °C elle ne voit que l'eau qui s'évapore en surface. L'eau retenue dans les pores des agglomérés et sur les charges ne sort pas à cette température ; en revanche, les résidus organiques volatils et les huiles légères s'ajoutent à la perte de masse et tirent la lecture vers le haut. Comme les deux erreurs jouent en sens inverse, le résultat devient imprévisible et pas seulement sous-estimé.

La méthode de référence est le titrage Karl Fischer coulométrique avec four headspace à 160–180 °C : il mesure l'eau spécifiquement et n'est pas perturbé par les volatils. Sur le même échantillon, il est courant de lire 0,15 % en perte au séchage et 0,40–0,50 % au Karl Fischer. Faire tourner une fois les deux méthodes en parallèle pour en tirer un facteur de correction propre au site est la façon pratique de continuer le contrôle quotidien avec la méthode rapide.

Répétez la mesure à chaque changement de produit, de fournisseur et de saison. L'écart entre l'été et l'hiver peut doubler l'humidité résiduelle sur la même matière et la même ligne de lavage — assez, à lui seul, pour décaler toute la fenêtre de dosage.

Le calcul tient en une ligne : eau à fixer (kg/t) × 3,11 = CaO théorique (kg/t). La dispersion et la diffusion dans le fondu étant limitées, le rendement réel est de 55–70 % ; multipliez donc la valeur théorique par 1,5–1,8. Pour 0,10 % d'humidité résiduelle : 1 kg d'eau × 3,11 × 1,6 ≈ 5 kg de CaO par tonne, soit 0,5 % de CaO actif. Avec un masterbatch à 50 % de CaO, cela fait un dosage de 1,0 %.

Au choix du masterbatch, vérifiez la compatibilité du support avec la résine de base : support LDPE/LLDPE sur ligne PE, support PP ou copolymère très basse densité sur ligne PP. Un support incompatible dégrade la dispersion et les agglomérats de CaO apparaissent sous forme de gels dans le film. L'indice de fluidité du support doit rester proche de celui de la résine ; un écart important fait se comporter le masterbatch comme une phase distincte.

Dosez en gravimétrique. En volumétrique, une variation de 5–8 % de la masse volumique apparente des granulés se répercute directement sur la dose ; pour un dessiccant, cet écart suffit à rendre caduque la stœchiométrie que vous venez d'établir. Recalibrez le doseur à chaque changement de lot de masterbatch.

La finesse est l'intersection de deux contraintes indépendantes. La première, cinétique : l'hydratation doit atteindre le cœur du grain dans un temps de séjour de 30–120 secondes ; un d50 de 3–6 µm avec une BET de 1,5–4 m²/g tient cette fenêtre. La seconde, optique : sur un film soufflé de 20–40 µm, un grain de plus de 25 µm crée un défaut de lentille et l'amorce d'une perforation. Les deux contraintes désignent la même plage, non par hasard mais par physique.

Une chaux cuite dur et peu poreuse peut afficher le même CaO disponible sur son certificat et rester trop lente dans le fondu. La chaux qui n'achève pas sa réaction demeure dans le granulé sous forme de CaO libre, capte l'humidité ambiante au stockage et fait gonfler le granulé : vous ajoutez un nouveau défaut à une matière que vous croyiez sèche. Exigez une chaux cuite douce, poreuse, et la réactivité au certificat.

Lorsque la couleur compte, examinez Fe₂O₃ et la somme des impuretés ; sur film transparent ou blanc, quelques centaines de ppm de fer virent à un jaunissement visible. La même logique de pureté gouverne tous les domaines où la chaux agit en réactif chimique — la construction de la spécification du côté industrie chimique et pharmaceutique repose exactement sur la même chaîne de causalité que cette page.

Le masterbatch dessiccant travaille après l'évent, non à sa place. L'évent sous vide évacue la vapeur libérée en zone de fusion ; le CaO fixe l'eau qui s'ouvre depuis un pore d'aggloméré en aval de l'évent, là où plus rien ne permet de l'expulser. Les considérer comme des alternatives est l'erreur la plus coûteuse en atelier : couper le vide et augmenter le dosage triple le coût réactif et dégrade en prime les propriétés mécaniques.

La plage typique de température de fondu est de 180–230 °C pour le PE et 200–240 °C pour le PP. Baisser la température pour combattre les bulles se retourne généralement contre l'opérateur : la viscosité monte, la dispersion se dégrade, les agglomérats de CaO grossissent et le nombre de gels augmente. La bulle se règle par la teneur en eau, la dispersion et le rendement de dégazage, pas par la consigne des colliers chauffants.

Visez −0,6 à −0,9 bar à l'évent et contrôlez chaque semaine l'encrassement de la ligne de vide. Une remontée de matière à l'orifice d'évent vient le plus souvent d'une suralimentation ou d'un surdosage de charge, et fait chuter le vide sans bruit ; le premier symptôme est une bulle, et c'est encore la dose de chaux que l'on accuse. Suivez aussi la vitesse de montée en pression du changeur de filtre sur le même graphe.

Employée à 10–40 %, la charge de carbonate de calcium naturel augmente la rigidité, relève la conductivité thermique et accélère donc la ligne de refroidissement, tout en abaissant le coût unitaire. Mais la surface de la calcite est hygroscopique : une charge non enrobée ou stockée à l'air apporte à elle seule 0,1–0,2 % d'eau au compound. Une charge enrobée à 1,0–1,2 % d'acide stéarique, de d50 1,5–3 µm et de coupure haute inférieure à 12–15 µm, améliore nettement dispersion et reprise d'humidité.

La granulométrie de la charge ne commande pas que l'humidité : elle fixe aussi le comportement de surface et l'optique. Pour un autre domaine où la même causalité joue sur l'axe charge–opacité, voir l'industrie du papier et de la cellulose ; la relation granulométrie–surface y repose sur la même base que la logique des gels et des lentilles ici.

Le masterbatch dessiccant arrive en sacs barrière laminés d'aluminium et perd de l'activité dès l'ouverture : à 60 % d'humidité relative, une perte mesurable commence en 6–8 heures dans un sac ouvert. N'ouvrez que la quantité d'un poste et refermez hermétiquement le reste. Fixer l'humidité ambiante du silo, du magasin et du conteneur avec un absorbeur d'humidité et de gaz prolonge directement la durée utile du masterbatch.

Ne suspendez pas la vérification à un seul indicateur. Vacuoles en section de granulé, comptage de gels et de lentilles par mètre carré de film, nombre de micro-perforations, voile, fluctuation de pression de fondu et vitesse de montée en pression du changeur de filtre se lisent ensemble. Quand la dose est juste, la pression de fondu se calme, la bavure en sortie de filière diminue et la durée de vie des filtres s'allonge — ces signaux devancent tout comptage de bulles.

Le surdosage donne d'autres signes, faciles à imputer à autre chose : points blancs dans le granulé, hausse du nombre de gels, chute de la résistance au choc et de l'allongement à la rupture, irrégularité en impression et en soudure. Le CaO non réagi resté dans le granulé capte l'humidité au stockage et fissure le granulé. Avec un dessiccant, la règle « un peu de plus ne fait pas de mal » ne s'applique pas.

N'établissez pas la formule une fois pour toutes : la dose se recalcule à mesure que changent la source de matière, la saison et le rendement de la ligne de lavage. Construire une spécification et une fenêtre de dosage propres à votre profil d'humidité, c'est le faire sur vos propres données Karl Fischer plutôt que sur la recommandation générique d'un fournisseur de masterbatch ; pour avancer ensemble sur ce travail, contactez-nous.