Una línea de lavado de plástico se evalúa por tres números que nunca aparecen en una hoja de especificaciones brillantes: cuántos metros cúbicos de agua dulce consume por tonelada de entrada, cuántos kilovatios hora consume por kilogramo de producto limpio y cuánta de la materia ingresada sobrevive para convertirse en una viruta que se puede vender. Todo lo demás –el número de tanques, la longitud de las cintas transportadoras, el tamaño del gabinete de control– está en función de esos tres números. Una línea que produce hermosas virutas mientras consume ocho metros cúbicos de agua por tonelada no es una línea de reciclaje ecológica. Es un problema de tratamiento del agua que se vestifica de reciclaje.

La expresión “línea de lavado de plásticos de ingeniería austríaca” se utiliza ampliamente en el mercado de los equipos de reciclaje y normalmente se entiende como un acrónimo para una ruta de ingeniería específica que surgió de la construcción de plantas del centro de Europa durante los años 1990 y 2000, cuando el endurecimiento de los límites de descarga y las altas tarifas industriales de energía obligaron a los diseñadores a tratar el agua y la electricidad como restricciones de diseño en lugar de consumibles. Esa ruta se define por características medibles, no por una placa de identificación: recirculación cerrada de agua, energía específica baja, intensidad de limpieza mecánica en lugar de intensidad química, grupos de procesos modulares que pueden ampliarse en fases y completaInstrumentación para que cada tanque de lavado tenga un estado medido en lugar de un estado supuesto.

Polyretec, una fábrica de Wanplas, construye líneas de lavado y reciclaje exactamente con esa ruta de ingeniería. Con una historia de fabricación que data de 2010 y la marca establecida en 2017, Polyretec ha entregado más de 100 proyectos de reciclaje en más de 50 países, apoyado por un equipo de más de 24 ingenieros de puesta en marcha y procesos. El enfoque declarado de la fábrica – ingeniería procesual austriaca combinada con la capacidad de fabricación china – no es un slogan de marketing, sino una descripción de cómo se dimensionan las líneas: los objetivos europeos en cuanto al balance de agua y energía, ejecutados con una estructura de costos de fabricación que hace que esos objetivos sean asequibles para las plantas en los mercados emergentes de reciclaje. Esta guía explica en detalle el ingeniería detrás de ese camino, muestra cada etapa del proceso con parámetros y puntos de control, cubre el lado de tratamiento de agua y emisiones que confiere a la línea sus credenciales ambientales, y termina con configuraciones de línea reales, tablas de selección y orientación para el mantenimiento.

Lo que realmente significa “Tecnología austriaca” en una línea de lavado.

La arquitectura de lavado estándar austriaca se define mejor por seis características de ingeniería que se pueden medir en una línea de procesamiento. Si una línea cumple con todas las seis, pertenece a esa tradición de ingeniería, independientemente del lugar donde se construyó. Si cumple con dos de las seis, ninguna información sobre nacionalidad en el folleto de ventas cambia su naturaleza. Los seis criterios que se presentan a continuación son el marco de especificaciones que utiliza Polyretec al dimensionar las líneas, y son el marco que un comprador debe usar para comparar las ofertas.

1. Recirculación de agua en ciclo cerrado al 85 al 95 por ciento

En una línea de lavado convencional, el agua fluye en una sola dirección: el agua limpia ingresa a los tanques de lavado, el agua sucia se libera a un estanque de sedimentación o a la descarga. En la arquitectura de circuito cerrado, el agua fluye en un circuito. Cada tanque extrae del búfer de agua tratada, descarga al sumidero de recogida y el sumidero alimenta una instalación de tratamiento que devuelve el agua clarificada al búfer. Solo tres pérdidas rompen el circuito: el agua transportada con los virutas húmedas, la agua que se lleva fuera con el lodo deshidratado y la evaporación de los tanques calientes. Juntas, esas pérdidas definen la reposición de agua potable, y un circuito correctamente diseñado mantiene una recirculación de entre el 85 y el 95 %.

Lograr ese número requiere decisiones de diseño anteriores a la planta de tratamiento. El enjuague en contra corriente es obligatorio: el agua más limpia ingresa al tanque de enjuague final y cae hacia atrás hacia la etapa de lavado previo más sucia, de modo que cada litro realiza un trabajo útil tres o cuatro veces antes de entrar al tratamiento. La arena y el lodo debe retirarse continuamente en lugar de hacerlo en campañas de limpieza semanales, porque un tanque lleno de arena sedimentada aumenta la turbidez cada vez que se reinicia el agitador. Y el circuito de lavado caliente debe estar hidráulicamente separado del circuito de enjuague frío, de modo que el agua caliente cargada de causticos no se diluya en el inventario completo de la planta.

2. Energía específica de 0,12 a 0,25 kWh por kilogramo

La energía específica es la suma del consumo eléctrico dividido por la masa bruta de la producción, medida durante un turno completo de producción, incluyendo el inicio. Para una línea de astillas rígidas que maneja botellas empacadas, el intervalo alcanzable es de 0,12 a 0,18 kWh por kilogramo. Para una línea de película con alto contenido de tierra, lavado por fricción en varias etapas y secado térmico, el intervalo aumenta a 0,18 a 0,25 kWh por kilogramo. Las líneas de generación anterior, con drives de velocidad fija de dimensiones excesivas, sin recuperación de calor en el lavado caliente y una sección de secado con ventilador de bobina sorda, suelen funcionar entre un 40 y un 70 por ciento más rápido.

Los ahorros proceden de una ingeniería sin brillo: unidades de frecuencia variable en todos los motores superiores a 7,5 kW, de manera que los arandelas y las bombas de fricción operan a la velocidad que exige el material en lugar de a la velocidad nominal; bombas centrífugas de tamaño adecuado que operan cerca de su punto de mayor eficiencia en lugar de reguladas contra una válvula parcialmente cerrada; tanques aislados de centrifugado con tapones que reducen las pérdidas radiantes y evaporativas; y un intercambio de calor entre el exceso de agua caliente a base de sosa cáustica y el agua de recambio entrante, que recupera una parte significativa de la carga térmica antes de que llegue al desagüe.

3. Demanda de agua dulce de 0,8 a 3,0 metros cúbicos por tonelada

La demanda de agua dulce es la consecuencia directa de la tasa de recirculación y el tipo de material. Las botellas PET baladas limpias procesadas en una línea de circuito cerrado consumen de 0,8 a 1,5 metros cúbicos por tonelada. El embalaje rigido de PP y HDPE, que contiene más residuos de productos, se sitúa entre 1,2 y 2,0. La película de embalaje postconsumo está en el rango de 1,8 a 2,5. La película agrícola con una carga de suelo pesada alcanza los 2,5 a 3,0 porque cada tonelada de arena y lodo separada abandona el circuito con agua. Una línea de circuito abierto convencional que maneja la misma película agrícola puede consumir entre seis y diez metros cúbicos por tonelada, lo cual representa el mayor vacio medioambiental entre las dos arquitecturas.

4. Grupos de procesos modulares con expansión en fases

Las líneas de la ruta austriaca se construyen como grupos de proceso en lugar de como una máquina monolítica: un grupo de toma de entrada y reducción de tamaño, un grupo de prelavado y eliminación de arenas, un grupo de fricción y enjuague, un grupo de lavado en caliente, un grupo de separación y un grupo de escurrido y secado. Cada grupo tiene su propio bastidor, su propio nodo de control local en el bus de campo y su propia interfaz hidráulica y eléctrica definidos para los grupos ubicados a uno y otro lado.

El valor práctico es la inversión por fases. Una instalación puede encargar una línea de lavado en frío de 1.000 kg/h, operarla durante una temporada para establecer el suministro y el destino de la materia prima, y a continuación insertar un grupo de lavado en caliente entre el grupo de fricción y el grupo de separación sin necesidad de reconstruir el circuito de agua ni de sustituir el sistema de control, siempre que el diseño original haya reservado el cabezal de la bomba, el volumen del tanque y la capacidad de control para dicha inserción. Reservar esta capacidad cuesta muy poco en la fase de diseño y es casi imposible de incluir posteriormente, por lo que la cuestión de la modularidad deberá resolverse antes de la primera orden de compra, no después.

5. Intensidad de limpieza mecánica en lugar de intensidad química

La elección del proceso de definición de la ruta centroeuropea es obtener limpieza mediante un trabajo mecánico -lavado por fricción de alta velocidad, tiempo de permanencia controlado, enjuagado contra corriente agresivo- en lugar de mediante el uso de altas concentraciones de productos químicos. El sosa cáustica y el detergente se utilizan donde es realmente necesario un tratamiento químico, principalmente para eliminar los residuos de la adhesión de fusión en caliente y de las etiquetas del PET, y se dosifica a una concentración controlada según un sistema de medición de conductividad en línea y no se vierte por el tambor.

Esta opción tiene tres consecuencias. El consumo de productos químicos por tonelada cae considerablemente, lo que reduce tanto los costos operativos como la carga de sal en las aguas residuales. El tratamiento biológico posterior se hace viable, ya que una carga de productos químicos menor y más estable mantiene saludable la población del lodo activado. Y la superficie de las chapas sufre menos ataques químicos, lo cual es importante para el PET de uso alimentario, donde una exposición excesiva a productos causticos provoca la pérdida de la viscosidad intrínseca y el oscurecimiento superficial.

6. Diseño completo de instrumentación, trazabilidad de datos y seguridad CE.

Cada cisterna de lavado en una línea de la ruta austriaca tiene un estado medido: temperatura por RTD, nivel mediante sonda ultrasónica o hidrostática y, para la cisterna de caustico caliente, concentración por transmisor de conductividad. El circuito de agua lleva transmisores de turbidez y pH en la entrada y la salida del tratamiento. Las corrientes del motor en el triturador, los discos de fricción y la centrifugadora de deshidratación se registran continuamente, ya que una tendencia al aumento de la corriente en un disco de fricción es la advertencia más temprana disponible de una posible obstrucción en desarrollo.

Todos esos datos llegan al PLC y son preservados, lo que convierte el mantenimiento de la planta de láminas flexibles de alta resistencia de DuPont de reactivo a preventivo y le permite crear un registro auditable de la producción, requisito cuando el producto se vende como material de contacto con alimentos y su auditor pide registros de la temperatura de lavado y la concentración de caustico para un lote específico de producción. El diseño de seguridad sigue la metodología de evaluación de riesgo de EN ISO 12100, cuenta con la conformidad de la Directiva de Maquinaria CE, incluye equipos en movimiento protegidos, puertas de acceso interconectadas en la trituradora y la lavadora de fricción, categorías de parada de emergencia en toda la línea en lugar de en cada máquina individual y disposiciones de bloqueo en cada circuito caliente y a presión.

El proceso completo de lavado, etapa por etapa.

Una línea de lavado es una secuencia de separaciones, cada una de las cuales explota una diferencia en la propiedad física entre el polímero objetivo y la contaminación que lleva. La reducción del tamaño expone las superficies; la fricción elimina lo que está conectado de forma ligera; la temperatura y la química eliminan lo que está conectado químicamente; la densidad separa los polímeros entre sí; y el secado mecánico y térmico prepara la escamas para su almacenamiento o extrusión. Comprender lo que cada etapa puede y no puede hacer es la diferencia entre especificar una línea que cumpla con el grado de escamas objetivo y comprar una línea que produce material que nadie desea.

Adquisición, clasificación manual previa y clasificación por infrarrojo cercano

Todo lo que una línea de lavado no puede extraer debe eliminarse antes de que el material se moje. Los bales se abren mediante un separador de balas o se suministran directamente a una cinta transportadora inclinada que funciona a una velocidad de 0,2 a 0,4 m/s, lo suficientemente lenta como para que una plataforma de selección manipule la corriente. La selección manual elimina el material extraño grueso que daña el equipo o contamina el producto: piezas metálicas, madera, piedra, textiles, artículos rígidos de gran tamaño en una corriente de película y polímeros de color o no deseados cuando el contrato exige una salida de un solo polímero y un solo color.

La clasificación cercano al infrarrojo se encarga de lo que los ojos humanos no pueden hacer de manera fiable a una velocidad de flujo determinada. Las unidades NIR identifica el tipo de polímero a partir de los espectros de reflectancia en el intervalo de 1.000 a 1.700 nanómetros y expulsan las fracciones que no cumplen con los requisitos utilizando válvulas de aire comprimido. En una línea de botellas PET, la NIR elimina las botellas de PVC, que son el único contaminante más perjudicial en el reciclaje de PET, porque el PVC se degrada a temperaturas de procesado de PET y libera cloruro de hidrógeno que descolora el material fundido y ataca el equipo. La NIR también separa el PP del PE en corrientes rígidas mixtas y extrae el embalaje multicapa que, de lo contrario, se enviaría a la fracción de densidad incorrecta. Un diseño práctico coloca una unidad NIR en la cinta de preclasificación y, para la producción de calidad alimenticia, una segunda unidad NIR en la corriente de flaquitas secas después del secado, donde las partículas más pequeñas y bien presentadas permiten una precisión de detección mucho mayor.

Retiro de hierro y separación por corriente de Foucault de materiales no ferrosos.

Los imanes de sobrecinta se instalan por encima del transportador de entrada y de nuevo inmediatamente antes del triturador, ya que un solo tornillo de acero que llegue al rotor destruye las cuchillas y puede producir una grieta en el disco del rotor. La intensidad del campo magnético en la superficie de la banda debe alcanzar desde 800 a 1.200 gauss para una captura confiable a través de un lecho de material de 200 a 300 milímetros; si el lecho es más profundo, el imán es de tamaño insuficiente o la banda está sobrecargada.

Los separadores por corrientes de Foucault manejan metales no ferrosos – tapones y anillos de cuello de aluminio, fragmentos de lámina de embalajes laminados, piezas de fundición pequeñas en residuos postindustriales. Un rotor de alta frecuencia en el interior de la polea cabeza transportadora induce corrientes circundantes en partículas conductoras, lo que genera una fuerza repulsiva que las echa sobre una placa separadora mientras que el plástico sigue una trayectoria normal. Las corrientes de Foucault funcionan mejor con partículas mayores aproximadamente de 5 milímetros y en una capa fina y uniforme, por lo que corresponden a una etapa posterior a la reducción primar de tamaño en transmisiones rígidas y a un distribuidor vibratorio en lugar de una banda rota. Un detector de metales final al final de la línea actúa como la malla de seguridad para cualquier cosa que escape a ambas etapas.

Trituración en húmedo

La trituradora convierte las botellas, los recipientes y la película en partículas de un tamaño que el proceso húmedo puede manejar. El triturado húmedo, que consiste en rociar de 0,5 a 1,5 metros cúbicos de agua recirculada por hora dentro de la cámara de la trituradora, es la norma austriaca por tres razones: suprime el polvo y el riesgo de incendio asociado al triturado seco de la película seca; inicia el proceso de lavado al enjuagar el suelo suelto de las superficies recién creadas; y enfría las cuchillas, por lo que los materiales térmicamente sensibles, como el PET, no desarrollan una capa superficial manchada que luego atrapa la contaminación.

El espacio entre las cuchillas es el parámetro que afecta más tanto la calidad de los chipeos como el costo de desgaste. Un espacio de 0,3 a 0,8 milímetros es la franja de trabajo: por debajo de 0,3 milímetros, las cuchillas entran en contacto durante la expansión térmica y la formación de chipeos; por encima de 0,8 milímetros, el material se retorta en lugar de cortarse, generando colas y finos y aumentando la corriente del motor. La perforación de la pantalla regula la distribución del tamaño de las partículas y, por lo tanto, todo lo que sucede después: una pantalla de 30 a 40 milímetros produce el chipeo fino preferido para el PET apto para alimentos, de 50 a 60 milímetros se adapta al PP rígido y al HDPE y de 60 a 80 milímetros es normal para la película, donde las aberturas excesivamente grandes reducen la generación de finos y evitan que las correas de fricción oscurezcan. La velocidad del rotor suele situarse entre 350 y 550 rpm, con una geometría de corte de rotor V o de tijeras dobles para el material rígido y una geometría de hoja plana para la película.

Puntos de control en esta etapa: tendencia de la corriente del motor, separación del cuchillo verificada en cada cambio de cuchillo, inspección de la pantalla cada turno y flujo de agua de la cámara del triturador interbloqueado de forma que el rotor no puede funcionar en seco. Un triturador que funcione sin agua de rociado sobre la película generará suficiente calor friccional para ablandar y soldar el material en la pantalla en cuestión de minutos.

Lavado previo y eliminación de arena.

La limpieza previa elimina la contaminación masiva que, de lo contrario, sobrecargaría cada etapa que sigue. Una máquina de tamiz, un tambor perforado giratorio de entre 3 y 6 metros de longitud y perforaciones de 8 a 15 milímetros, inclinado entre 3 y 5 grados y girando a 12-20 rpm con barras de pulverización interiores, se balancea para triturar el material mientras que la arena, el suelo, los trozos de vidrio y las pequeñas etiquetas caen a través de las perforaciones. En el caso de la película agrícola, este equipo es el más valioso de la línea, ya que elimina habitualmente de 60 a 80 por ciento de la carga mineral procedente antes de que pueda llegar a un impulsor de bomba.

Abajo del trommel, un canal de sedimentación de grava o un hidrociclón capturan la arena fina suspendida. Los canales de sedimentación son sencillos: un largo y de baja velocidad donde la velocidad del flujo cae por debajo de aproximadamente 0,3 m/s, de manera que las partículas más densas de 2 g/cm³ se desprendan y se eliminan mediante un transportador de tornillos que circula por el fondo del canal. Los hidrociclones son más compactos y alcanzan un punto de clasificación más fino, separando normalmente partículas de hasta 60 a 100 micrómetros. Saltarse esta etapa es la clave de la economía de diseño en las líneas baratas, y se paga más adelante con el desgaste de las turbinas de las bombas, el tiempo de parada para limpiar los tanques y el daño abrasivo a las mesetas de las válvulas de fricción.

Lavado por fricción

El aro de fricción es el corazón mecánico de la línea. Un eje vertical o horizontal lleva púas que aceleran la escamas y la emulsión de agua contra una pantalla perforada, de modo que las escamas se frotan entre sí y contra la superficie de la pantalla a alta velocidad relativa. La contaminación se rompe de la superficie de las escamas y atraviesa las perforaciones de la red con el agua, mientras que las escamas limpias avanza axialmente hacia la descarga.

Parámetros de trabajo: velocidad del eje de 700 a 1200 RPM según el material y el diámetro de la máquina, tiempo de residencia de 8 a 20 segundos por paso, perforación de la rejilla de 1,5 a 4 milímetros y adición de agua de 1,5 a 4 metros cúbicos por hora por máquina según la capacidad de producción. Las partículas de PET rígidas toleran el extremo superior del rango de velocidad y se limpian de manera eficiente en un único paso a 900 a 1200 rpm. La película requiere un enfoque diferente: velocidad más baja, de 700 a 900 rpm, tiempo de residencia acumulado más largo y dos o tres máquinas en serie en lugar de una empresa en funcionamiento a un nivel más alto, porque la película se enrrolla alrededor del eje cuando la velocidad del extremo de la cuchilla es demasiado alta en relación al flujo de agua. La energía específica en la etapa de fricción suele situarse entre 0,02 y 0,05 kWh por kilogramo, lo que la convierte en el segundo consumidor de energía eléctrico en una línea fría después de la reducción del tamaño.

Puntos de control: corriente del motor, que aumenta antes de que se produzca un bloqueo visible; turbidez del agua de descarga, que indica si la máquina sigue realizando una función útil; y el desgaste de las paletas, el cual se comprueba a intervalos planificados porque los palos desgastados disminuyen la eficiencia de limpieza mucho antes de que se produzca una avería.

Lavado con cal en caliente.

El lavado en caliente con cáustico es la etapa química y, en la vía de PET de calidad alimentaria, es obligatoria. Su función es disolver o suavizar los adhesivos de fusión en caliente y sensibles a la presión que unen las etiquetas y los forros a las botellas, saponificar las grasas y los aceites, eliminar los residuos del producto y los oligómeros de la superficie, y reducir la carga microbiana. Los parámetros de funcionamiento para PET son un 0,5 a 2,0 por ciento de hidróxido de sodio en peso, 75 a 90 grados Celsius y de 8 a 15 minutos de permanencia en un tanque calefactado y agitado, equipado con un transportador en espiral o de paletas. La adición de un pequeño tensioactivo mejora la humectación y la liberación de los adhesivos, y la adición de un antiespuma mantiene la superficie del tanque manejable.

La ventana de parámetros es más ajustada de lo que parece. Por debajo de 75 grados Celsius, la liberación del adhesivo se hace poco confiable y los fragmentos de la etiqueta sobreviven hasta la granza final. Por encima de 90 grados Celsius, con concentraciones hacia el 2 por ciento y una residencia prolongada, el PET comienza a sufrir un ataque hidrolítico medible: la viscosidad intrínseca disminuye, la superficie de la granza se opaca y el material pierde valor para aplicaciones de recipiente a recipiente. El enfoque correcto es mantener la temperatura y la concentración en el mínimo que consigue la liberación de la etiqueta para la materia prima específica y verificar la configuración durante una realización de ensayo por muestra en lugar de asumir un valor teórico.

En el caso de empaques rígidos de PP y HDPE, la fase equivalente es un lavado con detergente caliente a una temperatura de 60 a 80 grados Celsius con detergente alcalino en lugar de ácido cáustico concentrado, ya que el objetivo es eliminar los residuos de grasa y de productos, en lugar de atacar el adhesivo, y las poliolefinas no toleran el ácido fuerte, como su reputación sugiere cuando se trata de grados rellenos o pigmentados. Puntos de control: temperatura del tanque mediante un termoelemento con cierre de calefacción, concentración de ácido cáustico mediante un transmisor de conductividad con dosificación automática, control del nivel y intercambio de calor con vapor o agua caliente, con paredes aisladas del tanque y tapas cubiertas.

Lava y separación por densidad a través de sumideros.

Después del lavado en caliente, el flake lleva contaminación disuelta y suspendida, así como ácid clorhídrico, que debe eliminarse antes del secado. El enjuagado en contra corriente en dos o tres etapas se encarga de esto: el agua fresca o tratada ingresa al último tanque y desciende hacia atrás, por lo que el flake se encuentra progresivamente con agua más limpia, mientras que el agua pasa por un flake cada vez más sucio. Se supervisa el pH del tanque de enjuague, y el enjuague final debe devolver al flake a un estado de superficie casi neutro.

Los tanques de enjuague también realizan la separación por densidad. En agua pura a aproximadamente 1,0 g/cm³, el PET con una densidad de 1,33 a 1,40 g/cm³ se hunde, mientras que el PP con una densidad de 0,90 a 0,91 y el PE con una densidad de 0,91 a 0,96 flota. Un tanque de flotación y hundimiento con una escobilla de limpieza de la superficie y una descarga por tornillos en la parte inferior separa continuamente las dos fracciones. En una línea de PET, la fracción flotante es el material de la capucha y la etiqueta de los poliolefinas, que se recupera como producto secundario en lugar de eliminarlo. En una línea de poliolefinas, la fracción que se hunde es la contaminación: arena, vidrio, fragmentos de metal, residuos de PET y artículos muy llenos o laminados.

Hay que entender dos límites. Primero, no se puede separar PP y PE el uno del otro en agua, ya que ambos flotan; para separarlos es necesario un medio de densidad modificada (una solución de sal o alcohol ajustada a aproximadamente 0,93 a 0,94 g/cm³) o clasificar mediante NIR sobre la pasta seca. Segundo, el PVC, con una densidad de 1,35 a 1,45 g/cm³, se encuentra entre el PET y, por lo tanto, lo sumerge; la eliminación del PVC debe abordarse de manera ascendente mediante el clasificado por botellas mediante NIR o de manera descendente a través del NIR a nivel de pasta o separación electrostática. Por esta razón, el control de la contaminación con PVC es un problema de clasificación más que un problema de lavado, y por esta razón la vía con PET de grado alimentario siempre especifica la detección a nivel de pasta.

Deshidratación centrífuga

El secador centrifugo, un rotor vertical que gira dentro de una cesta de malla perforada, elimina el agua libre de manera mecánica antes de que se gaste ninguna energía térmica. El deshidratación mecánica es aproximadamente un orden de magnitud más barata por kilogramo de agua eliminada que el secado térmico, por lo que el objetivo del diseño es dejar la menor cantidad posible de agua para la etapa de aire caliente. Un centrifuga configurado adecuadamente produce un contenido de humedad residual entre el 2 y el 5 por ciento en los lamas rígidas y entre el 5 y el 12 por ciento en el film, a velocidades del rotor de 800 a

Los problemas comunes son mecánicos en lugar de relativos al proceso: la vibración causada por el desgaste desigual de las paletas o por la acumulación de materiales en un lado del rotor, el daño de los rodamientos debido a la entrada de agua a través de sellos usados, y el opacidad de la rejilla debido a finos. El monitoreo de la vibración en la carcasa del rodamiento del rotor, con un umbral de activación establecido durante la puesta en marcha, protege la máquina y proporciona la alerta más temprana del desequilibrio.

Secado térmico y secado de cristalización de PET

El secado térmico finaliza lo que inició la centrifuga. En el caso de los fragmentos y películas de poliolefina, un secador con tubería de aire caliente o un secador de lecho fluidizado a una temperatura de entre 90 y 130 grados Celsius, combinado con un separador de ciclones y un clasificador de aire en zigzag, reduce la humedad residual por debajo del 1%, lo que es suficiente para la alimentación directa a una extrusora de granulado equipada con desgasificación al vacío.

El PET destinado para aplicaciones de contacto con alimentos requiere más. La escamota debe cristalizarse y secarse hasta menos del 0,5 por ciento de humedad, y para el grado de botella a botella, el objetivo es aún más estricto, normalmente por debajo del 0,02 por ciento inmediatamente antes de la extrusión. La cristalización se realiza en un cristalizador agitado a 160 a 175 grados Celsius con una residencia de 20 a 40 minutos, lo que aumenta la cristalización lo suficiente como para evitar que la escamota se vuelva viscosa y aglomere en la tolva del secador posterior. La escamota de PET amorfa alimentada directamente a un secador caliente sin cristalización se unirá y bloqueará la tolva, un modo de fallo que es totalmente previsible y completamente evitables. Cuando el material acabado debe cumplir con los requisitos de descontaminación de contacto con alimentos, puede seguir la policonde­sación en estado sólido, realizada bajo vacío o en un gas inerte a 200 a 215 grados Celsius, lo que aumenta simultáneamente la viscosidad intrínseca hacia los niveles de PET virgen y expulsa los contaminantes volátiles residuos.

Clasificación por aire, detección final de metales y embalaje

Un clasificador de aire en forma de zigzag es la última etapa de limpieza. Las partículas de pelo seco caen a través de una corriente de aire ascendente en un conducto en forma de zigzag, y cada cambio de dirección fuerza a las partículas a volver a entrar en el flujo de aire, de modo que la contaminación ligera (fragmentos de etiquetas, astillas de película, polvo y fibras) es desplazada hacia arriba hasta un ciclón, mientras que el pelo limpio y denso cae hacia la descarga. La velocidad del aire es ajustable y debe ser ajustada a la distribución específica del tamaño del pelo: si es demasiado baja, los fragmentos de etiqueta permanecen en el producto, y si es demasiado alta, se pierden las partículas de buen pelo hacia el ciclón de rechazo. En una línea de PET, la clasificación del aire elimina las fracciones ligeras, es decir, los trozos residuos de las etiquetas, las astillas de la película y el polvo, mediante la velocidad del aire controlada. Las partículas metálicas densas no se ven afectadas y continúan con el producto.

Un detector de metales final con una puerta de rejón automático protege la perilla del extrusor downstream y el filtro de la masa fundida. Luego, el flake limpio se transporta a silos de almacenamiento, estaciones de carga de grandes bolsas o una prensa de empaquetado. Donde el lavado y la pelletización se llevan a cabo en la misma planta, el flake secado normalmente se omite el embalaje y alimenta un silo que descarga directamente al extrusor, lo que ahorra la mayor cantidad de energía, ya que el flake nunca se enfría a la temperatura ambiente ni reabsorbe la humedad atmosférica.

Rutas de lavado y rendimientos realistas específicos del material

Ninguna configuración de una sola línea sirve para todas las materias primas. La secuencia de etapas permanece mayormente sin cambios, pero los parámetros, el número de máquinas por etapa y la carga de tratamiento de agua cambian sustancialmente según el material de entrada. El cuadro inferior resume las seis rutas que Polyretec configura con mayor frecuencia, con cifras realistas de contaminación, consumo y rendimiento para cada una.

¿Por qué el film agrícola es el caso más difícil?

La película agrícola de LDPE merece una atención especial porque define el límite superior de lo que una línea de lavado debe manejar. La película recuperada del campo contiene entre el 30 y el 50% de su peso bruto en forma de tierra, arena, humedad y residuos de cultivos. Esta carga mineral es abrasiva, se deposita rápidamente en todos los tanques y consume la capacidad de tratamiento del agua proporcionalmente a la cantidad de plástico que acompaña. Una línea diseñada para película limpia de uso industrial y posterior alimentación con película agrícola fallará según una secuencia previsible: los rodamientos de las bombas se desgastarán, los tanques se llenarán de sedimento, las rejillas de la máquina de lavado de fricción se abrasarán, el turbidez del circuito de agua aumentará y la pureza de los trozos de película se reducirá.

La configuración correcta utiliza separación de minerales en varias etapas: un triturador de alto rendimiento antes del triturador, una trompa muy larga con una generosa capacidad de pulverización, un canal dedicado para la sedimentación de arena con extracción continua mediante tornillo, separación por flotación antes del grupo de fricción y una máquina batidora u otra unidad de limpieza a alta agitación en la sección seca para las cargas de suelo más pesadas. La capacidad de tratamiento de lodos debe ajustarse a la carga mineral en lugar del rendimiento de plástico, ya que en una línea de films agrícolas de 1,000 kg/h la corriente de lodos puede acercarse al 50% de la masa de la corriente de producto. Los rendimientos de entre el 60 y el 75% son normales y honestos; cualquier proveedor que cite un rendimiento del 90% para films agrícolas del 40% de humedad está mencionando el contenido seco de plástico, no el peso de la paca entregada, y esta distinción tiene un gran impacto en la economía de la planta.

¿Por qué el PET de calidad alimentaria es el caso más exigente?

El PET de calidad alimentaria no es la materia prima más contaminada, pero requiere las especificaciones de salida más estrictas. Los límites de contaminación se miden en partes por millón en lugar de en porcentaje, la química de lavado tiene un intervalo estrecho que protege la viscosidad intrínseca y todo el proceso debe documentarse lo suficientemente bien como para respaldar una evaluación de seguridad de contacto con alimentos del proceso de reciclaje. Esa evaluación sigue un camino definido: el reciclador caracteriza la corriente de entrada y su sistema de recopilación, demuestra mediante pruebas de desafío que el proceso elimina los contaminantes sustitutivos hasta una eficiencia de descontaminación definida, y presenta la descripción del proceso y los datos para evaluación bajo el marco regional aplicable: el procedimiento de la EFSA en la Unión Europea y el procedimiento de la FDA para obtener una carta de no objeción en los Estados Unidos. La línea de lavado respalda ese camino al ofrecer condiciones de proceso consistentes y registradas, así como una especificación de grumos en la que el paso de descontaminación puede confiar.

Tratamiento del agua, emisiones y el caso ambiental

Una línea de lavado plástica es una tecnología ambiental sólo si su huella ambiental se ha diseñado con el mismo rigor que su rendimiento de producción. Esto significa que la planta de tratamiento de aguas no es un añadido posterior para cumplir con un permiso; es una unidad de proceso dimensionada en paralelo con la propia línea de lavado, compartiendo el mismo sistema de control y la misma filosofía de instrumentación. En esta sección se describen las características de las aguas residuales que realmente produce una línea de lavado, la cadena de tratamiento que cierra el ciclo y las dimensiones de aire, ruido y carbono que completan la imagen ambiental.

Lo que realmente contiene las aguas residuales de la línea de lavado​

El efluente de una línea de lavado de plásticos no es como las aguas residuales municipales ni como la mayoría de las aguas residuales industriales. Es un flujo de carga variable cuya composición cambia según la materia prima, y su tratamiento adecuado requiere saber qué contiene. La demanda química de oxígeno suele variar entre 800 y 5,000 mg/l, debido al residuo del producto (azúcares de bebidas, detergentes, grasas alimentarias, residuos agrícolas) y a los detergentes añadidos en el proceso. Las materias en suspensión oscilan entre 500 y 8,000 mg/l, dominadas por el suelo y la arena en las líneas de película y por las fibras de etiquetas y las partículas finas en las líneas rígidas. El aceite y la grasas se presentan en concentraciones de 50 a 500 mg/l en las líneas de envasado posterior a la compra. La alcalinidad está elevada en cualquier lugar donde un lavado álcali se vierte en el circuito, y el pH en el rebosado del lavado en caliente puede superar

Hay dos propiedades que hacen que esta corriente sea exigente. Es muy variable –un lote de balas especialmente sucias puede duplicar la carga de sólidos en solo una hora– por lo que la planta de tratamiento necesita un búfer de equilibración diseñado para al menos cuatro a ocho horas de flujo. Y contiene tanto compuestos orgánicos fácilmente biodegradables como sólidos minerales inertes, lo que significa que ni una planta puramente física ni una puramente biológica son suficientes por sí solas.

La cadena de tratamiento

La cadena estándar para una planta de lavado en circuito cerrado se presenta de la siguiente forma, y cada etapa existe para proteger la siguiente.

Cribado grueso y fino.Las bandejas de tamices de 5 a 10 milímetros, seguidas de tamices giratorios o de vanguillas de alambre de 0,5 a 1,0 milímetros, eliminan fragmentos de etiquetas, pedazos de película y fibras antes de que puedan envolver los impulsores de las bombas o obstruir los medios situados en línea posterior. Las separaciones se deshidratan y se manejan como residuos sólidos.

Equilibración.Un tanque de acumulación de cuatro a ocho horas de flujo suaviza los picos hidráulicos y de carga, mezcla el desbordamiento del lavado caliente, cuya composición es rica en caustica, con el agua de aclarado, que es casi neutra, y da como resultado un valor estable de pH para la etapa de corrección. La mezcla suave previene que los sólidos se sedimenten en el tanque de acumulación.

Flotación de aire disuelto.Agua super saturada con aire a 4 a 6 bar se libera en la celda de flotación, donde microburbujas de 30 a 100 micrómetros se adhieren a gotas de aceite, sólidos de baja densidad y finas partículas de plástico microfragiles, transportándolos a la superficie para recolectarlos. La flotación por aire disuelto es el trabajo principal del tratamiento de la línea de lavado: elimina del 60 al 85 por ciento de las sustancias en suspensión, la mayor parte del aceite libre y la gran mayoría de las finas partículas de plástico microfragil en una unidad compacta. Un coagulante, como una sal inorgánica de aluminio o hierro, junto con una pequeña dosis de un floculante polimérico, mejora considerablemente la captura.

Coagulación y sedimentación.Para los ríos con una alta carga de minerales, un tren de coagulación y floculación seguido de un clarificador de lamelas o un tanque de sedimentación convencional elimina la fracción densa que deja atrás la flotación. Los lodos del fondo se bombean a la espesamiento.

Tratamiento biológico.Un proceso de lodos activados anóxico-óxido (A/O) o un reactor biológico a membrana reduce la demanda de oxígeno químico entre un 80 y un 95 por ciento. Un reactor biológico a membrana es la opción preferida cuando el agua tratada se devuelve a un proceso de lavado de alta temperatura o de enjuague final, porque entrega un efluente casi libre de sólidos suspendidos y no depende de la sedimentabilidad del lodo. El tratamiento biológico es donde la vía austriaca con un bajo uso de productos químicos obtiene su efecto: una carga orgánica moderada y estable, con unos shocks salinos y de tensioactivos limitados, mantiene saludable la biomasa, mientras que una línea convencional con alta dosificación frecuentemente envenena su propia biología y luego culpa a la planta de tratamiento.

Pulido.La filtración de arena multimediante elimina la turbidez residual, y el carbón activado adsorbe los cuerpos de color y los orgánicos disueltos residuales, lo cual es importante para el lavado final, ya que el agua reutilizada que contiene color manchará los granos de color claro. Cuando la planta devuelve el agua a una línea de PET de calidad alimentaria, es normal incluir un cartucho adicional o una barrera de ultrafiltración.

Regresar y complementar.El agua pulida regresa al depósito del proceso. La mezcla nueva se introduce a una velocidad determinada por las pérdidas comentadas anteriormente y un transmisor de conductividad en el depósito evita que las sales disueltas se acumulen más allá del nivel en el que afectan a la calidad de la superficie de los granos, razón por la cual ninguna de las instalaciones opera al 100 por ciento en recirculación.

Manejo de lodos.El flotador de floculación, el rebose bajo del clarificador y el exceso de lodos biológicos se espesan y deshidratan mediante prensa de tornillo, prensa de banda o prensa de cámara filtrante hasta un contenido de sólidos secos del 25 al 40%. Los lodos procedentes de las líneas film son en gran parte minerales y generalmente se eliminan como residuos inertes; los que proceden de las líneas de empaquetado de alimentos contienen más materia orgánica y se manejan en consecuencia. El rendimiento de deshidratación afecta directamente a la demanda de agua dulce, ya que cada punto de humedad que queda en el aglomerado es agua que abandona el circuito.

Emisiones atmosféricas, olores y ventilación.

En una línea de lavado se deben atender tres corrientes de aire. La sección de lavado a alta temperatura genera vapor de agua cargado de aerosol de detergente y, en caso de utilizar álcali, una niebla alcalina débil. Depósitos cerrados con extracción local canalizada a un purificador húmedo se encargan de esta tarea de forma limpia: el purificador condensa el vapor, neutraliza los residuos alcalinos y devuelve el condensado al circuito de agua en lugar de a la atmósfera, restituyendo así tanto el agua como el calor.

La sección de secado libera compuestos orgánicos volátiles del producto residual, las tintas de impresión y los residuos de adhesivos, especialmente en la película postconsumo y en los envases de HDPE que contienen productos domésticos aromatizados. Cuando los límites locales exigen medidas de abatimiento, la adsorción con carbón activado es la solución habitual para cargas moderadas, reservada la oxidación térmica regenerativa para corrientes de alta concentración. El escape del secador también contiene polvo y finos ligeros, que se capturan mediante un ciclón y un filtro de bolsa antes de la etapa de abatimiento.

El olor es principalmente un problema de diseño de la planta en lugar de un problema de mitigación. El almacenamiento de balas, el almacenamiento de lodos y el tanque de igualación son las tres principales fuentes de olor, y todas ellas se gestiona mediante enclosures, no almacenando material húmedo por más tiempo del necesario y manteniendo condiciones aeróbicas en el búfer. Un biofiltrado o un depurador químico en la extracción combinada de estas áreas se encargan del residuo.

Ruido y polvo

Trituradores, molinos, secadores centrifugos y sopladores son las fuentes de ruido que determinan si una planta puede mantener un nivel inferior a 85 dB(A) en la posición del operador. Las medidas prácticas están bien establecidas: cerramientos acústicos en el molino con una pérdida de inserción de 20 a 30 dB, bases antivibratorias y conexiones a prueba de vibración en la centrifuga, silenciadores en las entradas del soplador y en las salidas del secador y revestimientos en los conductos de alta velocidad. La ubicación es tan importante como los elementos mecánicos: colocar la sala del soplador y la planta de secado lejos de los pasillos de acceso del operador y de la sala de control no cuesta nada en la etapa de diseño.

El polvo se controla en la fuente. El triturado húmedo elimina la mayor fuente de polvo seco. Las secciones secas restantes – transporte de láminas, clasificación por aire, llenado de silos – se manejan mediante transporte neumático cerrado con separación por ciclón y filtro, y por extracción de polvo en los puntos de transferencia. El manejo de películas secas requiere una atención especial, ya que el polvo de poliolefina fino es combustible; el conducto de extracción debe diseñarse con una velocidad de transporte adecuada y protección adecuada contra explosiones cuando las concentraciones de polvo lo requieran.

La perspectiva de la Huella de Carbono

El argumento ambiental a favor del reciclado mecánico se basa en una comparación clara: la producción de un kilo de resina reciclada a partir de material postconsumo lavado requiere una fracción de la energía primaria y genera una fracción de las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con la producción del mismo kilo a partir de crudo. En el caso del PET, las evaluaciones del ciclo de vida publicadas con regularidad sitúan la resina reciclada en alrededor del tercio hasta la mitad de la demanda acumulada de energía de la resina virgen, con reducciones de gases de efecto invernadero habituales en el intervalo del 50 al 70 por ciento por kilo, según los límites del sistema, la mezcla de la red eléctrica y las distancias de transporte. Las poliolefinas muestran beneficios comparables, con reducciones reportadas habitualmente en el intervalo del 40 al 70 por ciento.

Dentro de ese beneficio global, la contribución de la línea de lavado es considerable, pero no dominante; normalmente supone una pequeña parte de la huella total de la resina reciclada, mientras que la recogida, el transporte y la pelletización representan el resto. Éste es precisamente el motivo por el que la diferencia entre 0,15 y 0,35 kWh por kilogramo de energía específica es importante: se trata de una parte controlable de una huella que ya está favorable, y es la parte por la que el proveedor de equipos es directamente responsable. Una línea que halle a su mitad la intensidad de energía y agua no solo ahorra costos de operación; también mejora de manera cuantificable el perfil de carbono de cada tonelada de resina reciclada que vende la planta, lo que cada vez es más un requisito contractual que un punto de marketing cuando el comprador es un propietario de marca con compromisos públicos de contenido reciclado.

El marco de cumplimiento.

Las plantas de reciclaje operan dentro de un marco de cumplimiento que se ha endurecido considerablemente en la última década, y las especificaciones del equipo deberían anticiparlo en lugar de responder a él.

Normativa ISO 14001proporciona la estructura del sistema de gestión ambiental que adoptan la mayoría de las plantas: aspectos documentados y sus impactos, objetivos medibles en materia de agua, energía y residuos, procedimientos de control operativo y auditoría interna. Una línea de lavado con registro continuo de PLC de los parámetros de agua, energía y proceso suministra la capa de medición que requiere un sistema ISO 14001, lo que convierte un ejercicio documental de otra forma engorroso en un producto secundario del funcionamiento normal.

Directiva de la UE relativa a los plásticos de uso únicoy las normas de envasado asociadas establecen requisitos vinculantes para el contenido de material reciclado en los recipientes de bebidas, junto con objetivos de separación independiente. La consecuencia práctica para un reciclador es de tipo de demanda: el rPET de calidad alimentaria es la fracción de mayor demanda, y una línea de lavado configurada únicamente para produrar material de calidad de fibra está expuesta a un mercado más débil. Cualquiera que esté construyendo hoy debería, como mínimo, reservar el diseño y la capacidad de utilidad para una actualización de calidad alimentaria, incluso si la primera fase es de material de calidad de fibra.

Evaluación de contacto con alimentospara el material reciclado se sigue una ruta basada en el proceso. En la Unión Europea, se evalúa el proceso de reciclaje en sí mismo en cuanto a su eficiencia en la descontaminación, y la corriente de entrada debe proceder, en su mayoría, de un circuito de recogida cerrado y controlado; la EFSA realiza la evaluación científica y se autorizan los procesos de manera individual. En los Estados Unidos, la FDA revisa las presentaciones de los procesos y emite cartas de no objeción basadas en datos de pruebas de desafío y en estimaciones de la exposición dietética. En ambos sistemas, la línea de lavado contribuye al proporcionar las condiciones documentadas y reproducibles en el trayecto upstream en el que depende la etapa de descontaminación: temperatura de lavado, concentración de caustica, tiempo de residencia y especificación del pellet para cada lote de producción.

GRS, el estándar global de reciclaje.la certificación es la más comúnmente solicitada cuando el flake reciclado o el pellet entran en las cadenas de suministro de productos textiles y de consumo. Sus requisitos se dividen en cuatro grupos: contenido reciclado verificado con completa documentación de cadena de custodia desde la entrada hasta la salida, criterios sociales que incluyen las condiciones laborales, criterios ambientales que abarcan la descarga de aguas residuales y la gestión de productos químicos en el sitio de procesamiento, y restricciones químicas sobre las sustancias utilizadas en el procesamiento. Para una planta de lavado, los criterios ambientales y químicos son los que el equipo influye directamente: un sistema de agua cerrado con una planta de tratamiento compatible y un inventario químico bajo y controlado hacen que la auditoría sea sencilla, mientras que una línea de circuito abierto con química dosificada en bandejas la vuelven complicada.

Configuraciones y especificaciones de la línea de lavado de Polyretec

Polyretec construye líneas de lavado en dos familias principales más una familia de granulado compatible, todas diseñadas para la arquitectura de ciclo cerrado descrita anteriormente. Las configuraciones a continuación son las líneas de productos reales, con las bandas de especificaciones que se aplican en todo el rango de capacidad. Cada línea está dimensionada en función de la materia prima real del cliente en lugar de en función de un número de catálogo, y las tablas muestran el intervalo de parámetros dentro del cual se realiza esta dimensión.

Línea de lavado de botellas de PET de calidad alimentaria: de 500 a

Esta es la configuración principal, diseñada para botellas de PET baladas postconsumo y construida en pasos de capacidad desde 500 kg/h hasta 6,000 kg/h. La línea se ofrece en diferentes diseños de grado de virutas, que es la distinción importante: el mismo rendimiento nominal se puede configurar para virutas de grado de fibra, para el grado para hojas y cintas, o para la ruta de grado alimentario completa con lavado en caliente con caustico, enjuagues en caliente prolongados, clasificación por IRN a nivel de virutas, clasificación en aire y secado de cristalización. La elección del diseño de grado en la etapa de especificación determina el número de tanques, la capacidad de calefacción, el tamaño del tratamiento de agua y el nivel de instrumentación, y es mucho más económico especificar el grado más elevado inicialmente que actualizar una línea que estaba diseñada para el más bajo.

La secuencia del proceso es: apertura del balo, preclasificación manual y con NIR, magneto de banda superior, trituración en húmedo, trommel de prelavado con eliminación de arenas, primer grupo de lavado por fricción, lavado en cal y ácido, segundo grupo de lavado por fricción, enjuague en cal a contracorriente, separación por flotación, lavado final, deshidratación por centrifugación, secado térmico, secado por cristalización para grano de calidad alimentaria, clasificación por vacío zigzag, detección de flakas por NIR y de metales y almacenamiento en silos o empaquetado en grandes bolsas.

Alimentador y línea de lavado de plástico blando PE/PE: módulo de 500 a

La línea de plástico blando se ocupa del lado de la película del negocio: películas de LDPE para agricultura, películas de envasado de PE, bolsas tejidas y de rafia, y la fracción flexible general de posconsumo. Es una máquina diferente de la línea PET en todos los aspectos que importan: velocidades más bajas de discos con fricción, más etapas de separación antes del grupo de lavado, capacidad para la manipulación de lodos mucho mayor y una sección de estiramiento y secado térmico dimensionada para la resistencia de las películas a retener agua.

La configuración de referencia de esta familia es la PTW1000, una línea de lavado de películas de PP/PE completamente automática a una tasa nominal de 1.000 kg/h que se ha suministrado para proyectos de películas postconsumo y postindustriales a nivel internacional. La línea integra una trituradora resistente para entradas baladas y voluminosas, trituración húmeda, un tambor largo con alta capacidad de pulverización, separación previa por flotación, un grupo de fricción y enjuague de múltiples etapas, lavado en caliente cuando se requieren residuos de impresión y productos, compresión mecánica y secado térmico. El moldeo en una sola etapa está disponible como opción integrada, en la que las virutas de película secas se alimentan directamente a una unidad de extrusión y moldeo sin almacenamiento intermedio, lo que ahorra tanto la energía de remanipulación como el espacio de la planta que ocuparía un búfer de virutas separado.

Línea de pelletedación de nueva generación

La tercera familia completa la planta. La Línea de granulación de la Nueva Generación está diseñada para film de LDPE de paredes delgadas y para relleno de PE y PP de paredes gruesas, con una construcción robusta destinada específicamente a residuos postconsumidores en lugar de a residuos industriales limpios. Esta distinción es significativa: los materiales postconsumidores llegan con una densidad volumétrica variable, humedad residual y contaminación residual, y una línea de granulación diseñada para el relleno limpio tenderá a atascarse, a desgasificarse mal y a bloquear su filtro de fusión en pocas horas. La línea de la Nueva Generación hace frente a esto con una disposición de alimentación forzada y compactación adecuada para film de baja densidad volumétrica, una capacidad generosa de desgasificación para la humedad residual y los compuestos volátiles, y un sistema de filtración de fusión continuo o de retroflushing, de modo que los cambios del filtro no detengan la producción.

Áreas de aplicación:

Las líneas de Polyretec cumplen dos funciones comerciales que la fábrica define explícitamente. La primera es la producción de productos plásticos: convertir los residuos plásticos en virutas, pellets o bloques reutilizables que vuelven a ser alimentados directamente hacia la fabricación -películas y láminas extrusionadas, cajas moldeadas por inyección y artículos para el hogar, compuestos de tuberías y perfiles, cinta de ajuste, fibras y productos no teñidos, y aplicaciones de botella a botella en las que se utiliza la ruta de grado alimenticio. La segunda es la utilización de recursos renovables: reducir la dependencia de los fabricantes de la materia prima primaria de polímeros, lo que es un objetivo ambiental y también uno de seguridad en el suministro para los convertidores expuestos a la volatilidad de los precios de las resinas y a los mandatos de contenido reciclado.

En la práctica, esto se corresponde con un pequeño número de tipos de plantas recurrentes. Plantas de reciclaje rPET que suministran a propietarios de marcas de bebidas, donde la producción de calidad alimentaria y el control documentado del proceso son negociables. Plantas de fibra que suministran a productores de textiles y no tejidos a partir de copeos de PET. Recicladoras de películas agrícolas, generalmente operaciones regionales con picos de materia prima estacionales y cargas de suelo muy altas. Recicladoras de película de envases post consumo que producen pellets para bolsas de basura, film de construcción y embalaje industrial. Recicladoras de embalajes rígidos que manipulan contenedores en HDPE y PP para productos domésticos e industriales. Y instalaciones de reciclaje interna en grandes convertidores, donde la línea de lavado procesa los sobrantes de producción de la planta y los devuelve al mismo proceso. Polyretec ha realizado más de 100 proyectos en estas categorías en más de 50 países, incluidos sistemas de peletización de película de LDPE para bolsas impresas y película, reciclaje de guantes de no tejido y elastómero de PP, e instalaciones de lavado de película de PP / PE completamente automatizadas.

Guía de selección: Asegura el adecuado emparejamiento del material de entrada con la configuración de la línea.

La selección de la línea está determinada por cuatro factores: cuál es la materia prima, cuánto es mienta, cuánto de ella debe procesarse por hora y cuál debe ser el grado de la salida. Al conseguir estos cuatro factores, la configuración sigue casi de manera determinista. La tabla inferior relaciona las combinaciones comunes con una configuración recomendada de Polyretec.

Tres preguntas que cambian la respuesta

¿Es estable el suministro de materia prima en cuanto a su composición?Una planta que utilice un solo producto contractual se puede optimizar estrechamente en torno a éste. Una planta que compre en el mercado abierto debe estar configurada para el peor escenario posible que aceptará, con velocidades ajustables de los anillos de fricción, ajustes de temperaturas del lavado en caliente y capacidad de lodos para los bultos más sucios que verá nunca. Subestimar la flexibilidad es la fuente más común de decepciones en el primer año de operación.

¿Subirá el requisito de grado de salida?Si existe alguna posibilidad de pasar del grado de fibra al grado alimentario de PET en unos pocos años, el diseño, la capacidad de tratamiento del agua y las conexiones de servicio deben dimensionarse para ese paso ya. El coste incremental en fase de diseño es bajo; el coste de retroajustar un grupo de caustica caliente y su capacidad de tratamiento asociada en una planta ya terminada es alto.

¿De dónde proviene el agua y adónde puede ir?Un sitio con una disponibilidad limitada de agua dulce o un permiso estricto para las descargas necesita una planta de tratamiento de mayor especificaciones y un circuito cerrado más ajustado, y dicha decisión repercute en el tamaño de los tanques, la instrumentación y la recuperación de calor. Un sitio con abundante agua y conexión municipal puede operar un circuito más sencillo, pero aún así se debe evaluar todo el circuito cerrado, ya que la diferencia en los costos de operación generalmente favorece la recirculación, independientemente de la disponibilidad de agua, una vez se incluyen los costos de energía para el calentamiento.

Solución de problemas y mantenimiento preventivo

Una línea de lavado funciona continuamente en un ambiente húmedo y abrasivo, y su fiabilidad depende mucho más del mantenimiento preventivo disciplinado que de la calidad de los componentes. Las fallas mencionadas a continuación representan la gran mayoría del tiempo de inactividad imprevisto, y casi todas se manifiestan en los datos del proceso antes de detener la línea.

La programación preventiva que previene la mayoría de los incidentes arriba mencionados.

Diario: registrar las corrientes del motor en la trituradora, los piñones de fricción y la centrifuga; verificar las temperaturas y niveles del depósito respecto a los puntos establecidos; verificar la concentración del caustico; inspeccionar las boquillas de pulverización; verificar que se está ejecutando la extracción de lodos; vaciar los tamices.

Semanalmente: inspeccionar los cuchillos y pantallas de la trituradora; verificar el desgaste de los amortiguadores de fricción de la lámina giratoria; verificar la captura por magnetismo y corrientes turbulentas; analizar la turbidez y la conductividad del agua de aclarado; inspeccionar la pantalla de la centrifuga; comprobar los tamices de aspiración de la bomba.

Mensual: Mida la vibración en todos los equipos rotatorios y compárela con la línea de base de la puesta en marcha; inspeccione las superficies de intercambio de calor en busca de depósito; verifique la calibración del instrumento en los transmisores de pH, conductividad y temperatura; revise el consumo de energía y agua por tonelada en relación con los objetivos de diseño: una desviación en el consumo específico es el mejor indicador global de la salud general de una línea.

Trimestralmente y anualmente: inspección completa del rodamiento y del sello en la centrifuga y las bombas; análisis y cambio del aceite del convertidor de velocidad; drenaje completo y limpieza del tanque; eliminación de la incrustación de las superficies de calentamiento del lavado en caliente; prueba funcional del sistema de seguridad, que incluye los sistemas de parada de emergencia, los mecanismos de interconexión y las cortinas luminosas; y una revisión documentada del equilibrio de agua frente al diseño original.

Integración downstream: de escamas limpias a pellets

El taco lavado es un producto susceptible de venta, pero la mayoría de las plantas aumentan su valor al convertirlo en pellet en el propio lugar de producción. El paso de lavar al extruir es donde se encuentran dos disciplinas de ingeniería y es donde la falta de coordinación entre los proveedores causa más problemas: un secador diseñado para un contenido de humedad del 1 por ciento, que alimenta una extrusora que necesita del 0,05 por ciento, o un taco de película de baja densidad suministrado a una tolva de gravedad que estaba diseñada para el reciclado.

Para la pelletización de desecho, Wanplas ofrece sistemas de pelletización de doble hélice que se integran directamente con las líneas de lavado de Polyretec, junto con extrusoras de reciclaje de una hélice para las tareas de film y regranulado donde una configuración de una hélice es la solución técnica más adecuada. Dado que la línea de lavado y el sistema de pelletización se especifican juntos dentro del grupo de Wanplas, los parámetros de interfaz se acuerdan en la etapa de diseño, en lugar de descubrirse en la puesta en marcha. Cuatro de esos parámetros son los más importantes.

Humedad y volatilidad residuales en el pellet.Las partículas de película que salen de una línea de limpieza con un contenido de humedad del 0,8 por ciento transportan gran cantidad de agua al extrusor. Ya sea que se extienda el secador para alcanzar un contenido de humedad del 0,3 por ciento o inferior, o que se especifique al extrusor una capacidad de desgasificación por vacío suficiente para eliminar el exceso del fundido. Ambos métodos funcionan; no especificar ninguno produce un grano poroso con huecos y una velocidad de flujo del fundido inconsistente.

Densidad de granel (kg/m³)El polvillo de película LDPE lavada con una densidad de 0,03 a 0,06 g/cm³ no alimentará una tolva de gravedad estándar de forma fiable. La alimentación forzada, un compactador o un alimentador para compactación son obligatorios, y la disposición de alimentación debe adaptarse a la densidad real del polvillo lavado, en lugar de basarse en una suposición del catálogo.

Filtrado por fusión.La contaminación residual determina la fina de los filtros y la frecuencia de cambio. Una película de escamas bien lavada sostiene una filtracción continua de 100 a 150 micras con una vida del filtro aceptable; una escama mal lavada con la misma fina puede oscurecer la malla en cuestión de una hora. Por lo tanto, las especificaciones de filtración son una función directa del rendimiento de la línea de lavado, razón por la cual ambos deben dimensionarse como un sistema.

Historia térmica.Cada paso por una extrusionadora conlleva un coste en las propiedades del polímero: la PE pierde la estabilidad en la tasa de flujo de fusión, el PP pierde el peso molecular a través de la escisión de la cadena y el PET pierde la viscosidad intrínseca a través de la hidrólisis. El suministro de piezas de poliéster blanco seco y caliente directamente desde el secador de la línea de lavado al extrusor elimina un ciclo de enfriamiento y recalentamiento, ahorra la energía requerida para volver a secar, y evita que las piezas reabsorban el agua atmosférica durante el almacenamiento. Cuando la disposición de la planta lo permite, el suministro directo del silo a la extrusora es la mejor solución disponible para resolver los tres problemas al mismo tiempo.

Servicio, pruebas y soporte.

Una línea de lavado es un activo de quince a veinte años que funciona en uno de los entornos más complejos en la procesamiento de plásticos. El marco de servicio detrás de él determina si el año ocho se parece al año uno. Polyretec, apoyada por los compromisos compartidos de los servicios de la marca Wanplas, ofrece lo siguiente.

Muestra de lavado de prueba antes del pedido.Este es el servicio más valioso que un comprador de equipos de reciclado puede utilizar, y suele omitirse. El cliente envía una muestra representativa de la materia prima real – no una muestra limpia, sino el material real con su carga de tierra real – y la fábrica lo pasa a través de una configuración de prueba para medir la limpieza alcanzable, el rendimiento real, el consumo de agua y energía y el intervalo de parámetros para el lavado con fricción y el lavado en caliente. Los resultados definen la especificación de la línea con evidencia en lugar de suposiciones, y frecuentemente cambian la configuración: una materia prima que resulta tener un 40 % de carga mineral en lugar del 20 % supuesto necesita una capacidad de tratamiento de lodos diferente, y es mucho mejor descubrirlo durante una prueba que durante la puesta en funcionamiento.

Prueba de fábrica antes del envío.Las máquinas se ensamblan y ponen en funcionamiento en la fábrica antes del envío. El equipo giratorio se revisa en cuanto a vibraciones y temperatura de los rodamientos, se prueba funcionalmente el sistema de control, incluidos los bloqueos intermedios y las paradas de emergencia, y se verifican las interfaces del grupo para que el montaje en el campo conste en el ensamblaje y la conexión en lugar de la resolución de problemas.

Instalación y puesta en funcionamiento.El equipo de más de 24 ingenieros de Polyretec brinda apoyo en la instalación y la puesta en funcionamiento en el lugar, abarcando el alineamiento mecánico, el llenado y el equilibrado del circuito de agua, la configuración del sistema de control, la fijación de parámetros de proceso en función de la materia prima real aportada por el cliente y la verificación del rendimiento con respecto a la capacidad y los consumos contratados.

Política respecto a las piezas de repuesto.El grupo Wanplas ofrece 500 USD en piezas de repuesto gratuitas cada año, además de la sustitución gratuita de las piezas que fallan durante el período de garantía. En una línea de lavado, la prioridad práctica es un inventario de piezas de desgaste en el sitio: cuchillas de trituradoras y tamices, paletas y tamices de la lavadora de fricción, juntas y hélices de bombas, cuchillas de centrifuga, boquillas de pulverización y secciones de banda. Estos son los artículos cuya ausencia detiene una línea, y ninguno de ellos tiene un largo plazo de entrega cuando se planifican, en lugar de de manera urgente.

Formación.La formación del operario abarca las secuencias de puesta en marcha y parada, el ajuste de parámetros para variaciones de la materia prima, la rutina diaria y semanal de inspección y la interpretación de los datos del proceso, específicamente lo que significan un aumento de la corriente del motor o un aumento de la turbidez y qué se debe hacer al respecto. La formación de mantenimiento cubre la sustitución de piezas de desgaste, los procedimientos de alineación y el programa preventivo.

El apoyo remoto.El sistema de control basado en PLC soporta la diagnóstico remota, por lo que los ingenieros de fábrica pueden revisar las tendencias, los ajustes de parámetros y el historial de alarmas sin necesidad de visitar el sitio. La mayoría de los problemas de proceso, como la disminución de la pureza, el aumento del consumo o las alarmas intermitentes, pueden resolverse de este modo, y la revisión remota también hace mucho más productivo el viaje al sitio cuando es realmente necesario.

Abrir la política de fábrica.Wanplas mantiene una política de fábrica abierta en todas sus fabricas. Los posibles clientes están bienvenidos a visitarla, inspeccionar las máquinas en construcción, ver una prueba de funcionamiento con su propio material y hablar directamente con los ingenieros que se encargarán de su línea. Para una inversión de esta magnitud, una visita a la fábrica vale más que cualquier documento de especificaciones.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa «tecnología austriaca» en las especificaciones de una línea de lavado de PET?

Describe una ruta de ingeniería en lugar de una etiqueta de origen, y se define por seis características medibles: recirculación cerrada de agua al 85-95%, energía específica de 0,12-0,25 kWh por kilogramo, demanda de agua dulce de 0,8-3,0 metros cúbicos por tonelada, grupos de procesos modulares que permiten una expansión por fases, intensidad de limpieza por fricción mecánica en lugar de dosificación química pesada e instrumentación completa con rastreo de datos según la Directiva de equipos CE y el diseño de seguridad EN ISO 12100. Una línea cumple o no estas especificaciones, y los valores son verificables durante la puesta en marcha. Polyretec construye según esta ruta y la combina con la capacidad de fabricación china para mantener la configuración asequible.

¿Cuánto agua dulce consume una línea de lavado en circuito cerrado por tonelada?

Entre 0,8 y 3,0 metros cúbicos por tonelada de entrada, según el material. Los envases limpios de botellas de PET tienen entre 0,8 y 1,5, el envasado rígido de poliolefinas entre 1,2 y 2,0, la película de envasado de posconsumo entre 1,8 y 2,5, y la película agrícola muy contaminada entre 2,5 y 3,0. La variación procede casi exclusivamente del lodo: cada tonelada de arena y tierra limpiados del circuito lleva consigo humedad, por lo que una alta carga mineral eleva la demanda de recuperación independientemente de cómo esté diseñado el circuito. Una línea de circuito abierto que manipula el mismo material consume normalmente entre tres y cinco veces más.

¿Es necesario lavar con ácido cáustico caliente?

No. Es necesario en el caso del PET de calidad alimentaria, donde es necesario eliminar el adhesivo en fusión en caliente, la esencia de la etiqueta y los oligómeros en la superficie, y donde el requisito de descontaminación es el más estricto: 0,5% a 2,0% de hidróxido de sodio a 75 a 90 grados Celsius durante 8 a 15 minutos. El embalaje rígido de PP y HDPE generalmente solo necesita un lavado con detergente caliente a 60 a 80 grados Celsius, ya que el objetivo es eliminar los residuos de grasa y productos. La película utilizada después de la industria se puede procesar con lavado por fricción y enjuague a contracorriente, que es la configuración más baja en cuanto al uso de agua y energía. El uso del hidroxido donde no es necesario aumenta el coste de operación, complica el tratamiento de las aguas residuales y no mejora la calidad de las láminas.

¿Qué rendimiento debo esperar, y por qué varían tanto los rendimientos cotizados?

El rendimiento está determinado por la contaminación del material de entrada, no por la calidad de la máquina. Los números realistas oscilan entre el 85 y el 93 por ciento para las botellas de PET empacadas, entre el 82 y el 90 por ciento para las botellas de HDPE, entre el 80 y el 90 por ciento para el PP rígido, entre el 65 y el 80 por ciento para la película de envases de consumo posterior, y entre el 60 y el 75 por ciento para la película agrícola con una carga de suelo del 30 al 50 por ciento. Los rendimientos citados difieren principalmente debido a la base de referencia utilizada: un rendimiento citado en el contenido de plástico seco siempre parecerá mejor que el rendimiento de la misma línea en función del peso del fardo entregado. Siempre establezca en qué base se basa la cotización y, si es posible, verifiquela realizando una prueba experimental con su propio material.

¿Cómo se trata las aguas residuales y es posible reutilizar realmente el agua?

La cadena de tratamiento es la cribado, la igualación, la flotación de aire disuelto, la coagulación y la sedimentación, el tratamiento biológico mediante A/O o un biorreactor de membranas, el pulido con arena y carbón activado, y después su retorno al depósito de proceso. El lodo se espesa y se deshidrata hasta un 25 a 40 por ciento de sólidos secos. Sí, el agua se reutiliza de manera real: el 85 al 95 por ciento del flujo circulante se recircula continuamente. El límite para la reutilización es la acumulación de sal disuelta, en lugar de sustancias orgánicas o sólidos, razón por la cual un transmisor de conductividad en el depósito controla la descarga y por la que una recirculación del 100 por ciento no es viable ni deseable.

¿Se puede separar el PVC del PET en una línea de lavado?

No por separación por densidad, porque el PVC con una densidad de 1,35 a 1,45 g/cm³ se superpone al PET con una densidad de 1,33 a 1,40 g/cm³ y ambos quedan sumergidos en el agua. El control del PVC es un problema de clasificación: la clasificación con luz cercana al infrarrojo en la etapa de las botellas elimina los recipientes de PVC completos, y una segunda unidad NIR en la corriente de fragatas recoge los fragmentos que han sobrevivido. La separación electroestática es una alternativa en la corriente de fragatas. Esto es más importante que cualquier otro problema de contaminación en una línea de PET, porque el PVC se degrada a temperaturas de procesamiento de PET y libera cloruro de hidrógeno que descolora el fundido, acelera la pérdida de la viscosidad intrínseca y ataca el equipo. Las especificaciones de calidad alimentaria suelen requerir PVC por debajo de 5 ppm.

¿Puedes ampliar una línea de lavado después de haberla construido?

Sí, si se diseñó como grupos de procesos modulares y se reservó capacidad al principio. Añadir un grupo de lavado a alta temperatura, un segundo grupo de fricción y enjuague o una mejora de secado es sencillo cuando el circuito de agua tiene capacidad hidráulica de repuesto, la planta de tratamiento tiene capacidad de carga de repuesto, la arquitectura de control tiene nodos de fieldbus de repuesto y el edificio tiene espacio libre entre los grupos existentes. Reservar esa capacidad en la fase de diseño añade un bajo coste incremental; su retrofijación en una planta que se diseñó sin ella supone un alto coste y, normalmente, exige tiempo de inactividad prolongado. Decide la ruta de expansión antes de la primera orden, no después de la primera campaña exitosa.

¿Cuál es la diferencia entre la chapa PET de calidad de fibra y la de calidad para alimentos, y cambia la línea?

Este método cambia considerablemente la línea. El grado de fibra tolera PVC hasta aproximadamente 50 ppm, permite mayores residuos de poliolefina y humedad, y puede producirse con un lavado caliente más corto y un secado térmico estándar. El grado de uso alimentario exige PVC inferior a aproximadamente 5 ppm, poliolefina inferior a 10 ppm, metales inferiores a 5 ppm, humedad inferior al 0,5 por ciento, lavado caliente con presión fuerte y control estricto de la temperatura y la concentración, clasificación por infrarrojos a nivel de fragmentos, clasificación por aire de tipo zigzag, secado por cristalización a 160 a 175 grados Celsius y registros del proceso documentados para cada lote de producción, para apoyar la evaluación de contacto con alimentos. Por lo general, se necesitan cuatro o seis etapas de proceso adicionales, junto con un mayor nivel de instrumentación, por lo que el objetivo de grado debe establecerse antes de empezar a diseñar la línea.

Conclusión

Una línea de lavado plástica respetuosa con el medio ambiente no es una línea con una pintura de color verde y una página sobre sostenibilidad. Es una línea cuyo circuito de agua recircula entre el 85 y el 95 por ciento de su flujo, cuya energía específica se encuentra entre 0,12 y 0,25 kWh por kilogramo, cuya demanda de agua dulce se mantiene entre 0,8 y 3,0 metros cúbicos por tonelada, cuya limpieza procede de un trabajo mecánico en lugar de de un volumen químico, su planta de tratamiento de aguas residuales está dimensionada como unidad de proceso en lugar de como un ejercicio de permiso, y cada tanque informa de su estado medido a un sistema de control que mantiene el registro. Eso es lo que significa la ruta de ingeniería austriaca en términos prácticos, y cada una de esas características puede verificarse con un medidor de caudal, un medidor de energía y una muestra de laboratorio durante la puesta en marcha.

Esas características también son las que determinan si la planta es económicamente viable. El agua y la energía son las dos entradas más recurrentes después de la materia prima; el rendimiento determina cuánta producción comercializable produce cada tonelada de balas compradas; y la calificación de la producción determina en qué mercado puede llegar el producto. Una línea diseñada según los objetivos de esta guía presenta un desempeño mejor en las cuatro medidas simultáneamente, por lo cual el argumento medioambiental y el comercial apuntan en la misma dirección en lugar de encontrarse en posición opuesta.

Polyretec, una fábrica de Wanplas con raíces de fabricación que se remontan al año 2010, más de 100 proyectos de reciclado entregados, cobertura de servicios en más de 50 países y un equipo de más de 24 ingenieros, construye líneas de lavado y granulación que cumplen con esa especificación: líneas de lavado de botellas de PET de calidad alimentaria de 500 a 6.000 kg/h en diseños de grado de fibras a grado alimentario, líneas de trituración y lavado de plástico blando PP/PE de 500 a 1.500 kg/h, incluida la completamente automatizada PTW1000, y la línea de granulación de nueva generación para película LDPE de paredes delgadas y reciclado de PE y PP de paredes gruesas. Dispones de sistemas de granulación de doble tornillo que se integran directamente con las líneas de lavado de Polyretec, de modo que la interfaz entre las vetas y las pelotas se diseña una vez y no se debe negociar entre dos proveedores no relacionados.

Si está planeando una nueva planta de lavado, una actualización de una línea de circuito abierto a un circuito cerrado, o el paso de un grado de fibra a uno de alimentos, el paso más productivo es una prueba con muestras. Envíe una muestra representativa de su materia prima actual — el material real, con su carga de suelo real, desde el lugar de donde realmente la comprará — junto con su capacidad de producción objetivo, el grado de producción objetivo y los límites de descarga locales que debe cumplir. Los ingenieros de Polyretec realizarán la prueba, informarán sobre la limpieza alcanzable, el rendimiento, los valores de agua y energía y devolverán una configuración de la línea basada en datos medidos en lugar de en suposiciones del catálogo. Asimismo, los clientes son igualmente bienvenidos a visitar la fábrica bajo la política de fábrica abierta de Wanplas, inspeccionar el equipamiento en construcción y ver cómo se lava su propio material antes de que se tome ninguna decisión.