¿Por qué la película de LDPE impresa y adhesiva necesita una línea completa, no una sola máquina?
El mejor sistema de pelletización de película de LDPE para los residuos de película impresa y pegajosa no se define únicamente por la extrusora. Se define por lo bien que nueve etapas consecutivas del proceso trabajan entre sí: pre-corte, trituración, pre-limpieza en seco, granulación en húmedo, separación por flotación y沉uación, lavado por fricción, lavado en caliente, secado mecánico y térmico, y, finalmente, densificación seguida de extrusión con filtro de fundido. La película impresa y la cargada con adhesivos castigan cada eslabón débil de esa cadena, y el fallo se manifiesta siempre en el mismo lugar, en el pellet, como manchas negras, cambios de color, porosidad u olor. Los compradores que buscan una máquina de pelletización en aislamiento casi siempre descubren que la máquina no era el factor limitante.
La película impresa y adhesiva es la corriente de LDPE más difícil de reciclar en la industria, por tres razones estructurales. En primer lugar, la tinta no es suciedad superficial, sino una capa de revestimiento unida que representa entre el 2 y el 8 por ciento del peso de la película, y su química de adhesivos se decompone en partículas carbonizadas a temperaturas de fusión a las que una línea mal configurada alcanza regularmente. En segundo lugar, la contaminación es químicamente diversa: el film agrícola llega con una cantidad de tierra y arena de entre el 20 y el 60 por ciento de peso, el film de envasado alimentario lleva grasa y residuos orgánicos, el film de estiramiento lleva adhesivo sensible a la presión y los sacos de uso intensivo traen polvo mineral o químico. Ninguna operación de unidad individual elimina los cuatro tipos. En tercer lugar, la película casi no tiene densidad aparente. La chapa de película lavada suelta tiene una densidad de 0,03 a 0,08 toneladas por metro cúbico, aproximadamente una vigésima parte de la densidad aparente del reciclaje rígido, por lo que el transporte, la alimentación y el dosificación necesitan tecnología especializada en lugar de componentes estándar.
Polyretec, una fábrica de Wanplas, ha construido equipos de reciclaje de plástico desde el año 2010 y ha operado como marca independiente desde el 2017, con más de 100 proyectos entregados, cobertura de servicios en más de 50 países y un equipo técnico compuesto por más de 24 ingenieros. La película de LDPE impresa y contaminada con adhesivos ha sido una especialidad recurrente en lugar de un pedido ocasional: los proyectos entregados incluyen una línea de lavado de bolsas impresa y una fábrica de gran capacidad para la lavado de película de LDPE con etiquetas adhesivas en México, y una planta de lavado totalmente automatizado de película de PP y PE construida alrededor de la configuración PTW1000. En este artículo se presenta la lógica completa de ingeniería de esa línea, etapa por etapa, con los parámetros que realmente determinan si el pellet final se vende para una aplicación exigente o de bajo valor.
Una línea de granulación de película no falla en el extrusor. Falla tres etapas antes, y el extrusor es simplemente donde se vuelven visibles los indicios del fallo.
Clasificación de la dificultad de las corrientes de desecho de película de LDPE
Cada especificación de línea comienza con una calificación honesta de la dificultad del material de entrada, ya que el mismo rendimiento nominal requiere equipos muy diferentes en función de la corriente. La calificación que se muestra a continuación es el esquema de trabajo utilizado para dimensionar las cisternas de lavado, el acero de las palas, la carga de calentamiento y la filtración en proyectos de Polyretec. Permite separar cuatro familias comunes de film de LDPE según la carga de tinta, el tipo de contaminación, el riesgo de abrasión y el desafío de procesamiento predominante que cada una genera.
| Flujo de película. | Carga de tinta típica (en porcentaje del peso de la película). | Contaminación dominante | Riesgo de abrasión | Gradación de dificultad | Etapa de línea crítica: |
|---|---|---|---|---|---|
| Películas de embalaje impresas postindustriales (trímes de convertidor, errores de edición) | De 3 a 8 | Inyección de tinta en la superficie, polvo minoritario | Bajo. | Medio | Lavado en caliente más filtración de fusión fina |
| Film de embalaje impresa postconsumo (bolsas, sacos, pernos retráctiles) | 2 a 6 | Tinta, residuos alimentarios, grasa, etiquetas de papel. | Medio | Alto | Lavado en caliente con dosificación de cáustica y tensioactivos |
| Película agrícola (película de abono, película para invernaderos, película para silaje) | 0 a 2 | Suelo, arena, piedras, materia vegetal, humedad, del 20 al 60 por ciento en peso. | Muy alta | Muy alta | Pre-limpieza seca más remoción de arenas y cuchillas resistentes al abrasión: |
| Película de estiramiento y embalaje con adhesivo | 0 a 3 | Adhesivo sensible a la presión, residuo de cinta, polvo de paletas | Bajo. | Alto | Transporte y densificación controlados por la temperatura |
| Sacos industriales de gran capacidad (cemento, resina, fertilizante, masterbatch). | 2 a 6 | Polvo mineral y químico, forro impreso, capa de papel periódico | Alto | Alto | Apertura de bolsas, despolvización y enjuagues de varias fases. |
| Películas mixtas de postconsumo procedentes de la recogida urbana | 2 a 8 | Todo lo anterior más polímeros y materiales orgánicos de procedencia extranjera | Muy alta | Muy alta | La cadena completa con capacidad bufferada en cada etapa |
De esta evaluación se desprenden dos reglas prácticas. La primera es que la dificultad se establece por la carga abrasiva y química, no por la impresión. La película agrícola sin tinta casi ninguna es más difícil de procesar que un recortado de conversor muy impreso, porque la arena destruye cuchillas, bombas y ejes de pernos, mientras que la tinta solo degrada el aspecto. La segunda regla es que una línea especificada para un cierto nivel rara vez mejora de manera fiable a un nivel más difícil. Añadir la eliminación de la arena, la capacidad de calentamiento y un bucle de tratamiento del agua más grande después de la instalación cuesta mucho más que incluirlos en el diseño original, por lo que la respuesta honesta a¿Qué alimento le daré a esta línea en tres años?importa más que el suministro de balas de este mes.
Capas de tinta: ¿por qué la impresión establece el color del pellet y el número de manchas negras?
La tinta de impresión es la característica única que decide si un pellet de LDPE reciclado se vende como un tipo general de color gris claro o un tipo de relleno de color carbón oscuro. La tinta suele representar entre el 2% y el 8% del peso de la película impresa, y su comportamiento en el proceso depende completamente de la química del aglutinante, y no del color.
Tres familias de aglutinantes dominan el embalaje flexible. Las tintas a base de nitrocelulosa son las más comunes en bolsas de polietileno impresas en superficie; son sensibles a los alcalinos, lo que las hace la familia más fácil de eliminar en un lavado en caliente con causticos, pero también son térmicamente frágiles y comienzan a descomponerse mucho antes de las temperaturas habituales de procesamiento del polietileno. Las tintas a base de poliuretano, utilizadas cuando la fuerza del enlace de laminación es importante, resisten mejor los alcalinos y a menudo requieren un tiempo de permanencia más largo, una concentración de caustico más alta y un paquete de tensioactivos más fuerte. Las tintas a base de agua responden bien al calor y a la fricción mecánica, pero pueden redepositarse en las superficies de la chapa si el agua de lavado no se limpia continuamente, lo que produce una niebla gris que ninguna cantidad de lavado extra elimina.
El comportamiento térmico es tan importante como la química. Los agentes de fijación de la tinta que sobreviven al lavado entran en la exstrusora como un recubrimiento orgánico en la superficie del fragmento. Por debajo de una temperatura de fusión de aproximadamente 215 grados Celsius se volatilizan en gran medida y salen a través de las vallas de aspiración. Por encima de aproximadamente 230 grados Celsius se carbonizan en partículas duras y oscuras que el filtro de la masa fundida debe capturar. Por esta razón, el conteo de manchas negras es un problema de temperatura antes de que sea un problema de filtrado: una línea que ejecuta una temperatura de fusión 20 grados demasiado elevada generará más manchas que cualquier pantalla puede eliminar, y el operador culpará al filtro.
El laminado impreso al revés es el caso límite. Cuando la tinta se encuentra entre dos capas de película, la capa exterior la protege mecánicamente ante el ataque químico y la fricción, por lo que la eficiencia en el lavado cae casi a cero. La estrategia comercial realista para la entrada con gran cantidad de laminado consiste en la homogeneización deliberada del color: aceptar un grano estable de color gris o carbón, controlar el valor de diferencia de color lote a lote mediante la mezcla en silos y venderlo en aplicaciones en las que el color no es una especificación. Prometer un grano de color natural a partir de laminado impreso al revés es la derrocha técnica más común en este mercado.
Suelo, fibra, trozos grandes de polímeros.
La apariencia de la tinta la define, pero las cuatro familias de contaminación que se detallan a continuación definen el desgaste del equipo, el consumo de agua, la demanda de energía y la estabilidad del proceso. Cada familia requiere una operación de equipo diferente, y la razón por la que una línea de impresión y película adhesiva parece cara en papel es que debe llevar estas cuatro contramedidas de forma simultánea.
Suelo mineral y arena.La película agrícola puede llegar a contener entre el 20 y el 60 por ciento de contaminación en peso, principalmente tierra, arena y pequeñas piedras, con un alto contenido de humedad que aumenta aún más el peso de los bales. Las partículas minerales son más duras que los bordes de acero de las herramientas y erosionarán las cuchillas de los trituradores húmedos, las turbinas de las bombas, los flujos de los tornillos y hasta las paredes de los tanques si se permite que circulen. La solución de ingeniería es eliminar la mayor cantidad de partículas posibles mientras aún están secas, y luego diseñar cada etapa húmeda con un camino de sedimentación para que la fracción que entra al circuito de agua se deposite en su lugar y no se recircule.
Grasas, aceites y residuos orgánicos.La película de embalaje del alimento contiene grasa, residuos de proteína y azúcares. Estos no responden bien al agua fría, pero se saponifican fácilmente en un lavado en cal viva. Dejados en su lugar, causan tres problemas en la cadena de suministro: olor en el pellet acabado, formación de espuma en el circuito de tratamiento del agua y una película superficial en las pelete, que reduce la eficacia de los lavadores de fricción para todo lo demás de la tanda.
Adhesivo sensible a la presión.La película estirable, las cintas adhesivas y las etiquetas de etiquetas traen residuos adhesivos que se comportan como un termoplástico con un punto de disolución extremadamente bajo. Mantiene su manejo a una temperatura inferior a aproximadamente 40 grados Celsius y se vuelve pegajoso entre 40 y 60 grados Celsius, lo que se alcanza fácilmente dentro de un tornillo de compactación o un aglomerador que funciona contra la contrapresión. El adhesivo suavizado une los gránulos en comos que se extienden sobre la garganta del extrusor y bloquean la línea. Las medidas de contracción son mecánicas y térmicas en lugar de químicas: envolventes con cubierta de agua mantenidas a una temperatura inferior a 45 grados Celsius, ratios de compactación ligeramente reducidos y paletas o escobillas antipsisos en los depósitos.
Polvo mineral y químicoLas bolsas de alta resistencia retienen el cemento, los fertilizantes, el polvo de resinas o los pigmentos de masterbatch dentro de sus pliegues y costuras. El polvo no es abrasivo de la misma forma que la arena, pero aumenta el contenido de ceniza directamente y oscurece rápidamente las rejillas de filtros de fusión porque las partículas son finas y deformables. Abrir la bolsa seguida de un despolvosaje mecánico antes de cualquier contacto con agua es mucho más eficaz que intentar lavar el polvo más tarde, ya que el polvo humidificado se convierte en una pasta que recubre todo lo que toca.
Densidad, espesor y densidad aparente: la física detrás del diseño de la línea.
Tres propiedades físicas de la película de LDPE establecen límites claros a lo que la línea puede y no puede hacer, y un buen especificación las trata como entradas de diseño en lugar de notas al pie.
Densidad.El LDPE tiene una densidad de 0,915 a 0,935 gramos por centímetro cubico, por lo que queda por debajo del agua. Esta es la propiedad más útil de todo el proceso, porque permite la separación entre elementos flotantes y elementos que se hunden: el LDPE y otras poliolefinas flotan mientras que el PET, la lámina de PVC, los fragmentos de papel aluminio, la arena y las piedras se hunden. El margen no es excesivo, ya que el PET tiene una densidad de aproximadamente 1,38 y el PVC sobrehumano 1,40, por lo que una etapa de flotación y hundimiento bien operada elimina estos contaminantes casi del todo. El margen en comparación con el PP, que tiene una densidad de 0,90 a 0,91, es prácticamente nulo, por lo que no se puede separar el film de PP por su densidad.
Grosor.La película que circula por el proceso de reciclaje abarca entre 8 y 150 micrometros, desde bolsas finas para la compra y film en bolsas de plástico hasta revestimientos de sacos de alta resistencia y film para invernaderos. La película fina se rompe y se enrolla; la película gruesa resiste el corte y soporta más contaminación por pieza. Una pantalla blanda de triturador húmedo, diseñada para una de las dos extremos de la gama, pasará las piezas sin machacar o producirá excesivos finos en el otro extremo, por lo que la configuración de las cuchillas y la abertura de la pantalla se seleccionan en función de la banda de grosores dominantes, no de un valor promedio.
Densidad en masa.Los residuos de película sueltos pesan entre 0,03 y 0,08 toneladas por metro cúbico. Después del lavado y el secado, la escobilla sigue teniendo ese peso. Por el contrario, un orificio de extrusión necesita una materia que llegue a 0,30 toneladas por metro cúbico o superior para alimentar confiablemente por gravedad. El margen de aproximadamente un orden de magnitud es la razón por la que las líneas de película llevan un aglomerador o un alimentador de fuerza de compactación pesada, y también es la razón por la que la transmisión de película utiliza transportadores de tornillo, ventiladores y tinas mecanicamente ayudadas en lugar de las sencillas disposiciones de cadena que funcionan para el regrind rígido.
| Propiedad | Valor típico para los residuos de película de LDPE. | Consecuencia del diseño. |
|---|---|---|
| Densidad del polímero | 0,915 a 0,935 gramos por centímetro cubico | La separación por flotación y沉uación elimina PET, PVC, papel metalizado, arena y piedra |
| Densidad de la película de PP (contaminantes) | 0,90 a 0,91 gramos por centímetro cúbico | No se pueden separar por densidad; necesitan clasificación por infrarrojos próximos o control de la fuente |
| Rango de espesor de la película | 8 a 150 micrometros | La geometría de la cuchilla y la abertura de la pantalla deben apuntar a la banda dominante. |
| Densidad volumétrica suelta | 0,03 a 0,08 toneladas por metro cúbico. | Transportación y alimentación mecánicamente asistida en todo el proceso |
| Densidad de carga aglomerada. | 0,30 a 0,45 por ciento | Alimentación por gravedad estable hacia el cuello del extrusor. |
| Punto de fusión | 105 a 115 grados Celsius | El lavado en caliente debe mantenerse por debajo del punto de reblandecimiento; el control del aglomerador es fundamental. |
| Temperatura del fondo fundido | 7. 195 a 215 grados Celsius. | El límite superior está determinado por la carbonización de la tinta, no por la degradación del polímero. |
Contaminantes de polímero: película de PP, etiquetas, metales y estructuras multiláminas
La separación en función de la densidad resuelve la mitad más sencilla del problema de la contaminación. La otra mitad consiste en materiales que comparten la densidad del LDPE o están unidos a éste, y cada uno requiere su propia medida de control.
Película de polipropileno.El PP es el contaminante polimérico más común en los bales de película de poliolefina y el más difícil de eliminar, porque con un peso específico de 0,90 a 0,91 gramos por centímetro cúbico flota junto al LDPE. Un contenido moderado de PP, aproximadamente inferior al 5%, es tolerable en el LDPE reciclado de uso general y, en general, se manifiesta con una ligera mayor rigidez y un pequeño descenso en el rendimiento al impacto. Un contenido más alto de PP genera geles, comportamiento de fusión irregular y películas inconsistentes en el caudal posterior. Los dos controles efectivos son la clasificación óptica por infrarrojos en los trozos en seco antes del lavado y el control de la fuente de provisión de lo que entra en el balo. La clasificación óptica añade un coste inicial y sólo amortiza cuando la especificación del cliente lo requiere realmente.
Etiquetas de papel y pliegues de papelEl papel se desintegra en las fases húmedas y en gran medida se lleva con el agua, pero las fibras que quedan aumentan el contenido de cenizas y producen manchas marrones visibles. El enjuague en múltiples fases con agua fresca en la última fase, junto con un bucle de tratamiento del agua bien diseñado que elimina las fibras en lugar de recircularlas, es la respuesta práctica.
000 Gauss, montado de manera que el campo magnético sujete las tapas y tapas de acero y las aleje del flujo del producto. Después, los metales no ferrosos, principalmente aluminio de las tapas y los anillos, se separan mediante un separador de campo de Coriolis, que induce un campo repulsivo que lanza piezas ligeras de metales hacia los lados de la cinta. Juntos, estos elementos protegen la trituradora y el granulador posteriores, donde los metales ocultos son la causa más común de daños catastróficos en las cuchillas.Fragmentos ferrosos procedentes de empuñaduras, alambre, abrazaderas y daños generales derivados de la manipulación. La separación magnética sobre la cinta transportadora trata de forma económica el material ferroso. Debe instalarse siempre. La separación por corriente de Foucault elimina los fragmentos no ferrosos y merece la inversión en aquellos casos en que el contenido de lámina es significativo, ya que los fragmentos en forma de escamas de aluminio son duros, abrasivos y muy visibles en la pélota final.
Estructuras multicapa y de barrera.Las laminas que contienen poliamida, alcohol etileno vinílico o hoja de aluminio no se pueden separar en sus componentes por ningún proceso de lavado mecánico. Se comportan como inclusiones infusibles o parcialmente infusibles en el fundido de LDPE y aparecen como geles o manchas. Su impacto se controla en el filtro, no en el lavado: una filtración de fundido más fina atrapa más de ellos, con el costo de una mayor pérdida de fundido y cambios más frecuentes del tamiz. Cuando el contenido del laminado es alto, la posición ingenieril honesta es orientar una aplicación de menor calidad para el pellet en lugar de perseguir una finura de filtración que la línea no puede soportar.
Arquitectura de línea completa: flujo de materiales desde el balde hasta el bolso grande
Una planta completa de lavado y granulado de películas de LDPE es una secuencia de operaciones unificadas bufferizadas, cada una con su propia curva de rendimiento, y el arte de la ingeniería de líneas consiste en ajustar esas curvas para que ninguna etapa sucumba a carencia o vuelva a inundar a la siguiente. El siguiente cuadro es la lista completa de etapas de una línea de película laminada y adhesiva, con los parámetros del equipo que un comprador debe ver en una oferta técnica. Los valores de rendimiento se basan en un volumen nominal de 1000 kilogramos por hora de pellets terminados; una línea que fabrica 500 kilogramos por hora scala la misma arquitectura a escala inferior en lugar de eliminar etapas.
| Fase | Equipo | Parámetros principales | Función | Extracción o efecto. |
|---|---|---|---|---|
| 1. Alimentación | Transbordador de platos de cadena con plataforma de clasificación. | Anchura de la correa de 1000 a 1500 milímetros, velocidad de 3 a 12 metros por minuto, unidad de frecuencia variable | Alimentación del balo y extracción manual de objetos extraños y de gran tamaño | Elimina el cable, la madera, las piezas rígidas, los textiles. |
| 2. Extracción de hierro | Separador magnético de sobrebandas o tambores | Fuerza del campo magnético de 8000 a 12000 gauss en el espacio de trabajo | Extracción continua de metales ferrosos. | Elimina el 95 por ciento o más de los fragmentos ferrosos sueltos. |
| 3. Retirada de metales no ferrosos. | Separador por corriente de Foucault | Velocidad del rotor (1500 a 3000 revoluciones por minuto), ancho de la cinta (1000 a 1200 milímetros). | Ejección de aluminio y otros metales no ferrosos. | Protege las cuchillas y reduce las manchas metálicas visibles. |
| 4. Trituración | Triturador de un solo o de dos ejes | Diámetro del rotor, de 400 a 800 milímetros, cuchillas de acero para herramienta D2 o SKD-11, tamiz de 60 a 150 milímetros, potencia de motor de 55 a 160 kilovatios. | Reducción del tamaño de las ciellas y de las hojas grandes | Produce fragmentos transportables y medibles. |
| 5. Prelavado en seco | Abridor de bolsa de fricción, tambor de despolvización y eliminación de impurezas | Velocidad del rotor (300 a 600 revoluciones por minuto), pantalla perforada (8 a 20 milímetros). | Liberación mecánica del suelo seco y del polvo | Elimina del 40 al 60% de la tierra seca antes de cualquier contacto con el agua. |
| 6. Granulación húmeda | Trituradora en húmedo con inyección de agua. | Espacio del cuchillo de 0,3 a 0,8 milímetros, apertura de la pantalla de 30 a 60 milímetros, rotor de 400 a 900 revoluciones por minuto, potencia de accionamiento de 55 a 132 kilovatios | Reducción final del tamaño bajo la irrigación de agua. | Despega la suciedad, previene el polvo, refrigera el corte. |
| 7. Separación por flotación y沉uación | Dos o tres tanques de lavado por flotación en serie con descarga por tornillo. | Largo del tanque de 3 a 6 metros cada uno, agitación por paletas, tornillo de descarga inclinado a un ángulo de 25 a 35 grados. | 000 y | Elimina el PET, el PVC, la lámina, la arena, la piedra; cada tanque adicional aumenta la pureza. |
| 8. Lavado por fricción | Lavado de fricción a alta velocidad, contra corriente. | Velocidad del rotor (700 a 1200 revoluciones por minuto), pantalla (3 a 8 milímetros), unidad de accionamiento (30 a 55 kilovatios). | Limpieza mecánica de superficies en escamas. | Elimina más del 90 por ciento de la contaminación superficial tenuemente adherida. |
| 9. Lava a caliente | Reactor de lavado en caliente con agitador. | 75 a 95 grados Celsius, sosa cáustica del 0,5 al 2,0 por ciento más tensioactivo, estancia de 10 a 20 minutos, calefacción por vapor o aceite térmico | Atraco químico contra los aglutinantes de la tinta, la grasa y el adhesivo. | Elimina el 70 al 90 por ciento de la tinta de la superficie y la mayor parte de los residuos saponificables. |
| 10. Enjuague | Tanque de aclarado más segundo aro de fricción | Agua fresca de contra-corriente en la etapa final | Eliminación de residuos químicos | Neutralice la superficie irregular, prevenga la deposición. |
| 11. Desagüe mecánico | Secador horizontal centrifugo | Rotor de 700 a 1000 revoluciones por minuto, pantalla de 0,5 a 1,5 milímetros, motor de 22 a 45 kilovatios. | Eliminación del agua a granel. | Humedad de salida del 3 al 8 por ciento |
| 12. Secado térmico | Secador de tubería de aire caliente más silo de secado vertical. | Temperatura del aire entre 80 y 120 °C, residencia en el silo de 15 a 40 minutos. | Eliminación y almacenamiento de la humedad residual. | Humedad de salida por debajo del 1 por ciento |
| 13. Agregación. | Agregador o alimentador de alta fuerza de compactación. | Rotor de 700 a 1000 revoluciones por minuto, carcasa refrigerada por agua, motor de 90 a 250 kilovatios. | Densificación de filazos de película secos | La densidad en masa se elevó a 0,30 a 0,45 toneladas por metro cúbico |
| 14. Extrusión | Extrusor de un solo tornillo con ventilación de dos etapas, o sistema de extrusión de dos etapas | L/D 30 a 36, vacío menos 0,08 a menos 0,095 megapascales, zonas de barril de 160 a 200 grados Celsius | Fusión, homogeneización y desvolatilización | Elimina el residuo de humedad y los compuestos volátiles de la tinta. |
| 15. Filtrado del barro fundido | Cancela de pantalla hidráulica de doble piston, filtros de banda continua o filtros de discos rotativos perforados por láser en modo completamente automático. | Finesura de filtración de 80 a 150 micrómetros, área del filtro adaptada al rendimiento | Extracción de partículas carbonizadas e infusibles. | Determina el número de puntitos negros en el pellet terminado |
| 16. Pelletización. | Pelador en caliente en la superficie de la tirilla con anillo de agua o pelador submarino. | Diametro de la ranura de 2,8 a 4,0 milímetros, configuración de cuchillas ajustada al rendimiento | Corte y enfriamiento del fundido | Produce pellets uniformes con geometría homogénea. |
| 17. Manipulación de los pellets | Secador de pellets centrífugo, clasificador vibrante, silo de mezcla, detector de metales. | Volumen del silo para una producción de 4 a 12 horas | Secado, eliminación de impurezas, homogeneización del lote, verificación final de la seguridad. | Eliminación de la variación de color en los lotes y de los residuos metálicos. |
| 18. Embalaje. | Estación de pesaje y envasado automático | Bolsas de 25 kilogramos o bolsas grandes de 500 a 1000 kilogramos | Empaque de productos terminados. | Control de lote rastreable |
Dos principios arquitectónicos atraviesan esta tabla. Los tampones son tan importantes como las máquinas: un silo de secado y un silo de mezcla absorben la variación natural a corto plazo de un proceso húmedo y permiten que la extrusora funcione en condiciones estables, lo que vale más para la calidad de los pellets que cualquier mejora individual en otro lugar. Y la contaminación siempre debe eliminarse en la primera fase en la que es físicamente posible, ya que cada kilogramo de suciedad que llega al circuito de agua debe eliminarse posteriormente del agua a un coste mucho mayor en energía, productos químicos y manejo de lodos.
Transporte de alimentación, clasificación manual y eliminación de metal
La sección de suministro parece un poco sin brillo, pero establece el límite de fiabilidad para toda la planta. Un transportador de placa de cadena con una superficie rodante endurecida maneja la película empacada, el material húmedo y las piedras ocasionales sin dañar la banda, como sucede con un transportador de caucho. El ancho de la banda, de 1000 a 1500 milímetros, con un accionamiento de frecuencia variable que alcanza hasta 12 metros por minuto, da a los operadores el tiempo suficiente para trabajar, y la velocidad de accionamiento se convierte en el control primario del caudal para toda la línea.
La clasificación manual sigue siendo el método de eliminación más eficiente en costo para una clase específica de contaminantes: objetos grandes, rígidos, no objetivo, que ningún sistema automatizado captura de forma fiable. Las cuerdas, paquetes de cables, madera, textiles, recipientes rígidos y, ocasionalmente, piezas de herramientas o máquinas pertenecen a esta clase, y cualquiera de ellas puede detener una trituradora durante una hora. Una plataforma de clasificación con dos a cuatro posiciones, una iluminación adecuada y un canal de eliminación directamente junto a cada posición es estándar en las líneas de película impresa y posconsumida. En la recortadora limpia de posindustrial puede reducirse a una sola posición de inspección.
La separación magnética debería considerarse obligatoria en lugar de opcional. Un magneto sobre la banda superior (de 8000 a 12000 gauss) sobre la cinta de alimentación elimina la gran mayoría del material ferroso suelto a un coste modesto de capital y casi nulo de operación, y protege todas las cuchillas adicionalmente. La separación por corriente de Foucault es la roca sobre la que se sustenta la decisión. Se elimina el aluminio y otros fragmentos no ferrosos, lo que es importante cuando la corriente contiene láminas decorativas o hardware. En la película agrícola y el recorte de la conversión limpio, suele ser innecesario; en la película de postconsumo mezclada y residuos de laminado impreso, se recupera en vida de las cuchillas y en la reducción de los puntos visibles.
Triturado: acero de la cuchilla, tamaño de la pantalla y coincidencia del rendimiento.
El triturado convierte los bales y las hojas grandes en fragmentos que pueden transportarse, medirse y lavarse. En el caso de las películas, el objetivo de salida es de 60 a 150 milímetros, lo que es deliberadamente grueso. El triturado excesivo en esta etapa es un error común y caro: los fragmentos de película finos aumentan la superficie, absorben más agua, arrastran más suelo al círculo de agua y son más difíciles de deshidratar, sin ofrecer ningún beneficio que no proporcione de forma más eficaz el triturador húmedo más adelante.
Las trituradoras de un solo eje con un pistón impulsor hidráulico proporcionan el tamaño de partículas más uniforme en la película, ya que el pistón fuerza el material contra el rotor de forma continua, y la rejilla debajo del rotor determina el tamaño de las partículas directamente. Las trituradoras de dos ejes manejan la entrada mezclada y altamente contaminada con mayor tolerancia a objetos extraños, a costa de una distribución de tamaños de partículas más amplia. Para la película agrícola y bolsas de alto consumo, una máquina de dos ejes antes del triturador húmedo suele ser la opción más robusta; para la película embalada, las trituradoras de un solo eje con una rejilla de 100 a 150 milímetros son habituales.
La selección del acero de la cuchilla es donde el calado de la abrasión obtenido anteriormente rinde frutos. El acero para herramientas D2 y SKD-11, endurecido hasta 58 a 62 HRC, son el estándar de trabajo para el triturado de film. En el film agrícola con alto contenido de arena, la vida útil de la cuchilla disminuye considerablemente y las medidas preventivas prácticas son una velocidad del rotor ligeramente menor, un diseño del rotor que permite la rotación de la cuchilla hasta tener un filo de corte nuevo y la aceptación de un intervalo de afilado más corto. Se esperan de 200 a 400 horas de funcionamiento entre los servicios de afilado en el film agrícola muy ensuciado, y aproximadamente el doble en el film de envasado limpio.
El dimensionamiento de la tracción se basa en el rendimiento y la dificultad de la corriente. Una línea de film de 500 kilogramos por hora utiliza normalmente de 55 a 90 kilovatios en el triturador; una línea de 1000 kilogramos por hora utiliza de 110 a 160 kilovatios. Reducir el tamaño del motor del triturador es una falsa economía, dado que el triturador es la etapa más expuesta a la entrada impredecible y la que tiene más probabilidades de detenerse, lo que provoca interrupciones en toda la planta.
Secado previo a la lavado: eliminación de grava antes de que llegue al circuito de agua.
Pre-lavado seco: es el proceso más frecuentemente omitido de las promociones de los equipos de bajo presupuesto y el que más le permite a las plantas de plásticos agrícolas mejorar las condiciones económicas. Su principio es sencillo: la limpieza del suelo seco es mucho más fácil y más económica que la limpieza del suelo húmedo, por lo que hay que eliminar el suelo antes de añadir agua:
El equipo es un tambor giratorio basado en fricción o una máquina tipo batidor con una pantalla perforada de 8 a 20 milímetros, que funciona a entre 300 y 600 revoluciones por minuto. El film triturado ingresa, se golpea y revolea contra la pantalla, y la tierra seca, la arena y el polvo pasan por las perforaciones mientras el film continúa avanzando. En el caso del film agrícola con una carga de tierra del 20 al 60 por ciento, una etapa de prelimpieza en seco diseñada adecuadamente elimina entre el 40 y el 60 por ciento de la carga total de tierra. En los sacos de uso intensivo, la misma clase de máquina funciona como un abrebocas de bolsas que saca el polvo retenido de las capas y las costuras.
Los beneficios downstream son cada vez mayores. Menos tierra en el cierre del circuito significa depósitos de sedimentación más pequeños, menor consumo de floculantes, menos lodo que deshidratar y eliminar, menos agua dulce que reponer y un desgaste abrasivo drásticamente menor en las cuchillas, las bombas y las conductores de tornillo de las trituradoras en húmedo. El proceso también reduce la carga sobre el tanque de lavado a caliente, lo que significa menos energía de calentamiento por tonelada. Para cualquier corriente con un contenido de tierra por encima del 15%, el pre-limpieza en seco no es un accesorio; es el proceso que hace que el resto de la línea sea rentable.
Granulación húmeda: espacio entre cuchillas, abertura de la pantalla e inyección de agua
El triturador húmedo lleva a cabo la reducción final del tamaño, y lo hace bajo una continua lluvia de agua por tres razones: el agua se lleva el polvo liberado de inmediato, suprime el polvo y enfría la zona de corte para que el calor de fricción no alcance el rango de cizallamiento de 105 a 115 grados Celsius del LDPE.
El espacio entre las cuchillas es el parámetro que distingue una trituradora de película bien mantenida de una mala. El rango de funcionamiento es de 0,3 a 0,8 milímetros entre las cuchillas rotativas y fijas. Por debajo de 0,3 milímetros, las cuchillas pueden entrar en contacto, lo que hace que la máquina produzca excesivos residuos; por encima de 0,8 milímetros, la película delgada se dobla a través del hueco en lugar de cortarse limpiamente, produciendo colas largas que se enrollan sobre el rotor y bloquean la rejilla. En las líneas de película que operan con diferentes espesores, 0,4 a 0,6 milímetros es un buen valor predeterminado, que se verifica y vuelve a configurar en cada servicio de las cuchillas.
La abertura de la pantalla de 30 a 60 milímetros está indicada para el film. Las pantallas más finas aumentan el tiempo de permanencia en la cámara de corte, generan calor y producen finos que son difíciles de deshidratar y que aumentan la pérdida de fundido en el filtro. Las pantallas más gruesas permiten que pasen piezas que la cepillo de fricción no puede limpiar de forma efectiva y que luego provocan irregularidades en la alimentación. La inyección de agua suele ser de 2 a 5 metros cúbicos por hora en el triturador en una línea de 1000 kilogramos por hora, con el agua recuperada y devuelta al circuito de tratamiento en lugar de descargada.
La velocidad del rotor de 400 a 900 revoluciones por minuto y una potencia de entre 55 y 132 kilovatios cubren el rango de capacidad habitual. El diseño del rotor es más importante para el film que para el material rígido: una geometría del rotor en forma de clip u hojas corta el film progresivamente a lo largo de la anchura en lugar de impactarlo horizontalmente, lo que reduce tanto el consumo de energía como la tendencia del film delgado a enrollarse.
Separección de flotación-sedimento como etapa de línea
La separación entre flotación y沉iemiento es el paso de clasificación por densidad que elimina todo lo más pesado que el agua de la fracción de poliolefinas. Las escamas mojadas entran en un tanque de agua donde el LDPE, con una densidad que va de 0,915 a 0,935 gramos por centímetro cubico, flota y es arrastrado hacia adelante por palas y un recogedor de superficie hasta una hélice de descarga inclinada, mientras que el PET, el PVC, los fragmentos de aluminio, la arena, las piedras y la materia orgánica pesada se hunden al fondo y se extraen mediante un transportador de hélices inferior. Debido a que el margen de densidad entre el LDPE y el PET o el PVC es muy grande, la eficiencia de separación de estos contaminantes es alta con un tiempo de permanencia y agitación correctos.
Para una línea de película impresa y adherente, las decisiones de diseño en esta fase son simples: dos o tres tanques en serie en lugar de uno solo, porque cada pasada adicional aumenta la pureza del material que entra en el tanque mientras todavía contiene suelo; una longitud suficiente del tanque, normalmente de 3 a 6 metros por unidad, para dar tiempo a las escamas para alcanzar su buoyancia de equilibrio; y un sistema de eliminación del sedimento en el fondo diseñado para la carga real de tierra en lugar de una hélice simbólica. El ajuste detallado del nivel del agua y la optimización hidrodinámica dentro del tanque son un tema de ingeniería separado y se tratan en otro lugar; a nivel de línea, lo que importa es que la etapa esté diseñada para la carga de suelo entrante y esté precedida de un pre-limpiezo en seco, para que no se le pida que haga un trabajo que se ha hecho mejor más arriba.
Lavado por fricción de alta velocidad
El lavado por fricción es el trabajo mecánico principal de la sección húmeda. Un rotor vertical o horizontal equipado con paletas gira a 700 a 1200 revoluciones por minuto dentro de una pantalla perforada de 3 a 8 milímetros, impactando las granillas entre sí y contra la pared de la pantalla. La acción de fregado elimina más del 90 por ciento de la contaminación superficial tenuemente adherida, y la arena liberada escapa a través de las perforaciones con el agua, mientras que la granilla sigue ascendiendo o avanzando.
El flujo de agua contra la corriente es lo que convierte un aro de fricción de un mezclador en un lavador. El agua entra en el extremo de descarga y fluye en dirección opuesta al recorrido del material, por lo que la viruta más limpia se encuentra con el agua más limpia y la viruta entrante más sucia se encuentra con agua que ya lleva el sucio fuera de la máquina. El gradiente de concentración que se crea es la razón por la cual el lavado de fricción contra la corriente consume considerablemente menos agua fresca que los diseños corriente-caudal para el mismo resultado de limpieza. En una línea de film impreso, dos arillos de lavado por fricción son estándar: uno inmediatamente después de la separación entre flotación y沉imiento para eliminar el disolvente en bloque, y otro después del lavado y el aclarado calientes para eliminar el residuo de tinta y las sustancias químicas que se arrastran.
Tres detalles de diseño separan una máquina duradera de un problema de mantenimiento. El material de las palas y el endurecimientodeterminan la duración del desgaste en películas agrícolas abrasivas, y las puntas de las palas reemplazables merecen ser especificadas. El área abierta de la malla determina la rapidez con la que se libera el suelo de la máquina; si es demasiado pequeña, el suelo simplemente se reencarga con los trozos. Finalmente, la carcasa debe estar organizada de forma que la máquina pueda abrirse para inspección sin desmontar el motor, pues las mallas con válvulas de fricción necesitan una limpieza regular en cualquier arroyo en el que habite fibra o materia vegetal.
En una línea de 1000 kilogramos por hora, los arandelas de fricción consumen normalmente entre 30 y 55 kilovatios cada una. Eso supone una parte importante de la corriente de potencia en la sección húmeda, lo que es otro argumento a favor de eliminar la suciedad seca en sentido ascendente: una arandela de fricción que ha de eliminar un 60 por ciento de la carga de suciedad consume mucho más energía y se desgasta mucho más rápido que una malla de pulido que ya ha sido prelimpiada.
Lava a alta temperatura: química, temperatura y tiempo de permanencia para la tinta y la grasa
El lavado en caliente es el paso que hace que la película impresa y grasienta sea económicamente reciclable, y es indispensable en cualquier línea que transporte impresión de superficie o residuos de alimentos. El lavado por fricción en frío elimina la suciedad; solo una química cáustica caliente elimina los aglutinantes de la tinta y sabona las grasas.
El reactor es un recipiente calentado y agitado que funciona a temperaturas entre 75 y 95 grados Celsius con una concentración de soda cáustica del 0,5 al 2,0 por ciento, complementada con un paquete de surfactantes que reduce la tensión superficial y mantiene la tinta dispersa en el agua en lugar de depositarse nuevamente en forma de escamas. El tiempo de permanencia es de 10 a 20 minutos. El calentamiento se realiza mediante inyección de vapor directo o mediante un revestimiento de aceite térmico; normalmente se elige en función de las facilidades existentes en la instalación: el vapor se calienta más rápidamente y es más sencillo de controlar, mientras que el aceite térmico evita la dilución de la solución de lavado por condensación.
Las tres variables de proceso interactúan de forma muy intensa, y entender los compromisos que deben equilibrarse es la diferencia entre una fórmula de lavado que funciona y una que simplemente consume productos químicos. La temperatura impulsa la velocidad de reacción, pero el límite está fijado por el ablandamiento del LDPE cerca de 105 a 115 grados Celsius y, prácticamente, por el momento en que la hojalata comienza a aglomerarse en el tanque. La concentración del álgido propaga el ataque químico sobre los aglutinantes de la tinta, pero un exceso de álgido aumenta la demanda de aclarado, la carga de neutralización en la planta de tratamiento de agua y el riesgo de alcalinidad residual en el pellet. El tiempo de residencia puede sustituir parcialmente a ambos, por lo que un volumen mayor del reactor suele funcionar mejor que una fórmula química agresiva para la misma corriente.
| Objetivo de la contaminación. | Temperatura (en grados Celsius). | Sodio caustico (porcentaje) | Dosificación de agente tensioactivo | Tiempo de permanencia (minutos) | Previsión de la eliminación. | Notas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tinta de superficie basada en nitrocelulosa | 80 a 90 | 0,8 a 1,5 | Paquete no iónico estándar | 10 a 15 | 80 a 90 por ciento | Familia de tinta más sensible al alcalino; más fácil de eliminar |
| Tinta de superficie a base de poliuretano. | 85 a 95 | De 1,5 a 2,0 | Paquete reforzado con dispersante | 15 a 20 | De 60 a 80 por ciento. | Resistente a los álcalis; necesitan la configuración con mayor rigor. |
| Tinta a base de agua. | 75 a 85 | 0,5 a 1,0 | Paquete estándar con agente anti-deposición | 10 a 15 | 75 a 90 por ciento | El redeposición es el principal riesgo; mantenga limpio el líquido de lavado. |
| La tinta laminada con impresión invertida | 85 a 95 | De 1,5 a 2,0 | Paquete reforzado | 15 a 20 | Menos del 20 % | La tinta está protegida mecánicamente; se homogeneiza el color del objetivo en lugar de ello |
| Grasas, aceites y residuos alimenticios. | 80 a 90 | 1,0 a 2,0 | Surfactante de desengrasado | 10 a 15 | 85 a 95 por ciento | La saponificación es rápida; observa la formación de espuma en el circuito de agua. |
| Residuo adhesivo sensible a la presión | 80 a 90 | 1,0 a 1,5 | Surfactante asistido por disolvente | 15 a 20 | 50 a 75 por ciento | Combinada con un lavado de fricción intenso inmediatamente después del reactor. |
| Fibra adhesiva de etiquetas de papel | 75 a 85 | 0,5 a 1,0 | Paquete estándar | 10 a 15 | 80-95 por ciento. | La fibra debe eliminarse del circuito de agua, no reciclarla |
Dos disciplinas operativas determinan si el proceso de lavado caliente continúa funcionando después del primer mes. El licor de lavado debe extraerse y renovarse continuamente, ya que la tinta desprendida y la grasa saponificada se acumulan hasta que el propio licor se convierta en la fuente de contaminación. Y el enjuague inmediato después del reactor debe ser realmente a contracorriente con agua fresca en la pasada final, de lo contrario, el exceso alcalino seguirá al fragmento en el secador, se concentrará al evaporar el agua y aparecerá como residuos en la superficie y cen en los pellets finales.
Lavado, deshidratación por centrifugación y secado térmico
La cascada de secado tiene un solo objetivo: aportar partículas de fieltro al extrusor o al aglomerador con un contenido de humedad inferior al 1 por ciento, utilizando la separación mecánica para eliminar la mayor cantidad posible de agua, ya que el deshidratación mecánica supone una fracción del coste de la evaporación térmica.
El aclarado es lo primero. Un tanque de aclarado seguido de un segundo rociador de frotamiento elimina el carry-over de productos químicos y cualquier residuo de tinta que se haya soltado pero no se haya desprendido en el reactor. El agua fresca ingresa en esta etapa final y cae hacia atrás a través de los tanques anteriores, lo que constituye la configuración de contracorriente estándar para toda la sección húmeda y la principal razón por que una línea bien diseñada utilice tan poca agua de relleno.
El deshidratación mecánica se realiza en un secador centrifugo horizontal, a veces denominado "tirador" o "centrifuga", con un rotor de 700 a 1000 revoluciones por minuto dentro de una malla de 0,5 a 1,5 milímetros. La humedad de salida es típicamente del 3 al 8 % dependiendo de la distribución del tamaño de las partículas y de la cantidad de finos presentes. Los finos retienen una cantidad desproporcionada de agua, lo cual es un argumento adicional en contra de un triturado excesivo en el flanco superior. La potencia de accionamiento es de 22 a 45 kilovatios en una línea de 1000 kilogramos por hora.
El secado térmico finaliza el trabajo. Un secador de tubería de aire caliente con aire de 80 a 120 grados Celsius transporta las escamas por medio de aire a presión, al tiempo que evapora el agua superficial, y un silo de secado vertical ubicado posteriormente proporciona de 15 a 40 minutos de permanencia a temperatura moderada para uniformizar la humedad a lo largo de toda la partida. El silo no es opcional en una línea de alta capacidad: es el búfer que desvincula la sección húmeda, inherentemente variable, del extrusor y es lo que permite que el extrusor vea una condición de alimentación constante incluso cuando la línea de lavado tiene una interrupción corta.
El control de la temperatura del aire es importante porque la película de LDPE es fina y se calienta rápidamente. Sobre 120 grados Celsius, la película fina comienza a abrillantarse, a adherirse a las paredes de los conductos y a formar grumos que bloquean el sistema. Por debajo de 80 grados Celsius, la evaporación es demasiado lenta para alcanzar el objetivo de humedad dentro del tiempo de permanencia disponible. El rango de trabajo es pequeño, y una línea adecuadamente ajustada utiliza un sensor de temperatura con control de circuito cerrado en lugar de un punto fijo de temperatura.
Aglomeración: densificación de películas antes del extrusor
La aglomeración resuelve el problema de la densidad bruta que define el reciclaje de películas. Las escamas de película secas con una masa de 0,03 a 0,08 toneladas por metro cúbico no pueden alimentar la garganta del extrusionador por gravedad de forma fiable; la hélice ve una columna inconsistente de material, las salidas exceden, la presión del derretido oscila y la geometría del pellet varía. El aglomerador eleva la densidad bruta a 0,30 a 0,45 toneladas por metro cúbico, lo cual se encuentra cómodamente dentro del rango que un extrusor de una sola hélice alimenta sin dificultad.
La máquina es un rotor de alta velocidad, generalmente de 700 a 1000 revoluciones por minuto, dentro de una cámara cilíndrica. La fricción entre las cuchillas y la película eleva la materia hasta poco tiempo antes de alcanzar su punto de fusión, etapa en la que la película suavizada se sinteriza en granos irregulares. A continuación, se inyecta un agua de refrigeración medido, que sacude la masa, la rompe en agregado con flujo libre y, al mismo tiempo, elimina la humedad residual en la superficie. La energía de la unidad es considerable, típicamente de 90 a 250 kilovatios dependiendo de la capacidad de producción, y es uno de los mayores consumidores de energía en la planta.
Dos problemas de control dominan la operación del aglomerador en película impresa y pegajosa. El primero es la temperatura: el intervalo de proceso entre una óptima sinterización y una masa fundida sólida dentro de la cámara es estrecho, y la estrategia de control correcta es el tiempo de enfriamiento por agua en ciclo cerrado, basado en la carga del motor en lugar de en un temporizador fijo. El segundo es el adhesivo. El residuo de film de estiramiento se ablanda a entre 40 y 60 grados Celsius, muy por debajo del punto de sinterización, por lo que empasta temprano en el ciclo y puede acumularse en la pared de la cámara. Una carcasa recubierta de agua, intervalos de limpieza regulares y un tamaño de lote algo reducido en ramos con alto contenido de adhesivo son las medidas prácticas contra esto.
La alternativa a la aglomeración es un alimentador de alta compactación integrado directamente con la extrusora, que densifica la película de manera continua en un tornillo de compactación antes de la zona estrecha. A una capacidad de producción inferior a 500 kilogramos por hora, esta suele ser la respuesta mejor: menos energía, menos piezas móviles y ninguna máquina independiente. Por encima de esa capacidad de producción y, en especial, en el caso de películas mixtas de grosor variable, un aglomerador dedicado generalmente produce una salida más estable de la extrusora y un grano más uniforme, y además proporciona al operador un depósito de material densificado para controlar.
Extrusión: geometría del tornillo, ventilación y desgasificación en dos etapas
El extrusor convierte la película densificada en un fundido homogéneo mientras elimina todo lo volátil que sobrevivió a la sección húmeda. Para las películas de LDPE impresas y adhesivas, predominan tres opciones de configuración: la geometría del tornillo, la disposición de las válvulas de ventilación y si se utiliza extrusión en una sola etapa o en dos etapas.
La geometría del tornillo para película reciclada utiliza una relación L/D de 30 a 36 por 1, considerablemente mayor que la de un extrusor de película virgen, ya que la longitud adicional proporciona tiempo de residencia para la devolatilización y homogeneización de una materia prima cuya viscosidad en fusión varía de una escarcha a otra. Un tornillo barrera con una sección de mezcla en la zona de dosificación ofrece una mejor homogeneidad de la masa fundida, lo que es directamente importante para la uniformidad del color en el material impreso. La relación de compresión es moderada, normalmente de 3 a 1 a 3,5 a 1, ya que una compresión agresiva sobre una materia prima de densidad variable genera calor de fricción que impulsa la masa fundida hacia la banda de carbonización de la tinta.
La ventilación es donde un extrusor de reciclaje de películas se diferencia más de una máquina estándar. Un dispositivo de ventilación a doble fase que funciona a minus 0,08 a minus 0,095 megapascales elimina la humedad residual, los componentes volátiles de la tinta y los productos de degradación de bajo peso molecular. La primera ventilación recoge la mayor parte de la humedad poco después de la zona de fusión; la segunda, más adelante, extrae los vapores restantes de un material totalmente fundido y mezclado. Las máquinas con una sola ventilación pueden manejar film limpio producido después de la industrialización, pero en el caso de materiales impresos derivados del consumo final, producen pellets porosos, burbujas visibles en la superficie y un olor persistente.
El control de la temperatura es la disciplina que evita que la tinta se carbonice. El perfil del tambor que figura a continuación es una línea de base útil para la película de LDPE imprimida; observe que es deliberadamente conservadora en la parte delantera y no sube de manera agresiva hacia la matriz. La temperatura de fusión debe medirse, no asumirse, y el objetivo es de 195 a 215 grados Celsius.
| Configuración | Perfil de la zona del tubo de refuerzo/retención (grados Celsius) | Velocidad del tornillo (revoluciones por minuto) | Temperatura de fusión deseada (en grados Celsius) | Vacío (megapascales) | Finura de filtración recomendada. |
|---|---|---|---|---|---|
| La película LDPE limpia de posproducción, sin imprimir | 170 / 185 / 195 / 205 / 210 / 205 | 80 a 140 | 205 a 215 | Ventilación simple, de menos 0,06 a menos 0,08 | 120 a 150 micrómetros, etapa única. |
| Películas impresa industrial de posconsumo. | 165 / 180 / 190 / 200 / 205 / 200 | 70 a 130 | 200 a | Ventanilla doble, de -0,08 a -0,09 | 100 a 120 micrómetros |
| Películas de envasado impresas de posconsumo. | 160 / 175 / 185 / 195 / 200 / 195 | 3. De 60 a | 6. 195 a | Ventana doble, de -0,085 a -0,095 | 150 micrómetros gruesos más 100 micrómetros finos, dos etapas |
| Película agrícola con partículas residuales de arena | 160 / 175 / 185 / 195 / 200 / 195 | De 60 a | 195 a | Ventana doble, de -0,085 a -0,095 | 150 a 200 micrómetros en la primera pasada; se sugiere encarecidamente un filtro continuo. |
| Película de estiramiento con residuos de adhesivo | 160 / 175 / 185 / 195 / 200 / 195 | 3. De 60 a | 6. 195 a | Ventana doble, de -0,085 a -0,095 | 100 a 120 micrómetros |
| Películas mixtas de postconsumo, con alto contenido en laminados | 160 / 175 / 185 / 195 / 200 / 195 | De 60 a | 195 a | Extrusión en dos etapas, entre -0,09 y -0,095 en la segunda etapa | 150 micrómetros más 80 a 100 micrómetros, dos etapas |
El diámetro del tornillo está determinado por el caudal requerido, y la combinación que aparece a continuación es el tamaño estándar utilizado en las configuraciones de granulado de película de Polyretec. Un tornillo con una longitud cerca del límite superior de su banda de capacidad produce más calor de cizallamiento y menos masa fundida homogénea, por lo que si se está planeando un incremento de la producción, el mejor criterio generalmente es elegir un tamaño un escalón superior.
| Diámetro del tornillo | Salida típica sobre película de LDPE (kilogramos por hora) | Potencia del motor principal (kilovatios) | Aplicación sugerida |
|---|---|---|---|
| 100 milímetros | De 250 a 350 | 75 a 110 | Convertidor pequeño, recuperación in situ de recortes, producción experimental |
| 120 milímetros | De 400 a | 110 a 160 | Recicladora de tamaño medio, producción semirreglada de pellets de comercio |
| 160 milímetros. | 700 a 1000 | 200 a 280 | Circuito cerrado continuo, agua de reposición de 0,8 a 1,5 metros cúbicos por tonelada. |
| 180 mm. | 1000 a 1500 | 280 a 400 | Planta de gran escala, con múltiples turnos, integrada con una línea de lavado completa |
La extrusión de dos etapas merece su propia nota. En un sistema de dos etapas, el primer extrusor funde y homogeneiza mientras que el segundo extrusor, alimentado por el primero, crea la presión necesaria para impulsar la masa fundida a través de una filtración fina. La ventaja es el desacoplamiento: la contrapresión de filtración no obliga más al rotor de plastificante a trabajar a un punto de alta fricción, por lo que la temperatura de la masa fundida se mantiene más baja y la filtración puede ser más fina. La contrapartida es un mayor coste de capital, más espacio en el suelo y un motor adicional para mantener. Como regla general, especifique la extrusión de dos etapas cuando la contaminación de entrada supera aproximadamente el 3 por ciento en peso, cuando el contenido del laminado es significativo o cuando la especificación del cliente requiere una filtración más fina de 100 micrometros en una corriente contaminada.
Finura del filtrado del fundido y selección del cambiador de cribas:
La filtración en fusión determina el número de puntitos negros en el pellet final, y en las películas impresas es la elección de equipo más importante después del propio extrusor. El filtro debe capturar partículas de tinta carbonizada, fragmentos de laminado infusible, materias minerales residuales y fibra de papel, todo ello manteniendo una operación continua en una carga de contaminación que cegaría una pantalla convencional en cuestión de horas.
Tres tecnologías abarcan el rango práctico. Un cambiador de cribas de doble pistón hidráulico es la línea base más económica: tiene dos posiciones de filtro, deslizamiento hidráulico y un cambio de cribas que se puede realizar sin detener la línea, aunque con una breve interrupción de la presión y el flujo. Para la película limpia y ligeramente impresa es plenamente adecuado. Un filtro de cinta continua avanza una cinta de cribas automáticamente a medida que aumenta la presión diferencial, lo que proporciona un funcionamiento verdaderamente ininterrumpido y una atención mínima por parte del operario; se ajusta a la película de uso final moderadamente contaminada y es la opción más común en las líneas de reciclaje comercial de película. Un filtro de disco giratorio y perforado con láser totalmente automático utiliza un disco de acero perforado en lugar de una malla tejida, con un recortador que elimina la contaminación retenida de forma continua y la descarga, de forma que el elemento filtrante se limpia por sí mismo y es efectivamente permanente. Sus ventajas en la película impresa y agrícola muy contaminada son intervalos de servicio muy largos, una pérdida de fusión mínima en comparación con las cintas de cribas continuas y una presión de retorno estable que a su vez estabiliza la temperatura de fusión.
| Tecnología de filtración | Delicadez práctica. | Tolerancia a la contaminación. | Pérdida del líquido fundido | Atención al operador | Inversión relativa | El mejor ajuste |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cancela de pantalla hidráulica de doble piston. | 4. De 100 a 200 micrómetros. | Bajo a medio. | Suavizante, purga en cada cambio | Alto, sustitución manual de la pantalla | Bajo. | Limpieza de film posterior a la industria, recuperación de recortes en el propio edificio. |
| Filtro continuo de cinta de mallas. | 80 a 150 micras | Medio a alto. | Media, con consumo continuo de una cinta. | Bajo. | Medio | Películas de envasado impresas de posconsumo. |
| Filtro de disco rotatorio perforado por láser completamente automático. | 80 a 150 micras | De alto a muy alto. | Bajo, solo descarga controlada. | Muy baja. | Alto | Filmación muy impresa, película agrícola, entradas de postconsumo mixtas. |
| Dispuestos de dos etapas, gruesas y finas. | 150 micrómetros y después 100 micrómetros | Muy alto | Bajo a medio. | Bajo. | Alto | Solicitud de especificaciones de pellets de entrada difíciles |
La decisión de la finura debe tomarse en función de las especificaciones del cliente, no de un ideal de calidad abstracto. En el caso de la película de postconsumo impresa, la disposición recomendada es una filtración en dos pasos a 150 micrómetros, seguido de 100 micrómetros, lo que captura la gran mayoría de las partículas carbonizadas sin el efecto de opacidad que sufre una única pantalla fina. La película agrícola debe comenzar con una finura mayor, de 150 a 200 micrómetros, debido al material mineral que sobrevive al lavado y ocluye las pantallas finas en pocos minutos. Pursuir 60 micrómetros en un flujo contaminado es un error en la especificación que se manifiesta como constantes cambios de la pantalla, elevadas pérdidas de fusión y una producción neta decepcionante.
Cabeza de pelletización, enfriamiento de pellets y clasificación
El pelado en caliente en la superficie de la tirilla con anillo de agua es la opción estándar para la película LDPE. La masa fundida se extruye a través de una placa de chorro y se corta inmediatamente en la superficie del chorro mediante cuchillas giratorias, mientras que un anillo de agua circulante en el interior de la cámara de corte refresca y transporta los ovillos. El motivo por el que se ajusta bien a la película es la tolerancia: la masa fundida de la película reciclada tiene una viscosidad variable e incluye en ocasiones inclusiones, y una cabeza de anillo de agua gestiona esa variabilidad con menos interrupciones que un sistema que requiere condiciones estables y uniformes de la masa fundida. Los diámetros del orificio de la matriz, de 2,8 a 4,0 milímetros, producen una gama de tamaños de ovillo que esperan los convertidores posteriores.
El pelletizado submarino, en el que la cara de la matriz está completamente sumergida, produce un pellet más uniforme y más esférico con una generación de materiales finos más baja y es la opción preferida cuando la geometría del pellet es parte de las especificaciones de venta. Requiere una masa fundida más estable y un circuito de control de agua y temperatura más sofisticado, y es menos tolerante a los cambios de viscosidad que se producen con el film postconsumidor mezclado. Ambos son opciones válidas; la decisión depende de las especificaciones del pellet y de la coherencia de la corriente de entrada.
Más abajo del cabezal de corte, los pellets pasan a través de un secador centrifugal de pellets y luego sobre un clasificador vibrante que retira los aglomerados de tamaño excesivo, los residuos y los productos finos. El clasificador es un dispositivo pequeño, pero de gran efecto en la satisfacción del cliente, porque los productos finos y los residuos son los defectos que los transformadores observan primero cuando cargan una tolva. El uso de las cuchillas en la superficie de la matriz es la parte de mantenimiento a la que hay que prestar atención: las cuchillas desgastadas dejan residuos, y los residuos son la principal causa de quejas de alimentación en downstream de los pellets reciclados.
Homogeneización, detección de metales y embalaje.
El bloque final convierte un flujo de producción variable en un producto comercial constante. Su valor es desproporcionado a su costo, y es la parte de la línea que se recorta con mayor frecuencia del presupuesto ofrecido.
Un silo de mezcla que contiene de cuatro a doce horas de producción es la herramienta principal para mantener la consistencia del color. La entrada de película impresa varía de tanque a tanque, y el color del pellet resultante cambia en consecuencia; un silo de mezcla de flujo continuo nivela esas variaciones de modo que un cliente que recibe un lote de veinte toneladas ve un solo color en lugar de una secuencia de tonalidades. En la película impresa, donde la diferencia de color es un problema comercial importante, la mezcla en un silo puede marcar la diferencia entre un pellet que cumple la especificación del conversor y uno que no lo hace.
Un detector de metales en la línea de embalaje es la última comprobación de seguridad. A pesar de la separación magnética y de circulación por eddy corriente desde arriba, ocasionalmente partículas metálicas logran atravesar, y un convertidor que encuentra metal en un lote de pellets reciclados generalmente no solicita volver a comprar. Los detectores modernos rechazan un fragmento corto de pellet cerca del evento de detección en lugar de detener la línea.
El embalaje se produce en bolsas de 25 kilogramos para clientes más pequeños y consolidación de exportaciones, o en bolsas de 500 a 1000 kilogramos para suministro a granel. El pesaje automático con impresión del número de lote facilita el seguimiento, aspecto que cada vez es más una exigencia que una cortesía: los sistemas de certificación del contenido reciclado requieren documentación de equilibrio de masa desde la entrada hasta la salida, y una estación de embalaje que registre los datos de lote de forma automática simplifica la documentación en vez de ser un trámite manual.
Línea de trituración y lavado de PP/PE blando para flujos de película
El extremo frontal húmedo de una planta de film impresa y adhesiva se construye sobre la Línea de trituración y lavado Polyretec Soft PP/PE, una configuración desarrollada específicamente para film, bolsas tejidas y film agrícola, y no adaptada de una línea rígida de plásticos. Cubre el rango de capacidad de 500 a 1500 kilogramos por hora, y puede suministrarse tanto como una planta de lavado que produce virutas como con un proceso de pelletización de un solo paso integrado directamente downstream, de modo que las virutas lavadas van directamente al extrusor sin un paso intermedio de almacenamiento y re manipulación.
Las características de ingeniería que distinguen a esta línea tratan todos los problemas específicos del film descritos antes en este artículo. El pre-limpieza en seco está disponible como etapa integral en lugar de una adición, lo que permite que las películas agrícolas con alta carga de arena sean económicamente procesables. El acero de las cuchillas y las configuraciones de los tamices en las secciones de trituración húmeda y trituración en seco se seleccionan teniendo en cuenta el grado de abrasión del flujo previsto. La sección de lavado utiliza un flujo de agua a contracorriente durante todo el proceso, con agua fresca que ingresa en el último enjuagado y cae hacia atrás, lo cual es lo que mantiene el consumo de agua fresca dentro del rango de 0,5 a 1,5 metros cúbicos por tonelada cuando se monta un paquete de tratamiento en circuito cerrado. Para las corrientes impresas y con contenido grasoso, el reactor de lavado calentado con dosificación de caustico y surfactante está integrado al flujo en lugar de sujeta con tornillos, por lo que el tiempo de residencia está diseñado en lugar de improvisado.
La planta de lavado de películas de PP y PE totalmente automatizada, entregada en Taiwán con la configuración PTW1000, es la instalación de referencia para la clase de hasta 1000 kilogramos por hora: funcionamiento continuo con control centralizado, dosificación automática y tratamiento integrado del agua. Los proyectos entregados en México para etiquetas adhesivas en película de LDPE, construidos en torno a una configuración de trituradora de alta resistencia y máquina batidor, así como en Turquía para bolsas y películas impresas, abarcan los extremos más adhesivos y con un elevado grado de impresión del mismo grupo de equipos.
| Parámetro | Clase de 500 kilogramos por hora | Clase de 800 kilogramos por hora | Clasificación de 1000 kilogramos por hora (referencia PTW1000). | Clase 1500 kilogramos por hora |
|---|---|---|---|---|
| Rendimiento de diseño, flake limpio | 500 kilogramos por hora | 800 kilogramos por hora | 1000 kilogramos por hora. | 1500 kilogramos por hora |
| Materiales objetivos | Film de LDPE y LLDPE, bolsas teñidas de PP. | Película de envasado impresa, película de deslizamiento y bolsas tejedas. | Películas impresas de posconsumo, film agropecuario, sacos de carga pesada. | Películas mixtas de postconsumo, películas agrícolas en gran escala |
| Alimentación | Transbordador de platos de cadena con plataforma de clasificación y banda magnética. | Transbordador de platos de cadena, plataforma de clasificación, imán, corriente de Foucault opcional. | Transbordador de platos de cadena, clasificación en varias posiciones, imán y corriente de Foucault opcional. | Transbordador de platos de cadena, clasificación en varias posiciones, imán y corriente de Foucault opcional. |
| Trituración | De una sola hélice, pantalla de 100 a 150 milímetros. | Trituradora de un solo eje o de dos ejes, tamizador de 80 a 150 milímetros | Trituradora de alta resistencia, rejilla de 60 a 150 milímetros. | Trituradora de alta resistencia, rejilla de 60 a 120 milímetros. |
| Pre-limpieza seca | Opcional | Recomendado. | Batidor y tambor despolvo integrados | Batidor y tambor despolvo integrados, ampliado |
| Triturador mojado. | Espacio de cuchilla 0,3 a 0,8 milímetros, pantalla 40 a 60 milímetros | Distancia entre las cuchillas de 0,3 a 0,8 milímetros, tamaño de la rejilla de 30 a 60 milímetros. | Distancia entre las cuchillas de 0,3 a 0,8 milímetros, tamaño de la rejilla de 30 a 60 milímetros. | Distancia entre las cuchillas de 0,3 a 0,8 milímetros, tamaño de la rejilla de 30 a 50 milímetros. |
| Tanques de flotación y sumergimiento | Dos en serie | Dos en serie | Dos a tres en serie | Tres en serie |
| Calderas de fricción | Uno, de 700 a 1000 revoluciones por minuto. | Dos, 700 a 1200 revoluciones por minuto. | Dos, 700 a 1200 revoluciones por minuto, a contracorriente. | Dos a tres, 700 a 1200 revoluciones por minuto, en contra-carientes |
| Reactor de lavado en caliente. | Opcional, de 75 a 90 grados Celsius | Standard para películas impresas, 75 a 95 grados Celsius | Estándar, 75 a 95 grados Celsius, cáustico del 0,5 al 2,0 por ciento | Estándar, 75 a 95 grados Celsius, volumen de residencia extendido |
| Desagüe | Secador centrífugo, salida de entre el 3 y el 8% de humedad. | Secador centrífugo, salida de entre el 3 y el 8% de humedad. | Secadora centrífuga más secadora de tuberías, salida inferior al 1%. | Secadora centrífuga más secadora de tuberías y silo, salida inferior al 1%. |
| Tratamiento de agua | Sedimentación y filtración | Sedimentación, flotación con aire disuelto, filtración | Círculo cerrado con dosificación, recirculación del 85 al 95 por ciento. | Bucle cerrado con dosificación y deshidratación del lodo |
| Control | Panel centralizado con controlador de lógica programmable | Panel centralizado, interfaz humana-máquina con pantalla táctil | Automatizado totalmente, gestión de recetas, preparado para monitoreo remoto. | Automatizado totalmente, gestión de recetas, preparado para monitoreo remoto. |
| Opción de pelletización de un solo paso | Disponible | Disponible | Disponible | Disponible |
Línea de granulación de nueva generación de Polyretec para film de LDPE
Abajo del sistema de lavado, la línea de granulación Polyretec New Generation ha sido diseñada para film de LDPE de paredes delgadas y aglomerados de PE y PP de paredes gruesas. Es una línea de construcción robusta diseñada para residuos de postconsumo, y no para residuos limpiamente reciclados en el interior. Esto se refleja en los detalles clave en el material impreso: largo proceso de plastificación L/D, eliminación de vacío en dos etapas, amplia superficie de filtrado y una filosofía de control en la que se mantiene la temperatura del material fundido en lugar de elevar la productividad.
La línea se configura en torno al diámetro del tornillo que coincida con la salida requerida, y cada clase cuenta con la misma arquitectura. La densificación se realiza mediante un aglomerador o un transportador de alta capacidad de compactación según el caudal y el tipo de corriente. La filtración se especifica en función del grado de contaminación de la entrada, y no se vende como un elemento fijo, con cambiadores de tamices hidráulicos en las corrientes limpias y filtros de discos rotativos perforados con láser completamente automáticos en las corrientes muy impresas y sucías. El pelletizado se realiza con una cabeza de tacho de anillo de agua como estándar para la película, y el pelletizado submarino está disponible cuando la geometría del pellet es parte de la especificación.
| Parámetro | Tornillo de 100 milímetros. | Tornillo de 120 milímetros. | Tornillo de 160 milímetros. | Tornillo de 180 milímetros. |
|---|---|---|---|---|
| Producción en película de LDPE | De 250 a 350 kilogramos por hora | 3. De 400 a 550 kilogramos por hora. | 700 a 1000 kilogramos por hora | De 1000 a 1500 kilogramos por hora |
| Proporción L/D | 30 a 34 | 30 a 34 | 30 a 34 | 30 a 34 |
| Potencia de la unidad principal | 75 a 110 kilovatios | 110 a 160 kilowatts | 200 a 280 kilovatios | 280 a 400 kilovatios. |
| La velocidad del tornillo | 60 a 140 revoluciones por minuto | 60 a 140 revoluciones por minuto | De 60 a 130 revoluciones por minuto. | De 60 a 120 revoluciones por minuto. |
| Densificación | Alimentador con fuerza estándar, aglomerador opcional | Alimentador de fuerza o aglomerador | Agregador estándar. | Agregador estándar, cámara extendida. |
| 000 y | Vacío de dos etapas, de -0,08 a -0,095 megapascal. | Vacío de dos etapas, de -0,08 a -0,095 megapascal. | Vacío de dos etapas, de -0,085 a -0,095 megapascal. | Vacío de dos etapas, de -0,085 a -0,095 megapascal. |
| Opción de extrusión en dos etapas | Disponible | Disponible | Capacidad recomendada en caso de una contaminación superior al 3 por ciento | Capacidad recomendada en caso de una contaminación superior al 3 por ciento |
| Filtrado del hervor. | Cambiador de pantalla hidráulico, de 120 a 150 micrómetros. | Filtro de cinta continua, de 100 a 150 micrómetros. | Disco rotatorio perforado continuamente o mediante láser, de 80 a 150 micrómetros. | Disco giratorio perforado, de 80 a 150 micrómetros, disponible en dos etapas |
| Cabeza de granulación | Corte en caliente en la superficie de la tirilla con anillo de agua, de 2,8 a 3,5 milímetros de diámetro de los orificios de la matriz. | Corte en caliente en la superficie de la tirilla con anillo de agua, de 2,8 a 4,0 milímetros de diámetro de los orificios de la matriz. | Corte en caliente en la superficie de la tirilla con anillo de agua o submarino. | Corte en caliente en la superficie de la tirilla con anillo de agua o submarino. |
| Manipulación de pellets | Secadora centrífuga y clasificador vibratorio. | Secador centrífugo, clasificador, silo. | Secador centrífugo, clasificador, silo de mezclado, detector de metales. | Secador centrífugo, clasificador, silo de mezclado, detector de metales. |
| Control | Controlador de lógica programable con pantalla táctil. | Controlador de lógica programable con almacenamiento de recetas. | Automatización completa, registro de datos, apoyo remoto listo. | Automatización completa, registro de datos, apoyo remoto listo. |
Para proyectos que requieren la homogeneización de grado compuesto de la mezcla reciclada, por ejemplo cuando se dosis material de relleno mineral, masterbatch de color o un compatibilizador en la mezcla reciclada, Wanplas suministra sistemas de pelletización de doble tornillo que se integran directamente con las líneas de lavado Polyretec, de modo que las partículas lavadas se pueden encaminar tanto a una línea de pelletización de película de un solo tornillo como a una etapa de compuestado de doble tornillo dentro del mismo diseño de planta.
Hoja de parámetros del proceso principal para LDPE impreso y adhesivo
La tabla a continuación consolida los valores de referencia para una línea de plástico de LDPE imprimido y adhesivo de 1000 kilos por hora en una hoja de referencia. Estos son puntos de partida para la puesta en funcionamiento, refinados durante la fase de prueba en comparación con el material real del cliente.
| Variable de proceso | Punto o intervalo de ajuste. | Punto de medición | Efecto si se establece demasiado bajo | Efecto si se establece demasiado alto |
|---|---|---|---|---|
| Apertura de la malla del triturador | 60 a 150 milímetros | Toldo del rotor | El exceso de sutilidades, mayor transferencia de agua. | Pedazos excesivamente grandes sobrecargan el triturador húmedo |
| Espacio entre las cuchillas del triturador en húmedo. | 0,4 a 0,6 milímetros, típicos. | Conjunto de cuchillas que se revisa en cada servicio. | Riesgo de contacto de las cuchillas, multas excesivas. | El film se pliega en lugar de cortar, envolviendo el rotor |
| Velocidad del disco de fricción. | 700 a 1200 revoluciones por minuto | Frecuencia del impulsor. | Limpieza incompleta de la superficie. | Generación de impurezas, consumo de energía superior y desgaste |
| Temperatura de lavado en caliente. | 75 a 95 grados Celsius | Licor del reactor. | Tinta y grasa no liberados. | El ablandamiento y la aglomeración de los granos en el tanque. |
| Concentración de sosa cáustica. | 0,5 a 2,0 por ciento. | Aros de líquido con impulsor, condensador previo instalado. | Malo desengrasado, niebla gris. | La carga de la lava, el carry-over alcalino, el aumento de cenizas. |
| Tiempo de residencia de lavado en caliente. | De 10 a 20 minutos. | Volumen del reactor frente al flujo. | La química no tiene tiempo para actuar | Reducción del rendimiento de las plantas |
| Humedad de salida de la centrifuga. | 3 a 8 por ciento | Muestreo en la salida | No es posible conseguirlo sin un exceso de energía. | sobrecarga del secador térmico, tensión de ventilación |
| La temperatura del aire del secador. | 10. 80 a 120 grados Celsius. | Sensor de canal, circuito cerrado. | Meta de humedad no alcanzada. | Menoscano de la dureza, obstrucción de conductos, masas |
| Humedad de las virutas en el extrusor | Por debajo del 1 % | Muestreo en la salida del silo | No aplicable | Peletización porosa, oleaje, inundación del ventilador. |
| Densidad en masa del aglomerado | 0,30 a 0,45 por ciento | Muestreo en la salida del aglomerador | Inestabilidad de la alimentación y aumento brusco de la producción. | Sinterizado excesivo, conglomerados, desperdicio de energía |
| La temperatura del fundido. | 7. 195 a 215 grados Celsius. | Probador de la masa fundida antes del filtro | Inclusiones no fundidas, alta presión del filtro. | Carbonización de la tinta, manchas negras, olor. |
| Nivel de vacío | Menos 0,08 a menos 0,095 megapascal. | Marcaje de la tubería del aire | Humedad y volatilidad residual en el almacenamiento. | El fundido se recorre hacia el orificio de ventilación |
| 000 y | 80 a 150 micras | Especificación del filtro | Alto conteo de manchas negras | Obricuamiento, pérdida de fusión, picos de presión estática |
| Presión diferencial del filtro. | Cambiar o avanzar a una diferencia de presión de 6 a 10 megapascales. | Transductores de presión antes y después del filtro | Premature change, wasted screen,, | Aumento de la temperatura del fundido debido a la presión de retroceso. |
Calidad de los pellets de LDPE reciclados y métodos de prueba.
Un pellet reciclado es un producto comercial con una especificación, y la línea debe ser capaz de demostrar esa especificación de forma consistente. El siguiente cuadro establece los objetivos de propiedad que los convertidores suelen solicitar para el LDPE reciclado procedente de películas impresas, junto con el método de prueba y el factor de proceso que controla cada propiedad.
| Propiedad | Objetivo típico | Base de la metodología de prueba | Controlado por |
|---|---|---|---|
| Velocidad de flujo del material fundido a 190 grados Celsius y 2,16 kilogramos. | 0,3 a 2,0 gramos cada 10 minutos | Prueba de caudal de fusión según la norma ISO 1133 | Coherencia de la entrada, temperatura de fusión, tiempo de residencia |
| Densidad. | 0,918 a 0,930 gramos por centímetro cubico | Emersión o columna de gradiente según la norma ISO 1183 | Pureza del polímero, contenido en poliolefinas extranjeras |
| Contenido de humedad | Menos del 0,1 por ciento. | Pérdida en el secado o en la titración de Karl Fischer | Tecnologías de secado y eliminación de la humedad |
| Contenido de ceniza. | Menos del 1,5 por ciento | Incineración en horno de muffle según ISO 3451 | Eficacia del lavado, pre-limpieza en seco, filtración. |
| Nº de grumos negros | Contadas por cada 100 gramos frente a una referencia acordada. | Recuento visual en placa de moldeo o placa presionada. | Control de temperatura de la fusión y finura de filtración |
| Valor de diferencia de color | Banda de tolerancias acordada en relación con una pélula de referencia | Medición del color mediante espectrofotometría | Eficiencia y mezclado en silo del lavado en caliente. |
| Conservación de la resistencia a la tracción. | 75 a 90 por ciento de la referencia vírgen | Pruebas de tracción según la norma ISO 527 | Historia térmica, control de la degradación, contaminación. |
| Alargamiento al romperse | Mínimo acordado en relación con la solicitud. | Pruebas de tracción según la norma ISO 527 | Control de la degradación y contenido de polímeros extraños |
| Olor | Evaluado en función de una escala sensorial acordada | Evaluación de paneles internos en muestras calentadas | Desgrasado en el lavado en caliente y desvolatilización en vacío. |
| Geometría de los pellets y partículas finas. | Pellet uniforme, con mínimos restos y partículas finas. | Análisis de tamizado e inspección visual. | Estado de la cuchilla de corte y clasificación |
Dos de estos aspectos merecen especial atención en la película impresa. El contenido de ceniza es el número que revela si la sección húmeda está funcionando realmente, ya que acumula suelo mineral, fibra de papel, pigmento y relleno que sobrevivieron a todo el proceso. Y el número de manchas negras es la propiedad que más frecuentemente genera quejas por parte del cliente, por lo que la disciplina de la temperatura de fusión y la selección de la filtración se tratan como controles de calidad, en lugar de como ajustes de producción.
Tratamiento del agua, manejo del lodo y control de las emisiones atmosféricas
Una planta de lavado de film es una planta acuosa con un producto polimérico, y el circuito de tratamiento del agua merece la misma atención de ingeniería que la extrusora. Un buque cerrado bien diseñado recicla entre el 85 y el 95 por ciento del agua de proceso, lo que mantiene el consumo de agua dulce en la banda de 0,5 a 1,5 metros cúbicos por tonelada, incluso en las películas agrícolas sucias.
El tren de tratamiento sigue una secuencia estándar. Los sólidos gruesos se sedimentan en un recipiente de sedimentación diseñado para la carga real de arena en lugar de la carga nominal. Luego, mediante la flotación con aire disuelto, se eliminan las partículas finas en suspensión, la grasa emulsionada y las partículas de tinta desprendidas al unir burbujas micro a ellas y eliminar la capa flotante resultante. La dosificación química con un coagulante, como cloruro de polialuminio, seguida de un floculante de poliacrilamida, aglutina los sólidos finos restantes en flóculos sedimentables. La filtración pulimenta el agua antes de enviarla al proceso y un flujo de descarga se descarga o se envía a un tratamiento externo para prevenir la acumulación de sales disueltas y materias orgánicas.
La manipulación del lodo es la parte más frecuentemente subestimada. En el caso de la película agrícola, el volumen de lodo es considerable porque la mayor parte de lo que entra en la planta en forma de balas se va como lodo, y el transporte de lodo húmedo es costoso. Una prensa de filtración o una prensa de doble embudo que eleva el contenido de sólidos secos del lodo reduce considerablemente el coste de eliminación y es una parte habitual de una línea especificada adecuadamente. Cuando el pretratamiento en seco ha eliminado del 40 al 60 por ciento del suelo antes de que se introduzca en el agua, la carga de lodo disminuye en consecuencia, lo que es otra razón más para justificar su costo.
Las emisiones de aire provienen de dos fuentes. La sección de lavado a temperatura alta libera vapor que contiene compuestos orgánicos volátiles trazas, y la evacuación a vacío del extrusor libera humedad junto con volátiles de la tinta y productos de degradación de bajo peso molecular. Ambos deben capturarse y tratarse en lugar de ventilarse a la sala de trabajo. Un condensador en la línea de vacío recupera la mayor parte de la humedad y los compuestos volátiles condensables; la adsorción de carbono activado o una etapa de tratamiento comparable se encargan del resto. Además de cumplir con las normas reglamentarias, esto es importante para el entorno de trabajo, ya que los volátiles de la tinta en una sala de trabajo son la queja más común sobre la salud y el confort en las plantas de reciclaje de film impreso.
Métricas de consumo de los servicios públicos por tonelada de pellets
El consumo de energía por tonelada de pellet final es la forma honesta de comparar los diseños de líneas, ya que es independiente de la escala, la moneda y las tarifas locales. El siguiente cuadro proporciona referencias útiles para las líneas de film de LDPE con un paquete de agua de circuito cerrado.
| Cuerpo de agua | Energía eléctrica (kilovatios hora por tonelada de pellets) | Agua fresca (metros cubicos por tonelada) | Sodio caustico (kilogramos por tonelada) | Producción, balo a pellets | Lodos generados |
|---|---|---|---|---|---|
| Limpieza de film posterior a la industria, sin imprimir. | 280 a 360 | entre 0,3 y 0,8 | No es necesario | 88-95 %. | Muy baja. |
| Películas impresa industrial de posconsumo. | 5. De 340 a | 0,5 a 1,0 | De 3 a 6 | 85 a 92 por ciento | Bajo. |
| Películas de envasado impresas de posconsumo. | 400 a | 0,8 a 1,3 | 5 a 10 | De 60 a 75 por ciento. | Medio |
| Película de estiramiento con adhesivo | 380 a 470 | 0,6 a 1,1 | 4 a 8 | 70 a 85 por ciento. | Bajo a medio. |
| Sacos industriales robustos | 400 a | 0,8 a 1,3 | 4 a 8 | 70 a 85 por ciento. | Medio |
| Film agrícola, carga de tierra elevada | 450 a 550 | 1,0 a 1,5 | De 3 a 7 | 45 a 65%. | De alto a muy alto. |
De estos números se desprenden tres observaciones. El consumo de energía está dominado por tres consumidores: el agregador, el motor principal de la extrusionadora y la carga de calentamiento del lavado en caliente, que juntos representan típicamente entre el 65 y el 75 por ciento de la demanda de la planta. El consumo de agua está controlado casi exclusivamente por lo que sale del sistema en forma de humedad de lodo y restos de los pellets, no por el volumen del tanque, por lo que una mejor prensa de lodos reduce el consumo de agua de manera más efectiva que una bomba de recirculación más grande. Y la producción, y no el costo de las utilidades, es la variable que domina la economía de la planta en las corrientes contaminadas; un mejoramiento de la producción de cinco puntos gracias a un mejor pre-tratamiento en seco vale más que cualquier ahorro de energía plausible en cualquier otro punto.
Nivel de inversión, ventana de recuperación de la inversión y economía operativa.
Dado que los precios del equipo varían según la configuración, el alcance y el destino, la manera más útil de discutir la inversión es a través de un índice en lugar de una cifra. Estableciendo un valor de referencia de una línea de lavado y molienda de film LDPE de 500 kilos por hora en 100 puntos de un índice de inversión de la línea, las posiciones relativas a continuación se mantienen en la mayoría de las configuraciones del proyecto.
| Configuración | Índice de inversión de línea (línea de película LDPE de 500 kilos por hora como referencia = 100 puntos) | Nivel de potencia instalada | Nivel de costo de funcionamiento. | Grado de pellets del producto | Tiempo de recuperación indicativo |
|---|---|---|---|---|---|
| 500 kilogramos por hora, solo lavado, producción de jorobas | 62-72 puntos. | Bajo. | Bajo. | Escamas lavadas, vendido como producto intermedio. | 18 a 30 meses. |
| 500 kilogramos por hora, lavado más pelletización, línea base | 100 puntos | Medio | Medio | Peletazo de polietileno de baja densidad reciclado de uso general | 16 a 28 meses |
| 1000 kilogramos por hora, con lavado y pelado. | 155 a 180 puntos | Alto | Medio | Peletazo de uso general, de buena calidad | 14 a 24 meses |
| 1000 kilogramos por hora, con lavado en caliente y filtración en dos etapas. | 185 a 215 puntos | Alto | Medio a alto. | Bajo punto negro, pellet de color controlado. | 14 a 26 meses |
| Configuración de films agrícolas de 1000 kilogramos por hora con limpieza previa ampliada. | 200 a 235 puntos | Muy alta | Alto | Pellets de relleno y de calidad constructiva. | De 16 a los 30 meses. |
| Configuración completa de 1500 kilogramos por hora con extrusión en dos etapas | 245 a 290 puntos | Muy alta | Aceite medio | LDPE reciclado de alta calidad. | 13 a 22 meses. |
Los intervalos de retorno indicados anteriormente asumen un funcionamiento ininterrumpido en múltiples jornadas, un suministro garantizado de materia prima y una tasa de absorción estable del pellet final. Los tres supuestos merecen un análisis previo a la decisión sobre el equipo, ya que la causa más común de que un proyecto no sea rentable no radica en el rendimiento del equipo, sino en la disponibilidad de la materia prima: una línea diseñada para 1500 kilogramos por hora que opera a 600 kilogramos por hora porque no hay balas lleva el capital y el trabajo de la planta más grande con la producción de la más pequeña.
Un punto económico más se aplica específicamente al film impreso. Añadir una sección de lavado en caliente adecuadamente dimensionada y un segundo paso de filtración aumenta los costes de capital en un porcentaje modesto de la línea total, pero mueve el pellet de un grado de relleno oscuro y variado a un grado general de uso controlado y gris claro. Ese cambio de grado del producto tiene un efecto mucho mayor en los beneficios del proyecto que cualquier ahorro equivalente en las secciones mecánicas, por lo que el lavado en caliente es el último lugar donde se puede economizar en una línea de film impreso.
Requiere el Guía de selección de configuración de líneas.
El siguiente cuadro relaciona las necesidades comunes de un proyecto con una configuración recomendada de la línea Polyretec. Está escrito de forma que se prepare una oferta técnica: primero el flujo de entrada, después el rendimiento, luego el grado de pellet que necesitan los clientes y, finalmente, el equipo.
| Flujo de entrada | Salida requerida | Grado de grano de los pellets deseado | Configuración de Polyretec recomendada | Opciones críticas a incluir: |
|---|---|---|---|---|
| Enganches de película impresos producidos internamente por un convertidor | De 250 a 350 kilogramos por hora | Mezcla reutilizable en el interior del 20-40 %. | Línea de peletización de nueva generación, tornillo de 100 milímetros, con alimentador de fuerza | Ventilación de dos etapas, cambiaremos el tamiz hidráulico a 120 a 150 micrómetros. |
| Películas de envasado impresas industriales de posconsumo, con suelo bajo. | 3. De 400 a 550 kilogramos por hora. | Pellets de color gris claro, de uso general | Línea de trituración y lavado en plástico blando PP/PE, de 500 kilogramos por hora, con lavado en caliente, más línea de pelletización de 120 milímetros | Reactor de lavado en caliente con filtro de banda continua a 100 a 120 micras. |
| Películas de envasado impresas de posconsumo. | 700 a 1000 kilogramos por hora | Color controlado, pellets con manchas negras bajas | Línea de trituración y limpieza de PP/PE suave, clase de 1000 kilogramos por hora, más línea de pellets de 160 milímetros. | Dos a tres tanques flotadores, lavado en caliente con dosificación, filtración en dos pasos, silo de mezcla |
| Película agrícola, 20% a 60% de suelo | 700 a 1000 kilogramos por hora | Granulados de calidad para construcción y relleno | Línea de trituración y lavado de PP/PE, de 1000 kilogramos por hora, con prelimpieza seca extendida, además de una línea de granulado de 160 mm | Amasadora y tambor de separación, eliminación de materia gruesa, cuchillas resistentes a la abrasión, filtro de disco giratorio perforado al laser, prensa de lodo |
| Película de estiramiento y embalaje con adhesivo | 9. De 400 a 700 kilogramos por hora. | Peletazo de uso general con caudal de fusión estable | Línea de trituración y lavado de PP/PE suave, de clase 800 kilogramos por hora, así como línea de granulado de 120 a 160 milímetros | Carcasa de densificación recubierta de agua, palas antirebrote, lavado en caliente con surfactante asistiido por disolvente |
| Sacos industriales de gran capacidad con residuos en polvo. | 500 a 1000 kilogramos por hora | Peletazo de uso general, contenido de cenizas controlado | Línea de molienda y lavado de PP/PE suave, de clase de 800 a 1000 kilos por hora, además de una línea de granulado de 160 milímetros | Abridor de bolsas con despolvización, enjuagues de varias fases y flotación de aire disuelto en el circuito de agua. |
| Películas mixtas de postconsumo procedentes de la recogida urbana | De 1000 a 1500 kilogramos por hora | Pellet de carbón o gris estable. | Línea de trituración y lavado de PP/PE de 1500 kilogramos por hora, más línea de granulado de 180 milímetros con extrusión de dos etapas | Separación por corrientes inducidas, tres tanques de flotación, lavado en caliente prolongado, filtración en dos etapas, silo de amasado grande |
| Film y necesidad de dosificación de un relleno o masterbatch. | 500 a 1000 kilogramos por hora | Grado reciclado compuesto. | Línea de lavado de Polyretec que alimenta un sistema de granulado con dos tornillos idénticos suministrado por Wanplas. | Alimentador principal gravimétrico más alimentador lateral por fuerza para aditivos |
Existe una guía general que se aplica en cada fila: especifique la sección húmeda para el material más sucio que la planta comprará razonablemente, y especifique la sección de extrusión para el grado de pellet que la planta pretende vender. Estas son dos preguntas distintas, y responder a solo una de ellas es cómo terminan los proyectos con una buena extrusora frente a una línea de lavado inadecuada, o viceversa.
Solución de problemas: manchas negras, olor, cambio de color y pérdida de salida.
Los defectos que se indican a continuación son los que realmente aparecen en las líneas impresas y en película adhesiva, enumerados en el orden de diagnóstico que los resuelve con mayor rapidez. El principio general es comprobar el estado del proceso antes de cambiar el equipo, porque en la gran mayoría de los casos la causa principal son los valores de setpoint o los intervalos de mantenimiento, en lugar de un defecto de diseño.
| Síntoma. | Causa más probable | C causes secundarias. | Verificación diagnóstica | Medidas correctoras |
|---|---|---|---|---|
| Gránulos negros en el pellet | La temperatura del fundido por encima de la banda de carbonización de la tinta. | Filtración demasiado gruesa; tamiz ventilador desvencijado; puntos muertos en la barrica o la matriz | Mido la temperatura real de fusión en la sonda, no el punto de ajuste del barril; compruebe la tendencia de la presión diferencial del filtro | Reducir el perfil del barril y la velocidad del tornillo; adelantar o cambiar el filtro; pasar a una filtración en dos etapas; inspeccionar las zonas de estancamiento. |
| Nube gris sobre el flako nominalmente lavado | Reposicionamiento de la tinta del líquido de lavado contaminado. | Ablación de licor insuficiente; agente de anti-redeposición inexistente | Muestree e inspeccione la claridad del licor; verifique las tasas de excedente y suplementación. | Aumentar las emisiones de licor, añadir o ajustar el paquete de tensioactivos, mejorar el rendimiento de flotación por aire disuelto. |
| Variación del color de un lote a otro | Sin homogeneización efectiva después del proceso de granulación. | Variación entre los ingresos en balas; desempeño inconsistente del lavado a alta temperatura | Compara las medidas de color entre lotes consecutivos | Instale o amplíe el silo de mezcla; estabilice los valores de referencia del lavado en caliente; mezcle de antemano los balotes de entrada |
| Olor en los pellets | Limpieza insuficiente en el lavado en caliente | Vacio débil en las salidas; temperatura de fusión demasiado alta, lo que genera productos de degradación. | Verificación sensorial de la muestra en caliente; verificar la lectura del manómetro de vacío bajo carga. | Aumentar la concentración de cáustica y el tiempo de permanencia; realizar el servicio del sistema de vacío; disminuir la temperatura del material fundido. |
| Peletización porosa o vapor en la matriz. | Exceso de humedad que ingresa al extrusor. | Nivel de vacío del ventilador | Muestree la humedad de los trozos en la salida del silo; inspeccione los puertos de ventilación. | Restaurar el rendimiento de la cascada de secado; limpiar las salidas; reducir la generación de finos en la parta superior. |
| Repentina variación en la producción y presión de fusión inestable | Inestabilidad de la alimentación a partir de materiales de baja densidad volumétrica. | Puente en el alimentador; aglomerador que produce tamaños de grano inconsistentes. | Observar el espacio de carga; comprobar la densidad en masa del agregado mediante muestreo | Ajuste el tiempo de enfriamiento del aglomerador; adapte los rodillos antibrida; verifique el enfriamiento del alimentador. |
| - Rueda de alimentación o puente sobre la bandeja en película de estiramiento | Ablandamiento de adhesivo por encima de 40 a 60 grados Celsius | La relación de compactación es demasiado agresiva; el enfriamiento del alimentador es inadecuado. | Mide la temperatura del alojamiento del alimentador durante la producción. | Mantener la carcasa por debajo de 45 grados Celsius con enfriamiento de jabalón de agua; reducir la compactación; añadir un rastrillo. |
| Obstaculización del filtro del fundido por depósito de material | Configuración de filtración | Arena residual debido a un pre-limpieza inadecuada; traslado de fibras de papel | Inspeccione la contaminación retenida en una pantalla retirada. | Ajuste la finura; agregue o restauré el pre-limpieza en seco; mejore el aclarado y la eliminación de fibras en el circuito de agua. |
| Alto contenido de cenizas en el pellet | Eliminación incompleta de la tierra y el polvo | Plantillas, alfombras, bandas de estanqueidad y esteras para vehículos. | Prueba de ceniza en el lodo antes de la extrusión para localizar la etapa. | Restaurar el pre-limpieza por secado; limpiar los sistemas de sedimentos del tanque; prolongar el tiempo de permanencia. |
| Envolturas y bloqueos de la trituradora en húmedo. | El espacio entre cuchillas es demasiado ancho para la película delgada | Cuchillas del granulador opacas; abertura de la pantalla demasiado fina; inyección de agua insuficiente | Mida la separación en varios puntos a lo largo del rotor. | Restablecer la separación a 0,4 a 0,6 milímetros; afilar o girar las cuchillas; verificar las toberas |
| Residuos de pellets y finos | Cuchillas desgastadas o mal configuradas: | Presión incorrecta de las cuchillas; huecos de la matriz parcialmente bloqueados | Inspecione el conjunto de cuchillas y la cara de estampación durante una parada programada. | Reemplace las cuchillas, restablezca la presión, limpie la placa del molde, verifique el funcionamiento del clasificador. |
| Caída del rendimiento a parámetros constantes | Carga progresiva del filtro | Desgaste del tornillo y el barril; pérdida de refrigeración del alimentador; desviación del grado de contaminación en las pilas de entrada. | Filtrar la presión y la energía específica por kilograma durante una semana | Restaurar el ciclo de filtración; medir el espaciado entre la hélice y el tanque en el siguiente servicio; volver a revisar la contaminación de la entrada. |
Industrias de aplicación y mercados finales para partículas recicladas de LDPE
El LDPE reciclado de film impreso y adhesivo admite una amplia gama de mercados finales, y la categoría de pellets que produce determina a cuáles de ellos se puede acceder. Comprender el destino con antelación hace que las decisiones de especificación explicadas en este artículo sean comercialmente racionales.
Sacos de basura, película de construcción, mezclas de película agrícola de 20 a 40%.El mayor centro de distribución de LDPE reciclado procedente de película para el consumidor final. Las proporciones de mezcla de contenido reciclado de entre un 30 y un 100 por ciento son habituales, la tolerancia de color es amplia y los requisitos mecánicos son moderados. El número de manchas negras es menos importante aquí que la consistencia del flujo fundido, ya que un flujo inestable produce inestabilidad en las burbujas durante la extrusión de película.
Film de construcción y agrícolaLas membranas impermeables al vapor, la película para endurecimiento del hormigón, la película de protección temporal y la película para silaje aceptan hasta un 20-80 % de contenido reciclado. El color gris o carbón que produce naturalmente la película impresa no es un obstáculo en estas aplicaciones, y en algunas de ellas es incluso preferido.
Tubos de riego por goteo y tubería agrícola.Las mezclas de LDPE y LLDPE recicladas se utilizan ampliamente en tubos para riego, típicamente en una incorporación del 20 al 60 por ciento. Aquí es importante la consistencia del índice de fluidez en fusión y la ausencia de inclusiones duras, porque estas últimas causan defectos en las paredes y bloqueos de los emisores.
Cajas moldeadas por inyección, pallets y partes generales.Los moldajes de inyección de sección gruesa toleran una mayor contaminación y una menor calidad óptica que las aplicaciones de película, por lo que son el lugar natural para los granos procedentes de entradas difíciles. El comportamiento al impacto es la propiedad que merece la pena destacar, y se controla principalmente por el contenido de polímero extraño y por el historial térmico.
Capas externas de tubo y conductos para cables.Las construcciones de tuberías de múltiples capas utilizan poliolefina reciclada en la capa exterior no crítica, con una capa interna virgen que cumple las especificaciones de desempeño. Esta es una opción cada vez más frecuente a medida que se endurecen los objetivos de contenido reciclado en las cadenas de suministro de construcción.
Grados compuestos y rellenos.Cuando un pellet reciclado necesita un relleno mineral, un ajuste del color o un compatibilizador para su uso en una parte moldeada específica, el reciclado se convierte en un producto de compundación. Para estos proyectos, Wanplas suministra sistemas de granulado de doble eje que se integran directamente con las líneas de lavado Polyretec, de modo que una planta pueda servir tanto al mercado de los pellets para película como al mercado de los productos compuestos a partir de un único flujo de escamas lavadas.
Normas, certificación y documentación
El material reciclado que se vende a cadenas de suministro reguladas o de empresas de marcas necesita documentación, y no solo calidad. El marco descrito a continuación es lo que una planta de reciclaje seria debería ser capaz de demostrar.
000 yISO 9001 proporciona el marco de control de procesos, trazabilidad y acciones correctivas documentado que los conversores auditan cada vez más antes de realizar los pedidos en volumen. Para una planta de reciclaje, el valor práctico es la trazabilidad de los lotes desde el balde hasta la bolsa.
Gestión ambiental.- El ISO 14001 abarca la gestión de las descargas de agua, la eliminación de lodos y las emisiones al aire. En una planta de lavado de películas, donde el agua y los lodos son las interfaces medioambientales más importantes, se trata de una norma sustancial en lugar de un ejercicio puramente teórico.
Verificación del contenido reciclado.Los sistemas de certificación de contenido reciclado de terceros verifican el equilibrio de masa entre los residuos de entrada y el reciclado de salida, y el Global Recycled Standard es el marco más ampliamente reconocido para rastrear el contenido reciclado a través de una cadena de suministro. Ambos dependen del registro documentado de los pesos de entrada, de salida y de las pérdidas, razón por la cual utilizar un pesaje automático y un registro de lotes en la estación de embalaje es algo que merece la pena especificar desde el principio.
Seguridad de la maquinaria.El equipo suministrado al mercado europeo debe cumplir los requisitos de la directiva de maquinaria aplicable y llevar un marcado CE, que abarca la protección, la arquitectura de parada de emergencia, la seguridad eléctrica y el ruido. Para una planta con rotores de alta velocidad, licor cáustico caliente y polímero en fusión, estas disposiciones son las que protegen a los operarios en la práctica diaria.
Polyretec proporciona documentación técnica completa con cada línea, incluyendo diagramas de flujo de procesos, esquemas eléctricos, manuales de equipos, listas de piezas de repuesto y registros de puesta en servicio, de modo que las auditorías de certificación y el planificación de mantenimiento interno tengan una base documentada.
Temperatura trenzada con puntos de alarma y limitación
Ningún flujo de residuos de película es idéntico, por lo que el paso más útil antes de adquirir una línea es realizar una prueba con el material del cliente. POLYRETEC acepta muestreos de material del cliente para ensayos en laboratorio y trials, y la prueba produce los datos sobre los que debe basarse una especificación: rendimiento real de eliminación de la tinta, rendimiento razonable del balo a los granos, contenido de ceniza, comportamiento de la humedad, velocidad de carga de la filtración y el intervalo de temperatura de fusión que permite controlar las manchas negras. Una especificación elaborada a partir de ensayo con material real es un documento diferente del que se redacta a partir de la descripción del balo.
Suministro completo.Las líneas se suministran como proyectos completos "llave en mano" que cubren el diseño de la configuración, la fabricación de equipos, la integración del tratamiento del agua, la integración eléctrica y de control, y la definición de la interfaz de los servicios públicos. Una planta de reciclaje de película cuenta con más interfaces entre las etapas que la mayoría de instalaciones de maquinaria plástica, y la responsabilidad de una sola fuente para esas interfaces elimina el vacío de coordinación en el que los proyectos suelen perder tiempo.
Prueba antes del envío.El equipo se prueba antes del envío, y cuando el cliente proporciona el material, la línea se puede ejecutar con la materia prima real para que ambas partes vean el resultado antes de que la maquinaria abandone la fábrica en lugar de después de su llegada.
Instalación y puesta en funcionamiento.Los ingenieros de Polyretec se encuentran en el sitio para supervisar la instalación y realizar la puesta en marcha, llevando la línea desde la finalización mecánica, a través del llenado del circuito de agua, el calibrado de la dosificación química, la puesta en marcha del extrusor y la primera producción de pellet. Con un equipo de más de 24 ingenieros y experiencia en proyectos en más de 50 países, la puesta en marcha es una operación de rutina y no un experimento.
Formación del operario.El entrenamiento abarca la lógica de los puntos de ajuste en cada etapa, en lugar de solo secuencias de botones, porque el operario que entiende por qué el espacio entre cuchillas es de 0,5 milímetros y por qué el límite superior de la temperatura del metal fundido es de 215 grados Celsius es el que mantiene el pellet dentro de los valores especificados un año después. El entrenamiento incluye el servicio de las cuchillas, el cambio de la rejilla, el control de dosificación, el mantenimiento del circuito de agua y la solución de problemas en la tabla de defectos mencionada anteriormente.
Recambios y soporte postventa.Como fábrica de Wanplas, Polyretec aplica el compromiso de servicio del grupo de 500 dólares americanos en piezas gratuitas por año, con reemplazo gratuito de las piezas dañadas durante el período de garantía. Las piezas de desgaste en una línea de filmación, las cuchillas, las pantallas, las palas y los elementos de filtro, se almacenan como artículos estándar en lugar de fabricarse a pedido. Se ofrece asistencia técnica de forma remota a través del sistema de control de la línea cuando la red del cliente lo permite, lo que resuelve la mayoría de las cuestiones de proceso sin la necesidad de una visita en planta.
Abrir la política de fábrica.Wanplas aplica una política de fábrica abierta en todas sus fábricas, y los compradores son bienvenidos a visitar Polyretec para inspeccionar el equipo en construcción, ver una línea que funciona con material real y hablar directamente con los ingenieros que se encargarán de su proyecto. Para una compra de capital de esta magnitud, una visita a la fábrica responde preguntas que ningún documento de especificaciones puede responder.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la tasa de eliminación real de la tinta en la película LDPE impresa, y ¿el lavado devuelve al pellet a su estado natural?
Una etapa de lavado en caliente correctamente configurada, que funcione a una temperatura de 80 a 95 grados Celsius, con un 0,5 a un 2,0 por ciento de sosa cáustica, un paquete de surfactante correspondiente y un tiempo de permanencia de 10 a 20 minutos, elimina aproximadamente del 70 al 90 por ciento de la tinta impresa en la superficie. Esto es suficiente para que el grano pase de un aspecto oscuro y vetas a un gránulo gris claro uniforme, pero no producirá un grano transparente natural. La tinta impresa de manera inversa, atrapada entre dos capas de un laminado, está protegida mecánicamente y no puede eliminarse a ninguna temperatura. En casos de dicho tipo, el objetivo comercial correcto es obtener un grano gris o carbón estable y reproducible, con un valor del diferencial de color controlado, en lugar de eliminar el color.
¿Necesito realmente tanto una línea de lavado como un aglomerador antes de la extrusora?
Depende de la densidad en masa del flake lavado, no de la preferencia. El flake de película de LDPE lavado y seco normalmente tiene una densidad en masa de 0,03 a 0,08 toneladas por metro cúbico, lo que es demasiado ligero para la garganta del extrusor alimentado por gravedad, por lo que es obligatorio algún tipo de densificación. Un aglomerador aumenta la densidad en masa a 0,30 a 0,45 toneladas por metro cúbico y, al mismo tiempo, elimina la humedad superficial residual, lo que estabiliza la producción en líneas de alta capacidad. Un alimentador de fuerza tipo compactación integrado con el extrusor es la alternativa y suele ser suficiente a una velocidad de producción inferior a 500 kilos por hora, pero por encima de esa velocidad, la aglomeración suele proporcionar una presión del fusible más estable y un mejor pellet.
¿Qué finura de filtración de fusión debo especificar para la película impresa y pegajosa?
Para la película extraída después del consumo imprimida, la ventana práctica va de 80 a 150 micrómetros. Un sistema de dos pasos, con una primera rejilla gruesa de aproximadamente 150 micrómetros seguida de una fina, cercana a 100 micrómetros, proporciona el mejor equilibrio entre el número de puntos negros y las perdidas de fusión. Aún siendo más finos de 80 micrómetros en un flujo sucio, se produce un rápido descorazonamiento de la rejilla, cambios frecuentes y pérdidas significativas de purga. La película agrícola que contiene partículas abrasivas debe empezar con una rejilla más gruesa, típicamente de 150 a 200 micrómetros en el primer paso, debido a que las partículas minerales abrasivas descorazonan las rejillas finas en pocos minutos.
¿Hasta qué temperatura puedo operar el extrusor en la película impresa antes de que el tinte comience a carbonizarse?
Mantenga la temperatura de fusión por debajo de unos 215 °C, con un intervalo operativo de 195 a 210 °C para el LDPE impreso. Por encima de unos 230 °C, los aglutinantes de tinta basados en nitrocelulosa y poliuretano se descomponen rápidamente y el número de puntos negros por 100 gramos aumenta bruscamente durante un solo turno de producción. Ejecutar un perfil de barril más bajo con una velocidad de tornillo ligeramente mayor y una zona de dosificación más larga da el mismo rendimiento sin impulsar la fusión hacia la banda de carbonización.
¿Cuál es el consumo de agua y energía que debo incluir en el presupuesto por tonelada de pellets terminados?
Con un paquete de tratamiento de agua de bucle cerrado, una planta completa de lavado y pelletización de película LDPE consume aproximadamente de 0,5 a 1,5 metros cúbicos de agua de recambio por tonelada de pellet terminado, ya que el 85 al 95% del agua de proceso se recircula. El consumo específico de energía para toda la línea, incluido el calentamiento de la lavada en caliente, suele estar entre 380 y 550 kilovatios hora por tonelada. El film agrícola muy sucio se encuentra en el extremo superior de los rangos; el film impreso postindustrial con poca suciedad se encuentra cerca del extremo inferior.
¿Una sola línea puede procesar película agrícola, película de envasado impresa y película estirable?
Claro, en la medida en que la línea se especifique desde el principio para el más exigente de los tres. La película agrícola requiere un volumen adicional de prelimpieza en seco, eliminación de la arena y un acero de la cuchilla resistente a la abrasión; la película de embalaje impresa necesita un tiempo de permanencia en el lavado caliente más prolongado y un paquete de dosificación química más fuerte; la película de estiramiento con residuos de adhesivo necesita transportación controlada a temperatura y densificación para que el adhesivo no se ablande y formen puentes. Una línea construida con la configuración para todas las tres características realiza las transiciones de receta a través del sistema de control. La incorporación posterior de la eliminación de la arena o la capacidad de lavado caliente en una línea diseñada originalmente para película limpia es mucho más costosa que su especificación al principio.
¿Qué pérdida de rendimiento debería esperar de balote a pellet?
El rendimiento de entrada en forma de balas a granulados en bolsas es normalmente del 60 al 75 % para película de embalaje impreso de posconsumo, del 45 al 65 % para película agrícola, en función de la carga de suelo, y del 85 al 92 % para película impresa en instalaciones postindustriales limpia. Las pérdidas son la suciedad y la humedad eliminadas en el lavado, la fracción de embalaje rechazada, el polímero no deseado, el purgado del cambiador de tamices y las transiciones de arranque. Cualquier proveedor que declare un rendimiento superior al 90 % para film agrícola sucia está ofreciendo un input seco sin contaminación, no sobre el peso real de las bandejas.
¿La línea debe funcionar continuamente, y cuál es el tiempo de parada de mantenimiento que debo planificar?
Una planta de lavado y peletizado de película está diseñada para funcionar de manera continua y funciona mejor así porque el tanque de lavado caliente y la extrusora tardan tiempo en alcanzar un estado estable. Planifique aproximadamente 20 a 24 horas de producción por día con un cambio de turno y una sesión semanal de cuatro a ocho horas para la rotación de cuchillas, inspección de las rejillas, eliminación de lodos y mantenimiento del circuito de agua. Las cuchillas del triturador húmedo de film agrícola pueden necesitar afilarse cada 200 a 400 horas de funcionamiento; en el caso de film limpio de empaques, el intervalo suele ser el doble.
Conclusión: Especifique la línea para el remolque más deficiente que nunca adquirirá
La mejor línea de formación de pellets de film LDPE para residuos de film impreso y adhesivo es la especificada contra el material más duro que la planta procesará de forma realista, no la muestra más limpia de la negociación. Cada etapa en esta cadena existe para resolver un problema físico específico: el pre-limpieza en seco elimina el suelo antes de que se convierta en un problema de agua costoso; la separación por flotación y沉uación elimina todo lo que tiene mayor densidad que el agua; el lavado por fricción contra corriente elimina la contaminación adherida a la superficie; el lavado en caliente con causticos y tensioactivos ataca los ligantes de la tinta y la grasa a los que la acción mecánica no puede llegar; la cascada de secado protege la extrusora; la aglomeración resuelve el vacío de la densidad en masa; el ventillado en doble etapa elimina lo que la sección húmeda dejó atrás; y la filtración de fusión atrapa lo que ninguna otra técnica puede. Eliminar cualquiera de estos pasos, y el pellet cuenta la historia.
Los parámetros que más importan son pocos y muy específicos. Mantén la temperatura de fusión entre 195 y 215 grados Celsius para que la tinta se volatilice en lugar de carbonizar. Aplica un lavado en caliente durante 10 a 20 minutos a 75 a 95 grados Celsius con un 0,5 a 2,0 por ciento de caustic y un tensioactivo compatible. Entrega el viruta al extrusor con menos del 1 por ciento de humedad y con una densidad en bruto de 0,30 a 0,45 toneladas por metro cúbico. Filtra a 80 a 150 micrómetros, en dos pasos en las corrientes más difíciles. Cierra el circuito de agua para recircular el 85 al 95 por ciento. Si lo logras, una corriente de film postconsumo impreso producirá un pellet de color gris claro, con un contenido de cenizas inferior al 1,5 por ciento y una retención de la resistencia a la tracción del 75 al 90 por ciento, a 380 a 550 kilowatt-horas y con 0,5 a 1,5 metros cúbicos de agua dulce por ton
Polyretec, una fábrica de Wanplas, ha estado construyendo equipos de reciclaje de plástico desde 2010 y ha entregado más de 100 proyectos en más de 50 países. Entre sus especialidades recurrentes se encuentran las películas estampadas, las películas con adhesivos y las películas agrícolas. Las líneas se suministran listas para usar, se prueban antes del envío, se instalan y se ponen en marcha por los ingenieros de Polyretec y se siguen apoyando con formación del operario, asistencia técnica a distancia y el compromiso de Wanplas de proporcionar 500 piezas gratuitas al año.
Si está evaluando una línea para película de LDPE impresa o adhesiva, el paso más productivo es enviar una muestra representativa de su material peor, junto con su producción objetivo y las especificaciones de los pellets que solicitan sus clientes. Polyretec realizará una prueba, informará sobre la eliminación de tinta alcanzable, el rendimiento, el contenido de cenizas y la carga de filtración, y regresará una configuración de la línea basada en esos resultados medidos en lugar de en suposiciones. También puede visitar la fábrica, observar una línea comparable en funcionamiento con residuos de película reales y hablar sobre la configuración con los ingenieros que la pondrán en marcha.




