El film de polietileno de baja densidad impreso y adherente es la materia prima más exigente en el reciclaje de plásticos flexibles, y la línea de pelletización que lo maneja debe diseñarse en torno a la eliminación de la contaminación más que solo en torno al rendimiento. Una línea diseñada para limpiar los residuos industriales no limpias se atascará en bolsas de compras impresas, material de etiqueta laminado con adhesivo y film agrícola cargado de barro en cuestión de días después del arranque. Por lo tanto, elegir la mejor línea de pelletización para residuos de film impreso y adherente significa elegir una cadena coordinada de reducción en húmedo, lavado por fricción, lavado con cal en caliente, deshidratación mecánica, alimentación forzada, extrusión ventilada y filtración del material fundido, en donde cada etapa está dimensionada contra la carga específica de contaminación que realmente recibe la planta.
Polyretec, una fábrica de Wanplas, ha estado construyendo equipos de reciclaje de plástico desde el año 2010 y estableció la marca Polyretec en 2017, acumulando más de 100 proyectos completados, cobertura de servicio en más de 50 países y un equipo de más de 24 ingenieros. Las líneas de trituración y lavado de polipropileno blando (PP) y polietileno (PE) de la fábrica ofrecen una capacidad de 500 a 1500 kilogramos por hora, y su Línea de granulado de nueva generación está diseñada específicamente para el film LDPE de pared delgada y el regranulación de polietileno (PE) y polipropileno (PP) de alta densidad procedente de fuentes postconsumidoras. Las instalaciones entregadas incluyen un sistema de reciclado y granulado de film LDPE para bolsas y películas impresas, y una línea de lavado para film LDPE que porta adhesivos sensibles a la presión, construida en torno a una trituradora de gran capacidad y una máquina batidora. Este manual se basa en esa base de ingeniería para explicar, etapa por etapa, lo que debe hacer una línea de film LDPE con calcetines adhesivos y cómo especificarla.
El artículo trata de la caracterización de la materia prima, la cadena completa del proceso, la geometría de trituración en húmedo, la química de lavado en caliente, la cascada de deshidratación, la alimentación forzada, el diseño de tornillos y evacuación, la decisión entre un etapa y dos, la filtración del fundido, la selección del cabezal de granulado, las especificaciones reales de la línea Polyretec, una guía de selección de requisitos a configuración, una matriz de resolución de problemas, marcadores de energía y rendimiento y los mercados finales que absorben el pellet final. Cada parámetro dado es un valor de planificación de proyectos que se confirma contra una muestra real de material durante el diseño, ya que la película impresa varía más entre los proveedores que casi cualquier otra materia prima de reciclado.
¿Por qué la película de LDPE impresa y adhesiva es la corriente de película más difícil de pelotizar?
La película de LDPE impresa y adhesiva combina cuatro problemas que la mayoría de otros insumos de reciclaje presentan solo uno o dos de forma simultánea: una densidad aparente extrema, una elevada relación superficie/peso, contaminación en la superficie adherida mediante un enlace químico y una fuerte tendencia a enrollarse y enredarse alrededor de cualquier eje giratorio. Cada uno de estos factores perjudica una parte diferente de la línea, y una línea que solucione solo uno de ellos seguirá fallando.
La densidad aparente es la primera restricción. La película de LDPE suelta pesa aproximadamente 0,02 a 0,05 toneladas por metro cúbico, lo que corresponde a entre una vigésima y una trigesima parte de la densidad aparente del pellet virgen. Una tolva de gravedad que alimenta la entrada estándar del estrangulador no puede suministrar la suficiente masa por unidad de tiempo como para mantener alimentado el tornillo, por lo que la producción se reduce a una fracción del máximo nominal. Todas las decisiones de diseño downstream de la línea de lavado, desde la geometría del alimentador hasta la profundidad de vuelo del tornillo, tienen como objetivo compensar ese número.
El segundo obstáculo es el área superficial. Una película de 20 a 40 micrómetros tiene una enorme relación superficie/peso, lo que significa que la contaminación que se encuentra en la superficie representa un porcentaje mucho mayor del peso total que la misma contaminación en una pieza de pared gruesa. Una capa de tierra que sería trivial en una pared de una caja de 3 milímetros se convierte en varios por ciento del peso en una película delgada. También significa que el agua se aferra con tenacidad: la misma superficie que retiene la tierra también retened la humedad, y el deshidratar mecánico debe combatirla en cada etapa.
La tercera limitación es la propia química de la contaminación. Los capas impresas en película de LDPE tienen un espesor de 2 a 8 micrómetros y están compuestas por pigmentos, resinas adhesivas y, en muchos casos, un vehículo de nitrocelulosa o poliuretano. Las partículas de pigmento son sólidos inorgánicos u orgánicos que sobreviven a temperaturas de fusión sin cambios y son contabilizados directamente en el contenido de cenizas del pellet acabado. El residuo adhesivo es aún peor: los adhesivos sensibles a la presión basados en química de copolímero acrílico o de bloque de estireno se ablandan a 40-60 grados Celsius, se vuelven pegajosos dentro del equipo de compactación y se llevan al estado fundido en forma de dominios de gelificación que no se dispersan en la matriz de polietileno.
La cuarta restricción es el enrollamiento mecánico. Las tiras de película se enrollan alrededor de ejes, rotores, transportadores de tornillos y azoteas de deshidratación. Cada componente en rotación en la sección húmeda de una línea de película necesitará una geometría antiplegamiento, una barredora o un diseño de acceso al mantenimiento que permita al operario despegar el enrollamiento en minutos en lugar de horas. Las líneas diseñadas para flakos rígidos y luego vendidas para servicio de filmación son la fuente más común de tiempos de inactividad crónicos en la industria.
Juntos, estas restricciones definen la máquina. Una línea de granulado de película de LDPE impresa y adherida no es una línea de limpieza con un émbolo de extrusión unido al final; es un sistema integrado en el que la sección húmeda está dimensionada para entregar una condición específica de virutas al extrusor y el extrusor está dimensionado para aceptar exactamente esa condición.
Caracterización del material de alimentación: capas de tinta, adhesivos, suelo y densidad total.
La especificación correcta de la línea comienza con una caracterización honesta del material de entrada, porque la diferencia entre la película impresa limpia posterior a la industria y la posterior a los consumidores en el campo agrícola es un factor de cinco en la energía para el lavado y un factor de dos en la configuración de capital. Las tres variables que más importan son el porcentaje total de contaminación, el tipo de contaminación y la humedad de entrada.
La contaminación total se mide mediante la toma de una muestra representativa de al menos 20 kilogramos a través de varios balos, su lavado completo en un laboratorio, su secado y el pesaje del polímero recuperado. La diferencia es la carga de contaminación. Los valores inferiores al 1 por ciento indican recorte de residuos postindustriales. Los valores entre el 2 y el 5 por ciento indican película de envasado postconsumo típica. Los valores entre el 8 y el 20 por ciento, en ocasiones superiores, indican película agrícola que contiene tierra, arena, restos de plantas y griteros de riego.
El tipo de contaminación determina el mecanismo de eliminación. La tierra superficial se retira mediante agitación mecánica y agua tibia. La tinta requiere un ataque químico al aglutinante o una abrasión mecánica de la capa de impresión, y en la práctica necesita ambos. El adhesivo requiere temperatura más un tensioactivo para reducir la adherencia, seguido de un cizallamiento mecánico para separarlo. Las etiquetas de papel requieren un remojo prolongado para romper los lazos de la fibra. Las capas metalizadas y el laminado de papel de aluminio no pueden eliminarse por completo y deben eliminarse mediante clasificación antes de la línea o aceptarse como una penalización permanente de la calidad.
La humedad entrante resulta importante porque cambia el equilibrio térmico del tanque de lavado en caliente y la carga del equipo de deshidratación. La película amontonada recibida en un clima seco suele llegar con un contenido de humedad del 5 al 8 %. La película agrícola sacada directamente de un campo puede llegar con un contenido del 15 % o mayor, con gran parte de ese agua adherida al suelo. Una línea diseñada bajo hipótesis de balas secas correrá corto de capacidad térmica en el tanque de lavado en caliente la primera vez que llega una carga húmeda.
Tabla 1 — Tipos de materia prima de película de LDPE, nivel de contaminación y ruta de procesamiento recomendada.
| Tipo de material inicial. | Tolerancia a la contaminación típica según peso | Contaminante predominante. | Rute de proceso recomendada. | Arquitectura de extrusión |
|---|---|---|---|---|
| Cubre de LDPE postindustrial no impresa, por debajo del 1% | Por debajo del 0,5 por ciento | Polvo, rastros de aceite de proceso. | Trituración en seco, remoción opcional del polvo, pelletización directa. | Unidades monostadio, solo una salida. |
| Bordes de películas impresas postindustriales | 0,5 a 1,5 por ciento | Inyección de tinta en la superficie, residuo de disolventes | Trituración en húmedo, lavado por fricción, lavado corto y caliente, exprimidor. | Unidades monostadio con ventilación al vacío. |
| Bolsas de compra de LDPE de postconsumo, impresas | 2 a 5 por ciento | Tinta, residuos alimentarios, etiquetas de papel. | Trituración en húmedo, lavado por fricción, lavado con caustico caliente a 80 o 90 grados Celsius, aclarado, centrifugado, exprimidor. | Unidades monostadio con ventilación al vacío o bien unidades bistadio. |
| Película de estiramiento y embalaje, ligeramente impresa | 1 a 3 por ciento. | Residuos de la cinta, polvo, gránulos de palets. | Trituración en húmedo, lavado por fricción, lavado caliente, breve separación flotación y exprimidor. | Unidades monostadio con ventilación al vacío. |
| Etiqueta liner y película laminada con adhesivo | 4 a 10 por ciento | Adhesivo sensible a la presión, liberación de silicona, fibra de papel | Trituración en húmedo, lavado en caliente prolongado con surfactante, lavado por fricción doble, aclarado doble y extractor. | Extrusión en dos etapas, obligatoria |
| Mulantos agrícolas y películas para invernaderos | 8 a 20 por ciento | Suelo, arena, arena gruesa, materia vegetal. | Pre-lavado y eliminación de fragmentos, trituración en húmedo de alta resistencia, lavado por fricción en varias etapas, lavado en caliente, aclarado, centrifugación y escurridor. | Depósito de dos etapas con filtración gruesa en la primera etapa. |
| LDPE y LLDPE mezclados postconsumo, altamente impresos | 5 a 12 por ciento | Sistemas de tinta mixtos, adhesivo, residuos orgánicos | Cadena completa de productos húmedos con lavado en caliente extendido y lavado con protección de la fricción reforzada. | Depósito ventilado de dos etapas con filtración automática. |
| Laminado multicapa con estrato de barrera | Variable, a menudo aglomerado | Capa de barrera sin productos químicos orgánicos persistentes, tinta en relieve. | Limpieza para suelos superficiales solamente; la capa de protección no es removible | Depósito de dos etapas con filtración fina, pero con penalización de color y gel. |
Cuadro 2 — Química de la contaminación y el mecanismo que realmente la elimina.
| Contaminante | Capa o carga típica | Mecanismo de extracción. | 000 dólares al coste del equipo, pero previene problemas de calidad y desperdicio de material. | Eficacia de extracción realista |
|---|---|---|---|---|
| Impresión superficial basada en disolventes | 2 a 8 μm de película de tinta | Hidrólisis del aglutinante más abrasión mecánica | Depósito de lavado a alta temperatura con lavadora de fricción. | 70 a 90 por ciento. |
| Impresión de superficie a base de agua. | De 3 a 6 micras de película de tinta | Humectación del surfactante y abrasión mecánica. | Disco de fricción con agua caliente. | 75 a 92 por ciento |
| La tinta laminada con impresión invertida | Encapsulado entre capas. | Ninguno disponible mediante lavado | No es extrable; solo es posible la homogeneización del color | Eficacia prácticamente nula |
| Adhesivo acrílico sensible a la presión | 15 a 30 gramos por metro cuadrado | Amenudo térmico más surfactante más separación por cizallamiento | Lavado en caliente a 85-90 grados Celsius más segunda lavadora de fricción | De 60 a 85 por ciento. |
| Adhesivo de fusión en caliente, bloque de copolímero | Perlas y rayas discretas. | Alargar y luego eliminar mecánicamente; dispersión de fusión parcial. | Lava en caliente más filtro de fusión. | 50 a 75 por ciento eliminado, resto filtrado |
| Fibra y etiquetas de papel | 1 a 4 por ciento en peso. | Aumento de volumen, desintegración y eliminación por flotación de la fibra | Tanque de enmo-Xado, arandela de fricción, rebose de agua. | Del 90 al 98 por ciento. |
| Suelo agrícola, arena, granillos | 3 a 15 por ciento en peso | Agitación mecánica más sedimentación | Tanque de pre-lavado, trampa de arena, lavadora de fricción. | 92 a 99 por ciento. |
| Residuos alimenticios y orgánicos. | 0,5 a 3 por ciento. | Saponificación de ácido más disolución en agua tibia | Depósito de lavado a alta temperatura. | Del 90 al 98 por ciento. |
| Fragmentos metálicos, grapas, alambres | Esporádico. | Separación magnética y mediante corrientes de Foucault | Magneto de entrada y filtrado posterior de la masa fundida. | Por encima del 99 por ciento si se monta un imán |
| Arena y finos minerales inferiores a 200 micrómetros. | Variable | Hidrocilindro y sedimentación; escudo de filtraje de fusión | Bucle de enjuague y filtro de fusión | 85 a 95 por ciento |
Cuadro 2: Equipamiento de estaciones de línea y parámetros clave.
| Formato del material | Densidad volumétrica aumentada a 0,30-0,45 toneladas por metro cúbico. | Tendencia al envasado | Método de transporte. | Consecuencia del diseño. |
|---|---|---|---|---|
| Película suelta, tal y como se recibe | 0,25 a 0,45 en fardo | No aplicable | Transportador de balos con estación de quitar alambre | Necesita un deshilcho de fardo antes del triturado |
| Película suelta después de la rotura de los bales | 0,02 a 0,05 | Muy alto | Transportador de cintas anchos, a baja velocidad. | Sección transversal de la cinta transportadora excesivamente grande |
| Trozos de película triturada mojados, de 40 a 60 milímetros. | 0,06 a 0,11 | Alto | Transportador de tornillo con eje antiarruga | Geometría antirrollo obligatoria |
| Flake lavado y secado después de la centrifugadora. | Del 0,10 al 0,16. | Moderado. | 000 y | 3 % para productos alimenticios |
| Hojuelas exprimidas y preplastificadas. | 0,28 a 0,42 g/10 min | Bajo. | Cargas de choque provenientes de la caustización en lote. | Alimenta un tornillo de forma confiable sin un machacador |
| Fragmentos de película aglomerada. | 0,30 a 0,45 | Bajo. | 000 y | Rute alternativa cuando no se utiliza un exprimidor. |
| Granos terminados, 3 x 3 milímetros. | 0,50 a 0,58 | Ninguno | Transmisión neumática al silo | Manipulación estándar |
La cadena completa del proceso de fabricación de pellets de película LDPE
Una línea de pellets de película de LDPE completa para residuos impresos y viscosos consta de trece estaciones funcionales, y la especificación de cada una depende del perfil de contaminación establecido durante la caracterización de la materia prima. La comprensión de la cadena como una secuencia de cambios de estado, en lugar de como una lista de máquinas, es lo que permite a un ingeniero juzgar si una configuración propuesta es suficiente.
El material entra como un balde comprimido de 0,25 a 0,45 toneladas por metro cúbico, se abre en una película suelta de 0,02 a 0,05, se reduce el tamaño y se humedece en forma de escamas de 0,06 a 0,11, se limpia progresivamente y se reduce la humedad a través de la cadena de lavado, se compacta mecánicamente a 0,28 a 0,42, se funde y filtra, y finalmente sale como pellet de 0,50 a 0,58. La contaminación se elimina en paralelo con estos cambios de densidad, y la línea solo es tan buena como su etapa de eliminación más débil.
Tabla 4 — Mapa de funciones estación por estación de la línea de peletización de película de LDPE
| Estación 1: Abrasador de balas, transportador de cinta y plataforma de clasificación. | Función principal | Condición del material en la salida. | Controlador de especificaciones clave. |
|---|---|---|---|
| 000 USD | Coloca los balas en la línea, retira el alambre de empilado | Balo intocado en la cinta transportadora | Dimensiones y peso del balo |
| 2. triturador de balas o triturador robusto | Abre el balo, rasga la película en pedazos manejables. | Película suelta, piezas de 200 a 400 milímetros | Densidad del balo y presencia de objetos extraños |
| 3. Separación de metales | Eliminar los fragmentos de hierro y los no ferrosos. | Película sin metal | Fuente de la corriente de residuos |
| 4. Lavado previo y eliminación de la arena | Retirar la tierra suelta, la arena y las piedras antes del triturado. | Film con carga de partículas finas reducida | Carga de suelo; obligatoria para la película agrícola. |
| 5. Trituradora húmeda | Calcular la pérdida de finos | Grano de 40 a 60 milímetros, saturado | Espacio entre la cuchilla de 0,5 a 1 millímetro y tamaños de la malla |
| 6. Mandril de fricción, primer paso. | Limpieza mecánica a alta velocidad de la tinta y la suciedad | Flakes con contaminación superficial desprendida. | Velocidad del rotor (700 a 1000 rpm). |
| 10. Tanque de lavado en caliente | Atraco químico contra el aglutinante de la tinta, el adhesivo y los compuestos orgánicos. | Flakes con tinta y adhesivo en gran parte separados. | 80 a 90 grados Celsius, 1 a 2 por ciento de caustico, 10 a 20 minutos |
| 8. Lavadora de fricción, segundo paso | Eliminar la contaminación desprendida por los agentes químicos. | Grano limpio con residuos de productos químicos | Velocidad del rotor, estancia, caudal de agua. |
| 9. Separación del flotador y aclarado | Eliminar los contaminantes flotantes, neutralizar la química. | Lava en escurrimiento, pH casi neutro. | Manejado brevemente; diferencia de densidad entre el PE y los contaminantes. |
| 10. Deshidratación centrífuga | Eliminación mecánica del agua a granel. | Gránulos con un contenido de humedad del 3 al 8 % | Velocidad del rotor, anchura de los huecos de la pantalla. |
| 11. Estrechidor mecánico. | Compactación de deshidratación más precalentamiento por fricción | Graneado al 2% al 5% de humedad, a temperatura ambiente. | Tasa de compresión, diseño de ranuras de drenaje |
| 12. Extrusión con alimentador de fuerza y ventilación a vacío | Fusión, desgasifican, homogeneizan. | Fundición filtrada, desgasificada | L/D 30 a 36, ventilación al vacío menos 0,06 a menos 0,09 MPa |
| 13. Filtrado, pelletización, secado, almacenamiento. | Eliminar los sólidos, cortar y congelar los peletizadores, secar y transportar. | Peletizado seco, 3 por 3 milímetros. | Malla de cribado de 80 a 150, tipo de cabezal de corte |
Dos estaciones de esta lista se especifican de forma errónea por los compradores cuando comparan las cotizaciones del precio. La primera es la estación 4, de pre-lavado y eliminación de partículas abrasivas, que a menudo se elimina de una cotización para reducir los costes y luego se convierte en la razón por la que la duración de las cuchillas del triturador húmedo disminuye de 800 horas a 200 horas. La segunda es la estación 11, el exprimidor mecánico, que a veces se reemplaza por un secador térmico más prolongado; esta sustitución funciona en el caso de películas limpias pero falla en el caso de las impresas, porque el exprimidor contribuye a la densidad volumétrica y al precalentamiento, así como a la deshidratación.
La separación del flotante se produce en la estación 9, y en las líneas de película impresa desempeña un papel secundario en lugar de ser la protagonista. El LDPE flota, y la mayoría de lo que se debe eliminar en este punto ya se hundió en los tanques anteriores o fue llevado por el desbordamiento. La función de enjuague, que restaura el pH y el lavado de la química residual de la superficie de la pelete, es el trabajo más importante en esta estación en una línea de película impresa.
Destrucción de bales, transporte y trituración en húmedo.
La reducción del tamaño en la película impresa y adhesiva tiene un propósito que supera a todos los demás: crear una geometría de partículas que la cadena de lavado pueda limpiar y el alimentador pueda transportar sin producir partículas finas que se perderán como producto. Todo lo relacionado con el margen de la cuchilla, la abertura de la pantalla y la velocidad del rotor deriva de esta característica.
La rotura del balo es lo primero. La película balada llega comprimida a entre 0,25 y 0,45 toneladas por metro cúbico y está unida con alambre de acero o plástico. Al alimentar un balo intacto en una trituradora, se destruye rápidamente un rotor. Un desbaldador o una trituradora de baja velocidad con alta torsión abre el balo en trozos de 200 a 400 milímetros, y una estación de quitar alambre elimina la unión. En el caso de film con adhesivo, se prefieren las trituradoras robustas a los desbaldadores simples, ya que también deslaminan las capas superpuestas que el adhesivo ha unido.
La trituración húmeda es donde se establece la geometría del filamento de trabajo. Se inyecta agua directamente en la cámara de corte a una velocidad de aproximadamente 1,5 a 3 metros cúbicos por hora por tonelada de producción. El agua realiza cuatro tareas simultáneamente: suprime completamente el polvo, lleva el suelo y la arena antes de que esta pueda abrasar de nuevo las cuchillas, enfría las cuchillas y previene la fusión local del polietileno, y comienza el proceso de humedecimiento que la tobera de fricción terminará.
El espacio entre cuchillas es el parámetro que separa una trituradora de film de buena calidad de una de baja calidad. En el caso de la película, el espacio entre las cuchillas giratorias y fijas debe mantenerse entre 0,5 y 1 milímetro. Un espacio más amplio permite que la película se doble dentro del espacio en lugar de ser cortada, produciendo fragmentos largos y desiguales que se enrollan alrededor de cada eje posterior. Un espacio más estrecho provoca el contacto entre las cuchillas bajo la expansión térmica y destruye los bordes de corte. Dado que la película scarcely ofrece resistencia al corte, el operador no recibe ningún aviso audible o basado en la carga de que el espacio se haya desplazado; es necesario comprobarlo según una programación fija, normalmente cada 200 a 300 horas de funcionamiento.
La apertura de la pantalla controla el tamaño del flake. En el caso del film de LDPE, una pantalla de 40 a 60 milímetros es estándar, mientras que se utilizan de 60 a 80 milímetros en el caso del film agrícola muy sucio, donde es necesario minimizar la generación de finos y la capacidad de lavado posterior es amplia. Las pantallas más finas que 40 milímetros generan excesivos finos, y estos últimos en el reciclaje del film son una pérdida pura de rendimiento, ya que pasan a través de las pantallas de deshidratación junto con el agua.
Tabla 5 — Selección de la finura de filtración en función de la aplicación final
| Parámetro | Película de envasado impresa. | Película laminada adhesiva. | Película agrícola con suelo | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Velocidad del rotor. | De 420 a 500 rpm. | 380 a 460 rpm | 380 a 450 rpm | Una velocidad más baja reduce las finas y el calor. |
| Espacio entre la cuchilla | 0,5 a 0,8 milímetros. | 0,5 a 0,8 milímetros. | 0,6 a 1,0 milímetro | Revisar cada 200 a 300 horas. |
| Apertura de la malla | 40 a 60 milímetros. | 50 a 60 milímetros | De 60 a 80 milímetros. | Las tamices más finas producen una pérdida de finos. |
| Velocidad de inyección de agua | 1,5 a 2,5 metros cúbicos por hora por tonelada | 2,0 a 3,0 | 2,5 a 3,5 | 000 dólares. El costo de inversión por kilogramo para los sistemas de |
| Material de hoja | Acero de herramienta, endurecido | Acero de herramienta, endurecido | Grado de metalurgia en polvo | La arena requiere grados resistentes al desgaste. |
| Duración de la hoja, indicativa | 600 a 900 horas entre índices | 500 a 800 horas | 200 a 400 horas | Fuera de los componentes susceptibles de excavación. |
| Diseño del rotor. | Rotor abierto, patas escalonadas. | Rotor abierto, patas escalonadas. | Rotor abierto, cimitro reforzado. | El estiramiento reduce el par máximo. |
| Drenaje de la cámara. | Continuo, depósito filtrado. | Continuo, depósito filtrado. | Continuo con trampa de arena. | El recipiente de arena evita la recirculación de abrasivos. |
| Disposición antirrollo | Mangas del eje y rastrillos | Recipientes del eje, cepillos, área de sellado caliente. | Mangas del eje y rastrillos | Acentuación del adhesivo en las juntas |
| Energía específica típica. | 0,05 a 0,09 kilovatios por hora por kilogramo. | 0,06 a 0,10 | 0,07 a 0,12 | Aumenta bruscamente con las cuchillas desgastadas |
Un nota práctica sobre la película contaminada con adhesivo: el adhesivo sensible a la presión se acumula preferentemente en las juntas del eje y en las esquinas de la cámara de corte, donde la velocidad de flujo es más baja. Un triturador destinado a film con adhesivos debe tener una cámara con transiciones internas redondeadas y sin bordes horizontales, así como un procedimiento de limpieza semanal documentado. La acumulación de adhesivo que se deja carbonizar se convierte en la fuente de manchas negras en el pellet terminado tres semanas más tarde, mucho después de que se haya olvidado la causa.
Lavado por fricción y química de lavado en caliente para la eliminación de tinta y adhesivos
La arandela de fricción y el tanque de lavado en caliente realizan en conjunto el 80 al 90 por ciento de la eliminación de la contaminación en una línea de impresión en película; y funcionan en pareja: el tanque debilita químicamente la unión entre el contaminante y el polímero, mientras que la arandela de fricción proporciona la energía mecánica que realmente la disuelve. Especificar uno sin el otro produce una línea que o desperdicia químicos o desperdicia energía mecánica.
Mecánica de lavado por fricción
Un lavavajillas de fricción es un tambor vertical o inclinado que contiene un rotor de alta velocidad equipado con paletas, que gira dentro de una malla perforada. Las partículas entran desde abajo y son lanzadas hacia afuera contra la malla por el rotor, y viajan hacia arriba mientras se frotan contra la malla y otras partículas. Se inyecta agua a contracorriente, por lo que el agua más sucia sale por la parte inferior y el contacto más limpio se produce en lo alto.
La velocidad del rotor, para el servicio de película, oscila entre 700 y 1000 revoluciones por minuto. A menos de 700 rpm, no hay suficiente fuerza centrífuga para presionar las partículas contra la pantalla con suficiente fuerza para la abrasión. Superando los 1000 rpm en películas finas, el efecto predominante es la generación de finos en lugar de la limpieza, y se ve afectada la producción. La velocidad correcta dentro de esa banda depende del tamaño de las partículas y del tipo de contaminación: las partículas más grandes y la tinta más gruesa empujan hacia el extremo superior, mientras que las películas delgadas y ligeramente impresas hacia el extremo inferior.
El tiempo de estancia en un único paso de lavado por frotamiento es corto, normalmente entre 20 y 60 segundos. Por eso, las líneas de película impresas utilizan casi siempre dos fundones de lavado por frotamiento, uno antes del depósito de lavado en caliente y otro después. El primero elimina la suciedad suelta y reduce la carga sobre el agente químico; el segundo retira la contaminación que el agente químico ha desprendido. No es equivalente reproducir un único fundo de lavado por frotamiento durante el doble de tiempo, porque es la etapa química la que hace efectivo el segundo paso.
Química del lavado en caliente.
El tanque de lavado en caliente es un recipiente agitado y calentado con un tiempo de permanencia controlado, y para la película LDPE impresa y adherente, el intervalo de trabajo está bien establecido. La temperatura se mantiene entre 80 y 90 grados Celsius. La concentración de sosa cáustica se obtiene de 1 a 2 por ciento en peso. Un paquete de tensioactivos no iónicos se dosifica entre el 0,1 y el 0,4 por ciento. El tiempo de permanencia es de 10 a 20 minutos.
Cada una de estas cuatro variables realiza una función específica. La temperatura reduce la viscosidad del residuo adhesivo y acelera todas las reacciones químicas en el depósito. A temperaturas inferiores a 75 grados Celsius, la eliminación del adhesivo disminuye considerablemente. El producto caustico hidroliza los enlaces éster en los compuestos de fijación de la tinta y convierte en jabones los residuos orgánicos grases, haciendo que sean solubles en agua. El surfactant reduce la tensión interfacial, lo que permite que el agua humedezca la superficie hidrofóbica del polietileno y penetre bajo las contaminaciones despegadas. El tiempo de permanencia proporciona a la química el contacto necesario; a menos de 8 minutos, la eliminación de la tinta en los sistemas de impresión basados en disolventes se vuelve poco confiable.
También existe un límite superior. Las temperaturas superiores a 95 grados Celsius y el contenido de caustico superior al 3% comienzan a atacar la superficie de polietileno mismo, generando grupos carbonilo que reducen la estabilidad oxidativa del pellet terminado y provocan una desviación del color hacia el amarillo durante la extrusión. El tiempo de permanencia prolongado a altas concentraciones de caustico también consume químicos de forma innecesaria, y cada gramo de caustico añadido al tanque tiene que ser neutralizado y descartado posteriormente.
Tabla 6: período de operación de las lavadas en caliente según el tipo de contaminación.
| Perfil de contaminación | Temperatura. | La concentración de caustica | Dosificación de surfactante. | Tiempo de permanencia | Paletas de dispositivo de fricción. |
|---|---|---|---|---|---|
| Impresión superficial liviana, suciedad baja. | 70 a 78 grados Celsius. | 0,5 a 1,0 por ciento | Del 0,1 al el 0,2 por ciento. | 8 a 12 minutos | 1 a 2 años. |
| Impresión a base de disolvente pesada. | 82 a 90 grados Celsius | 1,5 a 2,0 por ciento | del 0,2 al 0,3 por ciento. | 15 a 20 minutos | 2 |
| Impresión a base de agua con restos de alimentos. | 80 a 88 grados Celsius | 1,0 a 1,5 por ciento | del 0,2 al 0,4 por ciento. | 12 a 18 minutos | 2 |
| Adhesivo sensible a la presión, revestimiento de etiqueta | 85 a 90 grados Celsius | 1,5 a 2,0 por ciento | entre 0,3 y 0,4 por ciento | 18 a 20 minutos | 2, segundo paso reforzado |
| granizados adhesivos de fusión en caliente | 85 a 90 grados Celsius | 1,0 a 1,5 por ciento | entre 0,3 y 0,4 por ciento | 15 a 20 minutos | 2 más filtro de finosización posterior |
| Película agrícola, dominada por el suelo | 75 a 85 grados Celsius | 0,8 a 1,5 por ciento | Del 0,1 al el 0,2 por ciento. | 10 a 15 minutos | 2 a 3 |
| Mutilmix posconsumo, en el peor de los casos | 85 a 90 grados Celsius | 1,5 a 2,0 por ciento | entre 0,3 y 0,4 por ciento | 18 a 20 minutos | 3 |
El consumo de productos químicos es un costo operativo real y debe modelarse durante la ingeniería del proyecto. El reabastecimiento de la caustique depende de dos pérdidas: la neutralización por parte de los componentes ácidos del suelo y la transferencia de la superficie de las escamas al aclarado. Un depósito bien diseñado con una hélice de desecación en la salida y un aclarado de recuperación de la caustique devuelve la mayor parte de la transferencia al depósito, y reduce el consumo de caustique a aproximadamente un tercio de lo que utiliza un diseño de transferencia abierta. En la escala de costos utilizada en esta guía, el consumo de productos químicos para una línea de película impresa es moderado, y para una línea de revestimiento de etiquetas es elevado.
Notas prácticas sobre la eliminación del adhesivo
La eliminación de adhesivos tiene una característica que atrapa a los nuevos operadores: funciona bien o funciona mal, con poco intermedio. La razón es que el adhesivo sensible a la presión se descuenta como una película cohesiva una vez que se rompe el enlace interfacial, pero si no se rompe el enlace interfacial, permanece totalmente adherido. La temperatura es el interruptor. Un tanque a una temperatura de 78 grados Celsius mostrará una mala eliminación de adhesivos, y el mismo tanque a 86 grados Celsius mostrará una buena eliminación, con el tránsito que ocurre en una banda estrecha. Esta es la razón por la que los tanques de lavado en caliente en líneas con alto contenido de adhesivos necesitan un control de temperatura confiable y una capacidad de calentamiento adecuada para la carga húmeda peor, no solo para la media.
La segunda nota práctica es que el adhesivo desprendido debe retirarse inmediatamente del circuito de agua, o se depositará nuevamente en el floco limpio. Un escurridor en la superficie del tanque, además de una pantalla fina en el circuito de recirculación, resuelven este problema. Las líneas sin eliminación de adhesivo del circuito de agua muestran un patrón enigmático en el que la eficiencia de lavado disminuye a lo largo de un turno y vuelve a mejorar después de un cambio de agua; se trata de una deposición, no de un fallo químico.
Lavado, corrección de la densidad y cascada de deshidratación
Todo lo que existe entre la última arandela de fricción y la garganta del extrusor tiene un único fin: eliminar el agua de un material con una enorme superficie, sin perder el rendimiento ni consumir una energía térmica excesiva. La respuesta es una cascada mecánica, en la que cada etapa elimina el agua que la etapa anterior no pudo.
Lava y recuperación del pH.
Las escamas que salen de la segunda lavadora de fricción transportan agua cargada de caustico en su superficie. Ese agua ha de ser sustituida por agua limpia antes de la deshidratación, por tres motivos. El caustico residual corroe el acero inoxidable del equipo situado más abajo con el tiempo. El caustico transportado al extrusor favorece el cambio de color y puede acelerar la degradación. Y el caustico transportado al agua de refrigeración del pellet altera el circuito del agua del pellet.
Por ejemplo, un lavado contracorriente en dos etapas reduce el pH de la superficie de alrededor de 11 a 12 hasta 7,5 a 8,5 con un consumo moderado de agua potable. Contra corriente significa que el agua más limpia está en contacto con el flake más limpio y el agua cae hacia atrás hacia las etapas más sucias antes de salir del sistema. Esta es una decisión de instalaciones, no de equipos, y no cuesta nada en la fase de diseño, al tiempo que ahorra un consumo sustancial de agua durante la vida de la planta.
La separación por densidad ocurre en este punto en muchas líneas de film. Debido a que el LDPE tiene una densidad aproximada de 0,918 a 0,925 gramos por centímetro cubico y el agua es 1,0, el polipropileno flota mientras que la tierra, la arena, los fragmentos de metal, la pulpa de papel y los polímeros más densos se ahogan. En una línea de film impresa y pegajosa, este paso es un obstáculo útil en lugar del evento principal, ya que la mayoría de la contaminación extraíble ya se ha eliminado. Merece la pena tenerlo, pero no vale la pena hacer un proyecto excesivo en esta corriente.
Desagüe por centrifugación
Un secador centrífugo vertical o horizontal toma los granos a un contenido de humedad superficial del 25 al 40% y los reduce al 3-8%. Funciona lanzando los granos hacia fuera contra una rejilla perforada con un rotor de alta velocidad, típicamente a 700-1200 revoluciones por minuto dependiendo del tamaño de la máquina. El agua atraviesa las aberturas de la rejilla; los granos avanzan hacia arriba a lo largo de la rejilla y se descargan en la parte superior.
La especificación crítica es el ancho de la ranura de la pantalla. Las ranuras de 0,6 a 1,2 milímetros son típicas para el film granulado. Las ranuras más anchas permiten pasar más agua, pero también pierden más finos. Las ranuras más estrechas retienen los finos, pero se obturan con más rapidez por trozos de fibra y de film. En la película impresa con restos de las etiquetas de papel, el obturamiento de las ranuras es una actividad de mantenimiento real, y la máquina necesita una pantalla accesible para una inspección diaria.
Expresión mecánica
El extractor mecánico, a veces llamado secador extractor o plastificador, es la etapa que hace que una línea de peldistrición de películas funcione. Es una prensa con rosca que cuenta con un depósito calentado o que se calienta por sí solo y con una descarga limitada. A medida que la rosca comprime las peladuras húmedas contra la restricción, el agua se fuerza hacia fuera a través de las ranuras de drenaje en la pared del depósito, y la fricción calienta el material a una temperatura de 90 a 130 grados Celsius. El producto es un fragmento caliente y parcialmente suavizado con un contenido de humedad del 2 al 5 por ciento y una densidad en masa de 0,28 a 0,42 toneladas por metro cúbico.
El exprimidor ofrece tres beneficios a la vez. Elimina el agua de manera mecánica, lo que consume mucha menos energía que evaporar el mismo agua de forma térmica. Aumenta la densidad en masa de un factor tres o cuatro, lo que permite que el extrusor se alimentare de manera fiable. Y precalienta el material, lo que reduce la carga de fusión en el extrusor y acorta el tiempo necesario para la total plastificación. En una línea de películas impresas, eliminar el exprimidor para ahorrar capital es una falsa economía que se muestra de inmediato en la reducción del caudal y en los gránulos porosos con marcas de humedad.
Tabla 7 — La cascada de deshidratación: humedad, densidad aparente y energía en cada etapa
| Fase | Humedad en | Eliminación de la humedad | Densidad volumétrica de la salida. | Energía específica. | Riesgo primario |
|---|---|---|---|---|---|
| Descarga procedente de la lavadora por fricción. | Saturar. | Del 25 al 40 por ciento | 0,06 a 0,10 | Incluido, dependiente de la carga | Finos que se arrastran con el agua. |
| Transportador de tornillo de drenaje | Del 25 al 40 por ciento | 18 a 28 por ciento | 0,07 a 0,11 | 0,005 a 0,012 kilovatios hora por kilogram | Envoltura de película en manguera. |
| Secador por centrifugación | 18 a 28 por ciento | 3 a 8 por ciento | Del 0,10 al 0,16. | 0,03 a 0,06 kilovatios por hora por kilogramo. | Blindaje de la pantalla con fibra |
| Extractor mecánico | 3 a 8 por ciento | 2 a 5 por ciento | 0,28 a 0,42 g/10 min | 0,06 a 0,11 kilovatios por hora por kilogram | Acentuación del adhesivo en las ranuras de drenaje |
| Válvula de ventilación por vacío de la extrusora | 2 a 5 por ciento | Menos del 0,1 por ciento. | Fase de la fusión. | 0,01 a 0,03 kilovatios hora por kilogram, bomba de vacío | Inundación del ventilador si hay picos de humedad en el sector húmedo. |
| Secador térmico opcional, si está instalado | 3 a 8 por ciento | 1 a 3 por ciento. | Del 0,10 al 0,16. | 0,12 a 0,22 kilovatios hora por kilogram | Alto costo energético en comparación con las vías mecánicas |
La última pareja de la tabla hace el argumento económico a favor de la ruta mecánica. Extraer un kilogramo de agua por medio térmico requiere la energía de vaporización latente más las pérdidas, lo cual en la práctica significa varias veces la energía de extraer el mismo agua de forma mecánica. En una línea de 1000 kilogramos por hora, al eliminar un 5 % de humedad, la diferencia entre una ruta mecánica y una térmica es un elemento importante en la cuenta anual de energía, y vuelve a ocurrir cada hora que la línea está trabajando.
Alimentación forzosa: Solución del problema de la baja densidad de masa
Un alimentador de fuerza, también llamado alimentador compactador o alimentador de compactación, es el componente que convierte una corriente de material de baja densidad volumétrica en un flujo de masa que la hélice del extrusor puede aceptar, y en el caso de la película de LDPE impresa y adhesiva no es opcional. Sin uno, un extrusor de una sola hélice que alimenta trozos de película produce generalmente entre el 40 y 60% de la producción que lograría con una carga de paletas, y el déficit empeora a medida que el material se vuelve más ligero y más esponjoso.
El dispositivo es un tornillo vertical o montado en el lateral que se situa por encima o junto al orificio del extrusor y gira de forma independiente, presionando el material hacia abajo por el orificio contra la resistencia de la columna de material. El tornillo de compactación suele tener una inclinación decreciente o un profundidad de canal decreciente hacia la salida, por lo que el material se densifica progresivamente a medida que avanza. La velocidad se controla mediante un inversor y está vinculada o bien a la carga del tornillo del extrusor o a un sensor de nivel en la cubeta del alimentador.
Determinación del tamaño y control
La determinación del tamaño del alimentador se basa en el flujo volumétrico que necesita el extrusor en el gargajo. Si el extrusor necesita 3,5 metros cúbicos por hora de material en el gargajo y la partícula llega a 0,30 toneladas por metro cúbico, el alimentador debe entregar algo más de 1000 kilogramos por hora a esa densidad sin que se produzca deslizamiento. El deslizamiento es el enemigo: si el tornillo de compactación gira más rápido que el material puede empujarse hacia el gargajo, el material simplemente gira con el tornillo y no se transfiere ninguna masa.
La estrategia de control estándar es el seguimiento de la carga. La carga de la unidad de accionamiento principal del extrusor se mide continuamente, y la velocidad del alimentador se ajusta para mantener esa carga en un valor objetivo, normalmente entre el 70 y el 85 por ciento del par nominal. Esto compensa automáticamente los cambios en la densidad del material en bruto, que en el film impreso varía de balote a balote. El control del nivel en el depósito del alimentador actúa como un bucle secundario, evitando que el alimentador se quede vacío o se sobrepase de lleno.
Por qué el material adhesivo forma puentes y cómo se puede evitar.
El sellado en un distribuidor de fuerza sobre una cinta de película contaminada con adhesivo tiene un mecanismo específico. La compactación genera calor de fricción. El residuo de adhesivo se ablanda a una temperatura entre 40 y 60 grados Celsius. Una vez ablandado, el adhesivo une los granos adyacentes en una masa cohesiva. Esa masa cubre la garganta del distribuidor y el material situado por encima de esa zona deja de descender mientras la ruleta de compactación sigue girando dentro de un espacio vacío.
Las medidas compensatorias son straightforward una vez comprendido el mecanismo. En primer lugar, proteja el cárter del alimentador con una funda de agua y mantenga la temperatura de la pared por debajo de 45 grados Celsius; esto supone una pequeña carga de refrigeración y elimina el desencadenante del ablandamiento. En segundo lugar, reduzca ligeramente la proporción de compactación, aceptando una densidad marginalmente menor a cambio de menos calentamiento por fricción. En tercer lugar, instale una paleta antidesmiente o un agitador de rotación lenta en la cubeta del alimentador, por encima del tornillo de compactación. En cuarto lugar, mantenga la humedad entrante del separador a una temperatura constante, porque un pico en la temperatura de salida del separador se propaga directamente al alimentador.
Tabla 7: Matriz de fallas y medidas correctivas
| Producción de la línea | Diámetro del tornillo del ventilador, indicativo | Calificación de tracción | Coeficiente de compactación | Enfriamiento de la carcasa. | Modo de control |
|---|---|---|---|---|---|
| De 150 a 300 kilogramos por hora | De 150 a 200 milímetros. | 4 a 7,5 kilovatios | De 2,0 a 2,5 a 1 | Verificación de fugas y desagüe de la línea de aire | Seguimiento del carga en el motor principal |
| 300 a 500 kilogramos por hora. | 200 a 250 milímetros | 7,5 a 11 kilowatios (kW) | 2,2 a 2,8, | Capa de agua recomendada | Nivel de seguimiento del carga más nivel |
| 500 a 800 kilos por hora | 4. De 250 a 300 milímetros. | 11 a 18,5 kilovatios | 2,5 a 3,0 a 1 | Capa de agua, termostática | Nivel de seguimiento del carga más nivel |
| De 800 a 1200 kilogramos por hora. | 300 a 380 milímetros | 18,5 a 30 kilovatios. | 2,5 a 3,2 a 1 | Capa de agua, termostática, zonificada | Nivel de seguimiento del carga más nivel más límite de par |
| Material adhesivo pesado, de cualquier tamaño. | Un tamaño superior al match de la capacidad | Un escalón de calificación superior | Reduzca en 0,3 a 0,5. | Obligatorio, pared a temperatura inferior a 45 grados Celsius. | Seguimiento del carga con paleta antinucleación |
Una alternativa a la alimentación forzada es la aglomeración, en la que el pedazo de película se densifica en una máquina separada antes de introducirse en el extrusor. La aglomeración produce un pedazo de forma fluida con una densidad de 0,30 a 0,45 toneladas por metro cúbico que puede alimentarse mediante un tolva de gravedad estándar. La compensación es un historial térmico adicional para el polímero y una máquina separada con su propia demanda de energía y carga de mantenimiento. En las líneas que ya cuentan con un extractor mecánico que produce un pedazo caliente y densificado, la ruta del extractor y del alimentador forzado es generalmente preferente porque el material experimenta menos calor total.
Configuración del extrusor: geometría del tornillo, L/D y evacuación por vacío
El extrudidor de una línea de película LDPE impresa y adhesiva debe realizar cuatro tareas en secuencia: aceptar un ingrediente granulado de densidad variable, fundirlo sin sobrecalentarlo, eliminar el exceso de humedad y los componentes de tinta volátiles bajo vacío y generar la presión necesaria para empujar la masa fundida a través de un filtro fino. La geometría del tornillo y la relación longitud/diámetro son lo que hacen que esas cuatro tareas sean compatibles entre sí.
Relación longitud/diámetro
Para los extructores de reciclaje de películas con ventilación, la relación L/D que va desde 30 a 36 a 1 es el rango de trabajo. Las máquinas más cortas, con una relación de 25 a 28 a 1, pueden fundir el polietileno de manera adecuada pero dejan una longitud insuficiente para una zona de descompresión adecuada, una zona de ventilación con una estancia adecuada y una segunda zona de dosificación. Las máquinas más largas, más allá de 38 a 1, añaden tiempo de estancia que aumenta la exposición térmica sin añadir una función útil en una poliolefina de primera necesidad.
La división interna de esa longitud es más importante que la cantidad total. Un diseño típico asigna aproximadamente 8 a 10 diámetros al sistema de alimentación y transporte, 8 a 10 a la compresión y fusión, 2 a 3 a la descompresión antes de la ventanilla, 4 a 6 a la zona de ventanilla y 8 a 10 a la segunda sección de dosificación y creación de presión. La zona de descompresión es la parte que los compradores inexpertos pasan por alto. Su función es permitir que la fusión se expanda y exponga una superficie fresca en la abertura de la ventanilla, y sin una longitud adecuada de descompresión, la misma no separará ningún volatile, independientemente de lo bueno que sea el vacío.
Diseño de tornillo para residuos de película
La harina de película que ingresa a la garganta es caliente, irregular en tamaño y variable en densidad. La sección de alimentación necesita vuelos profundos y un volumen del canal generoso para poder aceptar las corrientes de baja densidad sin dejarlo sin alimento durante las corrientes densas. Una sección de fusión de tipo barrera proporciona una fusión más consistente que una sección de compresión simple, porque separa físicamente el lecho sólido del charco de fusión y previene que la harina sin fundir se lleve hacia adelante a la zona de ventilación, donde obstruiría la abertura de la misma.
Un elemento de mezcla situado delante de la sección de dosificación mejora la homogeneidad del color, algo muy importante en las películas imprimidas. El LDPE reciclado impreso no tendrá nunca un color limpio y natural, pero podría ser de un gris o carbón coherente, y la coherencia es lo que convierte un grano de baja calidad en uno susceptible de venta. Una sección de mezcla distribuidora, como una piña o un elemento de estilo Maddock, homogeneiza la distribución del pigmento que la cadena de lavado no pudo eliminar.
Índice de compresión para las series de películas procedentes de material reciclado, en el rango de 2,5 a 3,2, valores inferiores a los empleados para el material virgen, que varian entre 3,5 y 4, debido a que las crumbas que entran en la máquina están ya parcial-dense y precalientes por el estrangulador, por lo que un índice de compresión agresivo generaría un exceso de calor de cizallamiento y elevaría la temperatura de fusión por encima del rango deseado.
Ventilación por aspiración.
La sección de ventilación es donde la humedad residual, las trazas de disolvente de la tinta y los productos de degradación de bajo peso molecular abandonan la masa fundida. El nivel de vacío para el reciclaje de películas oscila entre -0,06 y -0,09 megapascales. El extremo inferior de ese rango es adecuado para las películas postindustriales bien deshidratadas; el extremo superior es necesario para las películas impresas postconsumidor con un 4 a 5 % de humedad al inicio y un contenido significativo de tinta volátil.
Dos ventilaciones son mejores que una en el caso de materiales muy impresos. La primera ventilación, situada más temprano en el tambor, elimina la mayor parte del vapor de agua a un vacío modesto. La segunda ventilación, situada más tarde y a un vacío más profundo, elimina los volátiles restantes de una masa fundida que ya ha perdido la mayor parte de su agua. Dividiendo la tarea de esta manera se evita el modo de fallo de una única ventilación, en que una ráfaga de vapor de agua inunda la abertura de la ventilación y empuja la masa fundida hacia la línea de vacío.
El hardware del ventilador necesita atención práctica. Un sistema de vacío en un servicio de películas impresas acumula agua condensada, disolvente de la tinta y partículas de polímero. Un recipiente de soplado con un drenaje accesible, un separador cónico y un filtro antes de la bomba de vacío son necesarios, y todos ellos necesitan un programa de limpieza. Un estope de ventilador, un pequeño tornillo en la abertura del ventilador que empuja hacia atrás cualquier masa fundida que sube, evita que la inundación del ventilador se convierta en una interrupción de producción.
Protección contra el desgaste del tambor y del tornillo
La película impresa y agrícola lleva partículas de minerales que ninguna cadena de lavado elimina por completo. Estas partículas son abrasivas. Un tanque nitrurado y un tornillo son adecuados para película limpia de uso postindustrial. Para la película impresa de uso postconsumidor y de uso obligatorio en la película agrícola, la especificación debería ser un revestimiento de barril bimetálico y un tornillo con cara dura, lo que aumenta la vida útil de la unidad de plastificación de dos a cuatro veces. El desgaste se manifiesta primero como una pérdida de salida a una velocidad constante del tornillo y un aumento de la temperatura del fundente, debido al incremento del espacio libre que permite que el fundente fluya hacia atrás sobre las rampas y vuelva a cortarse.
Extrusión de una etapa frente a extrusión de dos etapas para película contaminada.
La elección entre un proceso de un solo nivel versus dos niveles es la decisión arquitectónica más importante en una línea de granulado de película de LDPE, y debe basarse en el nivel de contaminación y la finura de filtración requerida en lugar de únicamente en el coste de capital. La regla que funciona en la práctica es sencilla: una contaminación superior aproximadamente al 3% en peso, la presencia de adhesivo o una filtración más fina de 120 mallas apuntan todos hacia un proceso de dos niveles.
¿Qué hace un sistema en dos etapas?
En una máquina de una sola etapa, un tornillo realiza la fusión, la evacuación y la generación de presión contra el filtro. Cuando el filtro comienza a bloquearse, aumenta la presión de retroalimentación, y ese aumento de presión cambia las condiciones dentro del tornillo: disminuye el caudal, aumenta el tiempo de residencia, aumenta el calentamiento por cizallamiento y aumenta la temperatura de fusión. Un tornillo que estaba bien ajustado a una presión del filtro de 80 bares ya no lo está a 180 bares. En una película muy contaminada donde el filtro se obstruye rápidamente, la máquina pasa gran parte de su vida fuera de su intervalo de diseño.
Un sistema de dos etapas, a menudo descrito como una configuración madre-hijo, divide el trabajo. El extrusor de primera etapa funde, ventila y homogeneiza a baja presión de descarga, alimentando el fundido a la parte más estrecha de un segundo extrusor más corto que realiza la construcción de presión contra el filtro. Debido a que la primera etapa siempre descarga a baja presión, su punto de operación no se mueve una vez que el filtro se sobrecarga. La temperatura del fundido permanece estable, la producción permanece estable y la calidad del pellet no altera su comportamiento durante un ciclo de cambio de la partícula.
La segunda etapa también proporciona una ubicación natural para un segundo conducto de descarga, que opera sobre una corriente ya derretida y desgasificada. Esta configuración permite reducir el contenido residual de elementos volátiles hasta un nivel adecuado para aplicaciones exigentes.
Las alternativas
El equipo de dos etapas cuesta más en capital, ocupa más espacio, tiene más unidades de control que mantener y consume un poco más de energía por kilogramo a igual rendimiento en material limpio. Esos son verdaderos inconvenientes que importan para una planta que trabaja con recortes limpios después de la industria. En el caso de la película impresa y adherente procedente del consumidor, las desventajas quedan eclipsadas por la estabilidad, la capacidad de filtración y la consistencia de los granulados. Una línea de un solo escalón que produce un granulado que varía en su índice de flujo de fusión y en su color durante un ciclo de cambio de pantalla perderá el cliente para ese granulado, y esa pérdida eclipsa la diferencia en el equipamiento.
Tabla 9 — Extrusión de una sola etapa versus dos etapas para film de LDPE
| Criterio | Unidades monostadio con ventilación al vacío. | Sistema madre-hijo en dos etapas |
|---|---|---|
| Nivel de contaminación adecuado | Hasta el 99 % más. | Hasta un 15 por ciento y más con el final anterior húmedo coincidente |
| Alimentos contaminados con adhesivos | Marginal; es probable el traspaso de gel | Arquitectura recomendada |
| Finesos de filtraje prácticos. | De 60 a 120 mallas. | 80 a 150 de malla, y más fina con filtros automáticos |
| Estabilidad de la temperatura del vidrio durante un ciclo de impresión. | Desviaciones entre 8 y 20 grados Celsius con carga de los filtros. | Desviaciones entre 2 y 5 grados Celsius. |
| Caída del índice de fluidez en fusión en el pellet final | Más o menos 15 a 25%: normal | Más o menos 8 a 12 % de forma típica. |
| Capacidad de desgasificación | Un solo orificio, ocasionalmente dos. | Dos ventiladores, el segundo en flujo completamente derretido. |
| Costo de los activos relativo | Medio | Alto |
| Huella relativa | Medio | Alto |
| Energía específica a un mismo rendimiento, alimento puro. | Menos, aproximadamente entre 0,02 y 0,05 kilovatios hora por kilogramo. | Un poco más alto con alimentación limpia, un poco menor con alimentación sucia |
| Energía específica para el 8 por ciento de los piensos contaminados | Mayor, debido al corte bajo presión. | Más bajo y previsible. |
| Tolerancia de la frecuencia de cambio de pantalla. | Cada cambio altera el proceso. | Los cambios son en gran medida transparentes para la primera etapa |
| Carga de mantenimiento | Más bajo. | Mayor, dos unidades de impulsión y dos reductores de velocidad. |
| Mayor ajuste. | Trímes de películas impresas postindustriales, cinta de embalaje | Film impresa postconsumo, papel de etiqueta, film agrícola |
Para el pelletizado downstream a escala de compuestación, Wanplas suministra sistemas de pelletización de globo compatible que se integran directamente con las líneas de lavado de Polyretec, por lo que un cliente que está construyendo una planta completa de láminas a pellets puede adquirir la línea de lavado y la etapa de compuestación dentro del mismo proyecto, con un único equipo de puesta en servicio y una filosofía de control.
Estrategia de filtrado y cambio de la cribadora en el proceso de fundido:
La filtración por fusión es la última línea de defensa contra todo lo que la cadena de lavado dejó escapar, y en el caso de las películas imprimidas y pegajosas que incluyen aglomerados de pigmentos, adhesivo carbonizado, carbón de las fibras del papel, finos de minerales y en ocasiones fragmentos metálicos. La estrategia de filtración ha de ajustarse a la carga de contaminación, porque un filtro demasiado fino para la carga se convierte en un cuello de botella de producción y un filtro demasiado grueso deja pasar defectos al cliente.
Selección de la malla.
En el caso de la película de LDPE impresa de posconsumo, el rango práctico va de 80 a 150 en el tamaño de mallas. Una pantalla de 80 mallas tiene una abertura de aproximadamente 180 micrómetros, una pantalla de 100 mallas de aproximadamente 150 micrómetros, una pantalla de 120 mallas de aproximadamente 125 micrómetros y una pantalla de 150 mallas de aproximadamente 105 micrómetros. La película agrícola con una alta carga mineral debe comenzar a 80 o 100 mallas en la primera etapa. La película de envases impresa limpia puede pasar a 120 o 150 mallas. Intentar 150 mallas en la película agrícola en una máquina de una sola etapa producirá un cambio de mallas cada pocos minutos y una velocidad de producción inutilizable.
Los paquetes de tamices suelen construirse como un sandwich: un tamiz de soporte grueso, un tamiz de trabajo fino y un segundo tamiz grueso, todo respaldado por una placa de ruptura perforada. Los tamices de soporte soportan la carga mecánica para que el tamiz fino no se deformen bajo la presión.
Tipos de cambiador de pantalla.
Tres arquitecturas cubren casi todas las aplicaciones de reciclaje de película. Un cambiador de pantalla de dos pistones y doble posición contiene cuatro cavidades de pantalla y permite cambiar un lado mientras el otro soporta el flujo, lo que permite un funcionamiento continuo con una breve perturbación de presión en cada cambio. Un cambiador de pantalla de cinta continua lleva una tira de malla de pantalla de forma incremental mientras sube la presión, lo que da un filtrado casi constante sin pasos de presión ni intervención del operario, a expensas de la cinta de pantalla de desgaste. Un filtro automático de auto-limpiado con una pantalla perforada por láser o ranurada giratoria elimina la contaminación de la superficie del filtro de forma continua y la descarga, lo que es la respuesta correcta para cargas de contaminación muy elevadas en donde el consumo de pantalla en un cambiador de cinta sería excesivo.
Para la película de LDPE impresa y pegajosa con una contaminación del 2 al 5 por ciento, un cambio de pantalla continuo con dos pistones es la opción más común. Para la película agrícola con una contaminación del 8 por ciento en adelante, un filtro automático de autolimpieza vale el costo gracias a que se elimina el tiempo de inactividad y la pérdida de fusión al cambiar de pantalla.
Tabla 10 — Opciones de filtración del fundido para película LDPE impresa y adhesiva
| Tipo de filtro | Gama de mallas práctica | Carga de contaminación adecuada. | Interrupción del flujo al cambiar | Pérdida de la fusión por cambio. | Costo relativo |
|---|---|---|---|---|---|
| Cambiador de pantalla manual de una sola placa | 40 a 80 mallas. | Por debajo del 0,5 por ciento | Parada completa, de 2 a 5 minutos | Alto | Bajo. |
| Placa deslizante hidráulica, en una sola posición. | De 60 a 100 mallas. | Por debajo del 1 % | Breve interrupción, segundos. | Medio | Bajo a medio. |
| Pistón doble, cuatro cavidades, continuo | 80 a 150 de malla | 1 a 6 por ciento. | Ninguna, solo cambio de presión | Bajo. | Medio |
| Cambiador de cribas de cinta continua. | 80 a 150 de malla | 2 a 8 por ciento | Ninguno | Muy baja | De media a alta |
| Filtro rotatorio de autolimpieza automática. | Equivalente de 60 a 150 mallas. | 5 a 15% y más | Ninguno | Bajo, descargado como concentrado | Premium, |
| Depósito de dos etapas: gruesa y fina, con filtrado automático. | Malla de 60 y luego de 120 a 150 mallas | Más del 10 por ciento. | Ninguno | Bajo. | Premium, |
El tamaño del filtro se determina en función de la capacidad de producción y la contaminación, y no solo en función de la capacidad de producción. La pregunta correcta no es cuántos kilogramos por hora pasa el filtro, sino cuántos centímetros cuadrados de área de mallas activo están disponibles por kilogramo por hora de capacidad y bajo la carga de contaminación prevista. Un filtro dimensionado adecuadamente resiste más tiempo entre cambios, mantiene una presión estable y produce unos peletizadores más consistentes. La sobredimensionación del filtro es una de las formas más comunes en las que una especificación de línea nominalmente correcta produce resultados defraudadores en uso.
Estabilización de la bomba de fundido y selección de la cabeza de granulaje
Una bomba de fusión colocada entre el filtro y la cabeza de la matriz convierte un flujo de fusión fluctuante proveniente del extrusor en un flujo constante y dosificado, y en una línea de película reciclada donde la densidad del producto de alimentación varía continuamente, esa estabilización es lo que garantiza un tamaño de gránulos constante. Sin una bomba de fusión, la distribución del tamaño de los gránulos sigue cada fluctuación de la fuerza del alimentador.
Lo que contribuye la bomba de fundición
Una bomba de fundición es una bomba de engranaje de desplazamiento positivo. Toma fundición a una presión de entrada modesta y la entrega a una presión de salida controlada con una salida volumétrica proporcional a la velocidad de la bomba. Al ser de desplazamiento positivo, desconecta la boquilla de las variaciones de presión anteriores. Entonces, se controla la extrusora para mantener una presión de entrada de la bomba constante, lo que significa que la extrusora está realizando el fundido y el transporte mientras la bomba está realizando el dosificación.
El beneficio cuantificable es la uniformidad del tamaño de los pelletes. En una línea bien configurada con una bomba de fusión, el coeficiente de variación de la masa de los pelletes se mantiene en niveles del 5 % o inferiores. Sin una bomba en la misma línea y la misma materia prima, los valores oscilan entre el 10 % y el 18 %. La uniformidad de los pelletes es importante para el comprador del pellet, ya que controla la precisión de la dosificación en su máquina, y es uno de los indicadores de calidad visibles que distinguen un relleno de calidad superior de uno comercial.
Una bomba de fundición también permite que la extrusora funcione a una presión de descarga más baja, lo que reduce la temperatura del fundido y disminuye la carga térmica de un polímero que ya ha pasado una vida completa de procesamiento. En películas fuertemente imprimidas en las que la variación de los colores es un problema constante, vale la pena reducir la temperatura del fundido en unos pocos grados.
Selección de la cabeza de granulación
Tres tecnologías de corte son relevantes para la película de LDPE reciclada: granulación de hilos, corte por rotura por corona de agua y granulación subacuática. La elección depende de la calidad de fusión, del rendimiento y de la cantidad de material no fundido o que contiene gel que puede transportar la masa fundida.
El pelletizado por hilos extiende los hilos fundidos a través de un baño de agua y los corta en seco al final. Es sencillo y económico, pero en el caso de la película reciclada es frágil: un solo gel o una pequeña partícula sin filtrar rompe un hilo, y un hilo roto requiere la intervención del operario. En el caso de la película impresa, a pequeña escala, la alta frecuencia de rotura de hilos lo convierte en una opción impracticable.
El corte por contacto de la base de moldes con agua coloca una cuchilla giratoria contra la cara del molde, con un anillo de agua que fluye alrededor de la cámara de corte, que enfria y trasporta los pellets. Tolera muy bien los geles y la poca consistencia en la fusión, ya que no hay cadena que romper. Es la opción más común para la película de LDPE reciclada en el intervalo de 150 a 1200 kilogramos por hora, y produce un pellet lenticular ligeramente irregular pero perfectamente usable.
El pelletizado submarino sumerge toda la superficie del molde en una cámara de corte inundada con agua a temperatura controlada. Produce las tabletas más uniformes y más esféricas, con la mejor densidad volumétrica y con menos partículas finas, y escala hasta un alto rendimiento. Cuesta más, requiere un control más estricto de la temperatura del molde para evitar que se congele, y necesita una masa fundida muy bien filtrada. Para una planta que produce tabletas para clientes exigentes o que opera a más de aproximadamente 800 kilogramos por hora, el pelletizado submarino es la inversión adecuada.
Tabla 11 — Secuencia de etapas de eliminación de metales y contaminantes pesados
| Criterio | Granulación en banda | Cortado por anillo de agua en la face | Pelletización subacuática. |
|---|---|---|---|
| Banda de rendimiento típico. | 10. Menos de 300 kilos por hora. | 150 a 1200 kilos por hora. | 400 kilogramos por hora y más |
| Tolerancia a geles y residuos. | Deficiente; se rompen los arbustos | Buena | Bueno, con una filtración adecuada. |
| Forma del pellet. | Cilíndrico, 3 por 3 milímetros | Lenticular, ligeramente irregular. | Casi esférico, uniforme |
| Coeficiente de variación de la masa del pellet. | 6 a 12 por ciento | 5 a 9 por ciento. | Al 3 al 5 por ciento |
| Generación de multas | Medio | Bajo a medio. | Bajo. |
| Densidad a granel del pellet acabado | 0,48 a 0,53. | 0,50 a 0,55 | 0,53 a 0,58 |
| Se requiere la atención del operador | Alto | Bajo. | Bajo. |
| Sensibilidad al congelamiento de la matriz | Bajo. | Medio | Alto, necesita control del calor de la matriz |
| Complicación del sistema de agua | Baño sencillo. | Bucles de agua cilíndricos y secador centrfugo. | Círculo cerrado con control de la temperatura y secadora. |
| Costo relativo | Bajo. | Medio | De alto a premium. |
| Recomendado para película impresa | Plantas pequeñas (mezcla de ABS/HDPE) | Recomendación principal | Cuando la calidad de los pelets determina el precio |
El diseño de la matriz merece una mención especial. En las películas recicladas, los orificios suelen tener un diámetro de 2,5 a 3,2 milímetros, y el número de orificios se elige de manera que la velocidad de la masa fundida a través de cada orificio se mantenga dentro de una gama que impida tanto el congelamiento en bajas salidas como la presión excesiva en altas salidas. Debido a que la masa fundida reciclada contiene más partículas que la virgen, los orificios deberían contar con una longitud de bote generosa y un agujero pulido y liso, y la matriz debe ser de diseño calentado con control de temperatura independiente desde el adaptador.
Secado de pellets, transporte y homogeneización del silo
Los pasos posteriores al cortador determinan si el grano llega al cliente seco, libre de polvo y uniforme, y generalmente son la parte más barata de la línea que mejorar. Un secador de granos centrifugado, un paso de separación de fina, el transporte neumático y una estrategia de mezcla en un silo convierten un rendimiento hora a hora variable en un lote entregado uniforme.
Secador de pellets centrífugo
Los pellets que salen de un anillo de agua o de un cortador debajo del agua transportan agua superficial en aproximadamente un 8 al 15 por ciento en peso. Un secador de pellets centrífugo con un rotor vertical los arroja contra una rejilla y los descarga con un contenido de humedad en la superficie del 0.2 al 0.5 por ciento. La velocidad del rotor se encuentra entre 1000 y 1600 revoluciones por minuto, dependiendo del tamaño de la máquina. El ancho de la ranura de la rejilla es más pequeño que en los secadores de hojuelas, habitualmente de 0.5 a 0.8 milímetros, debido a que los pellets son más pequeños y uniformes que las hojuelas.
Para la LDPE, la humedad superficial del 0,2% al 0,5% es aceptable para la mayoría de usos posteriores porque el polietileno no es higroscópico y no absorbe agua en el interior del pellet. Lo que importa es que el agua residual de la superficie no pase al depósito del cliente y cause marcas de vapor en la película. Una sección de refrigeración soplada por aire después del secador centrífugo elimina la última película de la superficie y reduce la temperatura del pellet a un nivel seguro para el envasado.
Separación de finos
Todo proceso de corte produce polvos, y los polvos en un bolsa de pellets son un defecto de calidad visible. Un clasificador vibratorio o un separador de aire para eliminar los polvos colocado después del secador elimina las partículas de aproximadamente un milímetro. En una línea de materiales de impresión, los polvos son también la fracción más contaminada, ya que la contaminación se concentra en las partículas pequeñas, por lo que su eliminación mejora el contenido de cen del producto suministrado, así como su aspecto.
Homogenización del silo.
La mezcla en el silo es la herramienta de calidad que los recicladores usan poco. La materia prima de película impresa varía de un fardo a otro en cuanto al color, la contaminación y el índice de flujo de fusión. El pellet producido en cualquier hora refleja los fardos procesados en esa hora. Mezclar varias horas de producción en un silo con una descarga de flujo de masa, o homogeneizar activamente con un silo mezclador, convierte la variación hora a hora en un promedio a nivel de lote que es mucho más consistente que cualquier hora individual.
La regla práctica es que el volumen de mezcla debe cubrir al menos cuatro a ocho horas de producción. Una planta que envía en bolsas de 25 kilos directamente de la secadora mostrará una variación en el índice de flujo de fusión de más o menos el 20% durante un turno; la misma planta que mezcla ocho horas de producción en un silo antes del empaquetado mostrará una variación de más o menos un 8% a un 10%. Nada en el proceso cambió excepto la secuencia de almacenamiento y empaquetado.
La transmisión neumática desde el secador hasta el silo debe diseñarse a una velocidad de transporte que no genere cabello de ángel. El LDPE reciclado es suave y se mancha fácilmente en las paredes de la tubería a alta velocidad. Manteniendo la velocidad de transporte moderada, utilizando curvas de radio largo y especificando una superficie sin costuras o una tubería pegada, se reduce la formación de cabello de ángel, que de lo contrario bloquearía las rejillas en la planta del cliente y haría que se rechazara toda la carga.
000 dólares Derechos de importación y impuestos:
La serie PTW es la línea de trituración y lavado de PP y PE suave de Polyretec, y es el extremo frontal en húmedo que alimenta el bloque de pelletización en un proyecto de película de LDPE impresa y pegajosa. La capacidad de la serie varía de 500 a 1500 kilogramos por hora, la designación sigue el rendimiento nominal de la línea, y está disponible una opción de pelletización en un solo paso cuando el cliente desea obtener un pellet terminado en lugar de un filamento lavado como producto entregado.
La serie está diseñada para films de PP y PE postconsumo y postindustrial, sacos tejidos, películas agropecuarias y envases flexibles. En el caso específico del LDPE impreso y con contaminación adhesiva, la configuración estándar se amplía con una segunda arandela de fricción después del tanque de lavado en caliente, un recogedor de superficies y un tamiz fino en el circuito de recirculación del lavado en caliente para separar el adhesivo desprendido, un aclarado contra corriente en dos etapas y un exprimidor mecánico adecuado para proporcionar un 2% a un 5% de humedad de descarga a la velocidad máxima de la línea. Polyretec ha entregado exactamente esta clase de configuración en proyectos que incluyen una línea de lavado para film de LDPE que lleva pegatinas sensibles a la presión, construida alrededor de una trituradora de gran tamaño y una máquina de batidor.
Tabla 12 — Línea de lavado de la serie Polyretec PTW: especificación técnica para el servicio de film LDPE impreso y adhesivo
| Parámetro | PTW500 | PTW1000 | PTW1500 |
|---|---|---|---|
| Producción nominal de la línea, salida lavada | 500 kilogramos por hora | 1000 kilogramos por hora. | 1500 kilogramos por hora |
| Materia prima de diseño | La película de LDPE impresa, el envuelto de estiramiento y el envasado flexible. | Películas impresas de posconsumo, revestimientos de etiquetas, film agropecuario. | Películas y sacos de PP y PE de postconsumo mixtos, películas agrícolas |
| Motor del deshilcho de fardo o del shredder de uso intensivo | 37 kilovatios. | 55 kilovatios | 75 kilovatios |
| Motriz del triturador en húmedo. | 55 kilovatios | 90 kilowatts | 132 kilovatios (kW) |
| Apertura de la red de la trituradora en húmedo, estándar. | 50 milímetros. | 60 milímetros | De 60 a 80 milímetros. |
| Rojos de fricción, cantidad y accionamiento. | 2 unidades, cada una de 22 kilovatios | 2 unidades, 37 kilovatios cada una. | 2 a 3 unidades, cada una de 45 kilovatios |
| Velocidad del rotor del disco de fricción. | 700 a 1000 rpm | 700 a 1000 rpm | 700 a 950 rpm |
| Volumen de trabajo del depósito de lavado en caliente. | 4.5 a | 8,0 metros cúbicos. | 12,0 metros cúbicos |
| Capacidad de calentamiento del depósito de lavado a alta temperatura, vapor o eléctrica. | 10. 150 a 200 equivalentes a kilovatio. | 280 a 360 kilovatios equivalentes | De 420 a 520 kilovatios equivalentes. |
| Tiempo de residencia de lavado en caliente, ajustable. | De 10 a 20 minutos. | De 10 a 20 minutos. | De 10 a 20 minutos. |
| Etapas de limpieza. | 2, contra corriente | 2, contra corriente | 2 a 3, contra corriente |
| Motriz de la deshidratación por centrifugado | 22 kilovatios. | 37 kilovatios. | 45 kilovatios. |
| Excedente de centrifugadora con humedad. | 3 a 8 por ciento | 3 a 8 por ciento | 3 a 8 por ciento |
| Unidad de transmisión del exprimidor mecánico | 55 kilovatios | 90 kilowatts | 110 kilowattss |
| Humedad de descarga del extractor | 2 a 5 por ciento | 2 a 5 por ciento | 2 a 5 por ciento |
| Densidad en granel de descarga del extractor | 0,28 a 0,40 toneladas por metro cúbico | 0,30 a 0,42 | 0,30 a 0,42 |
| Potencia instalada total, sección húmeda | Aproximadamente 220 kilovatios. | Aproximadamente 380 kilovatios | Aproximadamente 520 kW |
| Potencia absorbida, sección en húmedo. | 130 a 175 kilowatios | De 220 a 320 kilovatios. | 320 a 460 kilovatios |
| Energía específica, sección húmeda | 0,26 a 0,35 kilowatts por kilogram | 0,22 a 0,32 kWh por kg | 0,21 a 0,31 kWh por kg |
| Maquillaje con agua fresca y recirculación | 1,0 a 1,8 metros cúbicos por hora | 1,5 a 3,0 metros cúbicos por hora | 5. 2,2 a 4,0 metros cúbicos por hora. |
| Flujos de agua de proceso recirculados | De 25 a 40 metros cúbicos por hora | 45 a 70 metros cúbicos por hora. | 70 a 105 metros cúbicos por hora |
| Huella de carbono: longitud por ancho, indicative. | 30 por 6 metros. | 38 por 7 metros. | De 45 por 8 metros. |
| Altura del techo requerida | 5,5 metros. | 6.0 metros | 6.5 metros |
| Operadores por turno | 2 a 3 | 3 a 4 | 4 a 5 |
| Control | PLC con HMI sensible al tacto, gestión de recetas, opción de monitorización remota | PLC con HMI sensible al tacto, gestión de recetas, registro de la carga, opción de monitorización remota | PLC con HMI sensible al tacto, gestión de recetas, registro de la carga, opción de monitorización remota |
Estos son valores de planificación del proyecto. Las especificaciones finales de los volúmenes del tanque, las capacidades del motor, los agujeros de la malla y el tamaño de la trituradora se confirman contra la muestra de material del cliente, la especificación de las balas, el estado objetivo de las partículas y el ciclo de funcionamiento durante la ingeniería del proyecto. Polyretec ejecuta ensayos con muestras del material del cliente antes de eliminar la configuración, lo que es la única forma confiable de dimensionar un tanque de lavado en caliente para un sistema de impresión y adhesivo que no se haya procesado antes.
Especificaciones de la línea de granulación de nueva generación de Polyretec
La línea de pelletización de nueva generación es la plataforma de pelletización de Polyretec para el film LDPE de paredes delgadas y el reciclado de PE y PP de paredes gruesas, diseñada con una estructura robusta para lograr el máximo rendimiento en los residuos postconsumo. En un proyecto de película impresa y adhesiva, recoge el aglomerado calentado y densificado del exprimidor de residuos de plástico de partículas (PTW) y lo convierte en un pellet filtrado, desgasificado y dimensionalmente consistente.
La línea está configurada alrededor de un alimentador de fuerza con control de seguimiento de la carga, una unidad de plásticofización de un solo tornillo con ventilación a 30 a 36 a 1 L/D, con una segunda etapa opcional para servicios de alta contaminación, un cambiador de tamices continuo o un filtro automático, una bomba de fusión y una cabeza de granulado con anillo hidrodinámico o submarino, con secado de pellets por centrifugación. La designación en la tabla inferior se basa en la producción nominal de pellets en kilogramos por hora.
Tabla 13 — Línea de granulación de nueva generación de Polyretec: especificación técnica para film de LDPE impreso y adhesivo
| Parámetro | NGP-300 | NGP-500 | NGP-800. | NGP-1000 |
|---|---|---|---|---|
| Producción nominal de pellets, película de LDPE impresa | De 250 a 350 kilogramos por hora | 450 a 550 kilogramos por hora | 750 a 900 kilogramos por hora | 950 a 1150 kilogramos por hora |
| Diámetro del tornillo del extrusor principal | 120 milímetros | 140 milímetros | 160 milímetros. | 180 milímetros. |
| Relación L/D del extrusor principal | 33 a 1 | 33 a 1 | De 34 a | 36 a |
| Accionamiento del extrusor principal | 90 kilowatts | 132 kilovatios (kW) | 185 kilovatios | 250 kilovatios. |
| Índice de compresión del tornillo | 2,6 a 3,0 a 1 | 2,6 a 3,0 a 1 | 2,8 a 3,2: 1 | 2,8 a 3,2: 1 |
| Protección del tubo de refuerzo/retención y del tornillo | Estándar nitrurado, opcional bimetálico. | Estándar nitrurado, opcional bimetálico. | Forro bimetálico, tornillo con cara dura. | Forro bimetálico, tornillo con cara dura. |
| Motor del alimentador de fuerza | 7,5 kilovatios | 11 kilovatios | 18,5 kilovatio. | 30 kilovatios. |
| Configuración del ventilador. | 1 ventilador de vacío | 1 ventilador de vacío, 2 opcional | 2 orificios de vaciado. | 2 orificios de vaciado. |
| Zona de ventilador en el depósito | Menos 0,06 a menos 0,09 megapascal. | Menos 0,06 a menos 0,09 megapascal. | Menos 0,07 a menos 0,09 megapascal. | Menos 0,07 a menos 0,09 megapascal. |
| Extrusor de segunda etapa, opcional. | No se ofrece | 120 milímetros, 12 a 1 L/D, 45 kilovatios | 140 milímetros, de 12 a 1 L/D, 55 kW | 160 milímetros, relación L/D de 12 a 1, 75 kilowatts. |
| Cambiador de pantalla, estándar. | Pistón doble, cuatro cavidades, continuo | Pistón doble, cuatro cavidades, continuo | Pistón doble, cuatro cavidades, continuo | Pistón doble, cuatro cavidades, continuo |
| Cambiador de pantalla, actualización opcional. | Filtro de cinta continua. | Filtro de cinta continua. | Filtro de cinta continua o automático de autocuración. | 000 a |
| Finura de filtración, intervalo estándar | 80 a 150 de malla | 80 a 150 de malla | 80 a 150 de malla | 80 a 150 de malla |
| Accionamiento de la bomba de la masa fundida | 7,5 kilovatios | 11 kilovatios | 15 kilowatts | 22 kilovatios. |
| Cabeza de granulación, estándar | Cortado por anillo de agua en la face | Cortado por anillo de agua en la face | Anillo de agua o bajo el agua | Corte submarina, anillo de agua opcional. |
| Dimensión de los granos. | 3 por 3 milímetros nominales | 3 por 3 milímetros nominales | 3 por 3 milímetros nominales | 3 por 3 milímetros nominales |
| Impulsor del secador de pellets centrífugo. | 7,5 kilovatios | 11 kilovatios | 15 kilowatts | 18,5 kilovatio. |
| Potencia instalada total, bloque de granulado | Aproximadamente 170 kilovatios. | Aproximadamente 250 kilovatios. | Aproximadamente 350 kilovatios | Aproximadamente 460 kilovatios |
| Potencia absorbida, bloque de moldeo. | 85 a 120 kilovatios | 140 a 195 kW | 210 a 300 kilovatios. | 280 a 400 kilovatios. |
| Energía específica, bloque de peletizado | 0,30 a 0,40 kilovatios por hora por kilogramo | 0,28 a 0,38 g/10 min | 0,26 a 0,36 | 0,25 a 0,35 |
| Agua de enfriamiento de los granos, de circulación | 11. De 8 a 12 metros cubicos por hora. | 12 a 18 metros cúbicos por hora | 18 a 26 metros cúbicos por hora | De 22 a 32 metros cúbicos por hora |
| Maquillaje de agua dulce, bloque de pelletización | de 0,2 a 0,4 metros cúbicos por hora. | entre 0,3 y 0,5 metros cúbicos por hora | 0,4 a 0,7 metros cubicos por hora. | 0,5 a 0,9 metros cubicos por hora |
| Huella de carbono: longitud por ancho, indicative. | 18 por 5 metros | 22 metros por 6 metros. | 26 por 7 metros. | 30 por 8 metros. |
| Altura del techo requerida | 5.0 metros | 5,5 metros. | 6.0 metros | 6.5 metros |
| Operadores por turno | 1 a 2 años. | 1 a 2 años. | 2 | 2 |
| Control | PLC con HMI sensible al tacto, registro de presión del fundido y de la temperatura, almacenamiento de recetas, opción de diagnóstico remoto | Lo mismo, con control de bucle cerrado de la bomba de fusión | Lo mismo, con control de bucle cerrado de la bomba de fusión y registro de cambios de pantalla | Lo mismo, con control cerrado del bombeo de fusión, registro de cambios en la pantalla y medición de energía. |
Los datos de la tabla se indican para película de LDPE post-consumo limpia, con un 2% al 5% de contaminación, alimentada desde un extractor mecánico con un 2% al 5% de humedad. La película limpia post-industrial tiene una lectura de 10% al 20% por encima de estos valores. La película agrícola muy sucia tiene un registro de 10% al 25% por debajo de estos valores, debido a que la presión de filtración es mayor y los cambios de la pantalla son más frecuentes. Toda garantía de rendimiento debe estar escrita contra un material nombrado, un nivel de humedad y contaminación nombrados y una finura de filtración nombrada; de lo contrario, las dos partes interpretarán el número de forma diferente durante la prueba de aceptación.
Tabla de parámetros del proceso principal para LDPE impreso y adhesivo
El siguiente cuadro consolida la ventana de parámetros de trabajo para una línea de pelletización de películas de LDPE adhesivas e impresas en una sola referencia, de modo que un ingeniero de puesta en marcha o un supervisor de turno pueda ver todo el proceso de una sola vez. Los valores son puntos de partida para una línea que procesa LDPE impreso de postconsumo con un 2 % a un 5 % de contaminación; cada valor se ajusta durante la puesta en funcionamiento en función del material real.
Cuadro 14 — Parámetros del proceso consolidados por etapa
| Fase | Temperatura. | Velocidad | Permanencia o permanencia | Punto de ajuste clave | Señal de control que se vigila |
|---|---|---|---|---|---|
| Deshilcho de fardo o shredder de uso intensivo | Ambiente. | 25 a 60 revoluciones por minuto del rotor. | Fondo para contingencias (10%): | presión hidráulica del bombo. | Corriente de impulsor. |
| Triturador mojado. | Menos de 45 grados Celsius con inyección de agua | 380 a 500 rpm | Fondo para contingencias (10%): | Espacio entre la cuchilla de 0,5 a 1 millímetro | Corriente de impulsor, caudal de agua. |
| Pre-lavado y atrapa de arena | Ambiente a 35 grados Celsius | Palmas lentas, de 15 a 30 rpm | 2 a 5 minutos | Intervalo de descarga de lodos. | Turbidez, nivel de lodo |
| Caldera de fricción, primer paso. | Ambiente a 45 grados Celsius | 700 a 1000 rpm | Del 20 al 60 segundos | Flujo de agua de contra-corriente | Corriente de impulsor, turbidez de la salida. |
| Depósito de lavado a alta temperatura. | 80 a 90 grados Celsius | Agitador de 20 a 45 rpm | De 10 a 20 minutos. | Caustico del 1 al 2 por ciento, tensioactivo del 0,2 al 0,4 por ciento | Temperatura, conductividad, nivel |
| Caldera de fricción, segundo paso. | 5. De 60 a 80 grados Celsius. | 700 a 1000 rpm | Del 20 al 60 segundos | Inyección de agua de aclarado fresca | Corriente de impulsor, PH de la salida. |
| Etapa de enjuague y flotación | Ambiente a 40 grados Celsius | Paletas de 15 a 30 rpm | 1 a 3 minutos. | Objetivo del pH de la superficie: 7,5 a 8,5. | pH, tasa de desbordamiento |
| Secador por centrifugación | Medio ambiente, hasta 45°C | 700 a 1200 rpm | 10 a 30 segundos | Slot de la malla 0,6 a 1,2 milímetro | Corriente de impulsor, descarga de humedad. |
| Extractor mecánico | 90 a 130 grados Celsius, autogenerada | 60 a 140 rpm de tornillo | 15 a 45 segundos. | Ajuste de la restricción de descarga. | Corriente de impulsor, temperatura de descarga. |
| Alimentador de fuerza | paredes inferiores a 45 grados centígrados | Variable, en crecimiento | 10 a 40 segundos | Carga de la unidad de accionamiento principal 70 a 85 por ciento. | Parámetro de la extrusora, nivel de la tolva |
| Zona de alimentación del extrusor | 7. 150 a 175 grados Celsius. | Tornillo a 60-110 rpm. | Parte del total 90 a 180 segundos | Alimentación de enfriamiento de la garganta activa | Temperatura de la zona, par. |
| Zona de compresión y fusión del extrusor | 175 a 195 grados Celsius | Tornillo a 60-110 rpm. | Parte del total 90 a 180 segundos | Fundición de la montura de la barrera. | Temperatura de la zona. |
| Zona de ventilación de la extrusora | 190 a 205 grados Celsius. | Tornillo a 60-110 rpm. | 15 a 40 segundos de exposición | Vacio entre mínus 0,06 y mínus 0,09 megapascales | Manómetro de vacío, cristal de ventilación |
| Zona de dosificación del extrusor | 7. 195 a 215 grados Celsius. | Tornillo a 60-110 rpm. | Parte del total 90 a 180 segundos | Objetivo de presión de descarga. | Presión de la masa fundida, temperatura de la masa fundida |
| Filtro del fundido | 200 a | No aplicable | Depende de la carga de la pantalla. | Cambio a una diferencia de presión de 60 a 80 bares. | Presión diferencial a través del filtro. |
| Bomba de la masa fundida | 200 a | 10 a 40 rpm | 3 a 10 segundos | Presión de entrada mantenida constante | Presión de entrada y de salida |
| 0 millimeters, blade set matched to throughput | 200 a 220 grados Celsius, agua a 45 a 65 grados Celsius | Cuchilla de 600 a 1600 rpm | Inmediato | Presión de contacto entre cuchilla y matriz | Corriente de la unidad de desplazamiento de la cuchilla, forma de los pellets. |
| Secador de pellets centrífugo. | Ambiente. | 1000 a 1600 rpm | 5 a 20 segundos. | Slot de la malla 0,5 a 0,8 milímetro | Humedad de salida, corriente de accionamiento. |
| Clasificador y transporte de finos. | Ambiente. | Vibración o lavado de aire. | Fondo para contingencias (10%): | Punto de corte de alrededor de 1 milímetro | Tasa de recogida de multas |
| Mezclador de silo | Ambiente. | Descarga de flujo de masa | Producción de 4 a 8 horas | Relación de mezcla y secuencia de descarga | Identificación del lote de nivelación. |
Objetivos de calidad y métodos de prueba de los granos terminados.
Un pellet de LDPE reciclado se vende según una especificación, y es ésta la que determina si el pellet tiene un precio superior o se trata como una mercancía. Cinco parámetros tienen casi todo el peso comercial: estabilidad del índice de flujo de fusión, contenido de ceniza, número de manchas negras, consistencia del color, humedad y uniformidad dimensional del pellet.
La variación del índice de flujo de fusión es el parámetro que más les preocupa a los convertidores de film, porque controla directamente la estabilidad de las burbujas en su línea de laminado por soplado. Un objetivo de 10 por ciento más o menos alrededor de la media de la partida es posible en una línea de dos etapas con la combinación en silos, y esta es la cifra que hay que incluir en las especificaciones. El contenido de cenizas refleja todo lo que la cadena de lavado y el filtro de fusión no eliminaron, y un objetivo de 1,5 por ciento como máximo es realista para el film impreso de posconsumo; el recorte impreso postindustrial puede alcanzar un 0,5 por ciento o menos.
El número de grumos negros se mide presionando una masa conocida de pellets en una película de espesor conocido y contando los grumos visibles bajo iluminación estandarizada. Los grumos provienen de tres fuentes: polímero carbonizado de los puntos muertos en la extrusora, adhesivo carbonizado de la parte húmeda y partículas minerales o de carbono no filtradas. Cada fuente tiene un valor diferente, por lo que un aumento del número de grumos es información diagnóstica y no solo una falla de calidad.
Tabla 15 — Metas de calidad de los pellets acabados por categoría
| Parámetro de calidad | Calidad superior, impreso después de la industrialización. | Grado estándar, papel impreso posterior al consumo | Calificación de energía, película agrícola | Enfoque en la prueba |
|---|---|---|---|---|
| Variación del índice de flujo del fundido dentro de un lote. | Más o menos 6 %. | 10. Más o menos 10%. | Más o menos 15%. | Velocidad de flujo del material fundido a 190 grados Celsius y carga de 2,16 kilogramos. |
| Contenido de ceniza. | Por debajo del 0,5 por ciento | Menos del 1,5 por ciento | Menos de 3,0 por ciento. | Silenciador para el proceso de asición del horno. |
| Gránulos negros por 100 gramos | Menos del 15 | Menos de 40 | Por debajo de 120 | Cuenta de puntos en película presionada con iluminación estándar |
| Consistencia del color | Delta E inferior a 1,5 entre los lotes | Delta E inferior a 3,0 entre lotes | Delta E inferior a 5,0 entre lotes | Espectrofotómetro en placa presionada. |
| Humedad residual | Menos del 0,2 por ciento. | Por debajo del 0,5 por ciento | Por debajo del 0,5 por ciento | Pérdida en el secado, analizador de humedad |
| Coeficiente de variación de la masa del pellet. | Menos del 4 por ciento | Menos del 5 por ciento | Debajo de 65 grados Celsius. | Pesar 100 granos individualmente. |
| Dimensión de los granos. | 3 por 3 milímetros nominales | 3 por 3 milímetros nominales | 3 por 3 milímetros nominales | Análisis del compendio y sifón |
| Densidad en masa | 0,53 a 0,58 toneladas por metro cúbico | 0,50 a 0,56 | 0,48 a 0,54. | Método estándar con embudo y taza. |
| Multas menores de 1 milímetro. | Menos del 0,05 por ciento. | Menos del 0,1 por ciento. | Menos del 0,3 por ciento. | Análisis de tamizado. |
| Contenido volatil. | Menos del 0,1 por ciento. | Menos del 0,3 por ciento. | Por debajo del 0,5 por ciento | Pérdida de peso por termogravimetría o en horno |
| Contenido de geles en película de prueba | Bajo. | Medio | De media a alta | Recuento de geles de película soplada en una burbuja de prueba |
| Olor | Neutral | Ligera. | Notable | Panel de detección sellado del frasco. |
El contexto de la certificación es importante cuando el pellet se destinará a aplicaciones reguladas. El equipo puede suministrarse según los requisitos de la directiva CE y los sistemas de calidad pueden estar basados en los estándares ISO; cuando el LDPE reciclado está destinado para contacto con alimentos, rigen el marco regional aplicable y un proceso de descontaminación aprobado, y el papel del proveedor de equipos es proporcionar una línea capaz de condiciones de lavado documentadas y repetibles, en lugar de certificar el material mismo. Para las aplicaciones no alimentarias, a las que se destina la gran mayoría de la regranulación de LDPE y confites impresos, la especificación anterior es el instrumento normativo práctico.
Requisitos del Guía de selección de configuraciones
La selección de una configuración se reduce a tres entradas: tonelaje mensual, grado de contaminación y el grado de granulo por el que el mercado está dispuesto a pagar. La tabla siguiente relaciona esos tres inputs con una configuración recomendada de Polyretec, y es la forma más rápida de que un comprador establezca un punto de partida antes de realizar un diseño detallado.
Tabla 16 – Requisitos para la configuración recomendada de Polyretec.
| 400 dólares. | Grado de contaminación del material de alimentación | Grado de pelets objetivo | Se recomienda un extremo húmedo. | Bloque peptizante recomendado | Opciones clave por especificar |
|---|---|---|---|---|---|
| De 60 a 120 toneladas. | Trímes de películas impresas postindustriales inferiores al 1,5 por ciento | Premium, | PTW500 con lavadora de fricción única y lavado caliente | NGP-300, de una sola etapa, con riel de agua | Manta de aspiración, cambiador de malla continua de 120 mallas. |
| De 100 a 180 toneladas. | Bolsas impresas de posconsumo, del 2 al 5 por ciento. | Estándar. | PTW500 con dos lavadoras de fricción y lavado caldo con álcali | NGP-500, de una sola etapa con opción de segunda etapa | Actualización en dos etapas, extractor, intercambiador continuo de malla 100 |
| De 150 a 250 toneladas. | Película de estiramiento y encogimiento con residuos de cinta, del 1 al 3 por ciento | De calidad superior a estándar. | Configuración estándar de PTW1000 | NGP-500, de una sola etapa, con anillo de agua. | Skimmer en el ciclo de lavado, malla de 120, bomba para fundido |
| 180 a 300 toneladas | Etiqueta liner y película laminada con adhesivo, 4 a 10 por ciento | Estándar. | PTW1000 con lavado en caliente extendido y segunda hidrociclone reforzada | NGP-800, de dos etapas, obligatorio. | Alimentador de fuerza con revestimiento de agua, doble ventilación, filtro automático |
| 200 a 350 kilogramos por hora (kg/h) | Películas impresas de posconsumo mezcladas, del 5 al 12 por ciento. | Estándar. | PTW1000 con lavado por fricción en tres pasos | NGP-800, de dos etapas. | Tambor bimetálico, filtro de cinta de 100 mallas, pelletización bajo agua. |
| 250 a 400 toneladas | Film de cobertura agrícola, del 8 al 20 por ciento del suelo | Servicios básicos | PTW1000 con pre-lavado, trampa de arena y cuchillas de metalurgia en polvo | NGP-800, de dos etapas, con primer paso grueso. | Filtro de autolimpieza automática, malla 80, volumen de prelavado adicional. |
| 350 a 550 toneladas | Películas y sacos de PP y PE de postconsumo mixtos | De estándar a utility | PTW1500 con discos reforzados antipantallado | NGP-1000, de dos etapas | Filtro automático, molienda bajo agua, silo de mezcla |
| 5. De 400 a 600 toneladas. | Películas impresas de posconsumo, objetivo de pellets de calidad superior. | Premium, | PTW1500 con lavado por fricción en tres pasos y doble aclarado | NGP-1000, de dos etapas, bajo el agua | Dos ventiladores, bomba de aceite fundido, filtro automático, silo de mezcla de 8 horas. |
| Cualquier tonelaje, instalación de doble fuente de materia prima | Film de embalaje más película agrícola, en alternancia. | Estándar. | PTW1000 o PTW1500 especificados para el caso agrícola | NGP-800 o NGP-1000, de dos etapas. | Gestión de recetas en el PLC, pantallas de cambio rápido, eliminación de arena. |
| Cualquier tonelaje, salida de compuesto formulado | Películas impresas mejoradas con relleno o modificador. | Compuesto de primera calidad | Serie PTW adaptada a la tonelaje | Línea de lavado de Polyretec integrada con un sistema de granulado con dos tornillos de Wanplas. | Alimentador lateral para aditivos, dosificación gravimétrica, degasificación al vacío |
Dos reglas de selección ahorran más proyectos que cualquier otro consejo. En primer lugar, especifique el extremo húmedo para el material más sucio que la planta podrá recibir de forma realista, no para el promedio, porque modificar la remoción de las partículas y añadir etapas de lavado a una línea ya completada cuesta varios veces más de lo que cuestan en la etapa de diseño. En segundo lugar, especifique el bloque de pelletización para el grado de pelets al que el mercado realmente está dispuesto a pagar, no para el grado más alto que se puede lograr técnicamente, porque la dureza del filtro y la elección del cabezal de pelletización conllevan costos operativos permanentes que sólo se recuperan si el precio de los pelets lo justifica.
Solución de problemas de la línea de peletización de película impresa y adhesiva
Casi todos los problemas de calidad y rendimiento en una línea de granulado de película impresa se deben a una de las aproximadamente dieciséis causas principales, y saber qué síntomas se relacionan con qué causa convierte una investigación de dos días en una reparación de una hora. La tabla siguiente está organizada como síntoma, mecanismo, comprobación diagnóstica y acción correctiva.
Tabla 17 – Matriz de fallas, causas y medidas correctivas.
| Síntoma. | Mecanismo probable | Diagnóstico y resolución | Medidas correctoras |
|---|---|---|---|
| Fragmentación, pelotas amarillas o marrones, del material. | Una temperatura excesiva de la fusión debida al calor de rozamiento o a un punto muerto que contiene polímero | Medir la temperatura de la moldura con una sonda, no solo los puntos de ajuste del tanque; inspeccionar el adaptador y el cambio de la rejilla en busca de zonas muertas. | Reducir la velocidad de los tornillos y aumentar la salida del alimentador para restablecer el equilibrio de carga; bajar los valores de referencia de la zona de dosificación de 5 a 10 grados Celsius; pulir o rediseñar las transiciones de flujo; verificar el juego de desgaste de los tornillos. |
| Grumos negros por encima del objetivo en la película prensada | 000$. Un bearing atascado debido a la contaminación de la grasa puede causar una avería de hasta | Contar las impurezas antes y después de una purga completa y de un cambio de tamiz; inspeccionar las ranuras de drenaje del exprimidor y las esquinas de la cámara del triturador en busca de depósitos calcáreos. | Purga completa con un compuesto limpiador; limpie desdoblando la sección húmeda en un horario semanal; filtre paso uno de malla más fina; elimine las zonas de bajo flujo en la trayectoria de la fusión. |
| Los pellets se forman en colas o hilos. | Presión de contacto entre cuchilla y matriz demasiado baja, cuchillas demasiado afiladas o temperatura excesiva de la matriz, lo que produce chorros de fusión | Inspeccione el estado de los bordes de la cuchilla y el patrón de contacto en la cara de la matriz. Compruebe la temperatura de la placa de la matriz respecto al punto de referencia. | Reajuste la presión de contacto de los cuchillos; afile o reemplace los cuchillos; reduzca la temperatura de la placa de matriz en pasos de 5 grados Celsius; verifique que la temperatura del agua de corte sea de 45 a 65 grados Celsius |
| Los cambios en la pantalla son mucho más frecuentes de lo esperado | Sección húmeda con un rendimiento deficiente, filtración demasiado fina para la carga o área de filtro demasiado pequeña. | Pesar la contaminación capturada por pantalla; compararla con la suposición de contaminación entrante. | Restaurar la temperatura y la química del lavado en caliente a la especificación; filtrar un tamiz más grueso; actualizar a una cinta o a un filtro automático; verificar la velocidad del rotor del cepillo de fricción. |
| Flejo que sale de la centrifuga con una humedad superior al 8% | Blindaje de la pantalla debido a la fibra, velocidad del rotor baja o sobrecarga | Inspeccione la pantalla para detectar que se ponga ciega, compruebe la corriente de accionamiento en la placa identificativa y mida la velocidad de alimentación. | Limpie o reemplace la pantalla; restaure la velocidad del rotor; reduzca la velocidad de alimentación a la capacidad de la máquina; añada una etiqueta y una etapa de eliminación de fibras más arriba |
| Consumo específico de energía en ascenso. | Desgaste de la cuchilla, desgaste del rotor, del barril, filtros cegados o superficies de transferencia térmica obstruidas. | Registre las kilovatios hora por kilogramo semanalmente y grafique la tendencia; mida la holgura del tornillo en el próximo apagón. | Indexar o reemplazar los cuchillas del triturador; descalcificar las superficies de calentamiento del lavado caliente; renovar el tornillo y el cilindro cuando el juego supere el límite; corregir la velocidad del tornillo para equilibrar el alimentador. |
| Producción inferior a la especificada en condiciones correctas | Resbalamiento del ventilador, baja densidad de carga entrante o trago estrecho | Mida la densidad en masa de los trociscos en la garganta del extrusor; vigila la alimentación para detectar una rotación sin descenso. | Aumentar la compresión del molde; reducir la tasa de compactación del alimentador para evitar el puente. Verificar que el control de seguimiento de la carga está activado, compruebe que el enfriamiento de la garganta está funcionando. |
| Alimentador de fuerza con puente repetido | Ablandamiento de adhesivo por encima de 45 grados Celsius haciendo que las partículas se aglutinen en un bloque | Mide la temperatura de la pared del alojamiento del alimentador; inspecciona el material del tapón para comprobar su sujeción. | Activa o repara el revestimiento de agua; mantén la pared a una temperatura inferior a 45 °C; reduce la proporción de compactación de 0,3 a 0,5; monta una paleta anti-cruzamiento; comprueba la temperatura de salida del compresor. |
| Inundación del ventilador, aumento de la masa fundida de lava en la línea de vacío. | Crecimiento brusco de la humedad al entrar, longitud de descompresión insuficiente o velocidad de tornillo excesiva | Compruebe la humedad de descarga del aparato compresor; observe el vidrio de ventilación bajo carga. | Restaurar el rendimiento del exprimidor; reducir la velocidad del husillo; instalar o reparar el relleno de la válvula de descarga; dividir el trabajo entre dos válvulas de descarga; limpiar el recipiente de evacuación. |
| El tamaño de los pellets varía visiblemente debido al cambio | Surge del caudal de fusión cuando la densidad de la alimentación es variable sin estabilización de la bomba de fusión | Registre la presión de fusión del metal en la matriz durante una hora y busque variaciones cíclicas. | Instale o active la bomba de fusión con control de presión de entrada; ajuste el control del alimentador; agregue un tambor de acumulación antes del alimentador; mezcle los balotes de materia prima. |
| La eliminación de la tinta se deteriora durante la jornada de impresión. | Despega la tinta y el adhesivo re-deposición del circuito de lavado saturado. | Turbidez del agua de lavado de muestras al inicio y al final del turno; verificar la función del decantador. | Restaurar el escurridor y la malla fina en el bucle de recirculación; aumentar el desahogo y la aportación de agua nueva; acortar el intervalo de cambio de agua; verificar la concentración de ácido cáustico mediante titración. |
| Eliminación de adhesivos de forma repentina y mala | Temperatura del depósito de lavado a alta temperatura inferior al umbral de liberación del adhesivo. | Verificar la temperatura real del tanque con una sonda independiente, no solo con la pantalla | Restaurar la capacidad de calentamiento; desengrasar las resistencias térmicas; aumentar el punto de ajuste hasta el intervalo de 85 a 90 °C; comprobar que no excede el suministro frío húmedo el equilibrio térmico del tanque. |
| Envoltura de película en mangueras de transporte y sumideros de deshumidificación. | Piezas grandes y desiguales de escamas provenientes de un espacio incorrecto entre las cuchillas o de una geometría antideslizamiento inexistente. | Inspecte la forma de los gránulos en la descarga del triturador; mida la separación de los dientes. | Restablecer la separación de las cuchillas a 0,5 a 1,0 milímetro; indexar o reemplazar las cuchillas; ajustar las casquillos del eje y las rasquetas; considerar una rejilla ligeramente más fina si los fragmentos lo permiten |
| Geles visibles en la película de prueba del cliente. | Domos de adhesivo no disperso, polímero reticulado o conglomerada no fundida al pasar la zona de ventilación. | Recuento de geles de película soplada en una burbuja de prueba; verificación de malla y integridad del filtro | A continuación, se realiza una filtración más fina; se agrega o se actualiza un elemento de mezcla distributivo; se verifica el rendimiento de la sección de fusión de la barrera; se extiende el tiempo de residencia del baño caliente para el adhesivo. |
| Cambio de color lot a lot | Mezcla de colores de la tinta del material inicial que varía sin un tamiz de mezclado. | Compara el color de las placas comprimidas con un estándar retenido para cada lote. | Instalar o utilizar un silo de mezcla que cubra de 4 a 8 horas de producción; clasificar las pacas ingresadas por color de impresión dominante; considerar la adición de un pequeño porcentaje de negro de carbón para estabilizar un grado de carbón. |
| Cabello de ángel en el pellet final | Velocidad de transmisión neumática demasiado alta, mancha hace que la pelota de polipropileno se mueva contra las paredes de la tubería | Mida la velocidad de transporte; inspecciona las curvaturas para detectar depósitos. | Reduzca la velocidad de transporte; adapte curvas de radio largo; use tuberías arenadas o revestidas; incluya un separador de cabello angosto antes del envasado. |
| Alto contenido de finos en el producto en bolsas. | Clasificador de finos desactivado, tapado o configurado en el punto de corte incorrecto. | Tamice una muestra desde el punto de ensacado y del rechazo del clasificador. | Restaurar la operación del clasificador; establecer el punto de corte en aproximadamente 1 milímetro; revisar la malla del secador de pelletas para detectar daños y fragmentos que puedan pasar por ella. |
| Consumo de agua muy superior al previsto | Circuito de recirculación desactivado, deshidratación de lodos deficiente o descarga excesiva | Medir la alimentación, afilar o reemplazar las cuchillas, modificar el rotor para alcanzar el parámetro deseado | Reparar o poner en funcionamiento el circuito de recirculacion; mejorar el deshidratacion del lodo para que menos agua salga junto con el lodo; cerrar las fugas innecesarias; añadir una etapa de sedimentacion y filtracion |
Consumo de energía, rendimiento y referencias de funcionamiento.
La economía de funcionamiento en una línea de película LDPE impresa y adhesiva se ve dominada por tres números: el consumo específico de energía en kilovatios hora por kilogramo de pellet acabado, el rendimiento en porcentaje del peso del balote ingresado y la disponibilidad en porcentaje de las horas programadas. Todo lo demás es secundario.
La energía específica de una línea de lavado completo y pelletización en película de LDPE impreso a partir de residuos del consumo normalmente oscila entre 0,45 y 0,75 kilovatios por hora por kilogramo. La sección húmeda contribuye con 0,20 a 0,35, y el bloque de pelletización contribuye con 0,25 a 0,40. La energía térmica para el tanque de lavado caliente es adicional y generalmente se suministra como vapor; en un tanque calentado eléctricamente se añade de manera significativa a la cifra eléctrica y debe modelarse de forma separada.
El rendimiento es donde la película impresa se diferencia más notablemente de la película limpia. El peso del fardo entrante incluye contaminación, humedad y la película misma. Un fardo con un 5 por ciento de contaminación y un 8 por ciento de humedad contiene como máximo un 87 por ciento de polímero recuperable antes de las pérdidas del proceso. Las pérdidas del proceso eliminan los índices perdidos a través de las mangueras deshidratadoras, las partículas que se llevan en el lodo, la fusión perdida en los cambios de la malla y el material de arranque y parada. Un rendimiento global realista para la película posterior a consumo impresa puede ser del 72 al 82 por ciento del peso del fardo entrante; para las películas agrícolas, puede ser del 60 al 72 por ciento.
Tabla 18 – Marcas estándar de energía, rendimiento y funcionamiento según la clasificación de materia prima.
| Métricas | Trímes de películas impresas postindustriales | Películas impresas de posconsumo. | Línea de etiquetas y película adhesiva | Película agrícola con suelo |
|---|---|---|---|---|
| Energía específica, sección húmeda | 0,12 a 0,20 kilovatios hora por kilogram | 0,22 a 0,32 kWh por kg | 0,26 a 0,36 | 0,28 a 0,40 g/10 min |
| Energía específica, bloque de peletizado | 0,22 a 0,30 kWh por kg | 0,25 a 0,35 | 0,28 a 0,38 g/10 min | 0,30 a 0,42 |
| Energía específica, líneas completas | 0,34 a 0,50 | 0,45 a 0,67. | 0,54 a 0,74 | 0,58 a 0,82 |
| Carga térmica del lavado en caliente. | Bajo o ningún contenido | Medio | Alto | Alto |
| Agua dulce por tonelada de pellets. | 0,8 a 1,5 metros cúbicos | 1,6 a 3,0 metros cúbicos | De 2,0 a 3,5 metros cúbicos. | 2,5 a 4,5 metros cúbicos. |
| Nivel de consumo de productos químicos | Bajo. | Medio | Alto | Medio |
| El rendimiento general sobre el peso de entrada. | 92 a 97 por ciento. | Del 72 al el 82% | 66 a 78 por ciento | Del 60 al 72 por ciento |
| Pérdida de multas debido al descalcificación | 0,5 a 1,5 por ciento | 1,5 a 3,0 por ciento | Del 2,0% al 3,5% | 2,5 a 4,5 por ciento. |
| Pérdida de la fusión en el cambio de tamices. | Menos del 0,3 por ciento. | entre 0,3 y 0,8 por ciento | 0,5 a 1,2 por ciento | 0,8 a 2,0 por ciento. |
| Disponibilidad realista, operación en dos turnos | 88-94 %. | 82 a 90 por ciento | 78 a 87 por ciento | Del 72 al el 84% |
| Intervalo de posicionamiento de las cuchillas, trituradora húmeda. | 800 a 1200 horas | 600 a 830 horas | 500 a 800 horas | 200 a 400 horas |
| Intervalo de renovación del tornillo y el cañón | 18000 a 25000 horas | 12000 a 18000 horas | 10000 a 16000 horas | 7000 a 12000 horas |
| Carga de mantenimiento relativa | Bajo. | Medio | Alto | Muy alta |
| Índice del coste operativo relativo, punto de referencia 100 | 72 | 100 | 118 | 132 |
El índice de costos de funcionamiento en la última fila utiliza la película impresa de origen postconsumo como línea base, con 100 puntos, y combina la energía, el agua, los químicos, los artículos de consumo, el mantenimiento y la pérdida de rendimiento en una sola cifra relativa. Es una herramienta de planificación para comparar las estrategias de contratación de materias primas, no una cotización. Lo que demuestra claramente es que la materia prima más barata para comprar rara vez es la materia prima más barata para procesar, y una planta que llena su línea con película agrícola porque el insumo es economico debe verificar que el precio del pellet terminado sostenga un costo de procesamiento un 32 por ciento más alto y un rendimiento materialmente inferior.
La disponibilidad merece una atención especial, porque es el número que con mayor frecuencia se exagera en la planificación de proyectos. Una línea de impresión de película tiene interrupciones programadas que una línea de extrusión de virgen no presenta: cambios de pantalla, cambios de agua de lavado, asociación de cuchillas, limpieza del tramo húmedo para eliminar la acumulación de adhesivo y mantenimiento de los filtros. Planificar una disponibilidad del 85 por ciento en películas postconsumidor impresas es realista; planificar una disponibilidad del 95 por ciento produce un caso de negocios que no será cumplido.
Industrias de aplicación y mercados finales para pellets reciclados de LDPE
Una línea de pelletización de película de LDPE impresa y adhesiva solo tiene sentido comercial si el pellet producido tiene un destino definido, y las cuatro corrientes de materia prima que procesa la mayoría de las líneas de Polyretec conducen a un conjunto único de mercados finales. Comprender cuál es el mercado final al que está orientada una planta determina la finura de filtración, la estrategia de color y la calificación del pellet con la que debe configurarse la línea.
Reciclaje del film agrícola
El secado de mulch agrícola y la lona de invernadero son las corrientes de LDPE de mayor volumen y más sucias en la mayoría de las regiones. Llegan con suela, arena, residuos vegetales y arena de riego en un 8-20% de peso, y el pellet recuperado es generalmente de grado utilitario oscuro con un contenido de cenizas del 1,5-3%. El lugar natural de este pellet es en productos en los que la resistencia mecánica es más importante que el aspecto: bolsas para residuos de gran tamaño, lonas para construcción, membranas impermeables a la humedad, compuestos para la protección del tubo de drenaje, sleeves para protección contra los cables, y artículos moldeados por inyección, como macetas, cajas y bloques de palés. Debido a que el color es ya oscuro y variable, una pequeña cantidad de negro de carbón lo estabiliza en un color carbón uniforme que los convertidores pueden especificar de manera confiable.
Reciclaje de film de embalaje.
La película de envasado impresa de postconsumo, incluido el plástico para bolsas de compra, para bolsa de pan, sobreenvasado y envasado secundario, es el flujo que se beneficia más directamente de un lavado en caliente adecuadamente configurado. Con el 70 al 90 por ciento de la impresión de la superficie eliminada y el nivel de cenizas inferior al 1,5 por ciento, el grano alcanza un grado estándar adecuado para aplicaciones de película expandida: revestimientos para contenedores de basura y cubos, bolsas agrícolas, sacos para la construcción, fundas de contracción para cargas de palets y la capa interna de las estructuras de film de múltiples capas en las que un núcleo reciclado está intercalado entre las capas virgenes. Esta última aplicación es la salida de mayor crecimiento, ya que permite a los fabricantes incorporar entre un 30 y un 50 por ciento de contenido reciclado sin comprometer la superficie impresa exterior.
Trámaras de película de alambre industriales y residuos posterior a la producción
El corte de los bordes, los extremos enrollados, los restos de arranque y los rollos rechazados procedentes de las plantas de conversión de películas son las materias primas de LDPE más limpias disponibles, normalmente con una contaminación inferior al 1,5 por ciento, incluso cuando están impresas. El grano recuperado alcanza un grado de calidad premium con un contenido de cenizas inferior al 0,5 por ciento y un índice de flujo en fusión que varía entre un plus o un menos del 6 por ciento, y vuelve directamente a la producción de la propia planta convertidora, a menudo en un porcentaje del 20 al 40 como adición a las mismas estructuras de película de las que proviene. Muchas plantas instalan una línea compacta específicamente para cerrar este ciclo internamente, porque el material nunca sale del sitio y la calidad es conocida.
Estaciones de reciclaje municipales y recogida mixta.
El material procedente de las estaciones de reciclaje municipales y la recolección doméstica mixta es la corriente más variable de todas, combinando LDPE impreso con LLDPE, algo de HDPE, etiquetas de papel, residuos alimenticios y contaminantes ocasionales no de poliolefina. Una línea que atiende esta corriente necesita toda la cadena húmeda más una sólida estrategia de filtrado de fundido, y debe configurarse para un grado de peletizado estándar para utilidades en lugar de de calidad superior. Los mercados finales incluyen bolsas de residuos, film de construcción, maquinado por inyección para muebles de la calzada, pallets, componentes de drenaje y extrusión de perfiles para decks exteriores y cercas.
Tabla 19 – Mapa de la corriente de materia prima hasta el mercado final para el pellet de LDPE reciclado.
| Flujo de recogida | Grado típico de pellets. | Contenido de ceniza conseguido. | Resultado del color | Productos finales primarios | Tasa de adición típica en el producto final. |
|---|---|---|---|---|---|
| Mulantos agrícolas y películas para invernaderos | Servicios básicos | 1,5 a 3,0 por ciento | Gris oscuro hasta negro, estabilizado con negro de carbono. | Bolsas de residuos, películas de construcción, membranas impermeables, envoltorios de tuberías de drenaje, macetas, bloques de palets. | 40 a 100 por ciento |
| Film de embalaje impresa postconsumo | Estándar. | 0,8 a 1,5 por ciento | Gris o carbón uniforme | Forros de contenedores, bolsas agrícolas, sacos de construcción, capuchones de contracción, capa núcleo reciclado en película de varios capas. | 30 a 70 por ciento |
| Película de estiramiento y encogimiento procedente de centros de distribución | De estándar a Premium | 0,5 a 1,2 por ciento | Gris claro, trasparente | Película de estiramiento con núcleo reciclado, cubiertas de pallets, lonas protectoras, cajas moldeadas por inyección | 30 a 60 por ciento |
| Etiqueta liner y película laminada con adhesivo | Estándar. | 1,0 a 2,0 por ciento | Blanco con manchas de gel ocasionales. | Bolsas de residuos, chapa no crítica, piezas de utilidad moldeadas por inyección, compuesto para la extrusión de perfiles. | 30 a 60 por ciento |
| Trímes de películas impresas postindustriales | Premium, | Por debajo del 0,5 por ciento | Cerrado a la mezcla de color original de la impresión, consistente | Devolución de ciclo cerrado dentro de la película propia del convertidor, aplicaciones de alta claridad con un núcleo reciclado | Del 20 al 40 por ciento |
| La inversión municipal varía entre | De estándar a utility | 1.2 de 1,2 a 2,5 por ciento | Oscuro, variado sin mezclar. | Bolsas de residuos, película de construcción, mobiliario urbano, pallets, pavimentos y perfiles de cercas. | 7. Del 50 al 100 por ciento. |
| Restos de sacos y rafia, predominio del PP | Servicios básicos | 1,5 a 3,0 por ciento | Variable | Piezas utilitarias moldeadas por inyección, bloques para palets, compuestos con relleno | 7. Del 50 al 100 por ciento. |
La experiencia de proyectos realizada por Polyretec en estas áreas incluye un sistema de reciclado y granulado de film de LDPE para bolsas y películas impresas, una línea de lavado de film de LDPE que transporta adhesivos sensibles a la presión, construida alrededor de una trituradora de alta resistencia y una máquina batidora, y una instalación automática de lavado de film de plástico de PP y PE, con configuración PTW1000. Ese historial de proyectos en más de 100 instalaciones y en más de 50 países es lo que respalda las ventanas de parámetros que se proporcionan en esta guía.
Un elemento importante a tener en cuenta para aquellos que especifican la aplicación downstream. El LDPE reciclado obtenido de película impresa normalmente muestra un índice de flujo de fusión en el intervalo de 0,3 a 1,5 gramos por 10 minutos a 190 grados Celsius en condiciones de una carga de 2,16 kilogramos, una densidad de 0,918 a 0,926 gramos por centímetro cúbico y una resistencia a la tracción al límite de deformación de aproximadamente 8 a 12 megapascales con un alargamiento en el momento del rotura superior al 300%, cuando la cadena de lavado ha funcionado adecuadamente. Cuando el grano debe cumplir un intervalo de índice de flujo de fusión más ajustado que lo que permite la mezcla de materia prima de origen, el camino práctico es el cernido a nivel de balas por fuente o la mezcla en un silo, no el ajuste del proceso en el extrusor.
Instalación, puesta en marcha, formación y soporte durante la vida útil
Una línea de película de LDPE impresa y adhesiva es una instalación de producción en lugar de una máquina individual, y la diferencia entre una línea que cumple sus números y otra que no suele depender más de la disciplina de puesta en marcha y la competencia de los operarios que de las especificaciones del equipo. El modelo de servicio de Polyretec como fábrica de Wanplas se basa en esa realidad.
Pruebas de envío antes del envío
Cada línea se monta y se acopla en la fábrica antes del envío. En el caso de un proyecto de film impreso, la prueba significativa no es una carrera sin carga, sino un ensayo con la propia muestra del cliente. Por eso, Polyretec solicita una muestra representativa en la fase de la cotización. El ensayo establece el flujo de producción alcanzable, la humedad en cada etapa de deshidratación, el consumo de químicos de lavado, la velocidad de carga de filtración y la calidad de los pellets terminados en relación con la especificación deseada. Esos resultados se convierten en los criterios de aceptación incluidos en el contrato, lo que elimina la ambigüedad que causa la mayoría de las disputas de aceptación.
Instalación y puesta en marcha
Los ingenieros de Polyretec asisten en el sitio para supervisar la instalación y realizar la puesta en marcha. La secuencia de puesta en marcha de una línea de filmación sigue un orden fijo: verificación de las instalaciones y la seguridad, funcionamiento mecánico en seco de cada máquina por separado, relleno del sistema de agua y prueba de fugas, funcionamiento en húmedo de la cadena de lavado sin material, paso del primero de los materiales a la centrifuga, paso del primero de los materiales al barrido, enjuague y calentamiento del extrusor, primer pellet, luego rampa progresiva durante varios días mientras se ajustan y registran los parámetros. Intentar alcanzar el valor nominal en el primer día es el error más común en la puesta en marcha, porque oculta cuál es la etapa que está limitando.
Capacitación del operario
El entrenamiento cubre tres niveles. Los operadores aprenden las secuencias de arranque y apagado, la selección de recetas, las verificaciones de calidad habituales y la rutina de limpieza diaria que impide que el adhesivo se carbonice en la sección húmeda. Los técnicos de mantenimiento aprenden a personalizar las cuchillas y ajustar los huecos, sustituir las pantallas, inspeccionar las tuercas y los cilindros, realizar el mantenimiento hidráulico y neumático, así como el programa preventivo semanal y mensual. Los supervisores aprenden el diagnóstico de problemas en el proceso mediante la matriz de fallos, el registro de parámetros, el seguimiento de la calidad y la interpretación de datos específicos sobre energía y rendimiento. El entrenamiento se lleva a cabo in situ durante la puesta en marcha y se puede repetir de forma remota.
Recambios y garantía.
Polyretec aplica los compromisos de servicio compartidos de la marca Wanplas: 500 USD en piezas de recambio gratuitas cada año, sustitución gratuita de las piezas dañadas durante el período de garantía, una garantía de transporte, una garantía de la capacidad de producción y una garantía de los estándares de calidad. El inventario de recambios recomendado en el lugar para una línea de película impresa es más específico que la lista genérica, ya que el servicio de película consume artículos particulares: un conjunto completo de cuchillas trituradoras y cuchillas fijas, segmentos de cribas lavadoras por fricción, segmentos de cribas centrifugadoras, cribas para drenaje de exprimidores, sellos para cambiadores de cribas y placas de corte, cuchillas cortadoras, al menos una transductor de presión de fusión de recambio y un termopar por tipo de zona, y un stock de cribas de filtro que cubra tres meses del cambio previsto.
Asistencia remota y acceso a la fábrica
El sistema de control admite monitoreo remoto, lo que permite a los ingenieros de Polyretec examinar los datos del PLC, el historial de parámetros y los registros de alarmas desde China, y asesorar directamente al sitio. Esto se ha demostrado particularmente valioso en casos de problemas de variación del proceso en la película impresa, en los que la causa suele ser un cambio lento en la materia prima en lugar de un fallo del equipo, y la evidencia se encuentra en los datos de tendencia en lugar de en una sola lectura. La política abierta de las fábricas de Wanplas permite que los clientes visiten, inspeccionen la producción, observen una línea bajo prueba y realicen una prueba con su propio material antes de comprometerse con una configuración.
Tabla 20 — Lista de comprobación para la puesta en marcha y aceptación de una línea de fabricación de pastillas de película impresa
| Punto de control | ¿Qué se verifica? | Base de aceptación | Fase |
|---|---|---|---|
| Prueba de muestra del material en la fábrica. | Rendimiento, eficacia de lavado, calidad de los pelets sobre el material propio del cliente. | Especificación objetivo acordada | Antes del envío |
| Verificación de servicios y seguridad | Energía, agua, vapor, aire comprimido, paradas de emergencia, sistemas de protección, puntos de bloqueo. | Normas del sitio y requisitos CE, cuando sea aplicable. | Instalación |
| Corrección de funcionamiento individual de la máquina | Dirección de rotación, corriente de accionamiento sin carga, vibración, alineación | Placa de identificación y dibujo | Instalación |
| Prueba de llenado y pérdida del sistema de agua | Integridad del tanque, rendimiento de la bomba, ruteo de recirculación, drenaje | No hay fugas, se ha logrado el flujo diseñado. | Comisionamiento |
| Limpieza del circuito de cadena en mojado sin material | Nivel de agua, comportamiento de desbordamiento, ruteo contra corriente, capacidad de calefacción | Lava en caliente alcanza y mantiene 85 a 90 grados Celsius. | Comisionamiento |
| Primer paso del material a la centrifuga | Geometría de las cuchillas de la trituradora, rendimiento de la lavadora de fricción, humedad de la descarga | Excedente de centrifugadora con humedad del 3 al 8 %. | Comisionamiento |
| Verificación del rendimiento del extractor | Humedad de salida, temperatura de salida, densidad en volumen. | 2 a 5 por ciento de humedad, 0,28 a 0,42 toneladas por metro cúbico | Comisionamiento |
| Calentamiento y purgado del extrusor | Estabilidad de la temperatura de la zona, par de tornillo a ralentí, limpieza de la purga. | Limpieza de purga, temperaturas estables. | Comisionamiento |
| Primera producción de pellets. | Forma de pellet, ajuste de la corteza, humedad de descarga del secador. | 3 por 3 milímetros nominal, menos del 0,5 por ciento de humedad superficial. | Comisionamiento |
| Pared gradual | Rendimiento, energía específica, cargas de filtración e estabilidad de la calidad | Rendimiento de los contratos a la calidad establecida | Comisionamiento |
| Prueba de funcionamiento continuo | Operación continua durante un período acordado con parámetros registrados. | Producción y calidad estables durante el tiempo de prueba | Aceptación. |
| Verificación de calidad en el pellet terminado | Tolerancia del índice de fluidez de la fusión | Tabla de especificaciones de los pellets acordadas. | Aceptación. |
| Verificación del consumo de energía | Kilovatios hora por kilogramo, agua dulce por tonelada, tasa de dosificación de productos químicos | Cifras de consumo acordadas. | Aceptación. |
| Firma de la formación. | Capacitación para operadores, mantenimiento y control de calidad. | Historial de formación completado | Aceptación. |
| Entrega de piezas de recambio | Inventario recomendado suministrado y catalogado | Lista de repuestos acordada, más el estipulado derecho a piezas gratuitas anuales | Entrega |
Preguntas frecuentes
¿Cuánto tinta puede eliminar una línea de lavado y granulado de una película de LDPE impreso?
Una etapa de lavado en caliente correctamente configurada que funciona a una temperatura de 80 a 90 grados Celsius con un 1-2% de caustic y un paquete de tensioactivos adecuado elimina aproximadamente del 70 al 90% de la tinta impresa en superficie en los sistemas de impresión basados en solventes y agua, medida como ceniza y desplazamiento de color en el pellet terminado. La tinta impresa inversa profundamente incrustada entre capas de un laminado no puede eliminarse por completo mediante el lavado, ya que la capa de tinta está mecánicamente protegida por la capa de película exterior. Para esas corrientes, el objetivo realista es la homogeneización del color en un pellet de color gris o ceniza estable, en lugar de la eliminación de la tinta.
¿Necesito una extrusora de dos etapas para film LDPE impreso y viscoso?
Se recomienda la extrusión en dos etapas siempre que la contaminación previa supere aproximadamente el 3% en peso, cuando está presente residuo adhesivo o cuando el cliente especifica un ajuste de finura de la filtración más fino que 120 tamices. El extrusor de segunda etapa descompone la presión de filtrado de la masa fundida del plato giratorio de plástico, por lo que la presión de descarga de filtración ya no obliga al primer plato a degradarse por rozamiento. Para elfilme impreso después de la producción, limpio y con menos de un 1% de contaminación, una máquina de un solo estadio con un intercambiador de tamices continua suele ser suficiente y presenta un perfil energético y de capital inferior.
¿Cuál es el contenido de humedad que puede tolerar la línea de granulado?
Una moderna línea de pelletización de películas con un exprimidor mecánico delante del extrusor tolera un 3 a 8 por ciento de humedad al salir de la centrifuga, ya que el exprimidor la reduce al 2-5 por ciento y la sección del ventilador al vacío elimina el resto. Las películas que se suministran con un 10 por ciento de humedad o superior a una máquina con un solo ventilador producen bolsas de vapor, golpes y partículas porosas. Si la línea no tiene un exprimidor, el límite práctico en el pasaje del extrusor es de aproximadamente el 3 por ciento.
¿Por qué la película adhesiva causa puenteo en el alimentador de fuerza y cómo se previene?
El residuo adhesivo sensible a la presión se ablanda a entre 40 y 60 grados Celsius, que se alcanza fácilmente dentro de un tornillo de compactación que opera contra presión inversa. El adhesivo ablandado une los granos en un tapón que cubra la garganta del extrusor. La prevención combina un alojamiento de alimentación con revestimiento de agua y controlado de temperatura, que se mantiene por debajo de 45 grados Celsius, una relación de compactación ligeramente reducida y una rasqueta o una batidora anti-cubrimiento en el compartimento del alimentador.
¿Qué finura de filtración de fundido debo especificar para la película agrícola impresa?
Generalmente, la película agrícola que transporta tierra y partículas gruesas se filtra a una malla de 80 a 100 a la primera pasada, que corresponde a aproximadamente 150 a 180 micrómetros. Filtrar más fino de 120 mallas en un flujo muy sucio provoca un rápido aceite de la tela, cambios frecuentes y una gran pérdida de fusión en cada cambio. Si el cliente requiere una especificación más fina, la respuesta correcta es una línea de dos etapas con una pantalla gruesa en la primera etapa y un filtro automático fino en la segunda etapa, no una sola pantalla fina en una máquina de una sola etapa.
¿Cuánta agua consume una línea de lavado y pelletizado de película de LDPE?
Con un bucle de recirculación adecuadamente diseñado, una línea de película impresa de 1000 kilogramos por hora consume aproximadamente 1,5 a 3 metros cúbicos por hora de agua dulce, en función de la carga de material presente y de la manera en que se desagua el lodo. Sin recirculación, la misma línea puede consumir de 8 a 12 metros cúbicos por hora. La demanda de agua dulce depende casi exclusivamente de lo que sale del sistema en forma de humedad de lodo y restos de partículas, no del volumen de los tanques.
¿Qué consumo específico de energía debo presupuestar para la película de LDPE impresa y pegajosa?
Una línea completa de lavado y granulado para films de LDPE impresos de consumo posterior normalmente consume entre 0,45 y 0,75 kilovatios hora por kilogramo de pellet terminado, con el bloque de extrusión y granulado que supone entre 0,25 y 0,40 kilovatios hora por kilogramo, mientras que la parte frontal húmeda se encarga del resto. Las películas agrícolas muy contaminadas se sitúan en el extremo superior debido a la carga de calentamiento de los tanques de lavado en caliente y a la mayor tasa de rechazo, lo que aumenta el consumo específico. Las películas de uso posterior con una baja contaminación pueden consumir menos de 0,40 kilovatios hora por kilogramo.
¿Una sola línea puede procesar tanto la película de envasado impresa como la agrícola?
Sí, pero solo si la línea está especificada para el flujo más difícil desde el principio. La película agrícola requiere un mayor volumen de pre-lavado, eliminación de arenas, cuchillas resistentes a la abrasión y una malla más gruesa; la película de embalaje impresa requiere un mayor tiempo de residencia en el lavado en caliente y un lavado por fricción más intenso. Por tanto, una línea de doble uso lleva ambos conjuntos de características y ejecuta cambios de receta a través del sistema de control. Retirar la eliminación de arenas a una línea diseñada originalmente para la película de embalaje limpia es mucho más costoso que especificarlo desde el principio.
Conclusiones: Construir una línea que resista los films impresos reales
La mejor línea de pelletización de película de LDPE para residuos de película impresas y pegajosas no es la que tiene un mayor rendimiento nominal o la mejor filtración en el papel. Es la que tiene la sección húmeda dimensionada para el balo más sucio que la planta recibirá, cuya cascada de deshidratación entrega un 2 a 5 por ciento de humedad y 0,28 a 0,42 toneladas por metro cúbico hasta la cola del extrusor, cuyo alimentador de fuerza permanece por debajo de la temperatura a la que el adhesivo convierte un flujo de partículas en un puente, y cuya arquitectura de extrusión mantiene la temperatura de fusión estable a medida que se carga el filtro.
Cada parámetro de esta guía se conecta con esos cuatro requisitos. El espaciado entre hojas de 0,5 a 1,0 milímetro existe para que la cadena de lavado reciba un trozo que pueda limpiar y los transportadores puedan moverse. El lavado en caliente a 80 a 90 grados Celsius con un 1 a 2 por ciento de caustique y 10 a 20 minutos de tiempo de permanencia existe porque durante este periodo, el enlace de la tinta se hidroliza y el adhesivo sensible a la presión se libera. El exprimidor mecánico existe porque eliminar el agua mecanicamente cuesta una fracción de lo que cuesta al hacerlo térmicamente, y porque la densidad en masa es lo que alimenta un extrusor. El ventilación al vacío a entre mínus 0,06 y mínus 0,09 megapascales existe para extraer lo que no pudo eliminar el exprimidor. La extrusión en dos etapas existe porque un filtro que turbe no debe permitir que el punto de operación de la tornillo de plastificante varíe. Existe una bomba de fusión para que la variación de la masa de los pellets se mantenga en o por debajo del 5%. Y existe un silo de mezcla porque la materia prima varía y los clientes no toleran variaciones.
Polyretec, una fábrica de Wanplas cuyos orígenes se remontan a 2010 y que tiene una marca establecida en 2017, fabrica precisamente este tipo de línea. Las líneas de trituración y lavado de PP y PE suaves de la serie PTW, que pueden alcanzar una producción de 500 a 1500 kilogramos por hora, constituyen el extremo delantero húmedo. La línea de granulado de nueva generación, diseñada para película LDPE de paredes finas y viruta de PE y PP gruesa procedente de fuentes postconsumidoras, convierte la polvera lavada y presionada en un grano de 3 por 3 milímetros de diámetro constante. Más de 100 proyectos completados en más de 50 países, un equipo de más de 24 ingenieros y los compromisos compartidos de Wanplas de ofrecer 500 piezas gratuitas al año, garantía de transporte, garantía de capacidad de producción y garantía de estándares de calidad están detrás de cada configuración.
Si está evaluando una línea para bolsas de impresión, film laminado por adherencia, forro de etiquetas, envoltura extensible o film agrícola, el paso más productivo es enviar una muestra representativa del material junto con su volumen mensual objetivo, el área de planta disponible y la altura del techo, la disponibilidad de servicios públicos como energía, agua y vapor, y las especificaciones de granos que requieren sus clientes. Los ingenieros de Polyretec analizarán esa muestra, informarán del rendimiento alcanzable, el perfil de humedad, el consumo de productos químicos de lavado, la carga de filtración y la calidad de los granos, y devolverán una configuración elaborada a partir del material en lugar de basarse en una página del catálogo. También le agradeceríamos que visitara la fábrica, inspeccione una línea en funcionamiento y observe cómo se fabrica su propio material antes de tomar una decisión. Esa prueba es la forma más rápida de transformar una discusión de especificaciones en una decisión que pueda defender.




