Elegir la mejor línea de reciclaje de película de LDPE para los desechos de película con etiquetas adhesivas no es una cuestión de elegir la trituradora más grande o el tanque de lavado más largo. Es cuestión de diseñar teniendo en cuenta una familia concreta de contaminantes: el adhesivo autoadesivo y el recubrimiento de liberación de silicona que lo acompaña. Los recicladores mexicanos de Monterrey, Guadalajara, el Estado de México y el corredor de Bajío recogen enormes volúmenes de película de polietileno de baja densidad que lleva etiquetas autoadhesivas, residuos de papel para etiquetas, películas protectoras y bolsas rechazadas con etiquetas. Ese material tiene aspecto y comportamiento similares a la película postindustrial común en el balo, y se comporta igual en la trituradora. Luego llega al filtro de fusión, donde las diferencias se vuelven caras.
La película cargada de adhesivos es la causa de que una línea convencional de lavado de PP/PE, que funciona perfectamente en la película de extensión limpia, pierda la mitad de su producción cuando la materia prima cambia a material con etiqueta. La goma no se lava con agua fría. Se suaviza en la extrusora, migra al paquete de mallas, oscurece la malla y obliga a cambiar las mallas cada hora o dos. El revestimiento de liberación de silicona se comporta incluso peor, porque es químicamente inerte, sobrevive a la solución cáustica y aparece más tarde como ojeras en la película soplada o como mala adhesión de la tinta en los productos impresos. Cualquier especificación seria para esta corriente, por tanto, necesita tres adiciones sobre una línea estándar de lavado de película: una etapa de lavado con cal en caliente con un tiempo de permanencia real, un tren de aclarado lo suficientemente largo como para eliminar el alcalino residual y un sistema continuo de filtración de fusión que pueda mantener las mallas finas sin detenerse.
Este manual explica la cadena completa del proceso de una línea dedicada para el reciclaje de films adhesivas de LDPE. Abarca la clasificación de materia prima, la química del adhesivo, los parámetros de los equipos por estación, el tiempo de lavado con la sustancia cáustica, la granulación específica de la película con compactación y degaseificación en etapas múltiples, tres configuraciones de capacidad, las obligaciones de tratamiento de agua según la normativa mexicana y las realidades prácticas que existen con la potencia de 60 hertz, la ruta de importación y la aceptación de rLDPE. Polyretec, una fábrica Wanplas, ha suministrado líneas de lavado y granulaje para esta aplicación concretamente, incluyendo una instalación mexicana construida con una descocadora de gran tamaño y una máquina batidora para film de LDPE con adhesivos, y la lógica de ingeniería que se describe a continuación refleja la experiencia en el campo.
¿Por qué los residuos de film adhesivo mexicano son una materia prima distinta?
Los residuos de película adhesiva mexicana son una corriente combinada en la que el polímero es fácil y la química de la superficie es difícil. La resina base de LDPE y LLDPE es fácil de procesar, térmicamente estable y fácil de fundir, pero el material llega revestido con adhesivo, impreso con tintas disolventes, mezclado con fibra de liner de papel y, en la fracción agrícola, cargado con tierra. Comprender de dónde proviene cada fracción es el primer paso a la hora de diseñar la línea, porque el origen de la recogida predecirá mejor el tipo de contaminación que cualquier inspección visual de unas fardos.
Cuando la materia procede de …
Las instalaciones encargadas de convertir las etiquetas generan película de forro despegable y residuos de matriz, el esqueleto que queda después del recorte de la etiqueta. Esta fracción está libre de suciedad pero muy cubierta tanto con adhesivo como con silicona, y a menudo contiene fragmentos de papel forrado. Las plantas de etiquetado en el sector de alimentos, bebidas y productos de cuidado personal generan película etiquetada rechazada, bolsas mal etiquetadas y desechos de arranque. La película autoadhesiva protectora proviene de los fabricantes de electrodomésticos, muebles y láminas metálicas de Monterrey y Saltillo, donde la película de protección de superficie se retira tras el montaje y se descarta con el adhesivo aún activo.
La fracción agrícola es totalmente diferente. La película para invernaderos y la película de cobertura procedente de Sinaloa, Jalisco, Michoacán y Baja California llegan con suelo, arena, residuos vegetales y humedad. El contenido de cenizas en las pelis agrarias alcanza habitualmente el rango del 5 al 15 % antes del lavado, y la humedad a la llegada puede estar entre el 3 y el 8 %. Esta fracción no es rica en adhesivos, pero es abrasiva, y determina la selección del material de las bombas, los revestimientos de las llquitas hidrociclónicas y la capacidad de manejo del lodo.
La fracción comercial, principalmente bolsas de compras y film de reticulación procedentes de centros de distribución en Monterrey, Guadalajara y la Ciudad de México, se encuentra entre los dos extremos. Su contenido de contaminantes minerales es relativamente bajo, pero contiene residuos de cinta, gráficos impresos y una fracción persistente de polímeros extranjeros.
Mapa de la contaminación
Más allá del adhesivo, cuatro grupos de contaminación definen el diseño del proceso. Las tintas de impresión incluyen sistemas de solvente de nitrocelulosa y poliuretano, así como sistemas a base de agua, y sus pigmentos y aglutinantes son la principal fuente de decoloración gris y olor volátil en el gránulo final. Las fibras del papel del revestimiento de la etiqueta se dispersan en el agua de lavado y, si no se eliminan, se carbonizan en la extrusionadora y se muestran como puntos negros. La contaminación de origen mineral, como tierra, arena y chatarra, desgasta los pernos y los cilindros y aumenta el contenido de cenizas por encima de los parámetros especificados. Los polímeros extraños, principalmente polipropileno procedente de fragmentos de bolsas tejidas y polietileno tereftalato procedente del papel de revestimiento del etiquetado, así como algunos espirales de metal y clips de cintas de enburdecer, completan el cuadro.
Debido a que el LDPE tiene una densidad de aproximadamente 0,915 a 0,935 gramos por centímetro cúbico, flota. El polietileno tereftalato tiene una densidad de aproximadamente 1,38 y el cloruro de polivinilo de aproximadamente 1,40, al igual que la arena y la grava. Ese vacío de densidad es el mecanismo de separación más confiable disponible, y un tren de flotación diseñado adecuadamente lo utiliza repetidamente en lugar de una sola vez.
Cuadro 1: Clasificación de los desechos de película de LDPE mexicanos.
| Categoría de los desechos | Origen típico en México | Contaminantes dominantes | Nivel de contaminación | Dificultades de procesamiento | Ruta del proceso recomendada |
|---|---|---|---|---|---|
| Eliminación de la película del revestimiento y del mapeo. | Conversores de etiquetas, impresoras (CDMX, Querétaro). | Recubrimiento para la liberación del silicio, adhesivo acrílico, fibra de papel. | 8–18% | Muy alta | Trituradora + granulador mojado + lavado a caldo con agente desiliconante + filtro continuo de fusión de 80-100 µm |
| Bolsas y manguitos etiquetados rechazados | Embaladores de alimentos y bebidas, plantas de productos para el cuidado personal. | Adhesivo acrílico y de goma, tintas disolventes, etiquetas de papel | 5–12% | Alto | Lava con caustico caliente a 80-90° C + 3 lavado de fricción + filtro de fusión de 100-120 µm. |
| Película de protección de la superficie de autoadesivo | Fabricación de electrodomésticos y metal (Monterrey, Saltillo) | Adhesivo a base de goma con un agente aglutinante, residuos metálicos, aceite. | 4–10% | Alto | Elevadas: compaction a baja temperatura, carga lateral del triturador, partículas abrasivas recogidas. |
| Película para invernaderos. | Sinaloa, Jalisco, Michoacán, Baja California.. | Suelo, arena, residuos vegetales, humedad, resina degradada por los rayos UV. | 10–25% | Muy alta | Tambor de pre-lavado + sumidero de varios niveles + hidrociclón + bombas resistentes al desgaste |
| 000 toneladas anuales, esta prima supone de | Centros de distribución en Monterrey, Guadalajara, CDMX. | Residuos de la cinta, tinta de impresión, fragmentos de PP y PET. | 3–8% | Medio | Limpieza en caliente a 70-80 °C + flotación y filtración del fundido de 120 a 150 μm |
| Cubre de LDPE postindustrial limpio | Conversores de película soplada y película moldeada | Polvo, tinta ocasional, adhesivo mínimo. | <2% | Bajo. | Compactación y granulación directas, lavado opcional |
Regla de diseño:Nunca calibre una línea de film de pegatina de LDPE en la fracción más limpia que espera comprar. Calíbrela en la fracción más sucia que no puede permitirse rechazar, y luego utilice proporciones de mezcla para proteger el rendimiento.
Química del adhesivo y del silicona: ¿qué realmente bloquea las pantallas?
El adhesivo sensible a la presión es un polímero viscoelástico permanentemente jugoso que nunca se cura por completo, y esa característica única explica casi todos los problemas de procesamiento en el reciclaje de películas adhesivas. Dado que no se intercruza en un material sólido duro, permanece blando a temperatura ambiente, se convierte en fluido a la temperatura de la extrusión y sigue siendo adhesivo en todo punto intermedio. Las tres químicas encontradas en los desechos de etiquetas y películas protectoras actúan de manera muy diferente en una línea de lavado, y una línea que solo maneja una de ellas decepcionará en meriendas mixtas.
Adhesivo acrílico sensible a la presión
Los adhesivos de copolímero acrilato dominan las aplicaciones de etiquetas duraderas y etiquetas para envasado de alimentos. Se polimerizan a partir de monómeros de éster acrílico y contienen una alta densidad de enlaces éster. Esos grupos ésteres son los mejores amigos del ingeniero del proceso: en una solución caliente de hidróxido de sodio, se hidrolizan, convirtiendo el adhesivo en jabones carboxilados solubles en agua que se enjuagan. La tasa de saponificación se multiplica aproximadamente por dos por cada diez grados de aumento de temperatura dentro del rango práctico, por lo que un tanque caustico que funciona a 85 grados centígrados elimina mucho más adhesivo que el mismo tanque a 65 grados. El adhesivo acrílico es, en resumen, el caso más manejable.
Adhesivo sensible a la presión a base de goma.
Los adhesivos de goma se construyen a partir de copolímeros de bloques de estireno-isopreno-estireno o estireno-butadieno-estireno mezclados con resinas de endurecimiento, como resinas de hidrocarburo hidrogenadas o ésteres de resina de roble, además de aceites de procesamiento. En este sistema prácticamente no hay grupos hidrolizables, por lo que la disolución cáustica por sí sola logra poco. La eliminación depende de suavizar el adhesivo por encima de su punto de fluidez y luego desprenderlo físicamente de la superficie de la película, lo que significa una temperatura de lavado más alta, una velocidad de lavado con fricción mayor y un tiempo de permanencia más prolongado. La selección del tensioactivo es más importante que la concentración del cáustico en este caso: una mezcla no iónica y aniónica bien escogida emulsiona la fase de la goma suavizada y la mantiene suspendida de manera que no se reponga en la superficie de la película limpia en sentido downstream.
Recubrimiento para la liberación del silicio: el problema más difícil.
El recubrimiento para la liberación del silicio es la razón por la que los recicladores con experiencia cotizan el film de revestimiento de manera diferente a cualquier otro grado de LDPE. El recubrimiento es una capa fina de polidioximetilsiloxano reticulado aplicada a la superficie del revestimiento, de manera que las etiquetas se liberan de forma limpia. Su cadena de siloxano no se hidroliza por el hidróxido de sodio a concentraciones de proceso, no es soluble en agua y sobrevive a temperaturas de extrusión sin descomponerse. En su lugar, lo que hace es migra. El silicio tiene una energía de superficie extremadamente baja, por lo que se concentra en las interfaces de fusión, aparece en forma de ojos de gel en el film soplado posterior, y destruye la adherencia de la tinta y la resistencia al sellado térmico en cualquier producto fabricado a partir de pellets contaminados.
Hay tres contramedidas que funcionan en combinación. La primera y más efectiva es física: donde el flujo de residuos lo permite, se separa la película interior en el origen antes de que entre en el balazo, ya que eliminar el material revestido de silicona es mucho más barato que tratarlo. La segunda es química: agentes desiliconizantes específicos, normalmente formulaciones alcalinas con componentes quelantes y humectantes, que se aplican a temperatura elevada para hinchar y levantar el revestimiento. La tercera es mecánica: lavado por fricción de alta parra después de la etapa química, ya que el revestimiento aflojado debe abrasarse en lugar de disolverse. Incluso con todas y tres, un objetivo realista es una reducción significativa en lugar de una eliminación completa, y los pellets finales deben clasificarse de acuerdo con eso en lugar de venderse para aplicaciones de película que no pueden tolerar geles.
Contaminantes secundarios que agravan el problema.
Las tintas a base de disolventes de nitrocelulosa y poliuretano liberan compuestos orgánicos volátiles durante la extrusión, por lo que el desgasificación por vacío en varias etapas no es opcional en la película impresa. La fibra de papel del papel de revestimiento tiene una densidad cercana al agua cuando está saturada y no se separa de manera confiable mediante flotación, por lo que debe eliminarse mecánicamente en lavadores de fricción y mediante el cribado fino del agua de lavado. El hidróxido de sodio residual transportado desde el tanque de álcali es corrosivo para las superficies de tornillos y barriles nitrurados y acelera el desgaste en la punta del tornillo y en la carcasa del filtro de fusión, por lo que el caudal de enjuague es un elemento de seguridad más que una mejora.
Disposición de la línea completa, estación por estación
Una línea dedicada al reciclaje de películas adhesivas de LDPE consta de once estaciones funcionales, y la secuencia es tan importante como las máquinas individuales. El principio rector es que la película debe reducirse a una geometría manejable antes de que se encuentre con el agua, que la separación debe intentarse en varios puntos en lugar de concentrarse en un tanque único, y que el material debe estar auténticamente seco antes de entrar en la extrusora.
1. Alimentación, apertura de balas y pre-separación
La película en bolsas llega comprimida e interconectada, por lo que se requiere un desbontador de bolsas con dientes rotativos para romper la bolsa en película suelta sin enrollar los ejes. Luego, el material pasa a una cinta transportadora de clasificación que funciona a una velocidad de 0,2 a 0,4 metros por segundo, lo bastante lenta para que los operadores puedan retirar objetos extraños: botellas de PET, sacos de PP tejidos, cuerdas, textiles, madera y goma pesada. Un imán sobre bandejas y un imán de tambor eliminan los artículos ferrosos, como grapas, clips de acople y clavos, y un detector de metal inductivo en la descarga protege al rotor de la trituradora de los metales no ferrosos. La clasificación manual recupera valor a una intensidad de inversión muy baja, y en las operaciones mexicanas donde hay mano de obra disponible, una cinta de clasificación más larga con más estaciones suele ser la actualización de mayor retorno disponible.
2. Trituradora de un eje
El film debe triturarse antes de entrar en contacto con el agua. Un triturador de un solo eje de baja velocidad y alto par, que gira a una velocidad de 80 a 120 revoluciones por minuto, con un diámetro del rotor de 400 a 600 milímetros y un impulsor hidráulico, reduce el film a trozos de 50 a 80 milímetros. La velocidad baja del rotor es importante: el corte a alta velocidad de película de LDPE fino genera calor por fricción y la película suavizada se suelta en formas de cuerdas que obstruyen la pantalla de descarga. Las cuchillas de corte deben ser piezas de inserción reversible de cuatro bordes, y la pantalla debe ser intercambiable rápidamente, porque la película autoadhesiva acumula depósitos sobre las barras de la pantalla más rápido que la película limpia.
3. Lavado y descontaminación
El granulador húmedo reduce la película rallada a escamas lavables mientras se inyecta agua directamente a la cámara de corte. La separación entre cuchillas se mantiene ajustada entre 0,2 y 0,5 milímetros, y la malla de descarga suele tener un tamaño de 12 a 20 milímetros para película. El agua cumple tres funciones: enfría la zona de corte y evita que la película se derrita sobre las cuchillas, comienza a desprender la suciedad y el papel de etiqueta suelto y transporta las escamas fuera de la cámara. En corrientes con mucho adhesivo, el agua caliente en el circuito del granulador reduce considerablemente la obstrucción de las cuchillas en comparación con el agua ambiente.
4. Separación por flotación
El fragmento húmedo entra en el primer tanque de flotación-ascensión, donde el LDPE flota y las fracciones más pesadas se sedimentan. Un transportador de tornillos o paletas en el fondo del tanque extrae permanentemente la PET sedimentada, el PVC, la arena, la grava y los finos metálicos, mientras que las paletas de la superficie mueven la película flotante hacia la descarga. La separación en múltiples etapas, con dos o tres tanques en serie y lavado entre ellos, rinde mucho más que un tanque largo solo, ya que cada transferencia re-humedece el fragmento y da otra oportunidad a las partículas pesadas atrapadas para liberarse. La temperatura del agua en el tanque suele mantenerse entre 40 y 60 grados Celsius en esta fase para empezar a suavizar el adhesivo antes de la etapa con el ácido cáustico.
5. Lavadoras de fricción de alta velocidad
Los arandelas de fricción son unidades verticales o horizontales en las que un rotor de alta velocidad a una velocidad de 800 a 1200 revoluciones por minuto hace girar los fragmentos sobre una pantalla perforada. El mecanismo es la abrasión de fragmento por fragmento y de fragmento por pantalla, no química, y es el método más efectivo para eliminar el suelo adherido, el papel de la etiqueta descongelado y la película adhesiva suavizada. Las líneas de película adhesiva utilizan dos o cuatro arandelas de fricción en serie. En los productos de alimentación con alto contenido en material de revestimiento, al menos una arandela de fricción debe colocarse inmediatamente a continuación del tanque de caustica, mientras que el material todavía está caliente, porque la película adhesiva que se ha suavizado a 85 grados Celsius se separa mucho más fácilmente que la película adhesiva que se ha enfriado y vuelto a pegarse.
Lavado por caustico en caliente.
Esta es la etapa definitoria de la línea y se trata en detalle en la sección siguiente.
7. Enjuague y deshidratación mecánica
Flake lavada con ácido lleva álgico en su superficie y en la película de agua entre cristales, y ese álgico debe eliminarse antes de la extrusión. Dos o tres depósitos de lavado en disposición de contracorriente, en los que el agua fresca entra en la última etapa y fluye hacia atrás hacia la primera, minimizan el consumo de agua mientras maximizan la efectividad del lavado. El pH del agua de lavado debe monitorizarse continuamente, y la descarga final del lavado se mantiene cerca de neutro. Un tornillo de deshidratación elimina el agua libre, seguido de un secador centellugio horizontal o vertical que gira el flake contra una pantalla fina y reduce la humedad residual al 3 al 5 por ciento.
8. Secado térmico.
Un secador de aire en caliente con separador ciclónico finaliza el trabajo, reduciendo la humedad por debajo del 1 %. La temperatura del aire se mantiene entre 80 y 100 grados Celsius. Superar los 110 grados es un riesgo real con la película delgada de LDPE, ya que el polímero se suaviza, se aglomera en las paredes de los conductos y finalmente bloquea el separador. Un sensor de humedad residual en la entrada del silo vale el precio, ya que la humedad es la principal causa de la porosidad por evaporación y la rotura de filamentos en la matriz.
9. Compactación y fabricación de pellets.
La molienda específica de película se estudia en su propia sección a continuación, ya que es dónde la mayoría de los proyectos de reciclaje de película acaban bien o mal.
10. Acabado de pellets.
Los pelets provenientes del cortador pasan sobre una rejilla vibratoria de deshidratación, y luego a través de un clasificador que elimina material fino, largo, dobles y extremos. Un silo homogeneizador con un cono de mezcla interna mezcla la producción de varios periodos, lo que es esencial cuando la materia prima varía de lot a lot, dado que los clientes juzgan el rLDPE por su consistencia más que por su calidad máxima. El empaque suele ser en bolsas de 25 kilogramos o en grandes bolsas con un revestimiento.
Cuadro 2: Método de secado, humedad final e índice de energía.
| Estación 1: Abrasador de balas, transportador de cinta y plataforma de clasificación. | Equipo | Parámetros principales | Función en la película adhesiva |
|---|---|---|---|
| 01 Alimentación | Abridor de balos + transportador de clasificación de cinta | Velocidad de la cinta: 0,2-0,4 m/s; 4-8 estaciones de clasificación | Disolver los balones y eliminar los materiales extraños en grandes cantidades. |
| 02 Eliminación de metal | Magneto de la banda superior, separador magnético, detector de metal. | Flujo magnético de 8000 a 12000 Gs en la cara del polo. | Elimina los grapas, los clips y el hilo antes de moler. |
| 03 Trituración | Trituradora de un eje con rampa hidráulica. | 80-120 rpm; rotor Ø400-600 mm; salida 50-80 mm. | 000 dólares, según la capacidad y las características del material. |
| 04 Granulación húmeda | Granulador en húmedo (triturador) con inyección de agua. | Espacio entre la cuchilla de 0,2 a 0,5 mm; tamaños de la malla de 12 a 20 mm | Produce escamas lavables, enfría la zona de corte. |
| 05 Separación por densidad | Torno multi-etapa con depósito flotante + transportador de tornillos | 2-3 etapas; 40-60 °C; residencia 2-4 min por etapa | Elimina el PET, el PVC, la arena, las partículas abrasivas, los finos de metal. |
| 06 Lavado por fricción | Lavado de fricción a alta velocidad, 2 a 4 unidades en serie. | 800-1200 rpm; perforación de la pantalla 3-6 mm. | Abrasión del suelo, fibras de papel y adhesivo ablandado. |
| 07 Lavado con álcali | Tanque agitado de caustico calentado con bobina de vapor. | NaOH 1-3 % p/p; 75-90 °C; 10-20 min | Saponifica el adhesivo acrílico, elimina la tinta y la grasa. |
| 08 Enjuague | Tanques de enjuague de contra-corriente, 2-3 etapas | pH del enjuague final: agua dulce en la última etapa. | Elimina el residuo de álcalis y sólidos en suspensión. |
| 09 Deshidratación | Tornillo de deshidratación + secadora centrifuga. | Rotor de 700 a 1000 rpm; humedad en la salida del 3 al 5%. | Eliminación mecánica del agua antes del secado térmico |
| 10 Secado térmico | Secador de aire caliente de tubería + separador ciclónico | Aire de 80–100 °C; humedad en la salida <1% | Secado final sin aglomeración en fragmentos |
| 11 Pelletización | Compactador + extrusor de una sola hélice, filtro de fusión, pelador. | L/D 33:1 o de dos etapas; vacío de −0.06 a −0.09 MPa; filtro de 80-150 µm | Acelera la densidad, desgasifica, filtra y pelletiza. |
Lavado con cal en caliente: la fase de eliminación del adhesivo del núcleo.
El lavado caliente con álcali es el estadio que separa una línea de lavado de películas de etiquetas de una línea de lavado de películas de uso general, y funciona a través de una química que debe adaptarse a la familia de adhesivos en la alimentación. El hidróxido de sodio al 1-3% en peso, a 75-90 grados Celsius, con un tiempo de residencia agitado de 10-20 minutos, saponifica los adhesivos a base de éster y ataca simultáneamente los sistemas de aglutinante de las tintas de impresión. El dosificación insuficiente produce la transferencia de adhesivo y una constante enturbecimiento de las pantallas. La dosificación excesiva desperdicia el producto químico, aumenta la carga del tratamiento de efluentes y, en materiales con una alta carga de tinta, puede eliminar el pigmento del agua de tal manera que el baño de lavado se vuelve opaco en cuestión de horas.
Configurar la ventana de parámetros.
La concentración y la temperatura se compensan entre sí, pero no de forma lineal. Elevar la temperatura es generalmente más eficaz que aumentar la concentración, porque la saponificación depende en gran medida de la temperatura, mientras que el exceso de hidróxido después de un cierto punto simplemente aumenta la carga de aclarado. En la práctica, un punto de partida de 1,5 por ciento de hidróxido de sodio a 85 grados Celsius y con un periodo de permanencia de 15 minutos puede tratar la mayoría de las películas de etiqueta mixtas de México. Las películas de forro altamente contaminadas deben trabajarse a 2,5 a 3 por ciento y 90 grados Celsius, mientras que las bolsas impresas de poca contaminación pueden funcionar a 1 por ciento y 75 grados Celsius.
La dosificación de surfactante al 0,1-0,5% es el segundo nivel y suele ser poco utilizado. Una mezcla de surfactante no iónico, que se encarga de la humectación y emulsión de los aceites, con surfactante aniónico, que proporciona dispersabilidad y evita la re-deposición, supera a cualquiera de los dos por separado. Los surfactantes no iónicos tienen un punto de nube superior al que pierden efectividad, por lo que el grado seleccionado debe estar calificado para la temperatura de funcionamiento. Un desespumante es obligatorio: sin él, la combinación de agitación, surfactante y aglutinante de la tinta disuelta genera una capa de espuma que desborda el tanque y altera el sistema de transporte de las partículas.
Adaptación al adhesivo de goma y al silicón
En el caso de adhesivos a base de caucho, la saponificación caústica contribuye poco. La vía efectiva es el ablandamiento térmico más el cizallamiento mecánico: funcionamiento del depósito a la temperatura límite superior, prolongación del tiempo de permanencia hacia 20 minutos, adición de un componente de desgrease asistido por disolvente compatible con la planta de tratamiento de efluentes y colocación de una lavadora de alta velocidad directamente en la salida del depósito para que se produzca el cizallamiento mientras el adhesivo sigue siendo fluido.
En el caso del recubrimiento de liberación de silicona, se agrega un agente dedicado para la desiliconización al baño cáustico, se eleva la temperatura hasta el límite superior y se acepta que la abrasión mecánica soporta la mayor parte de la carga. Cuando la corriente entrante puede dividirse, mantener la película de revestimiento cubierta de silicona en una campaña separada -procesada con un paquete de tamices dedicado y vendida a aplicaciones tolerantes a geles- protege la calidad de la producción principal. Esta es la disciplina operativa más valiosa en el reciclaje de películas de revestimiento, y no cuesta nada, excepto atención en la clasificación.
Disciplina de enjuague
El álcali residual no es un problema estético. El hidróxido de sodio que llega a la extrusora ataca las superficies nitruradas de la hélice, acelera el desgaste en las puntas de la hélice y en la carcasa del filtro de la masa fundida y puede catalizar la degradación del polímero, lo que se refleja en malos olores y el enrojecimiento. La solución a este problema es simple: enjuague por contracorriente con suficientes etapas, monitorización constante del pH en la descarga del enjuague final y verificación de la conductividad en el chipeo deshidratado.
Tabla 3: Ventana de parámetros de lavado cáustico por tipo de adhesivo
| Parámetro | PSA acrílico | Caucho PSA (SIS/SBS) | Recubrimiento para la liberación del silicio. | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Concentración de NaOH | 1.04 a | 1,5–2,5 % p/p | 2,0–3,0 % p/p | 000 kilogramos por hora, consiguen costes de procesamiento por kilogramo más bajos debido a las economías de escala, con necesidades de inversión de |
| Temperatura. | 75–85 °C | 85-90 dB (A) | 85-90 dB (A) | La temperatura es la variable más importante. |
| Tiempo de permanencia | 10-15 minutos | 15–20 min | 15–20 min | Definir el volumen del tanque a partir del rendimiento y del tiempo objetivo |
| Dosificación de surfactante. | 0.1–0.3% | 0.3–0.5% | 0,3-0,5 % más de agente desilicante | Mezcla no iónica y aniónica; comprobar el punto de nube. |
| 000 y | 1 lavadora de fricción | 2 tapones de fricción. | 2 tapones de fricción, velocidad alta. | Estirado mientras el material sigue estando caliente. |
| Previsión de la eficacia de eliminación. | Alto | Medio | Bajo a medio. | Produzca la calidad correspondiente y no venda de más la calidad de película. |
| Objetivo del enjuague final. | pH 7–8 | pH 7–8 | pH 7–8 | El álcali residual corroe la hélice y la carcasa del filtro |
Granulado de película delgada de LDPE: compactación, desgasificación y filtración del ojo de lavado
El pelletizado del film de LDPE lavado es un problema de ingeniería fundamentalmente diferente al del pelletizado de material reciclado, y la razón es la densidad aparente. Las virutas de film lavado tienen una densidad aparente en el intervalo de 0,02 a 0,05 gramos por centímetro cubico. Una garganta de alimentación convencional de una extrusora no puede transportar ese material: se taponan, se deslizan por el tornillo sin ser arrastrados y la producción se colapsa a una fracción del valor nominal. El material debe densificarse hasta aproximadamente 0,3 a 0,4 gramos por centímetro cubico antes de que entre en el tornillo, y cómo se consigue esa densificación define la arquitectura del pelletizado.
Compactador más extrusor de una sola hélice.
La arquitectura predominante para la fabricación de filmes es un compactador, a veces llamado aglomerador o plastcompactador, que alimenta una extrusora de un solo tornillo a través de un alimentador lateral. Un disco de herramienta giratorio dentro del compactador arroja partículas contra la pared del recipiente, y la fricción calienta el material hasta poco por debajo de su punto de fusión, lo que hace que se contraiga y se consolide en una grumosa, compacta y fluida masa. Esa masa entonces es empujada por el tornillo de descarga del compactador directamente a la sección de alimentación de la extrusora.
Este método tiene dos ventajas adicionales además de la densidad. El precalentamiento frictivo significa que el extrusor recibe material caliente y necesita menos energía y menos longitud del tornillo para plastificarlo, y el tiempo de permanencia del compactador a temperatura elevada bajo agitación separa una fracción considerable de la humedad de la superficie antes de la fase fundida. Para la película de LDPE, un extrusor con una relación L/D de aproximadamente 33:1, un tornillo de barrera con una sección de mezcla y un tambor con ventilación es una buena base de partida.
Extrusión en dos etapas para materiales muy imprimidos o con olores fuertes
Cuando la materia prima está muy imprimida, contiene residuos de disolventes o debe cumplir una especificación de olor más estricta, una extrusora en dos etapas es la opción más recomendada. La primera etapa plastifica y homogeneiza; luego la masa fundida se descarga en una segunda etapa de mayor diámetro y movimiento más lento, donde se extiende fino bajo medio de vacío. La superficie de la masa fundida significativamente mayor en la segunda etapa es lo que permite una extracción significativa de los compuestos volátiles, y es mucho más eficaz que simplemente añadir una nueva válvula a una máquina de una sola etapa.
Estrategia de desgasificación
El desgasificación en varias etapas es obligatoria para la película adhesiva. La primera etapa de vacío, por lo general a −0,06 a −0,09 megapascales, elimina la humedad residual y el aire que queda atrapado durante la compactación. La segunda etapa tiene como objetivo las sustancias orgánicas volátiles de los disolventes de la tinta, las fracciones de aglutinantes y las especies de bajo peso molecular del adhesivo. El dimensionamiento del sistema de vacío se suele subestimar: es necesario una bomba de anillo de líquido con suficiente capacidad y un recipiente para eliminar el condensado, y la geometría del porta ventilación debe diseñarse para evitar que el fundido se gotee dentro del puerto, que es la causa más común de paradas no planificadas en las líneas de película.
Filtrado del derretimiento: dónde se ganan o pierden las líneas de película adhesiva
2. Si un componente determina si una línea de film adhesiva alcanza su producción nominal, este es el filtro de fusión. Los residuos de adhesivo, carbonización del papel, polímero extraño sin fusionar y finas partículas de minerales llegan a la cubierta de pantalla, y en el caso de materiales con un alto contenido de adhesivo, un cambiador de pantalla convencional manual o hidráulico cubre la pantalla en cuestión de minutos. Los operadores se encuentran cambiando las pantallas varias veces por hora, lo que provoca una subida de presión, una interrupción de la fusión y un funcionamiento de los pellets fuera de especificaciones. La producción se vuelve imposible.
Dos tecnologías resuelven este problema. El cambiador de pantalla de cinta continua hace avanzar una rollo de malla filtrante de forma automática a medida que aumenta la presión diferencial, por lo que la presión de fusión permanece dentro de una banda estrecha y el proceso nunca se detiene. Es sencillo, robusto y muy adecuado para contaminación variable. El filtro autolimpiante perforado mediante láser utiliza un tambor perforado giratorio con agujeros perforados con precisión por láser y un rastrillo que elimina continuamente la contaminante retenida, descargándola a través de un tornillo de descarga. Se adapta a cargas de contaminación muy altas con poca pérdida de polímero y es la elección preferida cuando la contaminación supera el cinco por ciento.
La fina de filtración para el rLDPE procedente de películas adhesivas se sitúa entre 80 y 150 micrómetros, aproximadamente entre 100 y 200 mallas. Una filtración más fina produce granos visualmente más limpios pero aumenta la presión de fusión, aumenta el calentamiento por rozamiento y reduce la vida útil del filtro, por lo que la especificación debe basarse en la aplicación prevista y no en la fina más fina disponible. Una bomba de fusión situada aguas abajo del filtro estabiliza la presión de la matriz y desvincula la producción de las fluctuaciones de presión del filtro, lo que mejora considerablemente la consistencia del tamaño de los granos.
Morfado y corte
El moldeo en forma de anillo de agua es la opción más común para la película de rLDPE: los hilos o las cortes de cortes centrales se lanzan a un anillo de agua, se enfriarán y se envían a un secador centrifugo. El moldeo submarino produce esferas de pellets más uniformes y maneja con fluidez la producción elevada, pero conlleva costos de capital más elevados y un mantenimiento más exigente de la placa de moldeo. El moldeo de hilos sigue siendo viable a bajas capacidades y ofrece una excelente geometría de los pellets, aunque la rotura de los hilos en la fusión contaminada es una molestia persistente, lo que constituye otro argumento a favor de una filtra- ción eficaz.
Resumen técnico clave:En el caso de las películas de LDPE con carga de adhesivo, la capacidad de filtración define el techo real de la producción. Una línea con una excelente sección de lavado y un cambiador de tamiz manual tendrá un rendimiento inferior a una línea con una sección de lavado medio y un filtro continuo, porque los cambios de tamiz no planificados destruyen la disponibilidad.
Tres configuraciones de capacidad, desde 300 hasta 1500 kg/h
La selección de la capacidad de una línea de películas adhesivas en México debe basarse en el volumen asegurado de materia prima, no en la ambición. Una línea que funciona al 50 por ciento del valor nominal porque la recogida no puede seguir el ritmo se comporta peor en todos los parámetros de funcionamiento que una línea más pequeña de tamaño correcto que funciona a plena capacidad. Tres configuraciones cubren la mayoría de los proyectos en México.
300-500 kg/h: escala de colector local
Este nivel está destinado a recolectores regionales y convertidores que reciclan su propio desechos y material local comprado. La línea utiliza típicamente una sola trituradora, un granulador en húmedo, una sección de separación flotación en dos etapas, dos lavadoras de fricción, un tanque de caustico compacto y una línea de granulación de un solo tornillo con un cambiador de tamices en cinta continua. Los requisitos de espacio son modestos, el tratamiento del agua puede ser un paquete simplificado y el equipo de operación es pequeño. Este es el punto de entrada para la mayoría de los recicladores nuevos en el Bajío y en el centro de México.
500–800 kg/h: la configuración más común
La mayoría de los proyectos comerciales de películas adhesivas mexicanas se encuentran aquí. La sección de lavado obtiene un tercer disco de fricción, un tanque de caustico más grande con un mejor control de la temperatura y un aclarado en contracorriente de tres etapas. La sección de granulado se traslada a una extrusora alimentada por compactador con desgasificación en dos etapas y una opción de filtro de auto-limpieza. La recirculación de agua se convierte en un sistema diseñado en lugar de en un detalle posterior. Este nivel equilibra la intensidad del capital frente al coste de conversión del equipo y es donde se firman la mayoría de las cotizaciones.
1000-1500 kg/h: escala industrial
El nivel más alto requiere un suministro de materia prima realmente estable, normalmente volúmenes contratados de convertidores de etiquetas, grandes empaquetadores o programas de recolección agrícola organizados. El equipo se escala de manera gradual: un shredder más grande con un rotor más pesado, granuladores paralelos o una única unidad de alta capacidad, cuatro lavadores de fricción, un gran tanque de caustítico calentado con suministro de vapor, una secuencia de enjuagues prolongada, secadores centrifugos de alta capacidad y, o bien una línea compactadora de un solo tornillo grande o un extrusor en dos etapas. El tratamiento del agua se convierte en una planta independiente con operadores dedicados, y la instalación eléctrica suele requerir un transformador dedicado y la coordinación con CFE en cuanto a la capacidad de suministro.
Tabla 4: Comparación de la configuración de capacidad
| Italia, tecnología de lavado europea | 300–500 kg/h | 500–800 kg/h | 1000–1500 kg/h |
|---|---|---|---|
| Potencia instalada (sección de lavado) | 120–180 kW | 180–280 kW | 300–450 kW |
| Potencia instalada (sección de pelletización) | 150–220 kW | De 220–350 kW. | 400–650 kW |
| Área del suelo requerida. | 450–700 m² | 700–1100 m² | 1200–2000 m² |
| Volumen de agua circulante | 15–25 m³/h | 25–40 m³/h. | 45–75 m³/h |
| Agua de relleno por ingreso de toneladas | 0,8-1,5 m³ | 0,6-1,2 m³ | 0,5-1,0 m³ |
| Tasa de recirculación del agua | 75–85% | 80–90% | 85–90% |
| Operadores por turno | 4–6 | 6–9 | 10–14 |
| Recomendación de filtración de fusión | Cambiador de cribas de cinta continua. | Cambiador de pantalla de cinta o filtro de auto-limpieza. | Filtro autolimpiante a quemas por láser |
| Nivel relativo de inversión de capital | Medio | Alto | Muy alta hasta Premium |
| Costo de conversión relativo por tonelada | Alto | Medio | Bajo. |
| Se requiere seguridad del material inicial. | Bajo. | Medio | Muy alta |
Limpieza del agua y cumplimiento de los requisitos ambientales en México
El agua de lavado procedente de una línea de película de etiquetas LDPE es alcalina, turbia y cargada orgánicamente, y se aplican las normas mexicanas para el vertido desde el primer día de operación. El efluente contiene suelo en suspensión y arena, fracciones de adhesivo disueltas y emulsionadas, pigmentos de la tinta y aglutinantes, residuos de tensioactivos y hidróxido sódico residual. La demanda química de oxígeno se debe principalmente a los componentes disueltos del adhesivo y la tinta, y no al plástico en sí, y el pH después del circuito con el causticante es bastante elevado, de modo que siempre se requiere neutralización antes del vertido o la reutilización.
El marco regulatorio tiene tres capas. La NOM-001-SEMARNAT-2021. establece límites permisibles para el vertimiento en aguas nacionales y en bienes, y ha intensificado varios parámetros en comparación con la norma anterior, por lo que las instalaciones diseñadas según la versión anterior deberán repasarse. La NOM-002-SEMARNAT-1996 regula el vertimiento en los sistemas de alcantarillado municipales, que es la ruta que utilizan la mayoría de los parques industriales. Los permisos de vertimiento y las concesiones de uso del agua se administran por CONAGUA, y cualquier instalación que extraiga agua subterránea o que realice vertidos a aguas nacionales necesita esta autorización antes de entrar en funcionamiento. SEMARNAT supervisa la evaluación del impacto ambiental, y en función del estado y el municipio, puede requerirse una Licencia Ambiental Única como única licencia de operación integrada. Los residuos sólidos, principalmente el lodo deshidratado procedente del tratamiento del agua de lavado, se regula por la NOM-161-SEMARNAT-2011 y sus equivalentes estatales para los residuos especiales, por lo que debe existir una ruta documentada para su eliminación antes de la puesta en funcionamiento.
La cadena de tratamiento para este efluente está bien establecida: cribado grueso para capturar fragmentos de película y fibra, una cámara de arena para deshacerse de la arena, neutralización del pH, coagulación y floculación utilizando cloruro de polialuminio con un polímero de poliacrilamida, flotación con aire disuelto para eliminar los sólidos de adhesivo y tinta floculados, tratamiento biológico cuando la carga orgánica lo justifica, filtración de arena como paso de pulido y devolución del agua clarificada al circuito de lavado. Un objetivo de recirculación del 80 al 90 por ciento es realista y normalmente se considera como suposición al dimensionar el suministro de agua de reposición. El lodo de la unidad de flotación se deshidrata en una prensa de filtración y se maneja como residuo de manejo especial. La selección detallada entre las tecnologías de tratamiento es un tema en sí mismo; el punto esencial para el diseño de la línea es que la planta de tratamiento debe especificar junto con la línea de lavado, dimensionarla para la materia prima más sucia y permitirla antes de que llegue el equipo.
Tabla 5: Características del agua residual, pasos de tratamiento y referencia reguladora mexicana.
| Características del efluente. | Fuente: en la línea. | Paso de tratamiento | Referencia regulatoria mexicana |
|---|---|---|---|
| Material en suspensión (suelo, arena, fibras). | Tanques flotantes, arandelas de fricción | Cribado, cámara de tajo, sedimentación. | NOM-001-SEMARNAT-2021./NOM-002-SEMARNAT-1996. |
| Alto pH y alcalinidad residual. | Tanque de sodio cáustico, primer enjuague | Neutralización del ácido con ciclo de control del pH | NOM-002-SEMARNAT-1996 (interval de pH para el descargue de alcantarillas) |
| Demanda química de oxígeno procedente de los adhesivos y tintes. | Circuito de lavado en caliente del tanque de sodio cáustico | Coagulación, floculación, flotación de aire disuelto, etapa biológica si es necesario. | NOM-001-SEMARNAT-2021.. |
| Agente tensioactivo y aceite emulsionado | Tanque de sodio cáustico con dosificación de tensioactivo | Flotación con eliminación de espuma, pulido por adsorción | NOM-001-SEMARNAT-2021. (parámetro de grasas y aceites). |
| Autorización de extracción y descarga de agua | Planta entera | Solicitud de autorización de concesión y descarga, cómputo de los volúmenes | Registro de concesiones y descargas de CONAGUA |
| Lodo desaguado y residuos de cribado | Unidad de flotación, prensa de filtración, tamices gruesos | Desagüe de la prensa de filtración, contratista autorizado para la eliminación | NOM-161-SEMARNAT-2011 (special handling waste) |
| La operación general de la instalación. | Planta entera | Evaluación de impacto ambiental y licencia operativa integrada. | Procedimiento de impacto medioambiental de SEMARNAT, Licencia Ambiental Única |
Implementación práctica en México: energía, importaciones, puertos y mercados.
Una línea de reciclaje de LDPE que funciona perfectamente en una prueba de aceptación en una fábrica china, aún puede fallar en México por razones que no tienen nada que ver con la ingeniería del proceso. La frecuencia eléctrica, la documentación de importación, la ruta del puerto y los canales de recogida deben establecerse durante la fase de especificación antes de la entrega.
Suministro eléctrico: 60 hertz no es un detalle
El suministro industrial mexicano del CFE suele ser de 220 o 440 voltios a 60 hertz, en contra del estándar de 380 voltios a 50 hertz utilizado en la mayor parte de Asia y Europa. Este es el aspecto más frecuentemente subestimado a la hora de exportar equipos de reciclaje a México. Un motor de 50 hertz operado a 60 hertz funciona aproximadamente un 20 por ciento más rápido, lo que altera simultáneamente la velocidad del rotor del triturador, la velocidad de la punta del granulador, la velocidad de la lavadora por fricción, la carga de la bomba y la velocidad del eje de la extrusora. Los ratios de la caja de engranajes deben recalcularse, las unidades de control de frecuencia variable deben estar clasificadas para la alimentación real y los transformadores de control y los ventiladores de refrigeración deben coincidir. El enfoque correcto es especificar todo el conjunto eléctrico para 440 voltios a 60 hertz desde el principio y que el proveedor confirme los datos de la placa de características del motor antes de la fabricación. La capacidad instalada total debe discutirse con CFE desde el principio, ya que una línea de 1000 a 1500 kg/h con un transformador dedicado representa una carga significativa en muchos parques industriales.
Clasificación y certificación de las importaciones
La maquinaria para el procesamiento de plásticos se incluye, generalmente, en la categoría HS 8477, con 8477.20 que abarca las extruderas y 8477.80 que comprende otros equipos para trabajar plásticos, que suelen incluir el equipo de la línea de lavado. Los importadores deben estar registrados en el padrón de importadores, y cada envío se tramita con un pedimento preparado por un agente aduanero licenciado. Las empresas que operan bajo un programa de fabricación y exportación IMMEX pueden importar temporalmente la maquinaria con derechos e impuestos diferidos en el caso de que la producción esté destinada a la exportación, lo cual es una estructura común para los recicladores que suministran rLDPE a los mercados de Estados Unidos. En cuanto a la certificación, la NOM-001-SCFI cubre los requisitos de seguridad eléctrica y la NOM-003-SCFI trata de los requisitos de seguridad y la etiquetación de los productos eléctricos, por lo que los paneles de control, la marcado y la documentación deben prepararse según los requisitos mexicanos y no adaptarse posteriormente. Los manuales de operación y mantenimiento bilingües y la etiquetación en español del panel de control son necesidades prácticas, no extras opcionales.
Puertos y logística interior
El equipo procedente de Asia normalmente llega a Manzanillo, en la costa del Pacífico, que presta los servicios transpacíficos principales y ofrece buenas conexiones ferroviarias y carreteras con Guadalajara, el Bajío y Ciudad de México. Lázaro Cárdenas es la puerta de América del Pacífico alternativa y a menudo está menos congestionada. En la parte atlántica, Veracruz y Altamira prestan servicio al noreste y son la opción natural para proyectos en Monterrey y el corredor del Golfo. Los artículos de grandes dimensiones, como grandes tanques de ácido cáustico, tanques flotables y marcos de trituradoras, deben comprobarse con respecto a las restricciones viales en el interior del país con antelación, ya que un diseño apto para contenedores que divide los tanques grandes en módulos expedibles, con ensamblaje en el sitio, evita los permisos especiales de transporte costosos.
Donde se dirige el rLDPE
La posición de México en el marco del T-MEC hace que el polietileno reciclado producido en México sea atractivo para los convertidores norteamericanos, ya que los consideraciones de contenido regional y provisión regional favorecen el material producido dentro de la zona de comercio. Los propietarios de marcas con compromisos públicos de contenido reciclado, incluidos los signatarios del Compromiso Global de la Fundación Ellen MacArthur, continúan ampliando su demanda de polietileno reciclado postconsumo, y esa demanda llega a través de la base de convertidores mexicanos. Los canales nacionales también son importantes: las bolsas para residuos, las películas impermeabilizantes y de vapor para la construcción, las películas agrícolas que utilizan un 20 a un 40 por ciento de contenido reciclado, los palets y cajas moldeadas por inyección y las capas protectoras para cables y tuberías absorben RDPE a diferentes niveles de calidad. Establecer relaciones con dos o tres canales de utilización a diferentes grados de calidad es la forma práctica de proteger a un reciclador contra la variabilidad de la materia prima, ya que no todas las series de producción alcanzarán el grado superior.
rClasificaciones y métodos de ensayo de la calidad de los pellets de LDPE r.
El LDPE reciclado procedente de películas adhesivas debe clasificarse y venderse en función de las especificaciones medidas, dado que el rango de calidad alcanzable con este materia prima es amplio y los clientes que reciben material inconsistente no lo devuelven. Un panel de pruebas estándar hace que la clasificación sea objetivo y defendible.
El índice de fluidez en fusión medido de acuerdo con la norma ASTM D1238 a 190 grados Celsius y 2,16 kilogramos es el principal indicador de procesamiento, y para el rLDPE de calidad para películas el rango útil es aproximadamente de 0,3 a 1,5 gramos por cada 10 minutos. La densidad según ISO 3451 confirma la identidad del polímero y revela posibles contaminaciones de otro polímero o rellenos. El contenido de cenizas según ISO 3451 cuantifica el residuo mineral y debe estar por debajo del 1 por ciento para aplicaciones generales y mucho más bajo para películas. El contenido de humedad debe estar por debajo del 0,05 por ciento al embalar. El número de puntitos negros por cada 100 gramos, evaluado en un disco de película presionada, es el parámetro de calidad más visible y el que los clientes revisan en primer lugar. La resistencia a la tracción y el alargamiento al rotura según ASTM D638 verifican que el polímero no se ha degradado térmicamente. La calificación de olor según VDA 270 es importante para cualquier aplicación con contacto con el consumidor, y la medición del color según el sistema L*a*b* sigue de manera fiable la consistencia de los lotes, algo que no es posible con la comparación visual.
Linea de granulado Polyretec de nueva generación — pautas de configuración.
| Propiedad (método de prueba) | Material de grado A (grado de película) | Grado B (para usos generales) | Grado C (para usos útiles) |
|---|---|---|---|
| Índice de flujo de fusión, 190 °C/2,16 kg (ASTM D1238) | 0,4-1,0 g/10 min, variación de los lotes dentro del ±15%. | 0,3-1,5 g/10 min, variación dentro del ±25 % | 0,3–2,5 g/10 min., variación no controlada. |
| Densidad (ASTM D792). | 0,918-0,930 g/cm³ | 0,918-0,935 g/cm³ | 0,915-0,945 g/cm³ |
| Contenido de ceniza (ISO 3451). | <0.3% | 0.3–1.0% | 1.0–3.0% |
| Humedad al empaquetar. | <0.03% | <0.05% | <0.10% |
| Gránulos negros por 100 g | <10 | 10–40 | >40 |
| Alargamiento al romperse (ASTM D638) | >350% | 200–350% | <200% |
| Calificación del olor (VDA 270) | Grado 3 o superior | Grado 4 | Grado 5 o inferior |
| Indicación de silicona residual (cantidad de gel en el placo de película) | Muy baja. | Moderado. | Alto |
| Aplicaciones finales típicas | Combina bolsas de basura, film de construcción y film agrícola en un 20–40% | Bolsas de alta resistencia, film de barrera a vapor, cajas moldeadas por inyección. | Pallets, envolturas de cables, protección de tuberías, aplicaciones de relleno |
Matriz de solución de problemas para líneas de película adhesiva
La mayoría de los problemas de producción en una línea de películas adhesivas de LDPE se deben a uno de los cuatro principales factores: el pegamento que no se eliminó, la humedad que no se retiró, la contaminación que llegó al fundido o un mal ajuste entre la configuración del tornillo y la densidad en masa del material. La matriz a continuación relaciona los síntomas que los operadores informan con sus causas más probables y las acciones correctivas que los resuelven.
Tabla 7: matriz de fallos y contramedidas
| Síntoma. | Causas probables | Verificación diagnóstica | Contramedida |
|---|---|---|---|
| Deslumbramiento de la rejilla, aumento rápido de la presión | Transferencia de adhesivo; temperatura caustica o residencia demasiado baja; filtro demasiado fino para la carga | Inspeccione la pantalla usada para detectar residuos amarillos pegajosos. Registre la temperatura del tanque de álcali y el pH. | Aumentar la temperatura de la cáustica hacia los 90 °C, ampliar el tiempo de permanencia, añadir un tambor de fricción después del tanque, actualizar a un filtro continuo o autolimpiable. |
| Pellets viscosos, bloqueados en el silo o en la bolsa | Adhesivo residual en el fusión; enfriamiento insuficiente de los pellets; temperatura del agua de corte demasiado alta. | Compruebe la adherencia de la superficie de los pelletes después de 24 horas; mida la temperatura del agua de corte. | Mejorar la eficacia del lavado, bajar la temperatura del agua de corte, ampliar la longitud de la cinta de escurrido y refrigeración. |
| Alto conteo de manchas negras | Fibra de papel carbonizada; polímero degradado en zonas muertas; tornillo desgastado; filtración demasiado gruesa. | Inspección de la placa de película presionada y conteo de puntos; inspección del tornillo y el adaptador para detectar depósitos quemados | Mejore la eliminación del papel en los laváldores de fricción, purifique y limpie el adaptador y la boquilla, reduzca la temperatura de la masa fundida y estreche la filtración a 80–100 μm. |
| Fuerte olor en los pellets | Residuos de solventes de tinta; desgasificación inadecuada; temperatura de fusión excesiva. | Prueba de olor VDA 270; verificar la lectura del manómetro de vacío en ambas salidas. | Restaurar el vacío a −0,06 a −0,09 MPa, limpiar las bocas de ventilación, considerar un extrusor de dos etapas, reducir el perfil de temperatura del barril. |
| Rotura de la corriente en el die | Humedad en los materiales alimenticios; fluctuaciones de presión durante el derretimiento; contaminantes que pasan por el filtro; temperatura desigual de las matrices. | Mide la humedad de las escamas a la entrada del silo; observa la señal de presión del fundido. | Verificar la salida del secador para que el humedad esté por debajo del 1%, instalar o ajustar la bomba de fundido, revisar las zonas del calentador de la matriz y limpiar las partes de la matriz. |
| Producción inferior al rendimiento nominal | Densidad volumétrica aumentada para un suministro estabilizado del extrusor. | Mida la densidad en masa de los trociscos después del compactador; comprueba la carga del motor del compactador y el espacio entre los discos de la herramienta. | Ajuste el ajuste de la distancia y la temperatura del disco de la herramienta compactadora para alcanzar 0,3-0,4 g/cm³, añada control de aerosol de agua, renueve el tornillo y el barril deteriorados. |
| Contenido de COD en aguas residuales superior al límite permitido | Carga disuelta de adhesivos e inyecciones; dosificación del coagulante fuera del área objetivo; flotación insuficiente. | Prueba de jarra en efluente bruto; verificar la calibración de la bomba de dosificación y la relación de aire de flotación | Re-optimizar la dosificación de coagulantes y floculantes, restablecer la relación aire a materia sólida en la flotación, añadir una etapa de pulido biológico si se mantiene la carga. |
| Ojos de pescado y mala adherencia de la tinta en la película del cliente. | Revestimiento de liberación de silicona que migra en el fundido | Recuento de geles de placa de película soplada; prueba de la energía superficial del cliente | Separar la película de revestimiento en el lugar de producción, añadir un agente desilicificador, aumentar el lavado por fricción después del tanque cáustico y degradar las lotes afectadas a la categoría B o C. |
Preguntas frecuentes
¿Puede una línea de lavado de película PE estándar manejar desperdicios de película adhesiva mexicana?
Una línea de lavado de película PE estándar procesará físicamente la película adhesiva, pero no eliminará el adhesivo sensible a la presión ni tampoco el revestimiento de liberación de silicona. Si la sección de lavado no cuenta con un tanque de lejía caliente, una instalación adecuada de dilución y un sistema continuo de filtración de fundición, los cambios de la cribadora se volverán constantes y los pellets tienden a obstruirse en el silo. La sección de lavado puede parecer idéntica en un dibujo de plantilla, pero el volumen del tanque de lejía, la capacidad de calefacción, el número de lavadoras de fricción y la tecnología de filtración son todos diferentes.
¿Por qué es más difícil eliminar el recubrimiento de liberación de silicona que el adhesivo acrílico?
El adhesivo acrílico sensible a la presión contiene enlaces de éster que saponifican en una solución caliente de caustico, convirtiendo el adhesivo en jabones solubles en agua que se eliminan mediante enjuague. El recubrimiento de liberación de polidimetilsiloxano curado tiene una estructura de siloxano que resiste el agua, los álcalis y la temperatura de extrusión por lo que únicamente la química no puede eliminar este recubrimiento de siloxano. El enfoque que funciona combina un agente especial para desiliconear, una temperatura de enjuague elevada, enjuagues con gran fricción y, si es posible, el aislamiento de la película del revestimiento del interior desde su origen antes del embalaje.
¿Qué finura de filtración de fundido se recomienda para la película de LDPE cargada de adhesivos?
Una ventana de trabajo de 80 a 150 micrómetros, aproximadamente 100 a 200 tamices, cubre la mayoría de las corrientes de films adhesivos. La calidad de la película justifica la punta más fina, mientras que las aplicaciones industriales toleran la punta más gruesa con mejor vida útil del filtro y menor presión de fusión. El requisito clave es que la finura elegida debe mantenerse de manera continua, lo que significa un cambiador de parrilla de cinta continua o un filtro perforado con láser de autolimpieza en lugar de un cambiador de placas manual.
¿Cómo difiere el paquete eléctrico para una línea instalada en México?
El suministro industrial mexicano del CFE suele ser de 220 o 440 voltios a 60 hertz, por lo que cada motor, controlador de frecuencia variable, transformador de control y ventilador de refrigeración deben especificar 60 hertz. Un motor de 50 hertz funcionando a 60 hertz gira aproximadamente un 20 por ciento más rápido, lo que desvía la velocidad del triturador, la velocidad de la punta del granulador, el trabajo de la bomba y la salida de la hélice del diseño. Además, debe prepararse documentación de seguridad eléctrica que cumpla los requisitos de NOM-001-SCFI y NOM-003-SCFI, con etiquetas de paneles y manuales en español.
¿Cuánto contenido reciclado puede apoyar el rLDPE de la película adhesiva en nuevos productos de film?
El material de grado A de una línea bien gestionada puede soportar un contenido reciclado del 20 al 40 por ciento en film agropecuario y de construcción, y porcentajes considerablemente más altos en bolsas de residuos donde el aspecto no es crítico. Los factores limitantes son el número de geles derivados del silano residual, el número de puntos negros y la consistencia del índice de fluidez térmica, en lugar de las propiedades mecánicas. Los convertidores suelen calificar a un proveedor ejecutando una prueba con una baja tasa de inclusiones y aumentando la cantidad a medida que se demuestra la consistencia de los lotes.
¿Cuánto tiempo dura la puesta en marcha y qué apoyo está disponible en México?
Normalmente, una línea de lavado y peletización de este tipo se monta y se pone en funcionamiento durante varias semanas en el sitio, con instalación mecánica, conexión de agua y electricidad, realización de pruebas en seco, pruebas húmedas del producto feedstock del cliente y, al final, pruebas de producción. Polyretec, una fábrica Wanplas, apoya la instalación enviando ingenieros, proporcionando diagnóstico remoto, documentación bilingüe y un programa de piezas de repuesto, y la política de la marca Wanplas incluye un permiso gratuito anual de piezas de repuesto para los clientes en el marco de su compromiso de servicio. La formación del personal sobre el manejo del compuesto alcalino y el procedimiento de cambio de filtro, así como el dosificación de la planta de agua, debe programarse durante las pruebas húmedas y no después.
¿La etapa de lavado con álcali debe ejecutarse continuamente o por lotes?
La operación continua con un circuito de dosificación y calentamiento bien controlado es preferible para las líneas de producción, ya que mantiene un entorno químico estable y evita las oscilaciones de calidad que produce la operación por lotes. La operación por lotes se elige a veces a escala pequeña cuando las materias primas cambian frecuentemente y cada campaña necesita una química diferente. En cualquiera de los dos casos, el baño debe monitorearse en cuanto a alcalinidad y carga orgánica disuelta, y debe reemplazarse parcialmente según un programa en lugar de limpiarse hasta el agotamiento.
¿Cuál es el error de especificación más común en estos proyectos?
Filtrado de masa reducido. Los compradores suelen asignar el presupuesto a una extrusora más grande o a un tanque de lavado adicional y luego aceptan un cambiador de tamices básico, para descubrir que la línea no puede operar durante una hora sin cambiar de tamiz. La tecnología de filtración debe seleccionarse teniendo en cuenta el material de origen más deficiente que la planta tiene intención de comprar, y la sección de lavado debe diseñarse para reducir la carga que llega a ese filtro en lugar de confiar en que el lavado deficiente lo compense.
Conclusión
La mejor línea de reciclaje de film LDPE para los residuos de film adhesivo de México no es la línea más grande disponible, ni un sistema de lavado de film estándar con un motor más grande. Es una línea diseñada para resolver un problema predominante: el adhesivo sensible a la presión y el recubrimiento de liberación de silicona que sobreviven al lavado habitual y luego atacan el filtro de fusión, la calidad del pellet y el producto del cliente. Este diseño se muestra en cuatro lugares. Una etapa de lavado con cal exotérmica con un tiempo de residencia real y la química correcta del surfactante. Un tren de enjuague lo suficientemente largo como para no dejar residuos de álcali sobre la pasta. Compresión y desgasificación en varias etapas que convierten un film de baja densidad volumétrica en una fusión estable y sin volátiles. Y una filtración continua de la fusión capaz de retener de 80 a 150 micrometros sin detener la producción.
Alrededor de ese núcleo, el contexto mexicano añade sus propios requisitos: diseño eléctrico de 60 hertz adaptado a la oferta de CFE, ruteo de importación a través de Manzanillo, Lázaro Cárdenas, Veracruz o Altamira con la clasificación correcta HS 8477 y documentación NOM, tratamiento del agua de lavado permitida según los estándares de CONAGUA y SEMARNAT, y una estrategia de suministro que reconoce la demanda impulsada por el T-MEC para el polietileno reciclado producido en la región, junto con los mercados de film y moldeo nacionales. Los recicladores que planean todo esto antes de que el equipamiento sea enviado evitan los retrofit que de otro modo consumen el primer año de operación.
Polyretec, una fábrica de Wanplas, construye líneas de lavado y fabricación de pellets para este tipo de material de alimentación precisamente, incluyendo líneas de trituración y lavado de plástico blando PP y PE, de 500 a 1500 kilogramos por hora, y líneas de fabricación de pellets diseñadas para película LDPE de paredes delgadas, con proyectos entregados que abarcan películas de LDPE con etiquetas adhesivas en México, fabricación de pellets de película impresa en Turquía y lavado automático de películas en Taiwán. Cuando un proyecto también necesita capacidad de mezcla, la fábrica de Kerke de Wanplas suministra extruders de doble hélice que se integran con los sistemas de lavado de Polyretec, lo que brinda un único punto de responsabilidad en toda la cadena. Los recicladores que evalúan un proyecto de film con etiquetas deben comenzar con una muestra representativa del material de alimentación y un ensayo de lavado en laboratorio, porque la mezcla adhesiva del balde, y no el rendimiento de etiquetas, determina qué debe ser la línea.
