Una línea de lavado de botellas de PET de 500 kg/hora es la configuración más pequeña que aún puede proporcionar chips de PET limpiados de contaminantes y controlados, en lugar de regrind en bruto. Con este caudal, la química del proceso, los tiempos de permanencia y la física de separación son idénticos a los de una planta de 2000 kg/hora; solo varían los volúmenes de los recipientes, las potencias de los motores y el grado de automatización. Ése es precisamente el motivo por el que la clase de 500 kg/hora atrae a tantos recicladores, procesadores y propietarios de marcas que están construyendo una cadena de suministro autoconfiancosa: el riesgo técnico es manejable, la planta cabe en un edificio modesto y la calidad de los chips se puede incrementar hasta alcanzar las especificaciones de entrada de calidad alimentaria si se especifica correctamente desde el primer dibujo.

También es la clase de capacidad donde se cometen los errores más costosos. Debido a que el tonelaje es pequeño, los compradores pueden verse tentados a acortar la lavadora en caliente, omitir la segunda lavadora de fricción, omitir el clasificador de aire en zigzag o dimensionar el bucle de tratamiento de agua insuficiente. Cada una de estas decisiones se manifiesta más tarde en forma de un envío rechazado: fibra en forma de escamas, cápsulas de poliolefina superiores a 100 ppm, nieblas de adhesivo que se expanden sobre la lámina o pérdida de la viscosidad intrínseca que hace que el material sea impropio para cualquier uso por encima del valor de la fibra. Esta guía muestra toda la estación de línea de 500 kg/h estación por estación, con calificaciones del equipo, aberturas de la tamizadora, temperaturas, tiempos de residencia, números de consumo por tonelada y una tabla de aceptación que puede entregar a un proveedor como una especificación de compra.

Desde 2010, Polyretec, una planta de Wanplas, ha construido líneas de lavado de botellas PET de 500 kg/h a 6000 kg/h, combinando el conocimiento de procesos austriaco con la capacidad de fabricación china, y la configuración de 500 kg/h para aplicaciones de alto rendimiento está entre las configuraciones más solicitadas en más de 100 proyectos entregados en más de 50 países. Los parámetros a continuación reflejan esa experiencia en el campo en lugar de la teoría de los catálogos. Wanplas, la marca matriz, aplica la misma disciplina de aceptación en todas sus fábricas, y esa norma compartida es lo que permite especificar una línea pequeña con el rigor de las líneas grandes.

¿Por qué 500 kg/h es el punto de entrada realista para el reciclaje de botellas PET?

A continuación de unos 400 kg/h, una línea de lavado de botellas PET deja de comportarse como un proceso continuo y comienza a actuar como una operación por lotes. La campa caliente no puede mantener un perfil de temperatura estable, la carga de la superficie del tanque de flotación-nivela llega a ser demasiado baja para una estratificación fiable, y el consumo específico de energía por tonelada sube vertiginosamente debido a las pérdidas de calentamiento, la potencia del agitador y la actividad de las bombas, que en gran medida dependen del rendimiento. A 500 kg/h, el proceso pasa a un régimen verdaderamente continuo: la campa caliente mantiene una temperatura estable de entre 80 y 90 °C, las camas de fricción funcionan con una carga de materiales constante y el secador ve una cortina de gruesos trozos estables.

La segunda razón por la que el proceso de 500 kg/h funciona es la logística de la materia prima. Una tonelada de PET recicladas, embaladas en rollos, produce normalmente de 720 a 820 kg de granos secos y limpios. Una línea que funciona durante ocho horas de funcionamiento continuado y con una producción de 500 kg/h consume aproximadamente 5 a 5,5 toneladas de rollos por día, lo que está ampliamente dentro del radio de recogida de una ciudad de tamaño medio o de la corriente de devoluciones de un abastecedor único de bebidas. Las líneas más grandes obligan a los operadores a adquirir rollos a nivel regional o importarlos, lo que conlleva variabilidad en la calidad, recargos por humedad y requisitos de almacenamiento que una pequeña empresa no está preparada para asumir.

La tercera razón es la disciplina del capital. En términos relativos, una línea de 500 kg/h se encuentra en la banda de inversión baja a media, en comparación con la banda alta a muy alta de una instalación de calidad alimentaria de 2000 kg/h que cuenta con clasificación en el infrarrojo cercano y descontaminación integrada. El espacio compacto, la plataforma de clasificación única, la lavadora única a alta temperatura y el paquete de tratamiento de aguas moderado mantienen tanto la exposición al capital como los gastos fijos de funcionamiento, mientras que el operador aprende el material.

Lo que 500 kg/h no significa es calidad inferior. Las especificaciones de producción de una pequeña línea bien construida son las mismas que las de una línea grande, ya que los límites de aceptación se establecen por el convertidor downstream, no por el tamaño de la línea de lavado. Un centrifugador de fibra no relaxa sus límites de cloruro de polivinilo porque su planta es pequeña. La tarea de ingeniería, por lo tanto, es conservar cada operación crítica de calidad al tiempo que se comprime el volumen del equipo.

Comprobación del estado real del material de alimentación antes de especificar nada

El balo que se compra determina la línea que se necesita. Los envases de bebidas postconsumo procedentes de un esquema de devolución de depósito llegan al 92-97 por ciento de contenido de PET, con tapones, aros, etiquetas y humedad que conforman el resto. Los balos mezclados de la acera de residuos presentan un 78-90 por ciento de PET, contienen más botellas de polivinilo cloruro, más contenedores de poliolefina y considerablemente más residuos orgánicos. Los balos de rechazo de empresas industriales o fabricantes de envases, producidos a partir de botellas vacías o llenadas solo parcialmente, pueden llegar al 98 por ciento de PET y requieren un lavado menos agresivo.

La composición del color importa por igual. Un flujo de botellas completamente transparentes genera un fraccionamiento que puede utilizarse para obtención de envasados, láminas o fibras de alta calidad. Un flujo que contiene un 20 % de botellas azules y verdes debe ser clasificado por color o aceptado como un fraccionamiento de varios colores que solo sirve para provisión de cuerdas y fabricación de fibras negras. En una línea de 500 kg/h, la separación por color se realiza normalmente agregando una posición de clasificación manual dedicada en la fase de botellas, en lugar de un separador óptico del fraccionamiento, lo que mantiene bajos los costos relativos del material pero suma a una persona por turno.

El flujo completo del proceso de 500 kg/h, estación por estación

Una línea de lavado de botellas de PET de 500 kg/h cumple con las especificaciones. Ignorar cualquiera de sus estaciones implica trasladar la carga a una estación posterior que nunca fue diseñada para soportar dicha carga. El siguiente flujo muestra la configuración que Polyretec suministra como estándar para la producción de flakos de calidad alimenticia, con características de equipamiento adecuadas para un rendimiento nominal de 500 kg/h con una disponibilidad de la línea del 90 por ciento aproximadamente.

Estación 2: Delabelador y clasificador de aire en zigzag.

Las botellas de PET en balas llegan compresas a entre 300 y 450 kg por metro cúbico, con cinta de acero o de poliéster. El descompresor de balas es un eje giratorio a baja velocidad equipado con ganchos endurecidos o paletas de cadena que rasgan la balas y proporcionan las botellas sueltas a una velocidad controlada. Para una línea de 500 kg/h, especifique un descompresor de balas con una capacidad nominal de 900 a 1500 kg/h, impulsado por un motor engranado de 7,5 a 15 kW que gira a 20 a 60 rpm, con control de velocidad de frecuencia variable para que el operario pueda amortiguar los picos. Es práctica correcta sobredimensionar esta estación: la alimentación de balas es intermitente, y el descompresor debe despejar una balas más rápido que la línea la consume.

Un transportador de banda inclinada con una anchura de banda de 800 mm, una velocidad del tambor de 8 a 15 m/min y una potencia de accionamiento de 1,5 a 2,2 kW transporta las botellas sueltas hasta la plataforma de clasificación. La plataforma es una banda de picking horizontal de 4 a 6 m de longitud que funciona a una velocidad de 8 a 12 m/min y con una profundidad de la capa de las botellas de 30 a 50 mm, lo que proporciona a cada recolector entre 20 y 40 segundos de exposición a la corriente. Dos o tres recolectores trabajan la banda, eliminando botellas de polivinilcloro, recipientes de polietileno y polipropileno, latas de metal, vidrio, piedras, madera, textiles y botellas muy contaminadas. Un imán permanente situado por encima del punto de descarga atrapa los fragmentos férricos, y una malla rotatoria impulsada por un motor de 1,5 a 3 kW retira la arena, la grava y las tapas sueltas antes de que el material alcance el desetiquetador.

La clasificación manual en una línea de 500 kg/h es una elección deliberada, no un compromiso. A este caudal, un equipo de clasificación entrenado compuesto por tres personas alcanza una eficacia en la eliminación del cloruro de polivinilo comparable a la clasificación por infrarrojos de nivel básico, a un coste relativo del equipo de bajo nivel en lugar de alto. El equilibrio está en la dependencia del personal y la coherencia de las turnas, que se analiza en detalle más adelante.

Estación 3: Trituradora húmeda.

Las etiquetas son la amenaza de calidad más importante en el reciclaje de las botellas de PET porque la película de polipropileno orientada y de polietileno tiene una densidad cercana a la de las tapas de poliolefina y, una vez triturada, resulta muy difícil separarla de las partículas. El desetiquetador en seco utiliza un rotor de alta velocidad equipado con cuchillas de palo dentro de un tambor perforado; la fricción entre las botellas desprende las etiquetas de manga y de envoltura sin cortar el cuerpo de la botella. Especificar un desetiquetador con un motor de 22 a 37 kW, velocidad del rotor de 500 a 900 rpm, perforación del tambor de 20 a 30 mm y tiempo de residencia de 30 a 60 segundos. Correctamente ajustado, la eliminación de etiquetas alcanza el 95 por ciento o más en las etiquetas estándar de envoltura y de manga.

El material de la etiqueta desnudado es extraído por un clasificador de aire en zigzag inmediatamente hacia abajo. El clasificador utiliza un ventilador centripetal de 5,5 a 11 kW que genera una velocidad de aire interna de 8 a 14 m/s en el canal de separación. La película ligera de la etiqueta, el polvo y los fragmentos de papel suben y se capturan en un ciclón y una válvula rotativa; las botellas pesadas caen. El objetivo es reducir el contenido de la etiqueta a un 1 por ciento o menos en masa antes de que el material entre en el chancador húmedo, ya que cualquier etiqueta que sobreviviera en el chancador se convierte en fragmentos de película de 8 a 14 mm que se comportan hidrodinámicamente como el escamas de PET y pasan directamente a través del tanque de flotación y沉imiento.

Estación 4: Lavadoras de fricción en serie.

La trituradora húmeda reduce las botellas enteras en escamas mientras se introduce agua en la cámara de corte. El triturado húmedo es obligatorio para una línea de PET de uso alimentario: el agua disipa el calor de fricción que, de lo contrario, suavizaría la superficie de las escamas y llevaría contaminantes a ella, inhibe la formación de polvo y inicia una acción de limpieza dentro de la propia cámara. Para una capacidad de 500 kg/h, es adecuado un rotor de 400 a 600 mm de diámetro con un motor de 45 a 75 kW, siendo la opción más habitual 55 kW. La velocidad del rotor se situa entre 400 y 600 rpm y un rotor de tipo garra o tipo V con tres a cinco cuchillas giratorias contra dos fijadas.

El material de los cuchillos debe ser acero de herramienta D2 o SKD-11, frío, tratado térmicamente desde 58 hasta 62 HRC, con un espacio de corte ajustable de 0,2 a 0,5 mm. Estos grados proporcionan la resistencia al desgaste requerida por las PET, y permiten su reajuste de cuatro a seis veces durante su vida útil. La perforación de la pantalla de 12 a 16 mm produce una distribución de tamaño de los fragmentos centrada en 8 a 14 mm, que es el rango aceptado para la eficiencia tanto del lavado en caliente como de la extrusión posterior. La inyección de agua en la cámara se realiza a una velocidad de 1,5 a 3,0 m³/h. Debido a que este artículo trata la línea de lavado como un sistema, hay que señalar que no es necesaria una reducción previa del tipo trituradora a esta escala para la alimentación de botellas; un triturador húmedo de una sola etapa se encarga directamente de las botellas enteras.

Estación 5: Lava de alta temperatura con causticos y surfactantes.

Los arandelas de fricción realizan el lavado mecánico que la química sola no puede lograr. Cada unidad consiste en una carcasa cilíndrica vertical o horizontal con un eje de pala de alta velocidad que gira a 800 a 1200 rpm dentro de una cesta de pantalla perforada, accionada por un motor de 15 a 22 kW. Las escamas son impulsadas contra la pantalla y mutuamente; el cizallamiento elimina la suciedad superficial, la arena, la fibra del adhesivo residual y el biofilm, mientras que el agua de lavado que lleva la suciedad escapa a través de las perforaciones de la pantalla de 1,5 a 3 mm.

Instale dos a tres arandelas de fricción en serie en una línea de 500 kg/h. Dos son el mínimo; se recomienda encarecidamente instalar tres cuando la materia prima es material reciclado residuo y no retornos limpios de embotelladora. El tiempo de residencia por unidad es corto, típicamente de 20 a 40 segundos, pero el efecto acumulado de tres pasadas es la diferencia entre una escama que cumple con el límite de 10 puntos negros por kilogramo y una que no lo hace. Coloque una arandela de fricción antes del lavarro caliente para eliminar la suciedad bruta, y una o dos después del lavarro caliente para separar la pasta de pegamento y el aceite saponificado antes del enjuague.

Estación 6: Lavado y separación por flotación y sedimento.

La lavadora caliente es el corazón químico de la línea y la estación que habitualmente se especifica insuficientemente en plantas de menor tamaño. Es un depósito calentado y agitado en el que los gránulos se mantienen en una solución de hidróxido de sodio para saponificar los aceites, disolver el adhesivo de etiquetas de alcohol polivinílico, liberar la cola de fusión a alta temperatura de las etiquetas de polipropileno orientado, eliminar los azúcares residuales de la bebida y reducir sustancialmente la carga microbiana.

Especifique sosa cáustica al 1 a 3 por ciento en masa, con un 1,5 a 2,0 por ciento que cubre la mayoría de las corrientes postconsumidor, además de un tensoactivo no iónico al 0,2 a 0,5 por ciento. La temperatura de operación es de 80 a 90 °C. Elevar la temperatura por encima de 90 °C podría provocar hidrólisis de la superficie y pérdida de viscosidad intrínseca cuantificable; caer por debajo de 80 °C reduce considerablemente la eliminación del pegamento. El tiempo de residencia debe ser de 10 a 20 minutos, lo que a una velocidad de 500 kg/h y carga de sólidos típica significa un volumen de trabajo efectivo de 3 a 5 m³. El agitador consume de 7,5 a 15 kW, y la carga de calentamiento es de 300 a 500 kW, entregada ya sea por una bobina de vapor a 0,4 a 0,6 MPa o por un revestimiento de aceite térmico cuando el vapor de la instalación no está disponible.

Dos detalles de diseño separan un buen secador caliente de uno malo. Primero, las escamas deben estar suspendidas de manera genuina y giradas, no simplemente flotar sobre una superficie estancada; la geometría de las paletas y la relación entre el volumen del tanque determinan esto. Segundo, la concentración de cloroquímicos debe monitorizarse y dosificarse continuamente, debido a que la saponificación consume álcali y una concentración fluctuante produce un exceso intermitente de cola que solo se manifiesta como un problema de calidad horas después.

Estación 7: Centrifugadora de deshidratación.

La separación entre flotación y hundimiento aprovecha el vacío de densidad entre PET y poliolefinas, y es el paso de purificación más confiable de toda la línea. Las hojuelas PET tienen una densidad de 1,34 a 1,39 g/cm³ y hunden en el agua. Los caperuzos de polipropileno, los anillos de polietileno y la película de etiquetas residua tienen una densidad de 0,90 a 0,96 g/cm³ y flotan. Un tanque correctamente dimensionado alcanza un 99 por ciento o mayor de eficiencia de separación en un solo paso.

El tanque de flotación y沉uureo en una línea de 500 kg/h suele tener 4 a 6 m de longitud y 1,2 a 1,6 m de ancho, está equipado con un transportador de tornillos en la parte inferior que está accionado por un motor de 3 a 5,5 kW y que elimina el PET hundido, y con una paleta de superficie o un tornillo de remojo que impulsa la fracción flotante hacia una descarga lateral. El tiempo de permanencia es de 60 a 120 segundos. Dos factores perjudican la eficiencia: la turbulencia excesiva, que arrastra la materia ligera hacia abajo, y la carga excesiva de trozos, lo que forma un raft que atrapa las tapas debajo suyo. La carga no debe superar el rendimiento superficial de la tanque, incluso cuando el operador intenta recuperar el tiempo después de una interrupción.

Instale dos etapas de flotación y sedimentación donde el objetivo es la fabricación de flake de calidad alimentaria: una inmediatamente después del lavavajillas caliente y una segunda después del último tambor de fricción, combinado con un tanque de enjuague contra corriente que elimina el cloro residual y mantiene el pH de la superficie del flake entre 7 y

Estación 8: Sistema de secado por aire caliente y silo de almacenamiento.

La deshidratación mecánica es mucho más barata en términos de energía que el secado térmico, por lo que la centrifuga debe funcionar al máximo. Una centrifuga vertical de deshidratación con una unidad de accionamiento de 15 a 22 kW, una velocidad del rotor de 1000 a 1500 rpm y un cesto de malla hexagonal o de tamices perforados reduce la humedad superficial del abrojo de aproximadamente el 15 al 25 % a un 1 al 3 % de humedad residual en un solo paso. Un ancho de ranura de la malla de 0,8 a 1,5 mm retiene el abrojo, mientras que libera las partículas finas y el agua.

Eliminar un punto porcentual de humedad de forma mecánica cuesta una fracción muy pequeña de lo que cuesta la misma eliminación en el secador de aire caliente, por lo que el estado de la malla de la centrifuga determina directamente el consumo específico de energía de la línea. Las mallas dañadas u oscurecidas son una de las causas más comunes de que una línea pase de consumir 250 kWh por tonelada a 320 kWh por tonelada en pocos meses sin que nadie lo note.

Planta 8: Sistema de secado por aire caliente y silo de almacenamiento intermedio

El sistema de secado térmico reduce el tamaño de los trozos de entre el 1% y el 3%, con el objetivo final. Un secador de tubos o un secador térmico horizontal hace circular aire a 130° a 150 °C a través de la corriente de trozos; el ventilador consume entre 11 y 18,5 kW y la carga del calefactor es de 60 a 100 kW, abastecida eléctricamente o mediante un intercambiador de calor de vapor a aire. El tiempo de permanencia en el circuito de secado varía entre 3 y 8 minutos, dependiendo de la configuración.

El nivel de humedad objetivo es del 0,5 % o menos para los tipos comerciales. En el caso del material de alimentación de contacto con productos alimenticios, el requisito se endurece hasta el 0,3 % o menos, ya que el agua residual acelera la ruptura de la cadena hidrolítica durante el procesamiento posterior de la masa fundida y afecta directamente a la viscosidad intrínseca. Manten la temperatura del aire del secafácil en o por debajo de 150 °C: PET tiene una temperatura de transición vítrea cercana a los 78 °C y las escamas con- cienzan a afianzarse y aglomerarse si la combinación de temperatura del aire y tiempo de permanencia es demasiado agresiva. Deposite el producto en un silo de amortiguación de 5 a 10 m³ con un sensor de nivel, que decuplica el extremo húmedo del extremo de acondicionamiento y permite detener la sección húmeda para la limpieza sin detener la entrega.

Estación 9: Clasificación final del aire, separación de metales, almacén y embalaje en grandes sacos.

El tren de acabado es breve pero decisivo para el certificado de análisis. Un clasificador aéreo en forma de Z final, equipado con un ventilador de 4 a 7,5 kW, elimina los residuos, el polvo y cualquier fragmento de película liviano que haya sobrevivido a las etapas anteriores. Sigue la separación de los metales: un detector de metales de alta sensibilidad combinado con un tambor magnético de tierras raras y, cuando la contaminación no ferrosa es un problema, un separador de campo magnético. Juntos, mantienen el contenido de metales a 20 ppm o menos.

El flake limpiado, seco y clasificado se transporta al silo del producto terminado y se envasa en bolsas grandes de 1000 a 1250 kg en una estación de pesaje y llenado. Se examina cada bolsa grande o cada lote de producción para los parámetros de aceptación en la sección siguiente, se conserva una muestra de referencia de 1 kg por lote y se etiqueta cada bolsa con el número del lote, la fecha de producción, la humedad y la viscosidad intrínseca. La documentación de trazabilidad no es un gasto administrativo; es el prerrequisito para vender a cualquier cadena de suministro de contenido reciclado certificado.

Tabla resumen de la estación.

Especificación de aceptación del grano: los números que definen su línea

Todo lo que se encuentra en la dirección de la corriente está diseñado para satisfacer una sola página de números. La especificación de aceptación que aparece a continuación es el estándar de trabajo para la escarcha de PET apta para alimentos procedente de una línea de 500 kg/h, y se debe incluir en el contrato de compra del equipo como un valor de rendimiento garantizado que se ha probado durante la puesta en marcha con la propia materia prima del comprador. Un proveedor que no acepte estas cifras en una especificación de balas definidas está comunicándote algo importante sobre la línea.

El cloruro de polivinilo es el contaminante más perjudicial de todos. Cuando el PET que contiene cloruro de polivinilo se funde, se libera cloro hidrato, que cataliza la escisión de la cadena y produce enrojecimiento, manchas negras y una severa pérdida de viscosidad intrínseca. Un límite de 50 ppm parece generoso hasta que te das cuenta de que se corresponde aproximadamente con una botella de 30 g de cloruro de polivinilo en cada 600 kg de materia prima. Esta es la razón por la que la plataforma de clasificación manual y la etapa de flotación-aterrizaje deben funcionar: el cloruro de polivinilo tiene una densidad de 1,32 a 1,45 g/cm³ y se superpone al PET, por lo que no puede ser eliminado por flotación y tiene que ser recogido en la etapa de botellas.

Especificación de producción garantizada

¿Por qué la conservación de la viscosidad intrínseca es el número más difícil de alcanzar?

La resina PET de grado de botella nueva entra en el proceso de soplado de botellas con una viscosidad intrínseca de aproximadamente 0,80 a 0,84 dl/g, y después del moldeo por soplado a tira con estiramiento, una botella acabada suele medir 0,76 a 0,82 dl/g. Una línea de lavado que funciona dentro de los parámetros especificados debería devolver fibras en 0,72 a 0,78 dl/g, lo que significa una pérdida de no más de aproximadamente 0,04 dl/g durante el proceso de lavado. Cada 0,01 dl/g más allá de ese rango constituye una limitación de las opciones downstream.

Tres mecanismos consumen la viscosidad intrínseca en una línea de lavado. La hidrolisis es el principal: el PET reacciona con agua a temperatura elevada, y la velocidad de reacción se duplica aproximadamente por cada aumento de 10 °C. Es por eso que el límite máximo de 90 °C en el lavado en caliente es un límite duro, y no una recomendación. El ataque alcalino es el segundo: cuando se utilizan ácidos calóricos por encima del 3 por ciento, o cuando se realiza un enjuague insuficiente que deja alcalinidad en la superficie de los chips en el secador, esto erosiona la superficie y rompe las cadenas. La degradación térmica es el tercer mecanismo, y se produce cuando el aire del secador supera los 150 °C o cuando los chips se mantienen estancados en un silo caliente.

Una práctica de puesta en marcha útil es medir la viscosidad intrínseca en tres puntos de la misma lote: en las botellas de una paleta, en el pedazo húmedo que sale del tanque flotador, y en el pedazo seco en la estación de empacado. Si la pérdida entre la botella y el pedazo húmedo supera 0,02 dl/g, el lavador en caliente está funcionando a una temperatura demasiado alta o durante un tiempo demasiado prolongado. Si la pérdida se produce entre el pedazo húmedo y el pedazo seco, el secador o el enjuague están fallando. Hacer un diagnóstico correcto una vez, durante la puesta en marcha, ahorra meses de conjeturas.

Servicios públicos y consumo: energía, agua, calor, calcio y aire

El diseño de energía es donde las líneas pequeñas se configuran con mayor frecuencia para fallar. La potencia instalada para una línea de lavado de botellas de PET completa de 500 kg/h es de 180 a 260 kW, pero la carga real es solo de 120 a 170 kW debido a que la apertura de balas, el triturado y el secado rara vez alcanzan el pico simultáneamente y varios accionamientos funcionan intermitentemente. Sellar el transformador y el cable de entrada para la potencia instalada en lugar de la carga real es correcto; dimensionar las expectativas de costo de funcionamiento según la potencia instalada no lo es y lleva a modelos de funcionamiento muy erróneos.

El consumo eléctrico específico suele situarse en el rango de 230 a 330 kWh por tonelada de escamas secas terminadas en el caso de una línea calentada con electricidad, y de 150 a 220 kWh por tonelada cuando el vapor cubre el calentamiento de la lavadora y secadora. El rango dentro de esta cifra está determinado casi enteramente por tres factores: el estado de la pantalla de la centrifuga de deshidratación, la calidad del aislamiento en la lavadora caliente, y si el operador hace que la línea funcione con el rendimiento nominal o en modo de funcionamiento intermitente.

Tabla de consumo por tonelada de palitos terminados

Elegir entre vapor y aceite térmico

El lavarropa caliente y la secadora juntos representan del 60 al 75% de la demanda total de energía de la línea, por lo que la decisión de calentamiento domina la economía operativa. El vapor saturado a 0,4 a 0,6 MPa es el medio preferido en cualquier lugar en el que ya existe una caldera o se justifica la instalación de una caldera por otras cargas de la planta. El vapor transfiere el calor de manera eficiente a través de coils, responde rápidamente a cambios en la carga y la devolución del condensado recicla una parte significativa de la energía.

El aceite térmico es la alternativa pragmática en los sitios sin caldera, sin licencia de operador de caldera ni regulaciones restrictivas sobre recipientes a presión. Un calentador de aceite térmico de 360 a 600 kW de pico cubre una línea de 500 kg/h. Los sacrificios son una respuesta térmica más lenta, un coste de capital relativo más alto para el paquete de calefacción y la necesidad de supervisar periódicamente el estado del aceite. El calentamiento eléctrico directo es el más sencillo de instalar y el más fácil de controlar, pero tiene la carga de funcionamiento más alta, por lo que generalmente se reserva para el calentador de aire secador y no para el filtro de calor.

En cualquier caso, se debe aislar adecuadamente. Una bateadora de 4 m³ a 85 °C con un mal aislamiento pierde una significativa pérdida de carga de calor de manera continua, y en una operación de una sola turno se presenta esa pérdida en cada ciclo de calentamiento. El aislamiento es un elemento de costo relativamente bajo y que tiene uno de los perfiles de reembolso más cortos en toda la planta.

Tratamiento del agua, reutilización en circuitos cerrados y cumplimiento ambiental

Desde el punto de vista de un regulador, una línea de lavado de botellas de PET es un proceso industrial húmedo que produce un efluente alcalino cargado de sólidos. Tratar al agua como un detalle es la forma más rápida de hacer que una nueva planta se cierre. En una línea de 500 kg/h el paquete de tratamiento es compacto, pero debe incluir los mismos cuatro estadios funcionales que una planta grande.

El tren de tratamiento de cuatro etapas

La fase uno, eliminación de sólidos gruesos y sedimentación en tres etapas.El agua de lavado que sale de los cojinetes de fricción y los tanques de flotador y sumidero pasa primero por un filtro vibratorio o de tambor con aberturas de 0,5 a 1 mm que atrapa partículas finas en forma de astillas, fragmentos de etiquetas y fibras. A continuación entra en tres compartimentos de sedimentación en serie, con un tamaño que permite una retención combinada de 4 a 8 horas con la velocidad de circulación de la línea. La arena, la arena gruesa y el suelo pesado se sedimentan; cada compartimento está dotado de un rastrillo de lodo o un fondo cónico con descarga periódica.

La etapa dos, flotación de aire disuelto.La flotación de aire disuelto es el sistema principal para eliminar aceites emulsionados, grasas saponificadas, residuos de tensioactivo y sólidos en suspensión finos que no se sedimentarán. El agua se satura con aire a una presión de 0,4 a 0,6 MPa en un vaso saturador y se libera en la celda de flotación, donde las microburbujas de 30 a 60 micrómetros se adhieren a las partículas floculadas y las elevan a la superficie para rastrillar. Se dosis el coagulante, generalmente cloruro de polialumínio, y un floculante polimérico, en un total de 0,5 a 1,5 kg por tonelada de salmón. Una unidad de flotación de aire disuelto bien administrada elimina del 80 al 95% de los sólidos en suspensión y una gran parte de la demanda de oxígeno química.

La fase tres, filtración y corrección del pH.El agua clarificada pasa por un filtro de arena multimediático y, cuando el objetivo de reutilización es alto, por un filtro de pulimento de carbón activado que elimina el color y los restos orgánicos. El pH se corregió desde las condiciones alcalinas del lavado hasta un estado neutro antes de que el agua vuelva a entrar en el tanque de recirculación. No corregir el pH provoca calcificaciones en los intercambiadores de calor y una acumulación gradual de caustica en el circuito.

Etapa cuatro, distribución de reutilización con nivelación de calidad.No todo el agua recuperada es igual, y los diseños de pequeña línea más inteligentes la clasifican. El agua más limpia vuelve al tanque de enjuague y al tanque flotante. El agua de calidad intermedia alimenta los lavadores de fricción y el abastecimiento del lavador caliente. El agua más sucia admitida se dirige al punto de inyección del triturador húmedo, donde un grado de contaminación es irrelevante, ya que el material está a punto de ser lavado de todos modos. Este nivelamiento es lo que aumenta el reutilización global del 70% al rango del 85% al 92%.

Descarga, lodos y olores.

Incluso con un reciclaje de entre el 85 y el 92 por ciento, un flujo de desagara debe salir del circuito para evitar la acumulación de sales y compuestos orgánicos disueltas. Esta descarga, típicamente de 0,6 a 1,2 m³ por tonelada, va a una alcantarilla municipal conforme a la autorización de aguas residuales, o a una etapa de tratamiento biológico en el mismo sitio. El agua de lavado sin tratar procedente del reciclaje de botellas PET presenta una demanda química de oxígeno normalmente en el intervalo de 1500 a 4000 mg/l; tras el ciclo completo descrito anteriormente, normalmente desciende a 100 a 300 mg/l, lo que cumple la mayoría de los criterios de aceptación municipales, pero siempre deberá verificarse contra el límite de la autorización local antes de diseñar la planta.

El lodo es el residuo físico de todo lo que se retiró: tierra, arena, fibra de etiquetas, adhesivos, elementos orgánicos y flocs químicos. Una línea de 500 kg/h produce de 30 a 80 kg de torta deshidratada por tonelada de escamas con un contenido de humedad del 60 al 75 %. Una prensa de filtros o una prensa de tornillo reduce el volumen y los costes de manipulación. Caracterice el lodo antes de que se inicie la planta, porque la clasificación de disposición depende de lo que trajo la materia prima.

El olor es la queja que más frecuentemente llega primero a la autoridad local. Procede de la fermentación anaeróbica de azúcares de bebidas en los tanques de sedimentación y, en días calurosos, del patio de almacenamiento de las balas. Para controlarlo se pueden adoptar tres medidas: mantener la retención de sedimentación por debajo de 8 horas para que el agua no se vuelva anaeróbica, cubrir los tanques y ventilarlos a través de un biofiltro o un depurador con carbón activado, y hacer cumplir una regla de rotación de la balas almacenadas en el patio para que ninguna bala permanezca allí más allá de una edad definida. Una disciplina de patio que trabaja de forma secuencial (entrada primero-salida primero) es una medida sin costo y que ofrece un alto rendimiento.

Instalación, estructura y mano de obra para una línea de 500 kg/h.

Una línea de lavado de botellas de PET de 500 kg/h necesita de 400 a 700 m² de área total del sitio, y la distribución entre el hall de procesamiento y el almacenamiento es más importante que el número total. El hall de procesamiento mismo ocupa de 220 a 400 m², dispuestos en un flujo lineal o en forma de L, desde la apertura de las ballas hasta la estación de embalaje. El almacenamiento de las ballas requiere de 150 a 250 m², dimensionados para un mínimo de 7 a 10 días de materia prima, para que las interrupciones en la recogida no detengan la producción. El almacenamiento de los láminas terminados requiere de 40 a 80 m² para el almacenamiento bajo cubierta de bolsas grandes.

Requisitos civiles y estructurales

La altura libre debajo del trazado de la estructura del techo debe ser de al menos 6 m. Esto no es negociable si la línea utiliza un lavadora caliente sobre una plataforma elevada de acero, lo cual debería hacerlo. El levantamiento de la lavadora caliente a un nivel de plataforma de 3,5 a 4,5 m permite el descarga por gravedad en la lavadora de fricción aguas abajo y en el tanque de flotación y sedimentación, lo que elimina la necesidad de una bomba de transferencia, elimina un punto de desgaste y reduce los daños mecánicos a la partícula gruesa. La plataforma debe estar diseñada para el peso del recipiente lleno más la carga del agitador dinámico, con un coeficiente de carga útil de al menos 400 kg/m² para el acceso de mantenimiento.

La construcción del suelo es el elemento civil más subestimado. La sección húmeda de la planta está permanentemente húmeda, alcalina y cálida. Especificar una losa de hormigón armado de al menos 150 mm con un revestimiento resistente a los agentes químicos, inclinada entre un 1 y un 2% hacia canales de drenaje continuo que atraviesen la sección húmeda. Los canales deben estar enrejados, ser al menos 200 mm de ancho y estar conectados directamente al sumidero de recogida del tratamiento del agua, no al desagüe de tormenta. Aplicar un acabado antideslizante en toda la zona húmeda; las partículas de PET húmedas sobre un suelo liso son realmente peligrosas.

La distribución eléctrica debe ser un panel principal único con unidades de frecuencia variable individuales para el aparato de apertura de masas, la trituradora, los discos de fricción, el吹風機 del secador y los transportadores. Coloque la sala de control o la caja del panel fuera de la zona húmeda, con una ventana de visualización sobre la plataforma de clasificación y el tanque de flotación remoción, las dos estaciones que necesitan la mayor atención del operador. La protección de entrada de IP55 o superior se aplicará a cada motor y caja de conexión en la sección húmeda.

Principios de diseño que ahorran dinero más tarde

El diseño lineal es el más sencillo y funciona siempre que el edificio permita una extensión de 35 a 45 m. Si el edificio es cuadrado, un diseño en forma de L con la sección húmeda en una rama y la sección de secado y embalaje en la otra funciona igualmente bien y tiene la ventaja de separar físicamente la zona húmeda, sucia, de la zona seca y limpia. Esa separación es importante tanto para la limpieza del local como para la calidad del producto: el polvo y las salpicaduras provenientes de la zona húmeda no deben llegar al área de transporte y embalaje de los granos secos.

Deje un pasillo de mantenimiento claro de al menos 1,2 m en el lado de servicio de cada tanque y máquina. En líneas pequeñas, este espacio es habitualmente sacrificado para ahorrar espacio en el suelo, y la consecuencia es que cambiar un tamiz de arandelas de fricción toma una jornada completa en lugar de dos horas. Del mismo modo, permita un camino de elevación desde la posición del triturador hasta una puerta lo suficientemente ancha como para quitar el rotor; el servicio del rotor y de las cuchillas es un evento recurrente y planificado, no una excepción.

Por último, hay que planificar el pasaje de servicios antes que el equipo. La suministro de vapor o aceite térmico, el aire comprimido, la recuperación de agua tratada, el suministro de agua cruda, la dosificación de caustico y el cableado eléctrico necesitan una ruta definida. La instalación de una línea de dosificación de caustico a través de una instalación terminada es un trabajo desagradable.

Personal necesario y estructura de turnos.

Con una única jornada de trabajo a 500 kg/h, se producen aproximadamente 4 toneladas de escamas diarias en 8 horas de producción, o 90 a 100 toneladas al mes con 22 a 25 días laborables. Dos turnos multiplican aproximadamente esta cantidad por dos, hasta 190 a 210 toneladas al mes, y tres turnos multiplican esa cantidad por tres, llegando a 280 a 310 toneladas al mes, aunque el tercer turno debe considerar ventanas de limpieza y mantenimiento, por lo que el multiplicador real es más cercano a 2,7 que a 3,0.

La flexibilidad de producción de una línea pequeña es una verdadera ventaja comercial. Una línea de 500 kg/h en un solo turno puede absorber un incremento del suministro de materia prima simplemente añadiendo un segundo turno, sin ningún gasto de capital, salvo un aumento de mano de obra y una modesta mejora en la gestión de los lodos del tratamiento del agua. Una línea de 2000 kg/h no dispone de dicho margen para cargas elevadas en la base de una materia prima reducida: o bien opera a carga parcial, lo cual destruye el consumo de energía específico y la estabilidad del lavavajilla caliente, o bien permanece inactiva.

Lo que una línea de 500 kg/h ofrece en comparación con 1000 a 2000 kg/h​

Elegir 500 kg/h es una serie de compromisos deliberados, y comprenderlos con precisión es lo que diferencia una inversión bien ponderada de una que se lamenta después. La especificación de salida no cambia con el tamaño de la línea, pero la forma en que se alcanza dicha especificación, la intensidad de la mano de obra, el consumo específico y la resistencia operativa sí lo hacen.

Clasificación manual frente a clasificación óptica con tecnología infrarroja cercana.

La diferencia más relevante es el método de clasificación. Una línea de 1000 a 2000 kg/h casi siempre cuenta con un clasificador de botellas de infrarrojo cercano, que identifica el tipo de polímero por la firma espectral y echa los contenedores no de PET con chorros de aire comprimido a velocidades mucho más allá de las humanas. La clasificación en infrarrojo cercano ofrece un rendimiento constante durante los turnos, no se cansa y genera un registro de datos que apoya las auditorías de certificación.

A 500 kg/h, la clasificación por infrarrojos cerca del espectro se ubica en la franja de costo moderado a elevado en comparación con una línea cuyo total de inversión es bajo a medio, y la carga de la cinta suele ser demasiado delgada para que el clasificador funcione de manera eficiente. La clasificación manual realizada por dos o tres recolectores entrenados es la respuesta estándar. Cuando se administra adecuadamente, logra una eliminación comparable de cloruro de polivinilo. Los riesgos son completamente humanos: la fatiga tras la cuarta hora, la inconsistencia entre turnos, la rotación del personal entrenado y la degradación del rendimiento cuando la cinta está sobrecargada para alcanzar un mayor rendimiento. Reducirlos con una carga disciplinada de la cinta, la rotación de recolectores cada 90 a 120 minutos, una buen iluminación de 500 lux o mejor sobre la cinta y un tablero de referencia visual documentado que muestra los recipientes específicos que deben rechazarse.

Consolidación de la estación y sus consecuencias.

Las líneas pequeñas consolidan estaciones que las líneas grandes mantienen separadas. Una planta grande puede tener un tambor de prelavado, tres lavadoras de fricción antes de la lavadora caliente y tres después, dos etapas de lavadora caliente en serie y tres tanques de flotación sumersión. Una línea de 500 kg/h suele tener dos o tres lavadoras de fricción en total, una lavadora caliente y uno o dos tanques de flotación sumersión.

La consolidación es aceptable siempre que se conserve el tiempo de permanencia total y el trabajo mecánico total. El modo de fallo es consolidar y acortar a la vez: utilizar un disco de fricción en lugar de tres y reducir además el tiempo de permanencia del disco de fricción caliente de 15 minutos a 6 minutos elimina la barrera mecánica y química, y la línea cumplirá especificación solo en la materia prima más limpia. Cuando un proveedor propone una configuración más corta, la pregunta correcta es qué parámetro de calidad se renuncia y en qué materia prima se mantiene la garantía.

Tabla de comparación: 500 kg/h frente a clases más grandes

Diseñar el camino de actualización a 1000 kg/h desde el primer día.

La decisión de ingeniería más valiosa disponible para un comprador de 500 kg/h cuesta relativamente poco y paga enormemente: especificar la línea como modular con una ruta de mejora definida. Doble el caudal más adelante, lo que convierte la sustitución del equipo en un objetivo en lugar de una reconstrucción completa de la planta.

Seis elementos deben tener un tamaño mayor desde el principio. En primer lugar, la abertura de bobinas de 900 a 1500 kg/h ya cubre una operación de 1000 kg/h sin cambios. En segundo lugar, la cinta transportadora de clasificación debe especificarse con una anchura de 1000 mm, aunque 800 mm es suficiente a 500 kg/h; ampliar una cinta más tarde implica construir un nuevo marco. En tercer lugar, el amperímetro, el panel principal y el transformador deben dimensionarse para una potencia instalada de 400 a 500 kW en lugar de 260 kW, ya que la mejora de una fuente de alimentación es lenta y disruptiva. En cuarto lugar, la planta de tratamiento de agua debe construirse para 1000 kg/h desde el inicio, porque los tanques civiles son el elemento más difícil de ampliar y el costo incremental al momento de la construcción es bajo. En quinto lugar, los canales de drenaje del suelo y la cisterna de recogida deben dimensionarse para un doble flujo. En sexto lugar, el diseño de la construcción debe reservar un espacio vacío definido de 20 a 30 m² adyacente a la lavadora caliente para el futuro segundo banco de lavadoras de fricción y el segundo tanque de flotación-sumidero.

Con estas seis disposiciones en vigor, la actualización consiste en reemplazar el triturador húmedo por un rotor y un motor más grandes, agregar dos arandelas de fricción, ampliar o duplicar la arandela caliente, añadir el segundo tanque de flotación y elevar la capacidad de la centrifuga y del secador de deshidratación. Este trabajo puede ejecutarse normalmente durante un cierre programado en lugar de una anulación de la planta, y el coste relativo de la actualización es medio frente al coste muy elevado de construir una segunda línea.

Fines de valorización downstream: del envase al envase, la fibra y la abrazadera

La especificación del viruta que necesita se determina por completo por lo que la viruta se convierte. Tres vías downstream dominan y imponen requisitos materialmente diferentes. Decidir el mercado objetivo antes de especificar la línea es la secuencia correcta; especificar la línea primero y luego buscar un comprador es cómo las plantas acaban con material que no se puede vender.

De la botella a la botella

La ruta "de botella a botella" es la de mayor valor y la más compleja. El recubrimiento lavado de la línea no cumple, en sí mismo, con los requisitos para entrar en contacto con alimentos. Debe pasar por un proceso de descontaminación sumamente limpio, generalmente una combinación de tratamiento a alta temperatura y vacío, y policonde-nación en estado sólido, que elimina los contaminantes volátiles residuales hasta los niveles requeridos por los ensayos de control reglamentarios y reconstruye la viscosidad intrínseca desde el nivel de 0,72 a 0,78 dl/g del recubrimiento hasta el grado para envasado de 0,80 dl/g o más.

La policonde-nación en estado sólido se lleva a cabo con partículas cristalizadas o pellets a una temperatura de 200 a 220 °C bajo vacío o gases inertes durante 8 a 16 horas, moviendo el equilibrio de la policonde-nación hacia delante y aumentando la viscosidad intrínseca de 0,06 a 0,12 dl/g. Este proceso solo es viable si las partículas que se incorporan están limpias, secas y son homogéneas, razón por la cual el requisito de la línea de lavado es tan rígido en este proceso. La resina reciclada también debe estar cubierta por una autorización reguladora adecuada, y es el proceso en sí, y no la partida de resina la que se evalúa y aprueba.

Para un operador de 500 kg/h, el modelo realista es producir escamas capaces de cumplir los estándares alimenticios y suministrarlas a un convertidor que opera la etapa de descontaminación y policondensación en estado sólido, en lugar de instalar esa etapa internamente. El costo relativo de la superpulpa limpia más la policondensación en estado sólido es superior y solo tiene sentido para un caudal considerablemente mayor.

Grado de fibra.

La fibra es el principal destinatario de flak de PET reciclado a nivel mundial, cubriendo la fibra de poliéster compacta para tejidos no tejidos, relleno y textiles, y el filamento para hilos. Los requisitos son moderadamente exigentes, pero más tolerantes que el caso del envase a envase en algunos aspectos y más estrictos en otros. La viscosidad intrínseca de 0,62 a 0,75 dl/g es aceptable para la fibra compacta, por lo que es tolerable una pérdida moderada de viscosidad. El contenido de humedad inferior al 1 por ciento es suficiente.

Lo que los espesadores de fibra no toleran es la contaminación en forma de partículas y la inconsistencia. Los espesadores finos con diámetros de agujeros de decenas de micrómetros bloquean las manchas negras, las pequeñas partículas metálicas y el poliolefina no fundida. En consecuencia, el límite de metal y el límite de manchas negras son tan estrictos como en el proceso de botella a botella, y la consistencia del color es muy importante, ya que la fibra se suele esparcir sin teñir o teñir de forma ligera. Las escamas de color mixto se limitan a aplicaciones de fibra oscura.

Enchapado y hoja

La cinta de PET es la salida de alto volumen más tolerante y un primer mercado razonable para una operación de 500 kg/h. La cinta soporta colores mezclados, admite viscosidad intrínseca desde 0,70 dl/g en adelante y es relativamente insensible a la contaminación menor. La extrusión de hojas para envases termoformados se encuentra entre la fibra y la cinta en cuanto a rigidez: necesita un buen color y pocos puntos negros para garantizar la claridad óptica, pero tolera una banda de viscosidad más amplia que la producción de botellas.

Cuando el operador quiere ir más allá de la venta de flake y producir pellets, una línea para la fabricación de pellets sigue a la línea de lavado. La fábrica de Kerke de Wanplas suministra extrusoras con una sola hélice y de dos hélices que se integran directamente con sistemas de lavado de Polyretec, lo que permite introducir el flake lavado al filtro de fusión, al desgasificador por vacío y a los procesos de fabricación de pellets a través de cinta o debajo del agua. En el caso del PET en particular, la filtración de la fusión y el desgasificador por vacío son esenciales, ya que el polímero es sensible a la hidrólisis y cualquier humedad residual que entre en la botella se traduce directamente en una pérdida de viscosidad.

Normas, certificación y documentación

La certificación es lo que convierte una planta técnicamente apta en un proveedor comercialmente confiable. En la caso de una línea de lavado de botellas de PET de 500 kg/h, cinco estructuras son importantes y funcionan a niveles diferentes: algunas evalúan el proceso de reciclaje, otras evalúan el sistema de gestión y otras evalúan la cadena alimentaria.

La evaluación de la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria del plástico reciclado para contacto con alimentos es el camino europeo. La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria evalúa los procesos de reciclaje, no los lotes individuales de resina, mediante un ensayo de desafío que demuestra que el proceso puede reducir los contaminantes sustitutivos hasta un nivel residual definido. La evaluación se aplica a un proceso específico que funciona dentro de un intervalo de parámetros definido, por lo que es necesario registrar y controlar los parámetros de proceso: la operación fuera de este intervalo invalidará la evaluación. Cabe destacar una vez más que la línea de lavado es la etapa de entrada; es el proceso de descontaminación superecuestro situado más abajo el que es objeto de la evaluación.

La notificación de contacto con los alimentos de la FDA es el procedimiento correspondiente para el mercado de los Estados Unidos. La Agencia de Alimentos y Medicamentos analiza las presentaciones sobre los procesos de reciclaje y emite una carta de no objeción en la que se demuestra la adecuada eliminación de contaminantes. Sus requisitos prácticos se parecen al enfoque europeo: parámetros del proceso documentados, datos de pruebas de desafío y controles definidos para las materias primas.

EuCertPlast certifica a los recicladores de plástico postconsumo en cuanto a la trazabilidad, la caracterización de la materia prima, el control de la calidad del producto final y la gestión ambiental. Se trata de un programa auditado que examina si el recicladora realmente conoce y documenta lo que entra y sale de la planta. Para una pequeña operación, es una certificación temprana realista y valiosa, ya que valida la disciplina operativa en lugar de exigir equipo de primer nivel.

El Estándar Global de Reciclaje, comúnmente abreviado como GRS, es un estándar de cadena de custodia que verifica las reclamaciones de contenido reciclado a través de la cadena de suministro, y también cuida de los criterios sociales y ambientales. Es particularmente relevante cuando el flake va dirigido a los mercados del textil y de la fibra, donde los propietarios de las marcas exigen cada vez más un contenido reciclado certificado.

La norma ISO 15270 proporciona el marco para la recuperación y reciclados de residuos plásticos, estableciendo definiciones, opciones y requisitos para los procesos de recuperación. Es un marco de orientación más que una norma de producto certificable, pero es una referencia útil para estructurar la documentación de los procesos de una planta.

Independientemente de la certificación que se persiga, el requisito fundamental es el mismo: los registros. Registros sobre el proveedor de materia prima y la caracterización de los bales, registros de producción en lote con parámetros del proceso, resultados de las pruebas de calidad por lote, muestras conservadas, monitoreo de la descarga del tratamiento del agua y registros de despacho que vinculan cada bolsa grande con un lote. Una planta que mantenga estos registros desde el primer día de operación puede obtener la certificación cuando el mercado lo requiera. Las plantas que no lo hagan deberán generar un historial desde cero, lo que lleva meses.

Ejecución, Mantenimiento y Disciplina

La diferencia entre el rendimiento de la etiqueta de identificación de una línea y su rendimiento real es prácticamente únicamente una función de la calidad de la puesta en servicio y la disciplina de mantenimiento. En líneas de este tamaño, en las que rara vez existe un ingeniero de procesos dedicado, los procedimientos escritos son más importantes que en plantas grandes.

Una secuencia realista de puesta en marcha.

La puesta en marcha debe realizarse en cinco etapas en lugar de pasar directamente a la producción completa. La primera etapa es la puesta en marcha mecánica en seco: cada rotor rota en la dirección correcta, se instalan las barreras, se comprueban las operaciones de parada de emergencia, se revisa la vibración y la temperatura de los rodamientos en la trituradora y la centrífuga. La segunda etapa es la puesta en marcha con agua solo: todos los tanques se llenan, se comprueban las bombas y los controles de nivel, se detectan y corrigen los filtraciones, se verifica el drenaje y se hace circular el circuito de procesamiento del agua con agua limpia. La tercera etapa es la puesta en marcha con material frío a una velocidad reducida, normalmente de 250 a 300 kg/h, sin productos causticos ni calor, con el objetivo de verificar la transferencia de material e identificar los puntos críticos. La cuarta etapa es la ejecución completa del proceso con la materia prima del comprador a una velocidad nominal, con el calor y la química activados. La quinta etapa es la prueba de rendimiento.

La prueba de rendimiento debe ejecutarse continua durante al menos 48 horas, preferiblemente 72, con muestras recabadas cada dos horas y sometidas a prueba frente a la tabla de aceptación. Aceptar una línea sobre la base de una demostración de dos horas con botellas limpias seleccionadas manualmente es el error comercial más común en este sector. Insista en que la garantía se mida sobre el material que realmente procesará.

Programación del mantenimiento

El servicio de las cuchillas de la trituradora domina el programa de consumibles. Espera la rotación o reacondicionamiento de las cuchillas cada 150 a 400 horas de funcionamiento, en función de la cantidad de arena y grava que contiene la materia prima, así como el reemplazo completo de las cuchillas después de cuatro a seis reacondicionamientos. Al tener un conjunto completo de cuchillas de repuesto en la bodega, una interrupción de dos días se convierte en un cambio de cuatro horas, y la disponibilidad de repuestos es un criterio legítimo para seleccionar un proveedor. La política de marca Wanplas de proporcionar repuestos gratuitos cada año, además del reemplazo garantizado de partes dañadas, está diseñada para el patrón de paradas provocadas por los consumibles, y Polyretec lo aplica a todo su equipo de reciclado.

Solución de problemas más comunes en el campo

Nueve problemas son responsables de la mayoría absoluta de las quejas de calidad en las líneas de lavado de botellas PET pequeñas. Cada uno tiene una firma característica y un orden de diagnóstico definido.

Problema 1: Contenido de poliolefina superior a 100 ppm

Compruebe primero el tanque de flotación y沉uración. Las causas habituales son la carga excesiva de floculante que forma una capa superficial que atrapa las capsulas, la turbulencia excesiva causada por un motor de fondo demasiado rápido, o un separador que no elimina a tiempo la capa flotante. En segundo lugar, verifique la velocidad del ventilador clasificador de aire tipo zigzag, ya que la película de etiquetas que sobrevive al proceso de clasificación se comporta como el PET en el tanque. En tercer lugar, compruebe si la alambrada del triturador ha desgastado hasta dejar tamaños superiores a 14 mm, cuyo comportamiento hidrodinámico es menos predecible.

Problema 2: Cloruro de polivinilo superior a 50 ppm

Casi siempre se trata de un fallo de clasificación, no de un fallo del proceso, porque la densidad del cloruro de polivinilo se superpone al PET y no se puede eliminar en la etapa posterior. Compruebe primero la carga de la cinta: una cinta de recogida sobrecargada esconde recipientes. Compruebe la rotación del captador y la iluminación. Compruebe si la especificación del hojalata de entrada ha cambiado. Si el material de alimentación se ha deteriorado genuínamente, las opciones son reducir la velocidad de la cinta y aceptar un rendimiento menor, añadir un cuarto captador o instalar un clasificador con tecnología de infrarrojos cercano.

Problema 3: Manchas negras superiores a 10 por kg

Los gránulos negros proceden de tres fuentes: residuos orgánicos carbonizados que no se eliminan en el lavarro caliente, biofilm de los tanques que no se limpian con regularidad y desgaste metálico o de caucho. Compruebe primero la temperatura del lavámetro caliente y la concentración de la sustancia ácida. Luego inspeccione los lavadores de fricción, ya que el lavado mecánico insuficiente deja residuos adheridos. A continuación, busque fuentes de desgaste: los bordes de la banda transportadora, las turbinas de bomba desgastadas y los revestimientos de los tanques degradados, todos vierten partículas oscuras.

Problema 4: Viscosidad intrínseca inferior a 0,72 dl/g

Mida en tres puntos como se describió anteriormente para localizar la pérdida. Una pérdida en la sección húmeda indica que el lavador caliente está demasiado caliente, demasiado tiempo o la concentración de ácido caustico se ha desviado por encima del 3 por ciento. La pérdida en la sección seca indica que el aire del secador está por encima de 150°C, que la sal no fluye en la zona caliente o que el enjuague deja álcali en la superficie. Comprueba el rebose del tanque de enjuague y el pH superficial antes de culpar al secador.

Problema 5: Humedad superior a la deseada

Empiece por la centrifugadora, no por el secador. Una malla cegada o desgastada en la centrifugadora permite que las partículas se sequen más de lo especificado, y el secador no puede recuperar la diferencia en el tiempo de residencia diseñado. A continuación, verifique la temperatura del aire del secador, el flujo del soplador y la posición de cualquier válvula de recirculación. Por último, compruebe si la distribución del tamaño de las partículas se ha desplazado hacia el grueso, que contiene más agua de superficie por unidad de masa.

Problema 6: Fibra de la etiqueta visible en la escama final

Diagnostique en retroceso desde el clasificador. Si el clasificador de zigzag final está pasando fibra, o bien su velocidad de ventilador es demasiado baja o la velocidad de alimentación del material es demasiado alta para el canal. Si el contenido de fibra que entra al clasificador ya es alto, el delabelador está funcionando de manera insuficiente: verifique la velocidad del rotor, el bloqueo de la perforación del tambor y el tiempo de permanencia. Las etiquetas de los mangos en poli(vinilcloruro) contraído o poliestireno orientado son particularmente difíciles y pueden requerir un mayor tiempo de permanencia del delabelador.

Problema 7: Distribución del tamaño de escamas que fluctúa hacia lo grueso

Las cuchillas desgastadas del triturador y un aumento del espacio de corte son la causa habitual. Mide el espacio, inspecciona los bordes de las cuchillas para detectar arredrondamientos y comprueba la pantalla para detectar perforaciones ampliadas o rotas. Los flakos gruesos reducen la eficiencia del lavarropas en caliente porque disminuye la relación superficie/peso, por lo que este problema se propaga a la retirada del adhesivo y al conteo de manchas negras durante un turno o dos.

Problema 8: Productividad de la línea que cae por debajo de 500 kg/h

La pérdida de rendimiento es casi siempre un factor de endurecimiento, no una ralentización general. Examine la línea y descubra dónde se acumula el material. Los principales factores de endurecimiento son una pantalla de triturador obstruida, una pantalla de lavado de cauchos llena de fibras, un tornillo de fondo de flotación o de sedimentación mal ventilado o un secadora que no puede seguir el ritmo porque la centrifuga está pasando partículas húmedas. Solucione el factor de endurecimiento en lugar de aumentar la velocidad de alimentación.

Problema 9: Consumo excesivo de agua o tasa de reutilización deficiente

Si el consumo de agua dulce supera los 1,2 m³ por tonelada en una línea de circuito cerrado, el tren de tratamiento está funcionando a una eficiencia reducida. Compruebe primero la flotación de aire disuelto: la presión del saturador, la calidad de las burbujas y la dosificación del coagulante. A continuación, verifique la frecuencia de retro-enjuagado del filtro, ya que un retro-enjuagado muy frecuente consume un volumen sorprendente. Luego, verifique las pérdidas físicas: los tanques que sobresalen, las juntas que gotean y el agua excesiva que se lleva fuera con la torta de lodo se muestran como agua adicional.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto espacio de suelo necesita una línea de lavado de botellas de PET de 500 kg/h?

Planifique entre 400 y 700 m² de área total del sitio. La sala de procesamiento toma entre 220 y 400 m², el almacenamiento de balas requiere entre 150 y 250 m² para una carga de material de sostenimiento de 7 a 10 días, y la carga de las bolsas finas requiere entre 40 y 80 m². La altura libre debajo de la armadura de la cubierta debe ser de al menos 6 m para que la lavadora caliente pueda ubicarse sobre una plataforma de 3,5 a 4,5 m y descargar por gravedad en los tanques downstream. Además, planifique un pasillo de mantenimiento de 1,2 m en el lado de servicio de cada máquina, el espacio que más a menudo se elimina y que más a menudo se lamenta después.

¿Cuál es el nivel de humedad que deben alcanzar los granulados después del proceso de lavado de 500 kg/h?

La centrifuga de deshidratación reduce el contenido de agua superficial de las escamas de 15 a 25% a 1 a 3% en un único paso. El sistema de secado por aire caliente luego lo reduce a 0,5% o menos para las clases industriales generales y a 0,3% o menos cuando las escamas alimentan un proceso de capas de recipientes en contacto con los alimentos. Presione la etapa mecánica con todo lo que pueda, porque eliminar la humedad en la centrifuga cuesta una fracción pequeña de lo que cuesta hacerlo en el secador.

¿Puede una línea de lavado de PET de 500 kg/h producir astillas genuinamente de calidad alimentaria?

La línea puede producir escamas que cumplen la especificación de entrada para alimentos: cloruro de polivinilo a 50 ppm o menos, poliolefinas a 100 ppm o menos, metales a 20 ppm o menos, humedad a 0,3 % o menos y viscosidad intrínseca conservada entre 0,72 y 0,78 dl/g. Sin embargo, el status de contacto con los alimentos se otorga al proceso de descontaminación de ultra-limpieza y policonde-nación en estado sólido que se encuentra en las etapas posteriores, que es lo que realmente evalúan los organismos reguladores. La línea de lavado es la etapa de entrada que cumple los requisitos, no el proceso aprobado.

¿Cuánto agua consume una línea de lavado PET de 500 kg/h?

El funcionamiento de una sola etapa consume de 2,5 a 4,0 m³ de agua por tonelada de escamas terminadas. Con una planta de tratamiento completa que incluye sedimentación en tres etapas, flotación con aire disuelto, filtración en múltiples medios y corrección del valor de pH, la reutilización alcanza entre el 85 y el 92 por ciento, y el agua de reabastecimiento fresca se reduce a entre 0,6 y 1,2 m³ por tonelada. El agrupamiento del agua recuperada por calidad, enviando la más limpia a riego y la más sucia a la inyección del triturador, es lo que lleva la reutilización del 70 por ciento al rango del 85 al 92 por ciento.

¿Cuánta potencia total consumen las líneas de lavado de PET de 500 kg/h?

La potencia instalada es de 180 a 260 kW y la carga real de funcionamiento es de 120 a 170 kW, lo que da un factor de diversidad de aproximadamente 0,62 a 0,70. El consumo específico es de 230 a 330 kWh por tonelada con calefacción eléctrica, cayendo a 150 a 220 kWh por tonelada cuando el vapor soporta las tareas de recipiente caliente y secador. Escalan el transformador y el cable de entrada según la potencia instalada, pero construyen el modelo de funcionamiento en función de la carga de funcionamiento.

¿Cuántos operarios necesita una línea de lavado de PET de 500 kg/h por turno?

De cuatro a seis personas: dos o tres clasificadores manuales en la plataforma de selección, un operario de la línea en el panel de control que maneja la química y las muestras de calidad, un asistente de servicios y tratamiento del agua, y uno que se encarga de alimentar las balas en el montacargas y manejar las bolsas grandes. Un técnico de mantenimiento suele compartirse o asignarse solo al turno de día. Cambie los clasificadores cada 90 a 120 minutos, porque la precisión de clasificación disminuye notablemente después de eso.

¿Puede una línea de 500 kg/h convertirse después en una de 1000 kg/h?

Sí, siempre que se indique la cadena como modular desde un comienzo. Asegúrese de incluir seis elementos de gran tamaño en la etapa de diseño: el abridor de balas, la anchura de la cinta transportadora para la clasificación, el disyuntor eléctrico y el panel principal, la estación de tratamiento del agua, la recirculación de agua del suelo y el sumidero de recogida, y un espacio de equipamiento reservado de 20 a 30 m². La actualización consta de una trituradora húmeda más grande, válvulas de fricción adicionales, una lavadora caliente ampliada, un segundo tanque de flotación-aterrizaje y una centrifuga y secadora mejoradas, realizadas en una parada planificada a un coste relativo bajo.

¿Por qué la clasificación manual es aceptable a 500 kg/h pero no a 2000 kg/h?

A 500 kg/h, el sistema de carga de cinta da a cada escáner 20 a 40 segundos de exposición a una capa de 30 a 50 mm de botellas, lo que es suficiente para una identificación fiable. A 2000 kg/h, la misma cinta circularería cuatro veces más rápido o transportaría una capa cuatro veces más gruesa, y la precisión humana colapsa en ambos casos. El clasificación por infrarrojos cercano también conlleva un coste de alto a muy alto, que es desproporcionado en comparación con una inversión baja a media, mientras que a 2000 kg/h es una parte proporcional de un proyecto mucho mayor.

¿Qué causa la pérdida de viscosidad intrínseca durante el lavado, y cómo se controla?

Tres mecanismos. La hidrólisis domina: el PET reacciona con el agua a la temperatura ambiente, y la velocidad se duplica aproximadamente por cada 10 °C, por lo que 90 °C es un límite superior duro en la secadora caliente. El ataque alcalino es el segundo, causado por causticos superiores al 3% o por un aclarado inadecuado que lleva el alcalino hasta la secadora. La degradación térmica es la tercera, que se presenta cuando el aire de la secadora supera los 150 °C o cuando las escamas se estancan en un silo caliente. Controla los tres mecanismos manteniendo una temperatura de 80 a 90 °C, añadiendo caustico continuamente según la concentración medida, aclarando hasta alcanzar un pH superficial de 7 a 8 y limitar la temperatura del aire de la secadora a 150 °C.

¿Qué debe cubrir la garantía de rendimiento del contrato de compra?

Insista en una prueba continua de 48 a 72 horas en su propio material de alimentación, no en botellas limpias seleccionadas a mano, con muestras cada dos horas que se analizan contra la tabla completa de aceptación: cloruro de polivinilo, poliolefinas, metales, humedad, viscosidad intrínseca, manchas negras, distribución del tamaño de los trozos, finos y pH de la superficie. También especifique un rendimiento garantizado a 500 kg/h de partículas secas terminadas, consumo de agua por tonelada y potencia instalada versus en funcionamiento. Un proveedor que no está dispuesto a garantizar el material de entrada le está diciendo que la línea no tiene margen.

Conclusión: Especifique una línea de 500 kg/h que no lo decepcione

Una línea de lavado de botellas de PET de 500 kg/h lo consigue o lo falla en un número pequeño de decisiones tomadas antes de cortar cualquier pieza de metal. Mantenga todas las operaciones cruciales en materia de calidad: clasificación manual con una exposición adecuada del separador, un desmarcador que alcance un 95 por ciento o más de eliminación, acompañado de clasificación mecánica con aire en zigzag, trituración en húmedo a través de un tamiz de 12 a 16 mm con cuchillas D2 o SKD-11, dos a tres separadores de fricción en serie, un lavador caliente con un tiempo de residencia genuino de 10 a 20 minutos a 80 a 90 °C y en 1 a 3 por ciento de cáustica, separación entre flotantes y sedimentos con una eficiencia del 99 por ciento o más, secado mecánico hasta un 1 a 3 por ciento, secado térmico hasta un 0,5 por ciento o 0,3 por ciento para el tratamiento alimentario y una línea de acabado que mantenga los metales a un 20 por ciento o menos.

Construya la planta de tratamiento de aguas de forma adecuada la primera vez. La sedimentación en tres etapas, la flotación aérea disuelta, la filtración y la corrección del pH llevan el reutilización del 85 al 92 por ciento y disminuyen el agua dulce de 2,5 a 4,0 metros cúbicos por tonelada a 0,6 a 1,2 metros cúbicos por tonelada, manteniendo la planta en el lado correcto de su consentimiento de descarga. Proporcione 400 a 700 metros cuadrados con 6 metros de altura libre, un pavimento correctamente drenado y recubierto, y una plataforma elevada para el lavadero de cal. Equípe la planta con cuatro a seis personas capacitadas por turno y manténgalas a un horario de mantenimiento por escrito.

Sobre todo, decida primero el mercado downstream. El envasado, la fibra, la chapa y el ajuste imponen límites materiales diferentes en cuanto a la viscosidad intrínseca, la contaminación y el color, y la configuración de la línea debe guiarse por ese objetivo en lugar de por una especificación genérica del catálogo. A continuación, construya la vía de mejora hasta 1000 kg/h en el diseño original, porque las seis decisiones de sobredimensionamiento que hacen que un nuevo doblamiento sea sencillo cuestan muy poco en la construcción y mucho para la retroajuste.

Polyretec, una fábrica de Wanplas, lleva desde 2010 realizando líneas de lavado de botellas de PET de 500 kg/h a 6000 kg/h, combinando la tecnología de procesos austriacos con la fabricación china, apoyadas por más de 100 proyectos entregados en más de 50 países y un equipo de ingenieros disponibles para la instalación, la puesta en marcha y el soporte técnico a largo plazo. Wanplas, la marca principal, respalda cada fábrica con los mismos compromisos: el permuta gratuito de piezas de repuesto cada año, el reemplazo garantizado de las piezas dañadas, la cláusula de capacidad de producción garantizada y la política de fábrica abierta para la inspección previa a la compra. Si está especificando una línea de lavado de botellas de PET de 500 kg/h, lleve su propia muestra de balas y su especificación de flaquitas objetivo para la discusión y exija que la garantía de rendimiento se mida en el material que realmente ejecutará.