Secado de PET reciclado proveniente de envases post-consumo reducidos a
escamas (flakes), de 10 mm de tamaño, por molienda y lavados en solución
acuosa caliente (85-95ºC) de soda cáustica y tensoactivos.
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| Flakes o escamas de PET |
1.1 Cuando se fabrica lámina, película o tejido con flakes de PET
como materia prima, el agua contenida en el flakes causará el deterioro
del material durante el proceso de fusión a alta temperatura dentro del
extrusor
1.2 El contenido de de humedad del flake de PET sin secar por lo general ronda entre 0.7 y 1 %.
1.3 Solo un adecuado proceso de secado reduce el contenido de humedad por debajo del 0.1 % (1000ppm)
1.4 Aun contenidos de humedad tan bajos como 50ppm producen una severa hidrólisis durante el proceso de extrusión. En otras palabras una hidrólisis severa en el PET causara una caída en el índice de viscosidad o viscosidad intrínseca (IV), lo cual es equivalente a una reducción del peso molecular del plástico. En estas condiciones la calidad de la lámina será mala. Las resistencias físico-mecánicas del producto disminuirán produciéndose efectos no deseados como ser lámina quebradiza, variaciones de espesor, amarillamiento y otros.
1.5 El secado de flakes de PET es un proceso físico de transferencia de calor y masa.
1.6 La deshumidificación puede dividirse en dos etapas: la eliminación de la humedad en la superficie del flake y el agua contenida en el interior del mismo, es decir, ocluida en los poros.
1.7 La humedad superficial es fácil de eliminar mientras que la humedad ocluida en el interior es más dificultosa de separar en términos de energía y tiempo consumidos.
1.8 Solo cuando hay una diferencia de presión (ΔP) entre la superficie y el interior del flake, la humedad ocluida en los poros del material migrará hacia la superficie del flake desde donde la misma será evaporada por una corriente de aire caliente, proceso para el cual se necesitará una importante cantidad de tiempo
1.9 Para lograr el proceso anteriormente mencionado (punto 1.8) es necesario utilizar aire presecado, es decir, una corriente de aire a la cual se le eliminó gran parte de la humedad ambiental que originalmente contiene. Este aire seco es usado como gas de arrastre para eliminar la humedad superficial y la humedad interna que irá migrando hacia la superficie del flake.
1.10 Una forma de medir la humedad residual en una corriente de cualquier gas es medir su punto de rocío. Cuando el punto de rocío alcanza -20 ºC el contenido de humedad es de 0.9 g/m³, a punto de rocío de -30 ºC la humedad es de 0.345 g/m³ y a -40 ºC la humedad es de 0.123 g/m³. por lo cual cuanto menor es el punto de rocío del aire utilizado, tendrá una mayor eficiencia el proceso de secado de flake.
1.11 La relación aire/flakes de PET es normalmente entre 3.5 y 4.5 (m³ de aire / Kg de flakes).
1.12 El aire es precalentado mediante el empleo de resistencia eléctricas hasta que el mismo alcance una temperatura de entre 165 y 175 ºC.
1.13 Los flakes de PET en la torre de secado principal es secado durante por lo menos 5 horas usando aire seco con punto de rocío -40 ºC.
1.14 El silo previo al secador, posee circulación de aire que entra al aparato por su base saliendo por la parte superior, presecando (eliminación de humedad superficial) y precristalizando el flake a una temperatura de 100 a 120 ºC mientras el material es agitado lentamente mediante paletas. Posteriormente es transferido al silo secador.
1.15 Los flakes de PET es descargado por la base de la torre de secado principal una vez que su humedad encuentra por debajo de las 50 ppm.
Inmediatamente el flake seco se transfiere a un silo hermético desde donde se alimenta al extrusor.
1.2 El contenido de de humedad del flake de PET sin secar por lo general ronda entre 0.7 y 1 %.
1.3 Solo un adecuado proceso de secado reduce el contenido de humedad por debajo del 0.1 % (1000ppm)
1.4 Aun contenidos de humedad tan bajos como 50ppm producen una severa hidrólisis durante el proceso de extrusión. En otras palabras una hidrólisis severa en el PET causara una caída en el índice de viscosidad o viscosidad intrínseca (IV), lo cual es equivalente a una reducción del peso molecular del plástico. En estas condiciones la calidad de la lámina será mala. Las resistencias físico-mecánicas del producto disminuirán produciéndose efectos no deseados como ser lámina quebradiza, variaciones de espesor, amarillamiento y otros.
1.5 El secado de flakes de PET es un proceso físico de transferencia de calor y masa.
1.6 La deshumidificación puede dividirse en dos etapas: la eliminación de la humedad en la superficie del flake y el agua contenida en el interior del mismo, es decir, ocluida en los poros.
1.7 La humedad superficial es fácil de eliminar mientras que la humedad ocluida en el interior es más dificultosa de separar en términos de energía y tiempo consumidos.
1.8 Solo cuando hay una diferencia de presión (ΔP) entre la superficie y el interior del flake, la humedad ocluida en los poros del material migrará hacia la superficie del flake desde donde la misma será evaporada por una corriente de aire caliente, proceso para el cual se necesitará una importante cantidad de tiempo
1.9 Para lograr el proceso anteriormente mencionado (punto 1.8) es necesario utilizar aire presecado, es decir, una corriente de aire a la cual se le eliminó gran parte de la humedad ambiental que originalmente contiene. Este aire seco es usado como gas de arrastre para eliminar la humedad superficial y la humedad interna que irá migrando hacia la superficie del flake.
1.10 Una forma de medir la humedad residual en una corriente de cualquier gas es medir su punto de rocío. Cuando el punto de rocío alcanza -20 ºC el contenido de humedad es de 0.9 g/m³, a punto de rocío de -30 ºC la humedad es de 0.345 g/m³ y a -40 ºC la humedad es de 0.123 g/m³. por lo cual cuanto menor es el punto de rocío del aire utilizado, tendrá una mayor eficiencia el proceso de secado de flake.
1.11 La relación aire/flakes de PET es normalmente entre 3.5 y 4.5 (m³ de aire / Kg de flakes).
1.12 El aire es precalentado mediante el empleo de resistencia eléctricas hasta que el mismo alcance una temperatura de entre 165 y 175 ºC.
1.13 Los flakes de PET en la torre de secado principal es secado durante por lo menos 5 horas usando aire seco con punto de rocío -40 ºC.
1.14 El silo previo al secador, posee circulación de aire que entra al aparato por su base saliendo por la parte superior, presecando (eliminación de humedad superficial) y precristalizando el flake a una temperatura de 100 a 120 ºC mientras el material es agitado lentamente mediante paletas. Posteriormente es transferido al silo secador.
1.15 Los flakes de PET es descargado por la base de la torre de secado principal una vez que su humedad encuentra por debajo de las 50 ppm.
Inmediatamente el flake seco se transfiere a un silo hermético desde donde se alimenta al extrusor.
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| Secador continuo de flakes de PET |
Descripción de funcionamiento de equipo secador
FASE l: Secado.
Durante la fase de secado, la turbina de
trabajo (14, fig 1), aspira el aire húmedo del silo de material (parte
interior superior del silo).
El aire húmedo pasa a través de la VÁLVULA Yi (5) y llega a la torre (tamiz molecular) que esté actualmente en fase de trabajo (6) la cual absorbe la humedad que contiene el aire.
El aire seco llega al silo secador de material a través de una tubería.
En el silo secador de material el aire se distribuye uniformemente a través de los granos de material, los calienta y seca.
El aire húmedo a la salida es aspirado de nuevo por la turbina de trabajo.
FASE 2: Regeneración.
Dado que después de un tiempo, el secador molecular de la torre se satura de humedad, es necesario regenerarlo.
Mientras una torre esta en fase de secado, la otra esta en fase de regeneración.
En el circuito de regeneración el aire
se calienta y se impulsa a través del secador molecular por la turbina
de regeneración (15).
Al principio el aire circula a través de
la resistencia de regeneración (22), de tal modo la energía térmica se
reutiliza y el aporte de energía necesario se disminuye al mínimo.
El aire a alta temperatura extrae la humedad del secador molecular.
Cuando la temperatura de salida medida
por la termocupla TES (19), llega a un determinado valor, la válvula de
recirculación Y2 (17), conmuta a la posición "aire externo".
El aire externo contiene menor humedad y
es aspirado a través del filtro (18) y absorbe la humedad, siempre a
través de la válvula el aire aspirado del exterior se satura de humedad y
se expulsa al exterior (Salida superior).
Cuando la temperatura medida por la
termocupla TES (19), ha alcanzado un cierto valor, la resistencia de
regeneración (22) se apaga, la fase de regeneración ha terminado, inicia
la fase de enfriamiento.
FASE 3: Enfriamiento.
Después que la resistencia de
regeneración se apaga, y después de un determinado tiempo, la válvula de
recirculación Y2 (17), conmuta de la posición "aire externo" a la
posición de "recirculación" y el enfriamiento continúa a circuito
abierto.
Aquí se habilita la entrada de agua al intercambiador de calor interno (radiador aire-agua) para enfriar el aire rápidamente.
Cuando
la temperatura medida por la termocupla TES (19), es inferior a 70 ºC
el secador molecular esta regenerado y la torre lista para la fase de
secado. |
| Fig. 1 Esquema de funcionamiento del secador |
El secador de flakes de PET es un equipo fundamental en el proceso de reciclaje de plástico PET, asegurando que los flakes estén adecuadamente secos y preparados para su posterior transformación en nuevos productos plásticos reciclados.
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