Las líneas de lavado de películas plásticas son un componente crucial en el proceso de reciclaje de plástico. Consisten en una serie de equipos diseñados para limpiar películas sucias (como películas de LDPE y bolsas tejidas) mediante fricción y acción a alta velocidad, transformándolas en materias primas limpias aptas para la granulación. Estos gránulos de película limpiada pueden luego usarse como materias primas para producir nuevos productos.
Una línea de lavado de películas plásticas típica incluye principalmente los siguientes equipos básicos:
- Trituradora o trituradora
- Lavadora de fricción de alta velocidad
- Tanque flotante
- Máquina deshidratadora/sistema de secado
Los materiales se transfieren entre equipos mediante transportadores de tornillo o transportadores neumáticos. Si bien existen varios tipos de equipos de lavado, los principios básicos son similares. Para mejorar la calidad del producto, se pueden agregar equipos auxiliares como cribas de tambor, tamices de viento y separadores de rebote para eliminar contaminantes.
Pretratamiento: Trituración y trituración
El primer paso en el tendedero es romper la película en trozos pequeños, abordando varias cuestiones:
- Evitar que bolsas de plástico enteras se envuelvan alrededor del equipo, lo que afecta la producción y la seguridad
- Dispersión de películas adheridas (como film transparente y film LLDPE)
- Facilitar el flujo de materiales entre equipos
Para este proceso de trituración se suelen utilizar trituradoras húmedas o trituradoras industriales.
Trituradoras
Las trituradoras son equipos de alta potencia, de baja velocidad y alto par motor. Las cuchillas de corte están montadas sobre ejes que giran lentamente y son capaces de desgarrar materiales grandes en trozos irregulares de 1 a 5 pulgadas. El funcionamiento a baja velocidad garantiza una generación mínima o nula de polvo.
Las trituradoras se pueden clasificar según el número de ejes: de un solo eje, de dos ejes y de cuatro ejes. Además de la industria del plástico, las trituradoras se utilizan ampliamente en:
- Reciclaje de caucho
- Reciclaje de metales
- Procesamiento de residuos electrónicos
- Procesamiento de madera
- Destrucción de artículos sensibles (por ejemplo, alimentos vencidos, medicamentos)
- Plantas de tratamiento de aguas residuales y otras aplicaciones gubernamentales
- Pretratamiento de residuos sólidos (por ejemplo, alimentos, pallets, bidones de plástico, muebles)
En las líneas de lavado de plástico totalmente automatizadas, las trituradoras son especialmente útiles. Pueden procesar pacas enteras de film, lo que es importante para los centros de reciclaje que buscan ahorrar espacio y reducir los costos logísticos. El tamaño de las pacas de film plástico varía según la máquina empacadora y el operador, generalmente de 3 a 5 pies de cada lado y pesan entre 500 y 1500 libras.
Trituradoras
A diferencia de las trituradoras, las trituradoras funcionan a velocidades más altas, normalmente de 200 a 800 rpm. En el eje se montan cuchillas angulares de alta resistencia. Cuando las cuchillas giratorias entran en contacto con las cuchillas fijas en la cámara de trituración, el material se corta en fragmentos más pequeños. Una pantalla con aberturas personalizables en la parte inferior o alrededor del eje garantiza que el material solo pase cuando alcance el tamaño deseado.
Si bien las trituradoras pueden producir una menor producción, su funcionamiento a alta velocidad genera más ruido y polvo. Los fabricantes de trituradoras de alta calidad suelen ofrecer recintos insonorizados y medidas de reducción de polvo, como cribas adicionales, reducción de velocidad, transporte neumático y trituración húmeda.
Para el lavado de películas de plástico, se suelen recomendar las trituradoras húmedas, que rocían agua continuamente en la cámara de trituración durante el proceso, no solo para completar la trituración sino también para prelavar las películas sucias. El agua también actúa como lubricante, reduciendo el calor y el desgaste, lo que prolonga la vida útil de las cuchillas.
Comparación de trituradoras y chancadoras
Para elegir el equipo de trituración adecuado es necesario sopesar sus ventajas y desventajas. Algunas líneas de lavado incluso utilizan ambos tipos de equipos: una trituradora para el pretratamiento de trozos grandes de película hasta el tamaño de la palma de la mano, seguida de una trituradora húmeda para una mayor trituración y prelavado.
Ventajas y desventajas de la trituradora:
Ventajas:
- Puede procesar pacas de película enteras, reduciendo el trabajo manual.
- Funcionamiento a baja velocidad, menos ruido, menos polvo.
- Adecuado para procesar películas de baja calidad con alto contenido de contaminantes.
- Algunos modelos ofrecen la función de trituración húmeda.
Desventajas:
- Los fragmentos de salida son desiguales en tamaño y forma, relativamente grandes
- Mantenimiento difícil, sustitución de cuchillas que requiere mucho tiempo
Ventajas y desventajas de la trituradora:
Ventajas:
- Produce fragmentos más pequeños y uniformes.
- Fácil mantenimiento, cómodo reemplazo de cuchillas.
Desventajas:
- Requiere la separación manual de las pacas de película antes de la alimentación.
- Funcionamiento a alta velocidad, ruidoso y polvoriento.
- Se daña fácilmente con objetos duros, no es adecuado para materiales muy contaminados.
Lavadora de fricción de alta velocidad
Si bien no son esenciales, las lavadoras por fricción de alta velocidad son muy útiles en las líneas de lavado. Su núcleo es un eje largo con cuchillas giratorias de alta velocidad. Alrededor del eje hay un canal de tamiz para deshidratar. Todo el dispositivo está encerrado en una carcasa rectangular con tuberías de agua que rocían agua sobre el tamiz. El equipo está inclinado, con el material alimentado desde el extremo inferior y el material limpio saliendo por el extremo superior.
Las lavadoras de fricción de alta velocidad suelen colocarse después de la trituradora húmeda. La mezcla de agua sucia y contaminantes entra en la lavadora, que gira a más de 1000 rpm. Las cuchillas giratorias golpean los fragmentos de película a alta velocidad, lo que crea una fricción intensa. La fuerza centrífuga expulsa los contaminantes a través de la pantalla. La pulverización continua de agua evita que la pantalla se obstruya y repone el agua en la lavadora.
Para materiales que contienen pequeñas cantidades de contaminantes de papel, las lavadoras de fricción de alta velocidad son particularmente efectivas, ya que la fricción intensa puede descomponer el papel en pulpa y expulsarlo a través de la pantalla.
El ángulo inclinado de las cuchillas hace que el material suba y salga por la parte superior hacia un tanque flotante o un separador de líquidos y sólidos más avanzado. Algunas plantas de procesamiento pueden optar por utilizar tanques de agua largos o tanques flotantes en lugar de lavadoras de fricción de alta velocidad para extender el tiempo de remojo y lograr una mejor separación de los contaminantes.
Tanque flotante
Los tanques flotantes (también conocidos como tanques de hundimiento-flotación) tienen dos funciones principales:
- Limpieza: Películas de remojo para facilitar la separación de contaminantes
- Separación: uso de diferencias de densidad para hacer flotar películas ligeras y hundir impurezas pesadas
Un tanque flotante típico es un gran tanque de agua rectangular, de unos 2 a 3 metros de ancho, 4 a 6 metros de largo y 2 a 3 metros de alto. A medida que la película de plástico entra en el tanque, se mueve hacia adelante mediante paletas que giran lentamente o mediante el flujo de agua. Debido a las diferencias de densidad, la película de plástico (densidad <1 g/cm³) flota en la superficie y se mueve hacia adelante, mientras que las impurezas más densas que el agua (como piedras, arena) se hunden hasta el fondo.
El fondo del tanque de separación es cónico y los residuos recogidos se retiran a través de una cinta transportadora controlada por válvulas neumáticas. Estos residuos, que contienen principalmente agua, pueden incinerarse o enviarse a vertederos especializados.
Separador ciclónico
Separadores ciclónicos, comúnmente utilizados en Reciclaje de botellas PET, también son adecuados para el lavado de películas de plástico. Funcionan de manera similar a los tanques flotantes, pero con una mejor eficiencia de separación, generando una fuerza centrífuga aproximadamente 20 veces mayor que la gravedad de la Tierra. En el proceso de separación por ciclón, la presión del aire es mucho mayor que en los dispositivos de mezcla de tanque. La fuerza centrífuga generada por el ciclón hace que las películas ligeras giren hacia afuera y hacia arriba, mientras que los materiales pesados se hunden.
Sistema de secado
El secado es el paso final en la línea de lavado de películas y un proceso crucial antes de la peletización por extrusión. Un secado minucioso evita la formación de bolsas de aire durante la extrusión; el contenido de humedad de la película debe controlarse por debajo de 15%. Dos métodos de secado comunes son:
- Máquina deshidratadora (centrífuga) + secado por aire caliente:
La máquina deshidratadora utiliza fuerza centrífuga para eliminar la mayor parte de la humedad, lo que reduce el contenido de humedad de la película a 20-30%. El aire caliente la seca aún más hasta aproximadamente 15%. - Prensa de tornillo:
Método económico que elimina el agua apretando y retorciendo la película.
Máquina deshidratadora/secadora de aire caliente
Las máquinas deshidratadoras tienen una estructura similar a las lavadoras por fricción de alta velocidad, con un eje de cuchillas central que gira a alta velocidad (aproximadamente 1000 rpm) rodeado por una pantalla. A medida que entra la película húmeda, la fuerza centrífuga expulsa el agua a través de la pantalla.
El secado con aire caliente implica mezclar la película deshidratada con aire caliente, hacerla girar en un canal de transporte y, finalmente, pasarla por un separador ciclónico para evaporar aún más la humedad restante. Por lo general, se utilizan de 1 a 3 etapas de secado con aire caliente, según los requisitos.
Prensa de tornillo
Las prensas de tornillo se utilizan ampliamente en la producción de alimentos, la fabricación de papel, el tratamiento de aguas residuales y otras industrias. Deshidratan eficazmente sin necesidad de costosos equipos de secado con aire caliente.
El núcleo de una prensa de tornillo es un eje espiral con un diámetro que aumenta gradualmente, rodeado por un canal de drenaje perforado. A medida que entra la película húmeda, se comprime a medida que aumenta el diámetro del eje espiral, lo que obliga a que el agua salga a través de pequeños orificios. El estrecho espacio en el extremo del equipo puede reducir el contenido de humedad a aproximadamente 15%.
Personalización de un Línea de lavado de películas
La configuración específica de una línea de lavado depende del tipo de película a procesar y de su nivel de contaminación. Por ejemplo, las trituradoras son más adecuadas que las trituradoras cuando se trata de materiales muy contaminados o cuando se requieren volúmenes de producción elevados.
Una línea de lavado de películas de LDPE (98/2 o de grado A) típica puede incluir: trituradora húmeda, lavadora de fricción de alta velocidad, tanque flotante, máquina de deshidratación centrífuga y secadora de aire caliente. Como alternativa, el tanque de agua se puede extender, eliminando la necesidad de una lavadora de fricción de alta velocidad. Algunas fábricas utilizan dos lavadoras de fricción de alta velocidad, una antes y otra después del tanque de lavado. Para reducir el desgaste de la trituradora, se puede agregar una trituradora para el pretratamiento.
Una mayor cantidad de equipos produce productos más limpios, pero también aumenta los costos de inversión y de operación. En áreas con costos laborales más bajos, la mano de obra puede reemplazar algunos equipos, como el uso de transferencias manuales entre equipos en lugar de cintas transportadoras.
Conclusión
En este artículo se presentan los equipos típicos que se utilizan habitualmente en las líneas de lavado de películas de plástico. No existe un estándar fijo para los métodos de reciclaje; la clave es elegir con cuidado en función del tipo de película y el nivel de contaminación. Dadas las importantes diferencias de rendimiento entre los equipos, es recomendable visitar las fábricas de los fabricantes antes de tomar decisiones.
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