As linhas de lavagem de filme plástico são um componente crucial no processo de reciclagem de plástico. Elas consistem em uma série de equipamentos projetados para limpar filmes sujos (como filmes de LDPE e sacos de tecido) por meio de fricção e ação de alta velocidade, transformando-os em matérias-primas limpas adequadas para peletização. Esses grânulos de filme limpos podem então ser usados como matérias-primas para produzir novos produtos.
Uma linha típica de lavagem de filme plástico inclui principalmente os seguintes equipamentos principais:
- Triturador ou triturador
- Lavadora de fricção de alta velocidade
- Tanque flutuante
- Máquina de desidratação/Sistema de secagem
Os materiais são transferidos entre equipamentos por meio de transportadores helicoidais ou transporte pneumático. Embora existam vários tipos de equipamentos de lavagem, os princípios básicos são semelhantes. Para melhorar a qualidade do produto, equipamentos auxiliares como telas trommel, peneiras de vento e separadores de salto podem ser adicionados para remover contaminantes.
Pré-tratamento: Trituração e britagem
O primeiro passo na linha de lavagem é quebrar o filme em pequenos pedaços, abordando vários problemas:
- Evitar que sacos plásticos inteiros se enrolem em volta do equipamento, afetando a produção e a segurança
- Dispersar filmes aderidos (como filme plástico e filme LLDPE)
- Facilitando o fluxo de materiais entre equipamentos
Moedores úmidos ou trituradores industriais são normalmente usados para esse processo de britagem.
Destruidores
Os trituradores são equipamentos pesados, de baixa velocidade e alto torque. As lâminas de corte são montadas em eixos de rotação lenta, capazes de rasgar materiais grandes em pedaços irregulares de 1 a 5 polegadas. A operação de baixa velocidade garante geração mínima ou nenhuma de poeira.
Os trituradores podem ser classificados pelo número de eixos: tipos de eixo único, eixo duplo e quatro eixos. Além da indústria de plásticos, os trituradores são amplamente utilizados em:
- Reciclagem de borracha
- Reciclagem de metais
- Processamento de resíduos eletrônicos
- Processamento de madeira
- Destruição de itens sensíveis (por exemplo, alimentos vencidos, medicamentos)
- Estações de tratamento de águas residuais e outras aplicações governamentais
- Pré-tratamento de resíduos sólidos (por exemplo, alimentos, paletes, tambores de plástico, móveis)
Em linhas de lavagem de plástico totalmente automatizadas, os trituradores são particularmente úteis. Eles podem processar fardos inteiros de filme, o que é importante para centros de reciclagem que visam economizar espaço e reduzir custos de logística. O tamanho dos fardos de filme plástico varia dependendo da máquina de enfardamento e do operador, normalmente de 3 a 5 pés de cada lado, pesando de 500 a 1.500 libras.
Trituradores
Ao contrário dos trituradores, os trituradores operam em velocidades mais altas, normalmente de 200 a 800 rpm. Lâminas anguladas de alta resistência são montadas no eixo. Quando as facas rotativas entram em contato com as lâminas fixas na câmara de britagem, o material é cortado em fragmentos menores. Uma tela com aberturas personalizáveis na parte inferior ou ao redor do eixo garante que o material só passe quando atingir o tamanho desejado.
Embora os trituradores possam produzir uma saída menor, sua operação de alta velocidade gera mais ruído e poeira. Fabricantes de trituradores de alta qualidade geralmente fornecem gabinetes à prova de som e medidas de redução de poeira, como telas adicionais, redução de velocidade, transporte pneumático e britagem úmida.
Para lavagem de filme plástico, geralmente são recomendados moedores úmidos. Eles borrifam água continuamente na câmara de britagem durante o processo, não apenas completando a britagem, mas também pré-lavando filmes sujos. A água também atua como lubrificante, reduzindo o calor e o desgaste, estendendo assim a vida útil da lâmina.
Comparação de trituradores e trituradores
Escolher o equipamento de trituração apropriado requer pesar seus prós e contras. Algumas linhas de lavagem até usam os dois tipos de equipamento: um triturador para pré-tratar grandes pedaços de filme do tamanho da palma da mão, seguido por um triturador úmido para posterior quebra e pré-lavagem.
Vantagens e desvantagens do triturador:
Vantagens:
- Pode processar fardos de filme inteiros, reduzindo o trabalho manual
- Operação em baixa velocidade, menos ruído, menos poeira
- Adequado para processar filmes de baixa qualidade com alto teor de contaminantes
- Alguns modelos oferecem funcionalidade de trituração úmida
Desvantagens:
- Os fragmentos de saída são irregulares em tamanho e forma, relativamente grandes
- Manutenção difícil, substituição de lâmina demorada
Vantagens e desvantagens do britador:
Vantagens:
- Produz fragmentos menores e mais uniformes
- Fácil manutenção, substituição conveniente da lâmina
Desvantagens:
- Requer separação manual dos fardos de filme antes da alimentação
- Operação de alta velocidade, barulhenta, empoeirada
- Facilmente danificado por objetos duros, não é adequado para materiais altamente contaminados
Lavadora de fricção de alta velocidade
Embora não sejam essenciais, as lavadoras de fricção de alta velocidade são muito úteis em linhas de lavagem. Seu núcleo é um eixo longo com lâminas giratórias de alta velocidade. Ao redor do eixo há um canal de tela para desidratação. O dispositivo inteiro é fechado em um invólucro retangular com tubos de água pulverizando na tela. O equipamento é inclinado, com material alimentado pela extremidade inferior e material limpo saindo pela extremidade superior.
Lavadoras de fricção de alta velocidade são normalmente colocadas após o triturador úmido. A mistura de água suja e contaminantes entra na lavadora, que gira a mais de 1000 rpm. As lâminas rotativas atingem os fragmentos de filme em alta velocidade, criando atrito intenso. A força centrífuga joga os contaminantes para fora através da tela. A pulverização contínua de água evita o entupimento da tela e repõe a água na lavadora.
Para materiais que contêm pequenas quantidades de contaminantes de papel, lavadoras de fricção de alta velocidade são particularmente eficazes, pois o atrito intenso pode quebrar o papel em polpa e expulsá-lo pela tela.
O ângulo inclinado das lâminas move o material para cima, finalmente saindo do topo para um tanque flutuante ou separador líquido-sólido mais avançado. Algumas plantas de processamento podem escolher usar tanques de água longos ou tanques flutuantes em vez de lavadoras de fricção de alta velocidade para estender o tempo de imersão para melhor separação de contaminantes.
Tanque flutuante
Os tanques flutuantes (também conhecidos como tanques de flutuação e afundamento) têm duas funções principais:
- Limpeza: Filmes de imersão para facilitar a separação de contaminantes
- Separação: Usando diferenças de densidade para flutuar filmes leves e afundar impurezas pesadas
Um tanque flutuante típico é um grande tanque de água retangular, com cerca de 2-3 metros de largura, 4-6 metros de comprimento e 2-3 metros de altura. Conforme o filme plástico entra no tanque, ele é movido para frente por pás giratórias lentas ou fluxo de água. Devido às diferenças de densidade, o filme plástico (densidade <1 g/cm³) flutua na superfície e se move para frente, enquanto impurezas mais densas que a água (como pedras, areia) afundam no fundo.
O fundo do tanque de separação é cônico, e os resíduos coletados são removidos por meio de uma correia transportadora controlada por válvulas pneumáticas. Esses resíduos, contendo principalmente água, podem ser incinerados ou enviados para aterros especializados.
Separador de ciclone
Separadores ciclônicos, comumente usados em Reciclagem de garrafas PET, também são adequados para lavagem de filme plástico. Eles funcionam de forma semelhante aos tanques flutuantes, mas com melhor eficiência de separação, gerando força centrífuga cerca de 20 vezes maior que a gravidade da Terra. No processo de separação por ciclone, a pressão do ar é muito maior do que em dispositivos de mistura de tanque. A força centrífuga gerada pelo ciclone faz com que os filmes leves girem para fora e para cima, enquanto os materiais pesados afundam.
Sistema de secagem
A secagem é a etapa final na linha de lavagem de filme e um processo crucial antes da peletização por extrusão. A secagem completa previne bolsas de ar durante a extrusão; o teor de umidade do filme deve ser controlado abaixo de 15%. Dois métodos comuns de secagem são:
- Máquina de desidratação (centrífuga) + secagem por ar quente:
A máquina de desidratação usa força centrífuga para remover a maior parte da umidade, reduzindo o teor de umidade do filme para 20-30%. O ar quente o seca ainda mais para cerca de 15%. - Prensa de parafuso:
Método econômico que remove a água apertando e torcendo o filme.
Máquina de desidratação/secador de ar quente
As máquinas de desidratação são semelhantes em estrutura às lavadoras de fricção de alta velocidade, com um eixo de lâmina central de alta velocidade rotativa (cerca de 1000 rpm) cercado por uma tela. Conforme o filme úmido entra, a força centrífuga joga a água para fora através da tela.
A secagem por ar quente envolve misturar filme desidratado com ar quente, girá-lo em um canal de transporte e, finalmente, passá-lo por um separador de ciclone para evaporar ainda mais a umidade restante. Normalmente, são usados 1-3 estágios de secagem por ar quente, dependendo dos requisitos.
Prensa de parafuso
As prensas de parafuso são amplamente utilizadas na produção de alimentos, fabricação de papel, tratamento de águas residuais e outras indústrias. Elas desidratam efetivamente sem exigir equipamento caro de secagem por ar quente.
O núcleo de uma prensa de parafuso é um eixo espiral com diâmetro gradualmente crescente, cercado por um canal de drenagem perfurado. Conforme a película úmida entra, ela é comprimida conforme o diâmetro do eixo espiral aumenta, forçando a água para fora através de pequenos furos. A abertura estreita na extremidade do equipamento pode reduzir o teor de umidade para cerca de 15%.
Personalizando um Linha de lavagem de filmes
A configuração específica de uma linha de lavagem depende do tipo de filme a ser processado e seu nível de contaminação. Por exemplo, trituradores são mais adequados do que trituradores ao lidar com materiais altamente contaminados ou requisitos de alto volume de produção.
Uma linha de lavagem típica de filme LDPE (filme 98/2 ou Grau A) pode incluir: triturador úmido, lavadora de fricção de alta velocidade, tanque flutuante, máquina de desidratação centrífuga e secador de ar quente. Como alternativa, o tanque de água pode ser estendido, eliminando a necessidade de uma lavadora de fricção de alta velocidade. Algumas fábricas usam duas lavadoras de fricção de alta velocidade, uma antes e uma depois do tanque de lavagem. Para reduzir o desgaste do triturador, um triturador pode ser adicionado para pré-tratamento.
Mais equipamentos resultam em produtos mais limpos, mas também aumentam os custos de investimento e operação. Em áreas com custos de mão de obra mais baixos, o trabalho manual pode substituir alguns equipamentos, como usar transferência manual entre equipamentos em vez de transportadores.
Conclusão
Este artigo apresenta equipamentos típicos comumente usados em linhas de lavagem de filme plástico. Não há um padrão fixo para métodos de reciclagem; a chave é escolher cuidadosamente com base no tipo de filme e nível de contaminação. Dadas as diferenças significativas de desempenho entre os equipamentos, é aconselhável visitar as fábricas dos fabricantes antes de tomar decisões.
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