Solución de peletizado para reciclaje de PP de 1500 kg/h: FAT superada por la línea de doble husillo SAT110 para la India
Línea de doble husillo SAT110 con peletizado bajo agua para el compounding de PP reciclado triturado con PP virgen y aditivos, a unos 1500 kg/h.
Antecedentes del proyecto
Diseñada a medida para el mercado indio de reciclaje y compounding de plásticos, en plena expansión, esta solución responde al principal reto productivo del cliente: lograr un compounding homogéneo y de alta capacidad de PP reciclado triturado con PP virgen y diversos aditivos líquidos y en polvo.
Los plásticos reciclados presentan desventajas físicas inherentes, como una densidad aparente irregular, un alto contenido de humedad y un índice de fluidez (MFI) variable. Sumado a la exigencia del cliente de una producción de unos 1500 kg/h, el proyecto requería un sistema de extrusión de primer nivel, con un cizallamiento de plastificación potente, una desvolatilización profunda, una filtración de alta precisión y un peletizado capaz de adaptarse a las variaciones del material.
Características del material y retos
Inestabilidad de proceso del PP reciclado triturado
El material reciclado retiene con facilidad humedad e impurezas, lo que provoca la formación de puentes en la zona de alimentación. Su índice de fluidez (MFR) inestable genera fuertes fluctuaciones de presión en el cabezal de la extrusora y afecta gravemente la uniformidad de los pellets.
Retos de la mezcla dispersiva multicomponente
La diferencia de viscosidad entre el PP virgen y los aditivos incorporados (incluidos los líquidos) exige una configuración de husillos muy precisa, que asegure una mezcla distributiva y dispersiva eficaz y evite la aglomeración de los aditivos.
Problemas en la filtración del fundido
Los plásticos de grado reciclado contienen partículas sin fundir o impurezas inorgánicas. Si no se retienen de forma eficaz, obstruyen con facilidad los microorificios del dado y provocan astillado en las cuchillas del peletizado bajo agua.
Solución de USEON
Accionamiento robusto de la extrusora
El sistema emplea como extrusora principal la SAT110 de doble husillo, con la clásica relación L/D=40 y un motor Siemens de alta eficiencia IE3 de 500 kW. Su amplio rango de velocidad, de 60 a 400 rpm, permite controlar con facilidad la velocidad de cizallamiento para las distintas formulaciones de PP modificado.
Filtración de precisión y estabilización de la presión
Cuenta con un cambiador de mallas continuo de doble columna con un área de filtración de 3000 cm², que retiene eficazmente las impurezas del material reciclado. Además, una bomba de fundido de 1000 cc de cilindrada con control en lazo cerrado vuelve a estabilizar la presión del fundido filtrado y garantiza una descarga sin pulsaciones.
Desvolatilización eficiente e inyección de líquidos
Las secciones 5 y 8 del cilindro cuentan con estaciones de desgasificación al vacío conectadas a una bomba de vacío de anillo de agua de dos etapas, que extraen a fondo los volátiles y la humedad. Un sistema de inyección de líquidos con variador de frecuencia asegura una dosificación precisa y proporcional de los aditivos.
Sistema de peletizado bajo agua de alto nivel
Incorpora una peletizadora bajo agua de gama alta, con motor de 15 kW accionado por variador de frecuencia y ajuste hidráulico automático de las cuchillas. La placa de dado de acero aleado resistente al desgaste y las cuchillas de acero rápido templado al vacío garantizan un corte estable y pellets perfectamente esféricos.
Para resolver estos retos, USEON demostró durante las pruebas de aceptación varias configuraciones técnicas específicas en la línea SAT110 (L/D 40:1):
Video del proyecto
Resumen
Tras las rigurosas pruebas FAT (pruebas de aceptación en fábrica) realizadas por el equipo de ingeniería de USEON, la línea alcanzó de forma estable su objetivo de producción de 1500 kg/h. Con formulaciones complejas que incluyen material triturado, el sistema mostró una fluctuación mínima de la presión del fundido. Los gránulos del peletizado bajo agua salieron con tamaño uniforme, sin «colas» ni adherencias, y el material deshidratado cumplió plenamente los requisitos del cliente para aplicaciones de inyección de alta gama.
El sistema ya está aprobado y listo para su envío a la India, lo que respalda con solidez la expansión de capacidad global del cliente.
Preguntas frecuentes
¿Cómo elegir el sistema de peletizado más adecuado para el compounding de PP con material reciclado?
R: Recomendamos firmemente un sistema de peletizado bajo agua. Como la viscosidad y la resistencia del fundido varían de un lote de reciclado a otro, una peletizadora de hebras tradicional sufre con frecuencia «roturas de hebra» durante el estirado en la tina de agua. En el peletizado bajo agua, unas cuchillas rotativas cortan el fundido a alta temperatura en una cámara de agua a temperatura constante en el mismo instante en que sale del dado, lo que elimina por completo el riesgo de rotura de hebra. Los pellets resultantes son redondos (esféricos o lenticulares) y fluyen mejor, lo que mejora notablemente la estabilidad de alimentación para los clientes de inyección.
Al procesar PP reciclado triturado con mucha humedad e impurezas, ¿cómo se evitan problemas como «burbujas» y «amarilleamiento por degradación» en el producto final?
R: La clave es combinar una desvolatilización potente en varias etapas con un control de temperatura muy ajustado. Diseñamos varias cámaras de desgasificación al vacío en secciones concretas del cilindro de la extrusora principal, conectadas a una potente bomba de vacío de anillo de agua de dos etapas (15 kW). Así se obtiene un vacío alto y profundo que extrae al instante la humedad y los productos de degradación de bajo peso molecular. Al mismo tiempo, el control de temperatura en lazo cerrado con PLC Siemens evita sobrecalentamientos locales en el cilindro y elimina eficazmente el amarilleamiento y la porosidad.
¿Por qué es imprescindible una «bomba de fundido» en este tipo de sistema SAT110 de reciclaje y compounding de alta capacidad?
R: La extrusora de doble husillo es un excelente equipo de compounding, pero no una bomba perfecta para generar presión. Con recetas que incluyen material triturado, las fluctuaciones de alimentación provocan una generación de presión inestable en el extremo de descarga. Al instalar una bomba de fundido en serie, los husillos quedan liberados de la tarea de generar alta presión y pueden concentrarse en la mezcla. La bomba de fundido aporta entonces una presión alta, estable y sin pulsaciones para empujar el material hacia el dado de peletizado bajo agua. Es la garantía física de fondo para obtener un tamaño de pellet uniforme y evitar obstrucciones locales del dado.
En la India las temperaturas son altas todo el año. ¿Cómo se evita que el agua del peletizado bajo agua se sobrecaliente en operación continua a plena carga y cómo se asegura la vida útil de las cuchillas?
R: Para hacer frente a un entorno de alta temperatura, dotamos el circuito de agua de un gran depósito de 1450 L y de una potente bomba de recirculación de 11 kW, que aseguran un caudal de agua de enfriamiento suficiente y capacidad de amortiguación térmica. En el sistema de corte, el cabezal utiliza una placa de dado personalizada de acero aleado resistente al desgaste, combinada con una peletizadora de 12 cuchillas accionada por un motor de 15 kW a 3000 rpm. Además, el sistema incorpora una válvula hidráulica de arranque con inversión. En conjunto, esta configuración de hardware garantiza la estabilidad de corte y la durabilidad del sistema en operación continua a alta carga.
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Souder Chen
Director de la división de compounding
En USEON desde 2008. Líneas de compounding, desvolatilización y reciclaje con extrusoras de doble husillo.