El PET (tereftalato de polietileno) es un polímero termoplástico ampliamente utilizado en diversas aplicaciones, como embalajes, textiles e ingeniería. El PET posee excelentes propiedades mecánicas, térmicas y ópticas, y puede reciclarse y reutilizarse para nuevos productos. Sin embargo, el PET también es un material higroscópico, lo que significa que absorbe la humedad del ambiente, lo que puede afectar su calidad y rendimiento. La humedad en el PET puede causar hidrólisis, una reacción química que rompe las cadenas poliméricas y reduce la viscosidad intrínseca (VI) del material. La VI es una medida del peso molecular y el grado de polimerización del PET, y es un indicador importante de la resistencia, la rigidez y la procesabilidad del material. Por lo tanto, es esencial secar y cristalizar el PET antes de la extrusión para eliminar la humedad y evitar la pérdida de VI.
Secador de cristales infrarrojos para granulación de PETEs una tecnología novedosa e innovadora que utiliza luz infrarroja (IR) para secar y cristalizar escamas de PET en un solo paso, antes de introducirlas en la extrusora para su posterior procesamiento. La luz IR es una forma de radiación electromagnética con una longitud de onda de entre 0,7 y 1000 micras, que puede ser absorbida por las moléculas de PET y agua, provocándoles vibración y generando calor. La luz IR puede penetrar en las escamas de PET y calentarlas desde el interior, lo que resulta en un secado y cristalización más rápidos y eficientes que los métodos convencionales, como el secado con aire caliente o al vacío.
El secador de cristales infrarrojos de granulación de PET tiene varias ventajas sobre los métodos tradicionales de secado y cristalización, tales como:
• Tiempo de secado y cristalización reducido: la luz IR puede secar y cristalizar escamas de PET en 20 minutos, en comparación con varias horas requeridas por los métodos convencionales.
• Consumo energético reducido: La luz IR puede secar y cristalizar escamas de PET con un consumo energético de 0,08 kWh/kg, en comparación con los 0,2 a 0,4 kWh/kg que requieren los métodos convencionales.
• Contenido de humedad reducido: la luz IR puede secar y cristalizar escamas de PET hasta un contenido de humedad final de menos de 50 ppm, en comparación con las 100 a 200 ppm logradas con los métodos convencionales.
• Pérdida de IV reducida: la luz IR puede secar y cristalizar escamas de PET con una pérdida de IV mínima de 0,05, en comparación con la pérdida de IV de 0,1 a 0,2 causada por los métodos convencionales.
• Mayor densidad aparente: La luz IR puede aumentar la densidad aparente de las escamas de PET entre un 10 y un 20 %, en comparación con la densidad original, lo que mejora el rendimiento de la alimentación y la salida de la extrusora.
• Calidad mejorada del producto: La luz IR puede secar y cristalizar las escamas de PET sin causar amarilleamiento, degradación o contaminación, lo que mejora la apariencia y las propiedades de los productos finales.
Con estas ventajas, el secador de cristal infrarrojo para granulación de PET puede mejorar la eficiencia y la calidad de la extrusión de PET y puede cumplir con los requisitos de las aplicaciones de grado alimenticio.
El proceso de granulación de PET con secador de cristal infrarrojo se puede dividir en tres pasos principales: alimentación, secado y cristalización, y extrusión.
Alimentación
El primer paso de la granulación de PET con secador infrarrojo de cristales es la alimentación. En este paso, las escamas de PET, que pueden ser vírgenes o recicladas, se introducen en el secador infrarrojo mediante un alimentador de tornillo o una tolva. Las escamas de PET pueden tener un contenido de humedad inicial de hasta 10 000 a 13 000 ppm, dependiendo de la fuente y las condiciones de almacenamiento. La velocidad y la precisión de la alimentación son factores importantes que afectan el rendimiento del secado y la cristalización, así como la calidad del producto.
Secado y cristalización
El segundo paso del secador de cristales infrarrojos para granulación de PET es el secado y la cristalización. En este paso, las escamas de PET se exponen a luz infrarroja dentro de un tambor giratorio con un canal en espiral y paletas en su interior. La luz infrarroja es emitida por un banco estacionario de emisores de infrarrojos, ubicados en el centro del tambor. La luz infrarroja tiene una longitud de onda de 1 a 2 micras, sintonizada con el espectro de absorción del PET y el agua, y puede penetrar hasta 5 mm en las escamas de PET. La luz infrarroja calienta las escamas de PET desde el interior, provocando la evaporación de las moléculas de agua y la vibración de las moléculas de PET, reorganizándose en una estructura cristalina. El vapor de agua se elimina mediante una corriente de aire ambiente que fluye a través del tambor y arrastra la humedad. El canal en espiral y las paletas transportan las escamas de PET a lo largo del eje del tambor, asegurando una exposición uniforme y homogénea a la luz infrarroja. El proceso de secado y cristalización dura aproximadamente 20 minutos y produce un contenido de humedad final inferior a 50 ppm y una pérdida mínima de viscosidad intrínseca (IV) de 0,05. Además, aumenta la densidad aparente de las escamas de PET entre un 10 % y un 20 %, y previene el amarilleo y la degradación del material.
Extrusión
El tercer y último paso de la granulación de PET con secador de cristales infrarrojos es la extrusión. En este paso, las escamas de PET secas y cristalizadas se introducen en la extrusora, que funde, homogeneiza y moldea el material para obtener los productos deseados, como pellets, fibras, películas o botellas. La extrusora puede ser de uno o dos tornillos, según las especificaciones del producto y los aditivos utilizados. También puede estar equipada con un sistema de ventilación de vacío que elimina la humedad residual o los volátiles de la masa fundida. El proceso de extrusión se ve influenciado por la velocidad y configuración del tornillo, la temperatura del cilindro, la geometría de la matriz y la reología de la masa fundida. El proceso de extrusión debe optimizarse para lograr una extrusión suave y estable, sin defectos como fractura de la masa fundida, hinchamiento de la matriz o inestabilidad dimensional. El proceso de extrusión también puede ir seguido de un proceso de postratamiento, como enfriamiento, corte o recolección, según el tipo de producto y el equipo posterior.
Conclusión
La granulación de PET con secador de cristales infrarrojos es una tecnología innovadora que utiliza luz infrarroja para secar y cristalizar escamas de PET en un solo paso, antes de introducirlas en la extrusora para su posterior procesamiento. Esta tecnología puede mejorar la eficiencia y la calidad de la extrusión de PET, reduciendo el tiempo de secado y cristalización, el consumo de energía, el contenido de humedad y la pérdida de IV, además de aumentar la densidad aparente y la calidad del producto. Esta tecnología también cumple con los requisitos de las aplicaciones de grado alimenticio, preservando el IV y previniendo el amarilleo y la degradación del PET. Esta tecnología puede contribuir a la sostenibilidad y la economía circular del PET, al permitir su reciclaje y reutilización para nuevos productos.
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Hora de publicación: 25 de enero de 2024