ES2260383T5 - Dispositivo y procedimiento para la extrusión de polietilentereftalato. - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para la extrusión de polietilentereftalato. Download PDF

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Abstract

Equipo de extrusión de polietilentereftalato de material en forma de gránulos, en particular para granulado húmedo, procedente tanto de productos recuperados molidos como asimismo de material virgen, que comprende un chasis (29), que contiene un extrusor termorregulado con aceite con dos husillos (31, 32), presentando dicho extrusor una entrada de alimentación (33) para el material en forma de granulado y que comprende una pluralidad de zonas de desgasificación A, C, D provistas de aberturas (34, 35; 37, 38), una zona hermética (B) y una zona de transporte y de carga (E) activada por dichos husillos (31, 32), caracterizado porque los dos husillos (31, 32) de dicho extrusor son corrotativos en la misma dirección rotacional y porque una primera zona de desgasificación (A) está provista de una campana de aspiración (35) hacia el medio ambiente, una segunda zona de desgasificación (C y D) está provista de dos chimeneas (37, 38) en tándem, estando posicionada entre dichas primera y segunda zonasde desgasificación (A; C y D) una zona hermética (B) para evitar el deterioro del material en producción.

Description

La presente invención se refiere a un equipo y a un procedimiento para la extrusión de polietilentereftalato.
El polietilentereftalato (PET) es un material extremadamente higroscópico; los fabricantes lo acondicionan y comercializan en la forma de gránulos, con un grado de humedad igual a aproximadamente 2.000 partes por millón.
Antes de que pueda ser extruido, en primer lugar se deshumidifica a 160ºC durante 6 horas, con el fin de eliminar la humedad interna y externamente incorporada en cada gránulo hasta alcanzar 20 partes por millón. Bajo estas condiciones, el material no puede extrudirse sin hidrolizarse y de manera que mantenga una viscosidad intrínseca característica.
Los procedimientos tradicionales de deshumidificación tienen lugar en la mayoría de casos antes de la etapa de extrusión con husillos únicos y resultan ser complejos y costosos.
Este procedimiento tradicional de deshumidificación consiste en mantener una cantidad de material igual a la tasa productiva del extrusor (kg/h) durante 6 horas en un silo, y pasar aire libre de humedad a través del mismo, con un considerable consumo de energía.
Además, debe considerarse que, cuando el PET procede de la recuperación de botellas usadas que se han molido y/o láminas delgadas molidas que derivan de productos residuales del termoformado de bandejas y blísteres, la deshumidificación resulta particularmente compleja.
Este material, de hecho, por encima de una temperatura de 80ºC tiende a ablandarse y, si no se encuentra en forma de gránulos, tal como en el presente caso, se conglomera y ya no puede manipularse, a menos que se incremente su peso aparente por medio de un procedimiento adicional de densificación.
El documento US-A-4.107.787 se refiere a un extrusor de husillo para el procesamiento y la desgasificación continuos de elastómeros y polímeros que presentan una pluralidad de zonas de desgasificación y en el que se montan dos husillos que pueden girar en direcciones opuestas. El preámbulo de la reivindicación 1 parte de este documento de la técnica anterior. El documento US-A-5.728.337 se refiere a un extrusor de doble husillo y a un procedimiento de extrusión que utiliza este extrusor para un material de resina que contiene un relleno fino con una proporción de mezcla elevada respecto al material de resina.
El objetivo de la presente invención consiste en producir equipos que superen los problemas técnicas descritos anteriormente.
Otro objetivo consiste en producir un equipo particularmente simple y de coste limitado, que permita conseguir una extrusión óptima.
Un objetivo adicional, evidentemente, es poder producir polietilentereftalato (PET) sin la necesidad de deshumidificar y densificar el producto molido.
Estos objetivos de acuerdo con la presente invención se consiguen mediante un dispositivo para la extrusión de polietilentereftalato según la reivindicación 1, y un procedimiento para la misma según la reivindicación 6.
Se indican otras características de la invención en las reivindicaciones posteriores.
Las características y ventajas de un conjunto de equipo para la extrusión de polietilentereftalato de acuerdo con la presente invención pueden entenderse más claramente a partir de la descripción ilustrativa y no limitativa siguiente, que hace referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en alzado lateral de una planta esquemática que ilustra un procedimiento de acuerdo con la técnica conocida,
la figura 2 muestra una vista en alzado de un extrusor corrotativo de doble husillo de acuerdo con la presente invención, esquemática y parcialmente en sección,
la figura 3 es una sección transversal esquemática de los dos husillos del extrusor de doble husillo,
la figura 4 es una sección ampliada de una parte superior del extrusor,
las figuras 5, 6 y 7 son vistas ampliadas de detalles de una sección del extrusor ilustradas en la figura 4.
Con referencia a la figura 1, ésta ilustra una planta esquemática que muestra un procedimiento de acuerdo con la técnica conocida, descrita previamente.
La figura muestra cómo el polietilentereftalato (PET) molido en gránulos y procedente de la recuperación de botellas, láminas residuales del termoformado, etc., se alimenta por medio de una cinta transportadora 11 hacia un grupo densidificador indicado con el número de referencia 12, del que se envía a su vez por medio de un conducto 13 hacia un contenedor silo 14.
El material se envía posteriormente, por medio de un conducto adicional 15, a una tolva 16 en la que se mantiene durante aproximadamente 6 horas a una temperatura de 160ºC. La tolva se encuentra acoplada a un grupo deshumidificador 17 que permite mantener esta temperatura dentro de la tolva 16.
En paralelo, el polietilentereftalato (PET) como material virgen en forma granular se alimenta por medio de tuberías 18 a una tolva 19 en la que se mantiene durante aproximadamente 6 horas a una temperatura de 160ºC. La tolva 19 se encuentra asimismo acoplada a un grupo deshumidificador 20 que permite mantener esta temperatura en el interior de la tolva 19. Una tubería 21 que sale de la tolva 19 se encuentra conectada a una tolva adicional 22 para alimentar un extrusor corrotativo de doble husillo 23 del tipo conocido.
Una segunda tubería 24 se encuentra conectada a la tolva 16 y recibe el material recuperado molido densificado y deshumidificado que se debe cargar en el interior del extrusor 23, junto con el patrón alimentado desde una tolva adicional 25.
Por lo tanto, puede indicarse que deben llevarse a cabo etapas de deshumidificación particularmente complejas que crean los problemas de la técnica conocida indicados anteriormente.
Las figuras 2 a 7 ilustran un extrusor corrotativo de doble husillo, indicado globalmente con el número de referencia 30, que forma el equipo objeto de la presente invención.
Los husillos 31 y 32, corrotatorios en la misma dirección rotacional, se encuentran situados en este extrusor 30 en el interior de un chasis 29. El material de polietilentereftalato en la forma de gránulos, todavía húmedo, procedente de productos de recuperación y de material virgen, se alimenta a través de una entrada de alimentación 33. Este material, de acuerdo con la invención, se trata entre los dos husillos 31 y 32 de manera que avance en el interior del extrusor, que se encuentra, por ejemplo, termorregulado con aceite.
Tras un tramo determinado en el interior del cuerpo del extrusor 30, se encuentra una abertura 34 en una primera zona A, en correspondencia con la cual se encuentra una campana de aspiración 35 que lleva a cabo una desgasificación denominada "de tapa abierta" o desgasificación ambiental. Esta campana de aspiración 35 se encuentra bajo un ligero vacío para evitar que el material (gránulos/láminas), que en esta posición del extrusor indicado anteriormente todavía no se encuentra fundido, sino únicamente sinterizado, resulte dañado. El material, de hecho, sólo llena parcialmente los huecos de aire de los husillos 31, 32 y cualquier posible vacío fuerte podría extraer una parte del mismo.
A continuación en el interior del extrusor 30, en una segunda zona posterior B, se encuentra una serie de partes que actúan como un sello. Esta zona B consiste en la presencia de una serie de levas 36, dispuestas sobre los husillos 31, 32, que se cargan con material casi fundido y bajo ligera presión. Esto evita que el vacío fuerte de los grupos desgasificadores posteriores descritos a continuación, influyan sobre la desgasificación ambiental indicada anteriormente.
Una primera chimenea 37 se encuentra situada, de hecho, en una zona C, seguida a corta distancia por una segunda chimenea 38, en una zona adicional D, ambas para la desgasificación adicional. Estas dos chimeneas llevan a cabo una desgasificación en tándem que, por ejemplo, en un extrusor con una relación de longitud de 34 a 42 diámetros, pueden encontrarse a una distancia entre las dos chimeneas de aproximadamente 6/9 diámetros.
Internamente, el husillo se construye de manera que se encuentre relleno sólo parcialmente de material fundido y que exponga el material bajo tratamiento a la acción de aplastamiento y calandrado durante un tiempo prolongado. De esta manera, la totalidad de la masa se ve sometida a la acción de aspiración del efecto de vacío creado de esta manera.
Esta desgasificación presenta la función específica de eliminar el agua evaporada contenida en el material.
A continuación, el extrusor 30 continúa con una zona adicional E en la que se lleva a cabo el transporte y la carga, activados por los husillos 31 y 32.
Finalmente, una zona final F del extrusor 30 activa el bombeo final del material producido con dicho procedimiento.
Esta serie de etapas que se llevan a cabo en el extrusor de la presente invención permiten de esta manera tratar un material granular húmedo, evitando complicadas operaciones de deshumidificación.
En dicho procedimiento, de hecho, se alimenta material de polietilentereftalato (PET) en gránulos, procedente tanto 5 de material virgen como asimismo del molido de productos recuperados, en un extrusor corrotativo de doble husillo en su estado actual, es decir, conteniendo humedad.
Tras cargar una mezcla de los dos tipos de material especificados anteriormente, se produce una etapa de desgasificación ambiental en una primera zona provista de una campana de aspiración, seguida de una
10 desgasificación adicional mediante por lo menos una chimenea. Entre las dos etapas, resulta necesaria una zona hermética, en el interior del aparato, para no influir sobre las dos etapas y para no deteriorar el material en producción.
En particular, esta etapa adicional de desgasificación se lleva a cabo por medio de dos chimeneas en tándem para 15 optimizar la operación.
A continuación se lleva a cabo una etapa de transporte y carga, que facilita la amalgama del material fundido, seguida de una etapa final de bombeo, obteniendo la extrusión del polietilentereftalato (PET) que deriva de los gránulos tanto del material virgen como asimismo del material procedente del molido de los productos recuperados.
20 Los problemas de la técnica conocida indicados anteriormente se resuelven de esta manera mediante la eliminación de las etapas de deshumidificación y del equipo asociado con las mismas, con un ahorro considerable de recursos y de tiempo de funcionamiento.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Equipo de extrusión de polietilentereftalato de material en forma de gránulos, en particular para granulado húmedo, procedente tanto de productos recuperados molidos como asimismo de material virgen, que comprende un chasis (29), que contiene un extrusor termorregulado con aceite con dos husillos (31, 32), presentando dicho extrusor una entrada de alimentación (33) para el material en forma de granulado y que comprende una pluralidad de zonas de desgasificación A, C, D provistas de aberturas (34, 35; 37, 38), una zona hermética (B) y una zona de transporte y de carga (E) activada por dichos husillos (31, 32), caracterizado porque los dos husillos (31, 32) de dicho extrusor son corrotativos en la misma dirección rotacional y porque una primera zona de desgasificación (A) está provista de una campana de aspiración (35) hacia el medio ambiente, una segunda zona de desgasificación (C y D) está provista de dos chimeneas (37, 38) en tándem, estando posicionada entre dichas primera y segunda zonas de desgasificación (A; C y D) una zona hermética (B) para evitar el deterioro del material en producción.
  2. 2.
    Equipo de extrusión según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una zona final adicional (F) que activa el bombeo final del material producido con dicho equipo.
  3. 3.
    Equipo de extrusión según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha zona hermética (B) se produce mediante una serie de levas (36) dispuestas en dichos husillos (31, 32) que se cargan con material casi fundido y bajo ligera presión.
  4. 4.
    Equipo de extrusión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho extrusor presenta una relación de longitud de 34 a 42 diámetros.
  5. 5.
    Equipo de extrusión según la reivindicación 1, caracterizado porque en dicho extrusor las dos chimeneas (37, 38) que llevan a cabo una desgasificación en tándem, se encuentran a una distancia de aproximadamente 6/9 diámetros.
  6. 6.
    Procedimiento para la extrusión de polietilentereftalato que utiliza como material en forma de gránulos un granulado húmedo, procedente tanto de productos recuperados molidos como de material virgen que se lleva a cabo en un extrusor de doble husillo dividido en una pluralidad de zonas (A, C, D) que presentan aberturas (34, 35; 37, 38), comprendiendo dicho procedimiento etapas de desgasificación sucesivas en diferentes zonas, una etapa de transporte y carga, seguido de una etapa final de bombeo en la que se obtiene la extrusión del polietilentereftalato, caracterizado porque dicho procedimiento, que se realiza en un extrusor corrotativo de doble husillo en el que los husillos giran en la misma dirección rotacional comprende una primera etapa de desgasificación de un material en forma de gránulos en una primera zona (A) provista de una campana de aspiración (35) hacia el medio ambiente, seguida de una segunda etapa de desgasificación en una zona sucesiva (C y D) por medio de dos chimeneas (37, 38) en tándem, estando dichas primera y segunda etapas de desgasificación herméticamente separadas para evitar el deterioro del material en producción.
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