ES3055820T3 - Method for recycling polyolefin containers - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para el reciclaje de envases de poliolefina, que comprende las siguientes etapas: (a) clasificación de envases, (b) lavado intensivo con trituración de los envases para formar escamas, lavado por fricción y separación por densidad, (c) etapa de limpieza, (d) clasificación de escamas, (e) extrusión y granulación de las escamas limpias. La etapa de limpieza comprende (c1) la percolación de las escamas con una solución fría de hidróxido de sodio a una temperatura < 60 °C, y (c2) una primera desodorización de las escamas con vapor, realizada posteriormente a la etapa (c1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Procedimiento para el reciclaje de recipientes de poliolefina

[0003] Campo de la invención

[0004] La invención se refiere a un procedimiento para el reciclaje de recipientes de poliolefina según el preámbulo de la reivindicación 1.

[0005] Estado de la técnica

[0006] Las poliolefinas se encuentran entre los tipos de plástico más utilizados en el mundo y el reciclaje de este tipo de plástico es de especial importancia para el aprovechamiento de los recursos existentes. Las impurezas en el material provocan una decoloración perjudicial, un olor desagradable y contaminaciones que impiden su uso posterior en el sector alimentario. El estado de la técnica son los circuitos de reciclaje cerrados en los que, por ejemplo, las botellas de leche de HDPE se utilizan para generar de nuevo botellas de leche. El reciclaje solo se logra porque se utiliza un flujo de entrada claramente definido sin las contaminaciones habituales para el reciclaje. Con las contaminaciones habituales, que se encuentran, por ejemplo, en recipientes de detergente vacíos, bidones de combustible, champús y otros envases no alimentarios, este reciclaje de alta calidad sin contaminaciones es, si es que es posible, muy costoso. En particular, el fuerte olor disuade a muchos fabricantes de envases de utilizar poliolefinas regeneradas.

[0007] El estado de la técnica son procedimientos que hacen pasar los granulados reciclados por una corriente de aire, por vacío, por una corriente de nitrógeno o por vapor, de manera que se desodorizan. En particular, el vapor es eficaz para eliminar olores, como se ha divulgado en el documento WO 2013/072035 A1. Por lo general, cuanto mayor es la temperatura utilizada para la desodorización, más intensa es la eliminación de los olores. Sin embargo, a de 120 a 130 °C se alcanza un límite máximo, ya que por encima de esta temperatura los granulados se funden y se pegan. También en el documento DE 102016116742 A1, el documento EP 2384873 A1, el documento WO 92/22380 A1, el documento KR 101229089 B1, el documento WO 2012/117250 A1 y el artículo técnico “Research & development to improve the recyclability of plastic milk bottles”, Wrap Project MDP025-003 del 1.1.2022, se describen diferentes posibilidades para eliminar los olores de los granulados reciclados. La eliminación del olor puede realizarse mediante un tratamiento a temperaturas entre 50 y 155 °C. La aplicación de vacío puede influir positivamente en la separación de las sustancias migratorias. La separación de las sustancias migratorias también puede realizarse mediante un tratamiento con un disolvente orgánico o agua, o mediante desgasificación en la zona de vacío de una prensa extrusora.

[0008] Para su limpieza, los envases de poliolefina, o bien como botellas o molidos como escamas, también se lavan intensamente para eliminar los adhesivos, etiquetas, fundas o residuos del contenido adherido. Este lavado se realiza normalmente en un prelavado en frío y un lavado posterior en caliente (de 40 °C a 90 °C aproximadamente). La temperatura debe ayudar especialmente a eliminar los llamados adhesivos termofusibles, como los que se utilizan para aplicar las etiquetas. Como agua de lavado se suele utilizar una solución de NaOH a del 1 al 3 %, que, con la ayuda de tensioactivos, intensifica el proceso de lavado. Sin embargo, el proceso de lavado solo puede eliminar la suciedad de la superficie del material, pero no las impurezas que han penetrado profundamente en el material. Objeto de la invención

[0009] De las desventajas del estado de la técnica descrito, resulta el objetivo de eliminar de la manera más completa posible los olores desagradables de las poliolefinas recicladas, para que pueda reciclarse un flujo mixto de diferentes envases de poliolefina y para que las escamas y los recipientes fabricados a partir del flujo mixto no presenten ningún olor o presenten un olor muy leve.

[0010] Descripción

[0011] La solución del objetivo presentado se consigue con un procedimiento para el reciclaje de poliolefina mediante las características mencionadas en el párrafo distintivo de la reivindicación 1. Perfeccionamientos y/o variantes de realización ventajosas de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

[0012] La invención se caracteriza preferiblemente por que la etapa de limpieza comprende una percolación c1 de las escamas con solución de hidróxido de sodio a una temperatura < 60 °C y una primera desodorización c2 de las escamas con vapor que sigue a la etapa c1. Las escamas se transfieren del lavado en frío a un reactor de percolación de solución de hidróxido de sodio, en el que las escamas se humedecen en la superficie con solución de hidróxido de sodio fría (temperatura < 60 °C), para disolver los restos de adhesivo y las impurezas presentes en la superficie y para poder separarse más fácilmente mediante el vapor. A continuación, la mezcla de escamas con restos de solución de hidróxido de sodio se vaporiza en la desodorización con vapor con una alta proporción de vapor, para arrastrar las sustancias volátiles y causantes del olor con el vapor y obtener así escamas con muy poco olor. La combinación de solución de hidróxido de sodio fría, el vapor y el calor solo en la superficie garantiza unos resultados de limpieza excelentes. Estos pueden mejorarse aún más, si el suministro de vapor se realiza en varias etapas, lo que hace que el arrastre de las sustancias contaminantes sea aún más eficaz.

[0013] Las escamas, que siguen frías después del lavado en frío absorben menos impurezas, ya que el material en su interior sigue frío y la migración de sustancias olorosas al material en estado frío es significativamente menor. El vapor que se condensa en la superficie de las escamas interactúa con el vapor excedente que fluye, de modo que el agua y otras contaminaciones, incluso si tienen un punto de ebullición más alto que el agua se arrastran por medio de las gotas de vapor que se vuelven a disolver.

[0014] La energía que se utiliza en el tratamiento con vapor no se pierde, ya que el vapor calienta las escamas y, por lo tanto, se necesita menos energía para fundirlas y granularlas. El agua que se encuentra en exceso y condensada por el vapor en las escamas, junto con los restos de adhesivo se elimina de las escamas antes de la prensa extrusora y la granulación. Lo ideal es que la prensa extrusora para la granulación tenga un sistema de desgasificación, para eliminar adicionalmente las moléculas pequeñas de olor intenso.

[0015] El uso de vapor caliente en lugar de una solución de hidróxido caliente tiene el efecto adicional positivo, de que las moléculas orgánicas grandes reaccionan con la solución de hidróxido y se descomponen en muchos compuestos orgánicos pequeños de olor intenso, sin embargo, estas reacciones no se producen con el vapor. Se conoce la saponificación de grasas y aceites, que la solución de hidróxido descompone y da lugar a pequeñas moléculas de olor intenso. Sin embargo, la hidrólisis también afecta a otras moléculas grandes, como las proteínas y los hidratos de carbono. Una solución de hidróxido puede atacar muchos compuestos orgánicos y descomponerlos en pequeñas moléculas de olor intenso. Cuanto más caliente esté la solución de hidróxido, más intensas serán las reacciones de descomposición y mayor será la carga de moléculas de olor intenso en el lavado en caliente, que pueden penetrar profundamente en la matriz de poliéster.

[0016] En una forma de realización especialmente preferida de la invención, el vapor arrastra la solución de hidróxido de sodio de la superficie de las escamas en la etapa c2. De este modo, el vapor y la solución de hidróxido de sodio, que están contaminados con impurezas y restos de adhesivo se eliminan conjuntamente de las escamas.

[0017] De manera conveniente, se separan la solución de hidróxido de sodio contaminada y el vapor contaminado uno de otro en una separación h. De este modo, el vapor puede liberar su energía térmica en un intercambiador de calor antes de alimentarse a un tratamiento de aguas residuales.

[0018] Resulta ventajoso realizar una segunda desodorización f del regranulado después de la etapa e. De este modo, se mejora aún más la calidad del regranulado. Por ejemplo, la segunda desodorización puede realizarse en una instalación de desgasificación convencional. En este sentido, pueden servir vapor, nitrógeno y aire como medios de desgasificación, en donde la entrada puede diseñarse en varias partes o en varias etapas. Esto tiene la ventaja de que el perfil térmico es más homogéneo a lo largo de la altura de vertido y debido a ello la desgasificación es más sostenible y eficaz. También es posible que la prensa extrusora para la granulación presente un sistema de desgasificación, para eliminar adicionalmente las moléculas pequeñas con olor intenso.

[0019] De manera conveniente, se alimentan las aguas residuales del lavado intensivo, la solución de hidróxido de sodio contaminada y el vapor contaminado a un tratamiento g de aguas residuales. El vapor se condensa previamente en un intercambiador de calor y, por consiguiente, pueden alimentarse las tres aguas residuales a un tratamiento de aguas residuales común. Las tres aguas residuales presentan contaminaciones similares, a saber, restos de adhesivo disueltos y sustancias disueltas de olor intenso.

[0020] En otra forma de realización preferida de la invención, la clasificación d de escamas se realiza antes de la percolación c1, después de la percolación c1 o después de la primera desodorización c2. Estas formas de realización de la diferente posición de las clasificaciones de escamas en el desarrollo del procedimiento tienen el efecto de que se producen fracciones de color extremadamente puro y, por lo tanto, se pueden evitar en gran medida las llamadas “contaminaciones cruzadas”.

[0021] Se ha demostrado que es ventajoso cuando se realiza el lavado b intensivo con agua a una temperatura < 60 °C. De este modo, se limpian a fondo los recipientes o las escamas y se eliminan las impurezas solubles en agua. Tras el lavado intensivo, las escamas tienen una temperatura baja, lo que impide que las sustancias olorosas penetren en la matriz polimérica.

[0022] En otra forma de realización especialmente preferida de la invención, el vapor contaminado emite su calor residual en un intercambiador i de calor al agua prevista para la generación de vapor para su precalentamiento. El vapor sobrante y su energía, así como las pequeñas moléculas de olor intenso que contiene pasan por el intercambiador de calor y la energía se utiliza para seguir produciendo vapor. El condensado, incluidas las sustancias de olor intenso y las contaminaciones se alimenta a un tratamiento de aguas residuales.

[0023] Se ha demostrado que es útil evaporar el agua precalentada en un generador j de vapor para producir vapor. Debido a ello, la producción de vapor para absorber las moléculas de olor intenso se puede llevar a cabo con un ahorro energético especial. La invención también se caracteriza, preferiblemente, por el hecho de que las escamas se precalientan mediante la etapa c2 para la etapa e. La fusión de las escamas durante la extrusión se realiza por tanto con el menor consumo energético posible, lo que reduce aún más el consumo energético total del procedimiento de reciclaje.

[0024] Resulta ventajoso que, tras la etapa c o d, se realice un lavado y deshidratación k de las escamas. El objetivo de esta etapa es evitar que los restos de solución de hidróxido de sodio se arrastren a las siguientes etapas de procedimiento y que las escamas puedan seguir procesándose lo más secas posible.

[0025] Otras ventajas y características se desprenden de la siguiente descripción de un ejemplo de realización de la invención con referencia a las representaciones esquemáticas. Muestran, en una representación, no a escala: La figura 1: Diagrama de flujo de un procedimiento de reciclaje en una primera forma de realización;

[0026] La figura 2: Diagrama de flujo del procedimiento de reciclaje en una segunda forma de realización y

[0027] La figura 3: Diagrama de flujo del procedimiento de reciclaje en una tercera forma de realización.

[0028] En las figuras 1 a 3 se muestra en cada caso un diagrama de flujo para el reciclaje de recipientes de poliolefina. Como material de partida para las tres formas de realización sirven balas de recipientes de poliolefina recogidos, en particular, botellas, que se han llevado a un punto de recogida de materiales reciclables.

[0029] Las balas se abren y los recipientes se separan en una cinta transportadora (etapa bb, apertura de balas). En la etapa a, los recipientes se alimentan a una clasificación por colores. Los recipientes clasificados por colores se lavan en un lavado b intensivo con agua fría (temperatura < 60 °C). Esto se realiza en un lavador por fricción. Los recipientes se trituran para obtener escamas y se separan mecánicamente del agua de lavado (etapa fs, separación de copos, separación por densidad).

[0030] En la etapa c1, las escamas se humedecen en una percolación con solución de hidróxido de sodio fría. A este respecto, se adhieren o se desprenden los restos de adhesivo procedentes de las etiquetas y otras impurezas de la superficie de los recipientes. La solución de hidróxido de sodio fría presenta una temperatura < 60 °C.

[0031] A diferencia de la etapa de limpieza habitual con solución de hidróxido de sodio a del 1 al 3 % caliente a de 40 a 90 °C, la solución de hidróxido de sodio está fría a una temperatura inferior < 60 °C. La solución de hidróxido de sodio caliente disuelve de forma fiable los llamados adhesivos termofusibles, en particular, cuando el proceso de lavado se intensifica con tensioactivos. Sin embargo, el proceso de lavado en caliente tiene la desventaja de que aumenta el olor de las escamas recicladas: Si las escamas de poliolefina se calientan junto con los residuos de los recipientes de poliolefina, los adhesivos y los restos de alimentos en la solución de hidróxido caliente, a esta alta temperatura, los pequeños compuestos orgánicos migran a la matriz de poliolefina y provocan un olor aún más intenso. La migración de estas pequeñas moléculas al material depende de la temperatura y, como efecto negativo de la limpieza de la superficie, empuja pequeñas moléculas de olor intenso al material. Los más afectados son los ácidos orgánicos de olor intenso, como el ácido butírico, ácido valérico, los aldehídos octanal, nonanal, decanal, undecanal, dodecanal, las lactonas, los hidrocarburos minerales saturados (MOSH) y los hidrocarburos minerales aromáticos (MOAH).

[0032] Otra desventaja de la etapa de limpieza en caliente es que las estructuras orgánicas no solo se disuelven bien en una solución de hidróxido, sino que las moléculas orgánicas grandes también reaccionan con la solución de hidróxido y se descomponen en muchos compuestos orgánicos pequeños de olor intenso. Se conoce la saponificación de grasas y aceites, que la solución de hidróxido descompone y transforma en pequeñas moléculas de olor intenso. Sin embargo, la hidrólisis también afecta a otras moléculas grandes, como las proteínas y los hidratos de carbono: Una solución de hidróxido caliente puede atacar muchos compuestos orgánicos y descomponerlos en pequeñas moléculas de olor intenso. Cuanto más caliente esté la solución de hidróxido, más intensas serán las reacciones de descomposición y mayor será la carga de moléculas de olor intenso en el lavado en caliente. Estas pequeñas moléculas descompuestas, adicionalmente a las moléculas pequeñas ya existentes, provocan una mayor migración a la matriz de poliolefina y, en consecuencia, un mayor olor en las escamas o granulados reciclados.

[0033] A continuación de la etapa c1, las escamas se someten a una primera desodorización c2 con vapor. A este respecto, se vaporizan las escamas con una alta proporción de vapor, para arrastrar con el vapor las sustancias volátiles y causantes del olor y para limpiar las escamas de restos de adhesivo y otras impurezas. El resultado de esto son escamas limpias con muy poco olor. Por lo tanto, es más práctico no lavar las escamas en caliente después del lavado b intensivo, sino humedecerlas con NaOH (percolación, c1) y limpiarlas con vapor (c2), para mejorar significativamente el olor de los regranulados y los productos derivados de ellos.

[0034] Las escamas limpias se clasifican en una clasificación d de escamas y en la etapa e se extruyen y se granulan para obtener regranulados. Como muestran las figuras 2 y 3, la clasificación d de escamas también puede realizarse antes de la etapa c1 o c2. Esto tiene el efecto de que se producen fracciones de color extremadamente puro y, por lo tanto, se pueden evitar en gran medida las llamadas “contaminaciones cruzadas”. Dado que las escamas se precalientan con vapor, solo necesitan una pequeña aportación de calor durante la fusión en la extrusión e. Los regranulados pueden someterse a una segunda desodorización f adicionalmente al tratamiento con vapor c2, por ejemplo, con una instalación de desgasificación (instalación de ventilación).

[0035] Después de la etapa c o d, se realiza un lavado y deshidratación k de las escamas. De este modo, se evita que los restos de solución de hidróxido de sodio se arrastren a las siguientes etapas de procedimiento y las escamas pueden seguir procesándose lo más secas posible.

[0036] El vapor, junto con la solución de hidróxido de sodio arrastrada desde la superficie de las escamas, llega a una separación h. En la separación h, el vapor se separa de la solución de hidróxido de sodio. La solución de hidróxido de sodio, al igual que el agua de lavado del lavado intensivo, se alimenta a un tratamiento g de aguas residuales. El vapor se guía a través de un intercambiador i de calor, en el que libera calor y se condensa. El vapor condensado y contaminado con impurezas también se alimenta al tratamiento g de aguas residuales.

[0037] En el intercambiador i de calor, el agua se precalienta con el vapor usado para generar vapor. El agua precalentada se convierte en vapor en un generador j de vapor, que se alimenta a la etapa c2.

[0038] Leyendas:

[0039] bb Apertura de balas

[0040] a Clasificación de recipientes

[0041] b Lavado intensivo

[0042] fs Separación de escamas

[0043] c1 Percolación con solución de hidróxido de sodio fría

[0044] c2 Primera desodorización con vapor

[0045] d Clasificación de escamas

[0046] e Extrusión y granulación

[0047] f Segunda desodorización

[0048] g Tratamiento de aguas residuales

[0049] h Separación

[0050] i Intercambiador de calor

[0051] j Generador de vapor

[0052] k Lavado y deshidratación

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el reciclaje de recipientes de poliolefina que presenta las siguientes etapas de procedimiento a)clasificación de recipientes,

b)lavado intensivo con trituración de los recipientes para obtener escamas, lavado por fricción y separación por densidad,

c)etapa de limpieza,

d)clasificación de escamas,

e)extrusión y granulación de las escamas limpias,

caracterizado

por que la etapa de limpieza comprende

-c1) una percolación de las escamas con solución de hidróxido de sodio fría a una temperatura < 60 °C y

-c2) una primera desodorización de las escamas con vapor que sigue a la etapa c1).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el vapor en la etapa c2) arrastra la solución de hidróxido de sodio de la superficie de las escamas.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que en una separación h) se separan la solución de hidróxido de sodio contaminada y el vapor contaminado uno de otro.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que después de la etapa e) se realiza una segunda desodorización f) de los regranulados.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las aguas residuales del lavado intensivo, la solución de hidróxido de sodio contaminada y el vapor contaminado se alimentan a un tratamiento de aguas residuales g).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la clasificación de escamas d) se realiza antes de la percolación c1), después de la percolación c1) o después de la primera desodorización c2).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el lavado intensivo b) se realiza con agua a una temperatura < 60 °C.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en un intercambiador de calor i), el vapor contaminado emite su calor residual al agua prevista para la generación de vapor para su precalentamiento.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que el agua precalentada se evapora en un generador de vapor j) para producir vapor.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las escamas se precalientan mediante la etapa c2) para la etapa e).

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que después de la etapa c) o d) se realiza un lavado y deshidratación k) de las escamas.