Los principios de ingeniería del tanque de separación (Sink-Float) y la línea de lavado de botellas PET

Deconstruyendo la Línea Completa de Lavado de Botellas de PET: De Pacas a Escamas Puras

El tanque de flotación-hundimiento es el corazón de la línea, pero no existe de forma aislada. Es un eslabón crítico en una línea de producción automatizada coordinada con precisión por una docena o más de módulos. La siguiente es una configuración típica de línea de lavado en caliente de (Boxin Machinery), detallando el viaje completo desde pacas comprimidas hasta escamas puras.

Tabla 2: Flujo de Proceso y Función de la Línea de Lavado de PET

A. Etapa 1: Pre-Procesamiento

• Rompedor de pacas (De-baler): Las botellas de PET recicladas generalmente llegan a la fábrica en pacas comprimidas de alta densidad. El rompedor de pacas debe romper estos ladrillos duros en botellas individuales de flujo libre. (Boxin Machinery) utiliza una "estructura de cuatro ejes" para pacas de alta presión para asegurar una ruptura eficiente.

• Removedor de Etiquetas: Este es un paso a menudo pasado por alto pero crucial. Antes de la trituración, las botellas entran en un removedor de etiquetas.

  • Principio de funcionamiento: Utiliza cuchillas de aleación giratorias de alta velocidad y fricción mecánica para cortar aberturas en las etiquetas y arrancarlas por la fuerza.

  • Separación por aire: Un separador de aire integrado aspira inmediatamente el papel de etiqueta más ligero y la película de PE, mientras que las botellas más pesadas continúan hacia adelante.

  • Por qué es necesario: ¿Por qué quitar las etiquetas antes de triturar y luego también tener un tanque de flotación-hundimiento (que también elimina etiquetas)? Este diseño "redundante" es una marca de eficiencia. Explicación: Una vez que las etiquetas y las botellas se cortan en trozos pequeños, se vuelven extremadamente difíciles de separar. El removedor de etiquetas en seco (que puede eliminar el 95-98% de las etiquetas) elimina las etiquetas cuando son más grandes y fáciles de separar. El tanque de flotación-hundimiento posterior es un paso de acabado, utilizado para manejar el 2-5% residual de fragmentos de etiquetas y (más importante aún) las tapas de PP/PE.

B. Etapa 2: Trituración y Separación Física

• Granulador Húmedo: Las botellas preprocesadas entran en el granulador y se cortan en "escamas" uniformes, con un tamaño típicamente controlado por una criba a 12 mm. Se rocía agua continuamente en la cámara durante la trituración con tres propósitos: usar la fuerza de impacto del agua para el prelavado, reducir el calor generado por la fricción y lubricar las cuchillas para reducir el desgaste.

• Tanque de Flotación-Hundimiento: El material mixto triturado (escamas de PET, fragmentos de tapa y etiqueta de PP/PE) entra en la unidad de separación central detallada en la Parte 3. Solo las escamas de PET de alta densidad se descargan desde el fondo para entrar en la siguiente etapa.

C. Etapa 3: Limpieza Profunda

La separación física no puede resolver el problema del pegamento, la grasa, los residuos de jugo y la suciedad persistente. Estos contaminantes requieren soluciones químicas y térmicas.

• Lavado en Caliente: Este es el segundo paso clave para lograr rPET de alta pureza. Las escamas de PET se introducen en uno o más tanques reactores, donde se mezclan con agentes químicos (típicamente sosa cáustica NaOH y surfactantes/detergentes) en agua caliente a 80°C a 90°C.

• Sinergia (de Boxin): Boxin Machinery optimiza esto en un sistema de "sinergia de tres fuerzas":

  1. Fuerza Térmica: La alta temperatura ablanda los adhesivos y la grasa.

  2. Fuerza Química: La sosa cáustica y los detergentes disuelven los contaminantes orgánicos a través de la saponificación.

  3. Fuerza Mecánica: Las paletas de agitación de alta velocidad dentro del tanque frotan continuamente las escamas, desprendiendo la suciedad ablandada.

• Lavadora de Fricción de Alta Velocidad: Después de salir del tanque de lavado en caliente, las escamas entran en una lavadora de fricción de alta velocidad. Utiliza cuchillas giratorias de alta velocidad y un chorro de agua para "fregar" poderosamente la superficie de las escamas, eliminando los residuos finales que se ablandaron durante el lavado en caliente pero que aún estaban adheridos.

D. Etapa 4: Enjuague y Secado

• Enjuague: El propósito de esta etapa es eliminar completamente todos los agentes químicos residuales y la suciedad suspendida separada durante el lavado en caliente. Esto generalmente incluye uno o más tanques de enjuague con agua fría, y a menudo emplea un segundo o tercer diseño de separación de flotación-hundimiento para asegurar que las escamas finales sean químicamente neutras.

• Secado: El secado es un proceso de dos pasos con el objetivo de reducir el contenido de humedad a menos del 1%.

  1. Secadora Centrífuga: Las escamas entran primero en una máquina de deshidratación vertical u horizontal, que utiliza la fuerza centrífuga de la rotación de alta velocidad para expulsar más del 98% de la humedad superficial.

  2. Secado Térmico: Luego, las escamas pasan a través de un sistema de secado por tubería de aire caliente. El aire caliente (aprox. 120°C) evapora la última humedad restante en las escamas, asegurando que el contenido de humedad alcance el estándar (<1%).

E. Etapa 5: Control de Calidad y Empaque

• Eliminación de Polvo / Clasificador de Aire: Como paso final de control de calidad, las escamas secas pasan por un sistema de clasificación por aire (un Clasificador de Aire en forma de Z). El flujo de aire expulsa con precisión el polvo extremadamente ligero, los fragmentos de película y las partículas finas de etiquetas, mientras que las escamas de PET puras y más pesadas caen.

• Silo y Empaque: Las escamas de rPET puras finales se transportan neumáticamente a un gran Silo de almacenamiento, y luego se alimentan a través de un sistema de pesaje y empaque automático para ser embolsadas en bolsas jumbo (big bags), listas para la venta.

Por qué la Ciencia de la Ingeniería Dicta el Valor Final del rPET

¿Por qué es tan crítica toda esta ingeniería compleja, desde el diseño de flujo laminar hasta el lavado en caliente con sinergia de tres fuerzas y el enjuague de múltiples etapas?

La respuesta es simple: porque determina directamente el grado final y el precio de venta de las escamas de rPET.

• Grado Fibra: Se utiliza para producir alfombras, relleno de ropa o fibras cortadas. Esto requiere alta pureza pero tiene cierta tolerancia para manchas de color minúsculas y contaminantes.

• Grado Lámina (Sheet): Se utiliza para extruir nuevas láminas de empaque. Los requisitos son más altos.

• Grado Alimenticio (Botella a Botella): Este es el desafío más alto y la aplicación de mayor valor en el reciclaje. No solo exige un control de contaminantes extremadamente alto (a nivel de <15 ppm) sino que también requiere típicamente un post-procesamiento como SSP (Policondensación en Estado Sólido) para restaurar la viscosidad intrínseca del PET.

Una línea de producción "barata" puede terminar produciendo escamas con 500 ppm o incluso más contaminación de PP/PE. Las líneas de lavado en frío solo son adecuadas para producir productos de gama baja para flejes de PET, que tienen una competitividad de mercado extremadamente baja.

En última instancia, comprar una línea de lavado de botellas de pet no es comprar una pila de máquinas de acero inoxidable; es comprar una capacidad repetible y verificable para la separación física y química.

La teoría es hueca, pero el rendimiento es permanente. Un caso de cliente de (Boxin Machinery) en Kazajistán proporciona la prueba final: una línea de lavado de PET entregada hace 15 años (en 2009) todavía funciona continuamente bajo "alta carga" hoy en día, produciendo de manera estable escamas de rPET que cumplen con los requisitos de procesamiento de las fábricas de fibra.

Este es el verdadero valor de la ingeniería de precisión: no solo funciona el primer día; continúa creando valor para el cliente cada día durante los próximos 15 años.