Método y dispositivo para la descontaminación de copos de plástico.

Método para el procesamiento de plásticos contaminados triturados hasta copos,

en el que el procesamiento comprende al menos las etapas de una descontaminación y una "solid state polycondensation" (tratamiento de SSP), caracterizado porque las dos etapas de la descontaminación y del tratamiento de SSP se producen en al menos un reactor, donde se realiza un calentamiento hasta la temperatura de proceso esencialmente en el exterior del al menos un reactor.

Método y dispositivo para la descontaminación de copos de plástico.

La invención se refiere a un método para el procesamiento de plásticos contaminados triturados hasta copos de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Los objetos de uso corriente de plástico como, por ejemplo, botellas para bebidas de PET, objetos domésticos como cuencos o similares o partes de cubiertas de aparatos electrónicos cada vez son más populares. La generalización mundial de plásticos en los más diversos ámbitos ha alcanzado una medida tan elevada, que, mientras tanto, las materias primas son cada vez más escasas y, por tanto, más caras. Por lo tanto, el reciclado de plásticos no solamente es importante por motivos medioambientales, sino que también es cada vez más interesante desde el punto de vista económico.

Con precios crecientes de las materias primas, particularmente también son interesantes métodos de reciclaje que posibilitan mantener o aumentar la calidad del material original con respecto a su capacidad de tratamiento después del reciclado.

En un principio se partía de que el material de PET recogido (R-PET) , debido a la pérdida de calidad después del reciclado y diferentes contaminaciones, ya no se podía suministrar al mismo uso (por ejemplo, botellas de bebidas) . Desde hace poco tiempo se sabe que esto es posible. Existen métodos que reciclan los plásticos hasta un nivel cualitativamente elevado para poder suministrar los mismos al mismo uso (por ejemplo, ámbito alimentario) .

Según un método de acuerdo con el documento De 199 53 659 A1 se trituran las botellas de PET después del consumo (R-PET) y en primer lugar se lavan de forma habitual y se secan de forma superficial. A continuación, los copos llegan hasta un cristalizador, en el que se calientan por una corriente de gas caliente a 180ºC y se cristalizan. Después, los copos alcanzan un reactor de pozo, en el que, durante al menos 2 horas en contracorriente con una corriente de gas de N2 (temperatura aproximada 220ºC) , se vuelven a condensar de forma continua. A continuación, los copos se vuelven a enfriar en este proceso que se desarrolla de manera continua. Una desventaja de este método consiste en que el calentamiento de los copos de PET en los respectivos reactores se produce por tanto en el cristalizador o en el reactor de pozo, por lo que se tiene que utilizar relativamente mucha energía para el calentamiento. Además, la transmisión de calor se realiza por gas (inerte) , lo que conduce a un sistema de procesamiento más complicado para el agente de transmisión de calor. Una desventaja adicional del método es que la condensación posterior de los copos se realiza de manera continua. El valor de IV deseado no se puede ajustar de forma precisa con un desarrollo de proceso continuo, ya que solamente se puede realizar un determinado aumento debido a los parámetros del proceso (por ejemplo, temperatura y tiempo) . El hecho de que el valor de IV real de los copos que se tienen que tratar puede ser diferente, por ejemplo, algunos copos tienen una viscosidad intrínseca (IV) de 0, 70 dl/g, otros tienen un valor de 0, 76 dl/g, no se tiene en cuenta durante el este proceso, de tal forma que todos los copos sin tener en cuenta su valor de IV original aumentan del mismo modo (mismo tiempo, mismas condiciones de proceso) en cuanto a su viscosidad intrínseca.

Por lo tanto, es objetivo de la presente invención proporcionar un método para el reciclado de plásticos, cuyo consumo energético esté disminuido en gran medida y en el que el valor de IV de los plásticos se pueda ajustar de forma dirigida.

De acuerdo con la invención, el objetivo con respecto al método se resuelve de acuerdo con las características definidas en la reivindicación 1.

La invención se basa en el conocimiento de que los contaminantes no están distribuidos de forma uniforme sobre el R-PET y adicionalmente están presentes preferentemente sobre la superficie o zonas próximas a la superficie. Por tanto, es suficiente una descontaminación y/o un tratamiento de SSP para limpiar R-PET de forma adecuada para alimentos y usar el mismo nuevamente como envase para alimentos, por ejemplo, para botellas para bebidas. Además, la invención se basa en el descubrimiento sorprendente de que R-PET, a diferencia de PET nuevo (virgin) en estado caliente no se adhiere, por lo que se consigue por primera vez un procesamiento sin alteraciones en cuanto a la técnica del proceso (por ejemplo, calentamiento del R-PET en un equipo calefactor) . Esto se basa en que los copos de R-PET se contraen de forma sorprendente durante el calentamiento y, por tanto, su grosor o su longitud característica aumenta. Al mismo tiempo se produce una superficie estructurada que disminuye la superficie de contacto de los copos entre sí.

Con respecto a la capacidad de realización del método, el tamaño de los copos básicamente no desempeña ningún papel. Con un tamaño de partícula creciente solamente se modifica el tiempo de permanencia en los reactores. Cuando mayor sea el tamaño de partícula promedio, mayor será también el tiempo de permanencia en el reactor. Por este motivo también se puede concebir que los objetos de plástico no se trituren antes de su tratamiento o solamente ligeramente. De este modo, por copos se tienen que entender todos los objetos que ya no se correspondan a su conformación de uso original en cuanto a forma y tamaño. Por norma, sin embargo, los copos tienen un tamaño de partícula promedio de algunos milímetros hasta algunos centímetros.

La preparación de los copos antes del procesamiento, es decir, la limpieza y la trituración, se produce la mayoría de las veces en centros de recogida de mayor tamaño, sin embargo, también se puede concebir que la trituración y la limpieza (general) de los copos se produzca solamente de forma local antes del procesamiento.

Por procesamiento se entiende en este documento no solamente la limpieza o descontaminación superficial de los

copos, sino también la mejora o el restablecimiento de las propiedades físicas y químicas de los copos, para garantizar particularmente para el envasado de, por ejemplo, alimentos líquidos en contacto directo con el plástico, una utilización de gran calidad renovada (como, por ejemplo, soplado por distensión de botellas de bebidas) .

Ya que el método se puede realizar tanto a escala industrial como en instalaciones pequeñas, se entienden por reactores cubas grandes, recipientes o similares así como recipientes de menor tamaño, que se pueden cerrar considerablemente con respecto al entorno.

El calentamiento de los copos que se tienen que tratar hasta la temperatura del proceso se realiza de acuerdo con la invención esencialmente en una unidad de tratamiento, que se sitúa en el exterior del reactor. Este calentamiento puede ser un calentamiento continuo y un calentamiento discontinuo de los copos. En el propio reactor, los copos apenas se calientan o ya no se calientan, sino que ya solamente se mantienen en la temperatura de proceso o se compensan pérdidas de calor. Por tanto, en este caso se trata de una realización de proceso esencialmente adiabática.

Por SSP se entiende el proceso de la prolongación de cadenas de moléculas de los plásticos en fase sólida (solid state polycondensation) . El proceso de SSP es un proceso convencional que conoce cualquier especialista en el ámbito de la técnica de plásticos PET. Con tratamiento de SSP también se puede querer decir en este documento una prolongación de cadena molecular negativa, es decir, despolimerización o un tratamiento en el que las cadenas moleculares como promedio permanecen esencialmente iguales. Indiferentemente de si las cadenas moleculares se acortan, se prolongan o permanecen iguales, durante el proceso de SSP también se produce, debido a las condiciones del proceso (entre otras cosas, temperatura, tiempo) , una descontaminación adicional de los copos.

De acuerdo con la invención una realización del proceso en la que tanto la descontaminación como el tratamiento de SSP se producen en respectivamente un reactor propio. Por tanto, los dos reactores se pueden ajustar independientemente entre sí simultáneamente con respecto a sus condiciones de reacción (presión, temperatura, tipo de gas) .

Preferiblemente, en ambos reactores existen condiciones adiabáticas. Se puede concebir que las pérdidas de calor reducidas de los copos en los reactores se compensen por una calefacción del reactor. Es posible cualquier tipo de calentamiento (por ejemplo, agua, vapor, eléctrica, aceite portador de calor como aceite térmico) .

De acuerdo con una realización particularmente preferida, el material que se tiene que procesar no se pone en movimiento... [Seguir leyendo]

1.Método para el procesamiento de plásticos contaminados triturados hasta copos R-PET, en el que el procesamiento comprende al menos las etapas de una descontaminación y una "solid state polycondensation" (tratamiento de SSP) , caracterizado por que la descontaminación se realiza en al menos un reactor de descontaminación (3) y el tratamiento de SSP se realiza en al menos un reactor de SSP (6) , donde se realiza un calentamiento de los copos a la temperatura de proceso del reactor de descontaminación (3) en un dispositivo de calentamiento (2) conectado al reactor de descontaminación, y donde se realiza un calentamiento adicional de los copos a la temperatura de proceso del reactor SSP (6) , siendo dicha temperatura superior a la temperatura de proceso del reactor de descontaminación (6) , donde este calentamiento adicional se realiza en un dispositivo de calentamiento (5) conectado al reactor SSP (6) .

2.Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en el al menos un reactor (3, 6) no se produce entrada de energía mecánica en el material que se tiene que procesar.

3.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que el material que se tiene que procesar se rodea por gas caliente en el reactor de descontaminación (3) .

4.Método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que el material que se tiene que procesar se rodea por aire.

5.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la descontaminación de los copos en el reactor de descontaminación (3) se produce de manera continua.

6.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que en el reactor de descontaminación (3) existe una temperatura entre 20ºC y 200ºC.

7.Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el calentamiento del material que se tiene que procesar hasta la temperatura del proceso antes del reactor de descontaminación (3) se produce de manera continua.

8.Método de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el calentamiento se realiza en un tornillo sin fin calefactor o en un transportador helicoidal vibratorio.

9.Método de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que como agente para la transmisión del calor al material que se tiene que procesar se usa aceite térmico.

10.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el tratamiento de SSP se realiza de forma discontinua en el reactor de SSP (6) .

11.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que en el reactor de SSP (6) existen condiciones de presión negativa.

12.Método de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que en el reactor de SSP (6) existe un vacío con una presión de gas de cómo máximo 10000 Pa.

13.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la temperatura de proceso en el reactor de SSP (6) es mayor que la del reactor de descontaminación (3) .

14.Método de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que la temperatura de proceso se sitúa preferiblemente entre 150ºC y 250ºC.

15.Método de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que el aumento de temperatura del material que se tiene que procesar se realiza de manera continua antes de la entrada en el reactor de SSP (6) .

16.Método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado por que el aumento de temperatura se realiza en un tornillo sin fin calefactor (5) o en un transportador helicoidal vibratorio.

17.Método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado por que como agente para la transmisión de calor al material que se tiene que preparar se usa aceite térmico.

18.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado por que el proceso de SSP se realiza en atmósfera de gas protector.

19.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado por que se conduce una corriente de gas a través del material que se tiene que procesar, que extrae productos de descomposición, contaminantes así como partículas pequeñas del reactor de SSP (6) .

20.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el valor de IV

del material que se tiene que procesar se determina al menos una vez antes del o durante el proceso de procesamiento.

21.Método de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado por que el resultado de la medición del valor de IV 5 determina al menos partes del desarrollo del proceso.

22.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado por que se realiza una medición al valor de IV antes de la entrada del material que se tiene que preparar en el reactor de SSP (6) y mediante su resultado se determina un tiempo de permanencia del material en el reactor.

23.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 21 a 22, caracterizado por que se realiza una medición adicional del valor de IV después de esencialmente la mitad del tiempo de permanencia determinado del material que se tiene que procesar en el reactor de SSP (6) y mediante su resultado se controla y, en un caso dado, se corrige el tiempo de permanencia determinado anteriormente en el reactor de SSP (6) .

24.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 21, caracterizado por que el material que se tiene que procesar, después del tiempo de permanencia en el reactor de SSP (6) , se enfría hasta una temperatura por debajo del punto de transición vítrea, preferiblemente hasta una temperatura entre 50ºC y 100ºC.

25.Método de acuerdo con la reivindicación 24, caracterizado por que el enfriamiento se realiza en un tornillo sin fin de enfriamiento (8) , un transportador helicoidal vibratorio (8) o en un reactor de lecho fluidizado (8) .

26.Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 24 a 25, caracterizado por que el enfriamiento se 25 produce por aire del entorno.