Procedimiento y dispositivo para cristalizar gránulos de con tendencia a la conglutinación, en particular gránulos de PET y de PU.

Procedimiento para cristalizar gránulos de plástico con tendencia a la conglutinación,

en particular gránulos de tereftalato de polietileno y de poliuretano, sometiéndose el gránulo en el margen de su temperatura de reacción en un canal vibratorio (1) a una excitación de vibraciones, caracterizado porque la excitación de vibraciones se realiza en la dirección transversal respecto a la dirección de extensión longitudinal del canal vibratorio (1) y respecto a la dirección de la fuerza de gravedad y un avance del gránulo de plástico por el canal vibratorio (1) se realiza mediante una alimentación de gránulo de plástico en una zona de entrada de gránulo y/o mediante una componente de excitación de vibraciones adicional en la dirección de extensión longitudinal del canal vibratorio (1), de modo que el gránulo de plástico que se encuentra en el canal vibratorio (1) se somete a un movimiento helicoidal en la dirección de la extensión longitudinal del canal vibratorio (1).

Procedimiento y dispositivo para cristalizar gránulos de con tendencia a la conglutinación, en particular gránulos de PET y de PU.

La invención se refiere a un procedimiento para cristalizar gránulos de plástico con tendencia a la conglutinación. Además, la invención se refiere a un dispositivo correspondiente.

Algunos gránulos de plástico se someten después del procedimiento de granulación propiamente dicho a un tratamiento térmico posterior para modificar la estructura del gránulo. Por ejemplo el gránulo de tereftalato de polietileno, llamado también brevemente gránulo de PET, se obtiene del proceso de granulación en un primer momento en un estado amorfo. El gránulo amorfo se hace pasar a un estado al menos parcialmente cristalino en una etapa de tratamiento posterior, que también se llama cristalización. Durante este proceso se produce una mayor orientación en las cadenas de moléculas. En la práctica, durante la cristalización de gránulos de PET se consiguen grados de cristalización del orden de magnitud entre el 30 y el 50 por ciento.

El control de temperatura es de gran importancia para la cristalización. Por un lado, el gránulo amorfo debe calentarse a una temperatura de reacción correspondiente o mantenerse a ésta. No obstante, por otro lado, algunos gránulos, como por ejemplo el gránulo de PET o de PU, tienen tendencia a conglutinarse en la fase de transición. En el caso de los gránulos de PET, el gránulo se vuelve pegajoso incluso por debajo de la temperatura de reacción necesaria para la cristalización, situada aproximadamente entre 80º y 170º centígrados. Para evitar una aglomeración de las partículas del gránulo, éstas deben moverse durante la cristalización. La tendencia a la conglutinación se reduce a medida que aumenta el grado de cristalización.

Mientras que en los procedimientos de granulación convencionales el gránulo amorfo se somete a una etapa de cristalización a temperaturas inferiores a 80º centígrados, calentándose al mismo tiempo y removiéndose mucho, recientemente se ha propuesto en relación con los procedimientos de granulación subacuática exponer el gránulo caliente, presecado obtenido del proceso a una excitación de vibraciones durante un proceso de cristalización inmediatamente posterior. Gracias a la excitación de vibraciones se evita una conglutinación de las partículas del gránulo. Al mismo tiempo puede aprovecharse el calor del proceso acumulado en las partículas de gránulo para la cristalización, de modo que en los procedimientos de granulación subacuática no se necesita ningún calor adicional. Por lo contrario, los gránulos que se almacenan de forma intermedia, por ejemplo en un silo, deben enfriarse en primer lugar para evitar la conglutinación y volver a calentarse nuevamente a continuación para la cristalización.

En el documento WO 2005/044901 se describe un procedimiento para el tratamiento térmico posterior de un gránulo de PET, en el que el gránulo amorfo se hace pasar para la cristalización por un canal vibratorio. Este canal está dividido mediante paredes intermedias a modo de diques en varias cámaras sucesivas. Mediante unos motores vibratorios, el canal se hace vibrar en la dirección de su extensión longitudinal. De este modo, el gránulo se transporta a lo largo del canal mediante la excitación de vibraciones. Las paredes intermedias provocan una retención de la corriente de gránulo, de modo que se produce una fluidización en la dirección longitudinal. Las distintas partículas de gránulo vencen en algún momento las paredes intermedias a modo de diques y llegan a la salida de gránulo. El canal vibratorio representa por consiguiente en cuanto a su acción una conexión en serie de varios recipientes con agitadores. Si bien es posible evitar de este modo una conglutinación de las distintas partículas de gránulo y conseguir una cristalización, esta configuración presenta, no obstante, el inconveniente de un espectro de tiempos de permanencia comparativamente grande de las partículas de gránulo.

El uso de un dispositivo transportador vibrante para cristalizar gránulo de PET se conoce también del documento DE 10 2004 050 356 A1. También aquí, se produce la excitación de vibraciones en la dirección de transporte. En comparación con el documento WO 2005/044901, la permanencia de las partículas de gránulo en el dispositivo transportador vibrante es relativamente corta con unos tiempos de permanencia de 20 a 90 segundos. Si bien puede conseguirse aquí un mejor espectro de tiempos de permanencia, el recorrido realizado por las distintas partículas de gránulo también es relativamente corto, lo cual limita las posibilidades de interacción que tienen las mismas con las otras partículas del gránulo. Esto no es favorable para un equilibrio térmico entre las partículas del gránulo. Las partículas que pasan por el canal sobre todo en la superficie de la corriente de gránulo presentan de este modo otro perfil de temperatura que las partículas más cercanas al fondo.

También con un reactor de cuba vertical, como se da a conocer en el documento DE 100 49 263 A1, se pretende conseguir un buen espectro de tiempos de permanencia. No obstante, aquí no está prevista una excitación de vibraciones.

Por el documento DE 21 18 434 A se conoce un procedimiento de recipientes con agitadores con un canal posterior, en el que las partículas de gránulo se solicitan con aire caliente. Para garantizar un avance del producto en el canal, éste se hace vibrar de forma convencional en la dirección longitudinal, así como hacia arriba y hacia abajo.

Este procedimiento se compara con una cristalización sólo en el canal. Según el documento DE 21 18 434 A, en un servicio combinado se consigue una parte conglutinada del 1 %, mientras que en un procedimiento convencional, la parte conglutinada en el canal es del 50 %. No obstante, no es deseable el producto conglutinado, por lo que según el documento DE 21 18 434 A es preferible el procedimiento en recipientes con agitadores.

Por los documentos EP 0 348 372 A2, US 2004/222069 A y US 2.235.324 A se conocen distintos dispositivos de transporte, en los que se consigue un avance del producto en la dirección longitudinal de forma convencional mediante una excitación longitudinal y hacia arriba y hacia abajo.

Ante este panorama, la invención tiene el objetivo de mejorar un procedimiento del tipo indicado al principio respecto a un espectro de tiempos de permanencia estrecho y un perfil de temperatura homogéneo, además de indicarse un dispositivo correspondiente.

Este objetivo se consigue mediante un procedimiento para cristalizar gránulos de plástico con tendencia a la conglutinación, en particular de gránulos de PET y de PU según la reivindicación 1. Además, el objetivo arriba indicado se consigue mediante un dispositivo para cristalizar según la reivindicación 6 adecuado para ello.

Gracias a la excitación de vibraciones en la dirección transversal, las partículas de gránulo se mueven en la pared interior del canal vibratorio hacia arriba y vuelven a resbalar al canal a continuación, al alcanzar tramos de pared más verticales pasando por encima de las partículas de gránulo que suben a continuación. De este modo se genera una corriente de gránulo ininterrumpida, continua, con una gran interacción entre las partículas de gránulo, de modo que éstas pueden intercambiar el calor del proceso entre sí. De ese modo no sólo se consigue un espectro de tiempos de permanencia muy estrecho de las partículas de gránulo en la etapa de cristalización sino que también se consigue un perfil de temperatura muy homogéneo, lo cual tiene un efecto ventajoso en la calidad del producto.

La excitación de vibraciones en la dirección transversal respecto a la dirección de extensión longitudinal del canal comprende una componente de dirección perpendicular respecto a un plano tendido por la dirección de extensión longitudinal del canal y la dirección de la fuerza de gravedad. La excitación de vibraciones genera, por lo tanto, vibraciones orientadas o circulares, que presentan en cualquier caso al menos una componente horizontal en el plano de la sección transversal dispuesta perpendicularmente respecto a la dirección de extensión longitudinal del canal. Esto permite un movimiento helicoidal del gránulo en el canal.

Según una configuración ventajosa de la invención, el avance del gránulo en el canal vibratorio desde una zona de entrada de gránulo en un tramo final del canal vibratorio a una salida de gránulo en el tramo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para cristalizar gránulos de plástico con tendencia a la conglutinación, en particular gránulos de tereftalato de polietileno y de poliuretano, sometiéndose el gránulo en el margen de su temperatura de reacción en un canal vibratorio (1) a una excitación de vibraciones, caracterizado porque la excitación de vibraciones se realiza en la dirección transversal respecto a la dirección de extensión longitudinal del canal vibratorio (1) y respecto a la dirección de la fuerza de gravedad y un avance del gránulo de plástico por el canal vibratorio (1) se realiza mediante una alimentación de gránulo de plástico en una zona de entrada de gránulo y/o mediante una componente de excitación de vibraciones adicional en la dirección de extensión longitudinal del canal vibratorio (1) , de modo que el gránulo de plástico que se encuentra en el canal vibratorio (1) se somete a un movimiento helicoidal en la dirección de la extensión longitudinal del canal vibratorio (1) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el gránulo pasa por un canal vibratorio (1) exento de diques en la dirección de su extensión longitudinal entre una zona de entrada de gránulo (2) y una salida de gránulo (5) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el avance del gránulo en el canal vibratorio (1) desde una zona de entrada de gránulo (2) en un tramo final (3) del canal vibratorio a una salida de gránulo (5) en el tramo final opuesto (6) del canal vibratorio se consigue sustancialmente mediante la alimentación de gránulo en la zona de entrada de gránulo (2) .

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al canal vibratorio (1) se alimenta de forma continua gránulo presecado procedente de un procedimiento de granulación subacuática.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque al canal vibratorio (1) se alimenta gránulo procedente de un procedimiento de granulación por extrusión, realizándose en el canal vibratorio una aportación de calor adicional al gránulo.

6. Dispositivo para cristalizar gránulos de plástico con tendencia a la conglutinación, en particular gránulos de tereftalato de polietileno o de poliuretano, que comprende:

- un canal vibratorio (1) para la recepción de gránulo en el margen de su temperatura de reacción, y

- al menos un excitador de vibraciones (9, 10; 19) fijado en el canal vibratorio (1) para generar una excitación de vibraciones,

caracterizado porque el al menos un excitador de vibraciones (9, 10; 19) está configurado de tal modo que su excitación de vibraciones presenta una componente transversal en la dirección perpendicular respecto a un plano formado por la dirección de extensión longitudinal del canal vibratorio (1) y la dirección de la fuerza de gravedad.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el canal vibratorio (1) presenta una sección transversal constante, sin interrupciones, entre una zona de entrada de gránulo (2) y una salida de gránulo (5) en la dirección de extensión longitudinal.

8. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque en el canal vibratorio (1) está prevista al menos una chapa deflectora (20) que guía la corriente de gránulo.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque están previstos medios para insuflar aire de proceso para la aportación de calor y/o refrigeración, concretamente:

a) al menos una tobera (12) , que para insuflar aire de proceso se extiende desde arriba en la dirección del canal vibratorio (1) y/o b)

un tubo perforado (16) dispuesto en el canal vibratorio (1) para insuflar aire de proceso, y/o c) orificios (14) previstos en la pared (15) del canal vibratorio (1') , en particular, en la zona de fondo y/o en la zona de las paredes laterales para insuflar aire de proceso.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque por encima del canal vibratorio (1) están dispuestos radiadores térmicos (18) .

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque en el canal vibratorio (1) está dispuesto al menos un elemento calentador y/o refrigerador (17) para la aportación de calor y/o para la evacuación de calor mediante transmisión por contacto.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado porque al menos la zona del

fondo del canal vibratorio (1) puede ser calentada y/o refrigerada.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 12, caracterizado porque los excitadores de vibraciones (9, 10; 19) generan vibraciones cuya componente en la dirección de extensión longitudinal del canal vibratorio (1) es inferior a la componente en la dirección transversal.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 13, caracterizado porque la dirección de acción de los excitadores de vibraciones (9, 10; 19) es ajustable.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 14, caracterizado porque está previsto un dispositivo de control para el mando de los excitadores de vibraciones (9, 10; 19) , para inclinar el eje activo de los excitadores de vibraciones (9, 10; 19) en la dirección de la extensión longitudinal del canal vibratorio (1) y modificar de este modo en el servicio una componente de avance en el sentido de la extensión longitudinal del canal vibratorio (1) .