Procedimiento para el pretratamiento y reacondicionamiento de material plástico.

Procedimiento para el pretratamiento y reacondicionamiento de material plástico poliolefínico a reciclar en forma depolietileno de alta densidad (HDPE),

polietileno de baja intensidad (LDPE), polipropileno (PP), o mezclas de estosmateriales plásticos, estando presente el material en forma de copos de envases triturados o de gránulos, calentándosey al mismo tiempo cristalizándose, secándose y/o purificándose el material plástico a procesar en al menos un recipientecolector o reactor bajo mezcla continua y, dado el caso, trituración, aplicándose para la mezcla y calentamiento delmaterial plástico al menos una herramienta de trituración o de mezcla que gira en torno a un eje vertical, con cantos detrabajo que mezclan y/o trituran el material, produciéndose el calentamiento en particular mediante la carga con energíamecánica,

caracterizado por que

el material plástico de polietileno de alta densidad (HDPE) se calienta a una temperatura de entre 50°C y 130°C,preferentemente entre 90°C y 122°C, el material plástico de polietileno de baja densidad (LDPE) se calienta a unatemperatura de entre 50°C y 110°C, preferentemente entre 75°C y 105°C, y el material plástico de polipropileno (PP) secalienta a una temperatura de entre 50°C y 155 °C, preferentemente de entre 100°C y 150°C,y por que el material plástico se mezcla a una velocidad periférica de la punta agitadora más exterior de la herramientade mezcla o de trituración de entre 1 y 35 m/s, preferentemente de entre 3 y 20 m/s, y permanece en el reactor duranteun tiempo de permanencia medio de entre 10 y 100 min, en particular de entre 20 y 70 min, y se trata bajo vacío ≤ 150mbar, preferentemente ≤ 50 mbar, en particular ≤ 20 mbar, particularmente entre 0,1 y 2 mbar.

La invención se refiere a un procedimiento para el pretratamiento, reacondicionamiento o reciclaje de material sintético termoplástico conforme al concepto general de la reivindicación 1.

El reacondicionamiento de residuos de plástico se ha convertido en la actualidad en un importante y creciente problema. Sin embargo, un reciclaje eficiente va acompañado de múltiples problemas que hay que tener en cuenta. Por ejemplo, los plásticos a tratar suelen ser residuos con las más diversas formas, configuración, espesor, etc. Además, los distintos plásticos presentan distintas propiedades químicas y físicas entre sí. Por otro lado, la mayoría de los plásticos a reciclar están contaminados con sustancias tóxicas y otros contaminantes que hay que limpiar para poder ponerlos nuevamente en circulación.

Existe un gran número de procedimientos distintos para recuperar y reciclar plásticos. Sin embargo, en estos procedimientos únicamente se tienen en cuenta ciertos aspectos individuales, de modo que, aunque los procedimientos conocidos del estado actual de la técnica sirven para ciertos fines específicos, fallan a la hora de aplicarlos en otros ámbitos y con otros requisitos y problemas.

Ciertos aspectos de los procedimientos, así como los dispositivos apropiados para realizar dichos procedimientos, están descritos por ejemplo en la WO 01/21372, en la AT 411 235 B, en la WO 00/74912 A, en la WO 02/100624 A o en la WO 89/07042, que provienen en su conjunto de la empresa solicitante.

Por ejemplo, en el reciclaje de plásticos, en particular los higroscópicos, es importante que el material a reciclar esté lo más seco posible a fin de evitar una descomposición hidrolítica de las cadenas moleculares durante la plastificación o la fusión. Esto, entre otras cosas, debe tenerse en cuenta al llevar a cabo el procedimiento.

También hay que tener en cuenta los problemas tecnológicos del procedimiento como, por ejemplo, el pegado de algunos plásticos a temperaturas más elevadas.

Además, la creciente reutilización de plásticos reciclados también ha llevado al uso de material reciclado en el campo de los envases de alimentos. No obstante, cuando existe contacto directo entre el plástico reciclado y el alimento, debe garantizarse que ninguna combinación no deseada del envase fabricado con plástico reciclado penetre en el alimento. Para resolver este problema, se han desarrollado ya numerosos procedimientos para reciclar material plástico usado y, por tanto, sucio y a menudo con impurezas tóxicas en relación con alimentos, de tal modo que el material plástico reciclado obtenido se pueda volver a emplear en el campo de los envases de alimentos sin problemas.

Para ello se conoce, en primer lugar, la aplicación de procedimientos químicos. Se ha propuesto someter los materiales plásticos de uso común a una pirólisis, en la que el plástico se disgrega con la exclusión de oxígeno atmosférico. Otro procedimiento químico de reciclaje se consigue con la hidrogenación de plásticos, a cuyo efecto se efectúa una transformación con hidrógeno a elevada presión y elevada temperatura. Estos procedimientos químicos tienen la ventaja de que el material plástico obtenido está ampliamente exento de partículas tóxicas, pero tienen en su contra para una aplicación rentable las consideraciones energéticas y lo costoso de la aplicación a instalaciones específicas.

En cambio, los procedimientos físicos trabajan con temperaturas considerablemente más bajas, de modo que la estructura, y en particular la longitud de las cadenas moleculares del plástico reciclado, se conserva.

Los sistemas convencionales de secado conocidos de las últimas tecnologías son, por ejemplo, los secadores de aires seco que con un chorro de aire de aprox. 1, 85 m3/h y kg secan granulado. Con ello se seca, por ejemplo, PLA no cristalizado a 45 °C, durante aprox. 4 h, con un punto de rocío de –40°C, y PLA cristalizado a 90°C, durante unas 2 h, con un punto de rocío de –40°C.

Debido a las bajas temperaturas de secado, especialmente en el tratamiento de material no cristalizado, el tiempo de secado, no obstante, es relativamente largo, y se requiere un control extremadamente preciso de la temperatura. Esto es extremadamente difícil, cuando no imposible, para granulados y, sobre todo, para todas las demás formas como, p. ej., copos, films, napas, etc.

Por este motivo, se puede intentar alcanzar una cristalización del material plástico antes del secado. Una cristalización de ese tipo se puede lograr, por ejemplo, moviendo o bien cargando mecánicamente las partículas uniformemente a una temperatura inferior a la de secado, en cualquier caso a una temperatura inferior a la de fusión o plastificación. El movimiento resulta ventajoso para evitar que las distintas partículas se peguen entre sí.

Puesto que, no obstante, los materiales previstos para el reciclaje están sucios en su mayoría y se someten a un lavado y acaso a una trituración previa con ensuciamiento simultáneo, en la mayoría de casos se produce previamente una trituración o molido, un lavado y un secado definidos. Un secado previo de ese tipo no debería superar al menos un contenido de agua de un valor inferior al 1, 5 del peso % del material plástico a aplicar o a reciclar.

Si se realiza previamente un paso de cristalización antepuesto con un cristalizador convencional, también resulta extremadamente difícil, y las conglutinaciones son muy frecuentes.

Además, para dificultar aún más la realización de un procedimiento para el tratamiento de plásticos, se da el hecho de que, para las más diversas aplicaciones, se utilizan plásticos completamente distintos, que se diferencian esencialmente unos de otros en cuanto a propiedades químicas y físicas. Por ejemplo, el PET tiene propiedades muy distintas al PE, o el PS tiene otras propiedades que el PP.

Por lo tanto, no es fácil trasladar o poner en práctica directamente los conocimientos obtenidos con el reprocesamiento de un material polímero a otro material. En consecuencia, cada polímero necesita su propia consideración y evaluación especiales y condiciones del procedimiento ajustadas específicamente para cada material. En la aplicación exacta del procedimiento influyen además también la forma y, sobre todo, el grosor del material a tratar.

Puesto que, por otro lado, también los parámetros de cristalización, de secado, de lavado y, p. ej., de aumento de viscosidad presentan una compleja interactuación, la cual sólo es predecible con dificultad y no admite reglas de aplicación general, en cada caso concreto se necesita para cada polímero y cada forma y tipo de los residuos a reciclar una adaptación especial de los parámetros del procedimiento.

El cometido de la presente invención es, por lo tanto, crear un procedimiento con el que se puedan tratar materiales plásticos poliolefínicos en forma polietilenos de alta densidad (HDPE, polietilenos de baja intensidad (LDPE) , polipropileno (PP) o mezclas de estos materiales plásticos de forma no dañina, eficaz y económica.

Además, mediante este procedimiento, se pretende hacer posible tratar de una forma suave dicho tipo de plásticos poliolefínicos o dicho tipo de plásticos con un elevado contenido de humedad.

Asimismo, es cometido de la invención crear un procedimiento con el que estos plásticos a reciclar, independientemente de su tipo, forma y composición, se pueda secar y, dado el caso, cristalizar simultáneamente en un mismo paso.

También es cometido de la invención prever un procedimiento con el que estos plásticos puedan someterse a un reciclaje rápido y, a ser posible, con ahorro energético, presentando los plásticos reciclados y recuperados o el granulado fabricado con la masa fundida resultante o los objetos fabricado con él, a ser posible un elevado grado de viscosidad y, en especial, una viscosidad que sea comparable con los valores de viscosidad del material a reciclar. El objetivo es elevar el valor de viscosidad del regranulado.

Además, es cometido de la invención prever un procedimiento con el que los plásticos muy sucios o contaminados o muy estampados de este tipo se puedan tratar sin influir negativamente en las propiedades mecánicas del plástico y/o en las propiedades de su masa fundida. Los plásticos reciclados y recuperados o bien la masa fundida de plástico obtenida o bien el granulado fabricado con la masa fundida deben ser aptos para los alimentos,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el pretratamiento y reacondicionamiento de material plástico poliolefínico a reciclar en forma de polietileno de alta densidad (HDPE) , polietileno de baja intensidad (LDPE) , polipropileno (PP) , o mezclas de estos materiales plásticos, estando presente el material en forma de copos de envases triturados o de gránulos, calentándose y al mismo tiempo cristalizándose, secándose y/o purificándose el material plástico a procesar en al menos un recipiente colector o reactor bajo mezcla continua y, dado el caso, trituración, aplicándose para la mezcla y calentamiento del material plástico al menos una herramienta de trituración o de mezcla que gira en torno a un eje vertical, con cantos de trabajo que mezclan y/o trituran el material, produciéndose el calentamiento en particular mediante la carga con energía mecánica, caracterizado por que el material plástico de polietileno de alta densidad (HDPE) se calienta a una temperatura de entre 50°C y 130°C, preferentemente entre 90°C y 122°C, el material plástico de polietileno de baja densidad (LDPE) se calienta a una temperatura de entre 50°C y 110°C, preferentemente entre 75°C y 105°C, y el material plástico de polipropileno (PP) se calienta a una temperatura de entre 50°C y 155 °C, preferentemente de entre 100°C y 150°C, y por que el material plástico se mezcla a una velocidad periférica de la punta agitadora más exterior de la herramienta de mezcla o de trituración de entre 1 y 35 m/s, preferentemente de entre 3 y 20 m/s, y permanece en el reactor durante un tiempo de permanencia medio de entre 10 y 100 min, en particular de entre 20 y 70 min, y se trata bajo vacío : 150 mbar, preferentemente : 50 mbar, en particular : 20 mbar, particularmente entre 0, 1 y 2 mbar.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el material plástico se calienta a una temperatura superior a la temperatura de transición vítrea.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la herramienta de mezcla o de trituración puede girar alrededor de un eje vertical y, dado el caso, está dispuesta en varios niveles superpuestos.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado por que el procedimiento se lleva a cabo en una fase en un único reactor o por que el material plástico se calienta, seca, cristaliza y purifica en un solo paso de trabajo, en particular en un único reactor.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado por que el procedimiento se realiza con o sin presecado y/o con o sin precristalización del material plástico.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 3 y/o 5, caracterizado por que el procedimiento se efectúa en varias fases, en particular en dos fases, colocándose dos o más recipientes colectores o reactores en serie y/o paralelo y pasando el material a procesar por estos recipientes sucesivamente en orden.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que las condiciones del procedimiento conforme a las reivindicaciones de la 1 a la 5 se aplican en al menos un recipiente, en particular en el primero en ser alimentado o bien para el pretratamiento.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 o 7, caracterizado por que el material plástico, en particular los polímeros detallados con baja inerticidad y/o largo tiempo de difusión, se lleva en un pretratamiento antepuesto a una cierta temperatura, en particular cercana a la temperatura del proceso del tratamiento principal.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 6 a la 8, caracterizado por que el material plástico se somete en la primera fase a un pretratamiento, en particular bajo condiciones de vacío, mediante carga con energía mecánica y, con ello, se calienta y, a una temperatura más elevada, se seca y, dado el caso, se cristaliza simultáneamente, y por que, a continuación, en una segunda fase precedente a una eventual plastificación o fusión, se produce un tratamiento principal del material plástico, en el que el material plástico, en particular bajo condiciones de vacío, se vuelve a secar y se sigue cristalizando mediante la aplicación de energía mecánica en movimiento, efectuándose este tratamiento principal en particular a una temperatura más elevada en comparación con el pretratamiento.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 6 a la 9, caracterizado por que el material plástico se somete a una pretrituración y/o lavado y/o presecado antes del pretratamiento.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 6 a la 10, caracterizado por que la temperatura del tratamiento principal se mantiene por debajo de la temperatura de plastificación o de fusión del material plástico.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 6 a la 11, caracterizado por que el material plástico se somete al pretratamiento en corriente continua.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 12, caracterizado por que el procedimiento se realiza de forma continua o discontinua o bien como proceso por lotes.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 13, caracterizado por que el material plástico se plastifica o funde finalmente y, a continuación, dado el caso tras un filtrado, en particular bajo condiciones de vacío, se conduce a un extrusor o se procesa para convertirlo en granulado.