Procedimiento para el tratamiento y lavado de un material polímero.

Procedimiento para el tratamiento y lavado de un material polímero,

en el que el material polímero que se encuentra fragmentado y no fundido se mueve y calienta en un recipiente colector (1) mediante al menos una herramienta de mezcla y/o de trituración (12, 21) y en el que, para la eliminación de sustancias interferentes indeseadas que afectan negativamente en el tratamiento o posterior procesamiento del material, se introduce un agente de lavado en una zona situada por debajo del nivel del material que se encuentra en el recipiente colector (1) en funcionamiento o por debajo del nivel de material del torbellino de mezcla que se genera en el interior del recipiente colector (1), conduciéndose el agente de lavado al menos por una parte del material con la formación de un flujo forzoso y extrayéndose a continuación del recipiente colector (1) el agente de lavado ahora enriquecido con o saturado de sustancias interferentes por una zona situada por encima del nivel del material que se encuentra en el recipiente colector (1) en funcionamiento o bien por encima del nivel de material del torbellino de mezcla, en el que el agente de lavado se introduce en el recipiente colector (1) a través de al menos un medio de alimentación (50) dispuesto en al menos una lanza (70) que sobresale hacia el espacio interior del recipiente colector (1) desde una pared lateral (2) del recipiente colector (1), caracterizado por que la lanza (70) tiene básicamente la forma de una placa y presenta un espesor relativamente reducido, con una superficie superior (83) que apunta hacia arriba, dado el caso orientada en paralelo respecto a la superficie de la base (3), y una superficie inferior (84) en la parte opuesta que apunta hacia abajo, preferentemente orientada en paralelo respecto a la superficie superior (83).

La invención se refiere a un procedimiento según la reivindicación 1, así como a un dispositivo según la reivindicación 6.

Muchas aplicaciones para el reciclaje de plásticos sufren efectos problemáticos de alimentación, tales como una elevada humedad residual, grandes variaciones de densidad, porciones de carga demasiado grandes, etc. Esto influye negativamente en el rendimiento del extrusor acoplado a continuación o bien en la rentabilidad del procedimiento. El extrusor se resiente con estas influencias de alimentación, lo que conlleva reducciones y fluctuaciones del rendimiento de producción, un rendimiento irregular de fusión, una menor calidad del producto, dado el caso un desgaste más elevado y, en general, una reducción de la productividad.

Resulta especialmente inconveniente cuando las sustancias volátiles se transportan fuera del recipiente colector junto con el material tratado y van a parar al extrusor conectado directa o indirectamente con el recipiente colector, pues en este caso existe el riesgo de que en el material extruído haya inclusiones gaseosas de diversa naturaleza, lo que disminuye considerablemente la calidad del material obtenido en la salida del extrusor. Este peligro tampoco se puede eliminar completamente con los dispositivos de desgasificación que suelen estar previstos en los extrusores. Además, dichas sustancias volátiles o interferentes generalmente no se pueden evitar desde un principio, pues se trata de vapor de agua, productos de disociación del material a procesar, partículas de refrigerante gaseosas o evaporadas, etc. En particular, estas partículas de sustancias volátiles pueden ser considerables en los materiales plásticos húmedos de partida.

Deben considerarse sustancias interferentes todas aquellas que emergen del material a tratar o se desprenden del material introducido o eventualmente incluso se introducen junto con el material y pueden conllevar un perjuicio posterior del procesamiento. Las sustancias interferentes pueden adherirse externamente a las superficies del material a tratar, como es el caso sobre todo en el agua de lavar, revestimientos de superficies, etc. y una vez allí se volatilizan, subliman, desprenden de la superficie, etc. No obstante, estas sustancias interferentes pueden estar también presentes en la matriz del material o en su interior y, entonces, durante el procesamiento, se difunden hacia fuera y allí se volatilizan, se subliman, etc. Esto se debe tener en cuenta sobre todo en los aditivos orgánicos, por ejemplo en plastificantes, pero también puede haber agua, monómeros, gases o ceras en la matriz. Por lo tanto, también puede tratarse en el caso de las sustancias interferentes a eliminar de sustancias sólidas o polvo.

Del estado de la técnica, por ejemplo de la WO /74912 Al, se conocen dispositivos con dos herramientas de mezcla superpuestas en el compresor de corte que reducen estos problemas. Este tipo de dispositivos ha dado muy buenos

resultados en el tratamiento de materiales sintéticos, en particular los termoplásticos. Sin embargo, estos dispositivos no suelen ser capaces de eliminar completamente todas las sustancias interferentes, lo que conlleva efectos negativos en el tratamiento o procesamiento. Sobre todo hay problemas en los materiales plásticos de elevada humedad externa, como por ejemplo las escamas de cera de poliolefina, etc. También los materiales de elevada humedad interna, como por ejemplo las fibras de poliamida, son problemáticos. En este caso, entre los discos o herramientas de mezcla se pueden producir condensaciones o evaporaciones, por ejemplo por el aire saturado de humedad, lo que a su vez, además de las otras desventajas mencionadas, produce un mayor consumo energético del sistema.

Para reducir este problema aún más, de la EP 2 117 796 Al se conoce un dispositivo en el que se introduce un gas por debajo del nivel de material del torbellino de mezcla que se genera, y el gas enriquecido con sustancias interferentes se vuelve a extraer por encima del nivel de material del torbellino de mezcla. En este dispositivo, el gas se alimenta a través de la base, a través de las paredes laterales o a través de las herramientas de mezcla. De este modo se eliminan eficazmente la humedad o las sustancias interferentes existentes en el material.

Además, de la EP 13 754 Al y de la JP 21 3244 se conocen dispositivos en los que se puede introducir aire comprimido a través de elementos que sobresalen por ei espacio interior dei recipiente colector, por ejemplo en forma de boquillas atomizadoras.

El cometido de la presente invención es crear un procedimiento ventajoso, económico y eficaz para eliminar a ser posible completamente las sustancias interferentes no deseadas que afectan negativamente en el tratamiento o posterior procesamiento del material.

Además, también es cometido de la invención crear un dispositivo de estructura sencilla y estable con el que se pueda introducir el agente de lavado.

Este cometido se resuelve con un procedimiento del tipo arriba mencionado mediante las características distintivas de la reivindicación 1.

Según ia invención, está previsto que ia lanza presente básicamente ia forma de una placa con un espesor relativamente reducido, con una superficie superior que apunta hacia arriba, orientada dado ei caso en paralelo a ia superficie de ia base, y una superficie inferior que apunta hacia abajo en ia parte opuesta, orientada preferentemente en paralelo a ia superficie superior. De este modo, ios copos pasan rozando ia lanza por ambos lados. Esto da como resultado una forma de ejecución estable y ventajosa desde ei punto de vista técnico de flujo.

En ensayos, se ha comprobado sorprendentemente que la disposición según la invención del medio de alimentación en las lanzas que sobresalen hacia dentro tiene

un notable efecto positivo en el barrido del material con el agente de lavado y, con ello, en la eliminación de las sustancias interferentes. Por consiguiente, el agente de lavado no se introduce únicamente por el borde más exterior del recipiente colector o del torbellino de mezcla - como es el caso cuando el agente de lavado se introduce a través de orificios situados en la base o en la pared lateral - sino más al interior del recipiente, lo que permite una distribución mejor y más uniforme del mismo. Además, el agente de lavado se introduce mediante elementos fijos o estáticos, a diferencia de la introducción del agente de lavado a través de herramientas de mezcla en rotación. Gracias a esto, la dosificación del agente de lavado se resuelve de un modo muy sencillo desde el punto de vista del diseño y, a pesar de ello, el agente de lavado también se puede introducir en zonas situadas en el interior del recipiente colector. Mientras que en la introducción del agente de lavado a través de las herramientas de mezcla hay restricciones por la posición de las mismas, las lanzas según la invención se pueden disponer a cualquier altura y en cualquier número en el recipiente colector. Esto permite tener en cuenta las particularidades del torbellino de mezcla o de las trayectorias del movimiento de las partículas y seleccionar el punto más favorable de adición dosificada. Además, una lanza que sobresale hacia el interior tiene la ventaja de que el material se tiene que abrir paso al toparse con la lanza, con lo que el agente de lavado se aplica a los copos directamente y por todos los lados, mientras que con la introducción a través de la pared lateral únicamente se somete directamente al agente de lavado la capa más exterior del flujo de los copos.

Por lo tanto, el procedimiento según la invención conlleva una eliminación sencilla desde el punto de vista constructivo y muy eficaz de las sustancias interferentes y además una aplicación reducida de agente de lavado.

En las reivindicaciones dependientes se describen otras configuraciones ventajosas de la invención:

Es esencial que el agente de lavado se introduzca siempre a una altura por debajo del nivel de material, al tiempo que también es ventajoso que el agente de lavado se introduzca en el recipiente colector por la zona del tercio inferior de la altura de dicho recipiente. Mediante la inyección de un agente de lavado desde abajo se produce además una descompactación del depósito de sedimentación, con lo que se garantiza un tratamiento aún mejor del material. Con ello, en esta zona se produce una mezcla intensiva y una buena distribución del agente de lavado en el material.

En este contexto, es ventajoso que esté previsto que el agente de lavado se introduzca en el recipiente colector por la zona situada bajo la herramienta de mezcla más próxima a la base. Sobre todo en esta zona, donde el arremolina miento es relativamente más reducido,... [Seguir leyendo]

1- Procedimiento para el tratamiento y lavado de un material polímero, en el que el material polímero que se encuentra fragmentado y no fundido se mueve y calienta en un recipiente colector (1) mediante al menos una herramienta de mezcla y/o de trituración (12, 21) y en el que, para la eliminación de sustancias interferentes indeseadas que afectan negativamente en el tratamiento o posterior procesamiento del material, se introduce un agente de lavado en una zona situada por debajo del nivel del material que se encuentra en el recipiente colector (1) en funcionamiento o por debajo del nivel de material del torbellino de mezcla que se genera en el interior del recipiente colector (1), conduciéndose el agente de lavado al menos por una parte del material con la formación de un flujo forzoso y extrayéndose a continuación del recipiente colector (1) el agente de lavado ahora enriquecido con o saturado de sustancias interferentes por una zona situada por encima del nivel del material que se encuentra en el recipiente colector (1) en funcionamiento o bien por encima del nivel de material del torbellino de mezcla, en el que el agente de lavado se introduce en el recipiente colector (1) a través de al menos un medio de alimentación (5) dispuesto en al menos una lanza (7) que sobresale hacia el espacio interior del recipiente colector (1) desde una pared lateral (2) del recipiente colector (1), caracterizado por que la lanza (7) tiene básicamente la forma de una placa y presenta un espesor relativamente reducido, con una superficie superior (83) que apunta hacia arriba, dado el caso orientada en paralelo respecto a la superficie de la base (3), y una superficie inferior (84) en la parte opuesta que apunta hacia abajo, preferentemente orientada en paralelo respecto a la superficie superior (83).

2.- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el agente de lavado se introduce en el recipiente colector (1) por la zona del tercio inferior de la altura del recipiente colector (1) y/o por que, en caso de haber dos o más herramientas de mezcla (12, 21) superpuestas, el agente de lavado se introduce en el recipiente colector (1) por la zona situada entre las herramientas de mezcla (12, 21).

3- Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el agente de lavado se introduce en aquella zona del recipiente (1) en la que las partículas de material que están en movimiento o en rotación dentro del recipiente colector (1) ejercen la mayor presión sobre la pared lateral (2) del recipiente colector (1).

4.- Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado por que el agente de lavado es un agente gaseoso, en particular aire o un gas inerte,

y/o por que antes de su alimentación se calienta y/o seca y/o por que el material polímero se encuentra en el recipiente colector (1) en forma de partículas o copos de polímero termoplásticos y por que el material polímero está permanentemente fragmentado o en forma de partículas y ablandado, pero no fundido.

5.- Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado por que el material polímero se extrae a través de un tornillo sinfín (17), cuya carcasa (16) está conectada a través de un orificio de entrada (27) con un orificio de descarga (15) del recipiente colector (1), preferentemente a través de un extrusor, estando dispuesto el orificio de descarga (15) en la pared lateral (2) del recipiente colector (1), cerca de la superficie de su base (3).

6.- Dispositivo para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 5, con al menos un recipiente colector (1) en el que está dispuesta al menos una herramienta de mezcla (12, 21) que gira en torno a un eje (8), mediante la cual se mueve, mezcla, calienta y, dado el caso, tritura el material polímero que se encuentra en el interior del recipiente colector (1) estando en funcionamiento, estando previsto en el recipiente colector (1), por debajo del nivel del material que se encuentra en el recipiente colector (1) en funcionamiento o por debajo del nivel de material de un torbellino de mezcla que se forma en funcionamiento, al menos un medio de alimentación (5) para la entrada de un agente de lavado al interior del recipiente colector (1), en el que en una pared lateral (2) del recipiente colector (1) está dispuesta al menos una lanza (7) que sobresale desde la pared lateral (2) hacia el interior y por que el medio de alimentación (5) está dispuesto en la lanza (7), caracterizado por que la lanza (7) tiene básicamente la forma de una placa y presenta un espesor relativamente reducido, con una superficie superior (83) que apunta hacia arriba, dado el caso orientada en paralelo respecto a la superficie de la base (3), y una superficie inferior (84) en la parte opuesta que apunta hacia abajo, preferentemente orientada en paralelo respecto a la superficie superior (83).

7.- Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado por que la lanza (7) está orientada en paralelo con respecto a la herramienta de mezcla (12, 21) o en perpendicular respecto al eje (8) y/o por que la lanza (7) está orientada básicamente de forma radial hacia el interior.

8.- Dispositivo según la reivindicación 6 o 7, caracterizado por que la lanza (7) o bien la superficie superior (83) presenta la forma de una aleta de tiburón, con un borde delantero (8) curvado, y preferentemente redondeado, que apunta en la

dirección de movimiento o de rotación de la herramienta de mezcla (12, 21) y un borde trasero (81) recto o curvado situado en el sentido de flujo, convergiendo preferentemente el borde delantero (8) y el borde trasero (81) formando una punta (82).

9- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 8, caracterizado por que los medios de alimentación (5) están constituidos como orificios sueltos singulares o boquillas, preferentemente con un diámetro de entre 1 y 3 mm respectivamente, y/o por que los medios de alimentación (5a, 5b, 5c) terminan a ras con la superficie exterior de la lanza (7) y/o por que los medios de alimentación (5) están constituidos o dispuestos tanto en la superficie superior (83) como en la superficie inferior (84).

1.- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 9, caracterizado por que los medios de alimentación (5) están constituidos o dispuestos, dado el caso exclusivamente, en o sobre el borde trasero (81) y/o por que en cada lanza (7) están constituidos o dispuestos varios medios de alimentación (5), preferentemente en hileras que discurren en paralelo al borde delantero (8) o al borde posterior (81), en particular entre 3 y 8 orificios, siendo la superficie de orificio total de todos los orificios constituidos en una o en todas las lanzas (7) preferentemente de entre 38 mm2 y 6 mm2.

11- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 1, caracterizado por que la lanza (7) está dispuesta por debajo de la herramienta de mezcla (12) de más abajo, próxima a la base, y/o por que la lanza (7) está dispuesta en la zona del tercio inferior de la altura del recipiente colector (1) y/o en el recipiente colector (1) están previstas al menos dos herramientas de mezcla (12, 12) superpuestas y por que la lanza (7) está dispuesta en la zona situada entre las herramientas de mezcla (12, 21), preferentemente de forma centrada y/o por que la lanza (7) está dispuesta en aquella zona de la pared lateral (2) del recipiente (1) en la que las partículas de material que están en movimiento o en rotación dentro del recipiente (1) ejercen la máxima presión sobre la pared lateral (2) el recipiente (1).

12.- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 11, caracterizado por que están previstas varias lanzas (7), dispuestas a la misma altura a lo largo del perímetro de la pared lateral (2) del recipiente colector (1), preferentemente distribuidas regularmente.

13.- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 12, caracterizado por que la lanza (7) está hueca o por que en la lanza (7) está constituido un canal o espacio vacío conectado en flujo con una zona situada fuera del recipiente colector (1), a través del cual se puede introducir el agente de lavado y fluir al medio de alimentación (5).

14.- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 13, caracterizado por que la lanza (7) se extiende al menos a lo largo de una longitud mayor o igual al 1 %, preferentemente al 2 %, del radio del recipiente colector (1) y/o por que el medio de alimentación (5) situado más al interior de cada lanza (7) presenta una distancia radial con respecto a la pared lateral (2) mayor o igual al 1 %, preferentemente al 2 %, del radio del recipiente colector (1).

15.- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 14, caracterizado por que la lanza (7) está fijada de forma giratoria a la pared lateral (2) o por que el ángulo de inclinación o de colocación de la lanza (7) o el ángulo de la superficie superior (83) con respecto a la superficie de la base (3) es regulable.

16.- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 15, caracterizado por que en el recipiente colector (1) está previsto al menos un medio de evacuación (51) para la salida del recipiente colector (1) del agente de lavado, enriquecido con o saturado de sustancias interferentes, por encima del nivel del material que se encuentra en el recipiente colector (1) en funcionamiento o por encima del nivel de material del torbellino de mezcla, por ejemplo un orificio en la tapa del recipiente o en la pared del recipiente.

17.- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 16, caracterizado por que el recipiente colector (1) es básicamente cilindrico, con una superficie de la base (3) plana y una pared lateral (2) orientada en vertical respecto a ella en forma de camisa cilindrica, y/o por que el eje de rotación (8) coincide con el eje central del recipiente colector (1) y/o por que el eje de rotación (8) o el eje central están orientados en vertical o en perpendicular a la superficie de la base (2) [sic].

18.- Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 6 a la 17, caracterizado por que está previsto al menos un tornillo sinfín (17), preferentemente un extrusor, para transportar el material fuera del recipiente colector (1), cuya carcasa (16) está conectada, por ejemplo radial o tangencialmente, a través de un orificio de entrada (27) con un orificio de descarga (15) del recipiente colector (1), estando dispuesto el

orificio de descarga (15) en la pared lateral (2) del recipiente colector (1), cerca de la superficie de la base (3).