Selección de la tecnología
El proceso seleccionado para la producción de RPET es el reciclado mecánico, por ser el
sistema de valorización más habitual del PET.
El esquema de la tecnología de reciclado dependerá de tres factores:
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Origen del residuo (residuo del proceso industrial o residuo post consumo).
Producto final del reciclador (triturado o escama, granza, producto semi elaborado,
producto final).
Aplicación final a la que va destinada (fibra, lámina, bidón, alimentario o no, palet,
etc.).
En la figura se muestra el esquema global del proceso de reciclado mecánico de PET, donde
se puede observar que dentro del reciclado mecánico cabe la posibilidad de distinguir dos
tipos de proceso: reciclado mecánico convencional y procesos de súper-limpieza; siendo el
segundo complementario al primero. La etapa de súper-limpieza se requiere para poder
obtener una calidad de escama/granza apta para su uso en el sector alimentario.
Reciclado mecánico convencional
El proceso de reciclado convencional de PET puede constar de varias etapas las cuales se
describen a continuación:
Selección/Separación: El objetivo de esta etapa es obtener un producto más limpio,
mediante la eliminación de impurezas de otros materiales. Esta selección se hace de forma
automática y/o manual, basándose en una amplia variedad de criterios: color (por ejemplo
eliminar colores críticos como amarillo, verde, marrón rojo y negro; dejar solo los azules e
incoloros), materiales plásticos (eliminación de PE, PP, PVC), forma (por ejemplo
seleccionar solo botellas de refresco y agua) y eliminación de materiales metálicos.
En función de las propiedades de los materiales se utilizan diferentes sistemas de
separación: separadores colorimétricos, de infrarrojo cercano (NIR), triboeléctricos,
ultravioletas, Foucault o corrientes de Eddy, etc. Su mayor o menor efectividad depende de
las características de lo que hay que separar: grado de suciedad, humedad, etc.
Además se suele hacer una detección y separación de elementos metálicos férricos del
triturado mediante imanes dispuestos en diferentes puntos de la línea, antes de los
trituradores para protegerlos y también después para evitar el desgaste del resto de la
maquinaria durante el proceso.
Estos procesos de separación de impurezas se pueden realizar en diferentes puntos a lo
largo de toda la línea de reciclado, pudiendo ser más o menos exhaustivos en función de la
aplicación prevista y de las condiciones en las que el residuo llega a la planta recicladora.
Triturado: Los envases son reducidos de tamaño, normalmente mediante molinos de
cuchillas. El tamaño final puede variar de una instalación a otra, aunque lo habitual es
obtener una escama menor de 10 mm y libre de polvo.
Lavado: Se suele hacer sobre el triturado (aunque también puede haber un lavado inicial
sobre el envase). Se puede utilizar agua, tensoactivos y/o sosa diluida a una temperatura
que puede ser variable (lavado en frío o temperatura ambiente, lavado medio a unos 40ºC o
lavado en caliente de 70 ºC a 90 ºC. Se puede encontrar un único equipo de lavado o varios
dispuestos, normalmente, en línea. Mediante este lavado se eliminan contaminantes
orgánicos (residuos de cola), tierra y arena presentes en la superficie de la escama. Los
tensoactivos y la sosa empleados son eliminados mediante lavados sucesivos con agua; en
el caso de que el enjuague no fuera adecuado, quedarían restos de estas sustancias que
supondrían una contaminación en la escama final. Mediante el conjunto de lavados se
separan además otra serie de impurezas como poliolefinas, papeles y otros residuos por
diferencias de densidad y flotación. En ocasiones se utilizan métodos de fricción,
centrifugación, ciclón, etc. para mejorar el lavado y la eliminación de elementos no
deseados.
Secado: El triturado ya limpio y más puro es secado (150-180ºC), para su almacenamiento,
su posterior extrusión o para una fase de descontaminación en forma de granza o escama,
dependiendo del proceso. El tiempo de secado de la escama puede variar mucho (desde
algunos minutos hasta varias horas) dependiendo de si se hace en presencia de vacío o no.
Extrusión/granceado: En este proceso, la escama ya limpia y seca es sometida a una
extrusión (con temperatura y presión) para la obtención del producto final o granza
(pellets). Este proceso es un tratamiento principalmente térmico y hará que se modifiquen
ciertas características de la escama y que ciertos volátiles o contaminantes se eliminen,
puesto que la transformación se realiza a elevada temperatura.
Proceso Descontaminación: Super-Limpieza
En la actualidad es posible distinguir tres tipos de procesos de súper-limpieza en función
del tratamiento que se utilice de descontaminación:
Descontaminación mediante tratamiento térmico: Este proceso se lleva a cabo
introduciendo el triturado en una extrusora a 280ºC. Las impurezas infundibles e insolubles
que todavía pueda contener el material se quedarán en el filtro para ser eliminadas. Si se
mantiene esta temperatura se puede producir una ruptura de cadenas y en general una caída
de la viscosidad por lo que es necesario, para mantener las propiedades provocar una poli
condensación que aumente la masa molecular en peso y en número. Durante esta poli
condensación es necesario eliminar el agua liberada por la esterificación haciendo el vacío
o mediante corriente gaseosa durante toda la reacción. Principalmente la poli condensación
elimina contaminantes por difusión, debido a la exposición de la escama de PET a altas
temperaturas con tiempos de residencia largos.
Descontaminación mediante tratamiento químico-físico: Este tipo de descontaminación
consiste básicamente en un decapado químico de la superficie y primeras capas del PET,
donde pueden estar ubicados los contaminantes (por penetración / adsorción / absorción).
Se suele hacer humedeciendo el PET con una colada de sosa y manteniéndolo algunas
horas en un mezclador rotativo a alta temperatura, lo que provoca una hidrólisis de las
funciones éster de la parte superficial. Este tipo de poli condensación elimina
contaminantes por difusión, debido a la exposición de la escama de PET a altas
temperaturas con tiempos de residencia largos. También elimina contaminantes por
reacción química en la superficie de la escama.
Descontaminación mediante extracción con disolventes: Este sistema se basa en la
disolución / precipitación selectiva en disolventes de los plásticos y en la eliminación de
cualquier otra sustancia presente. Es un proceso que todavía no se ha desarrollado
realmente a escala industrial, aunque a escalas menores se han obtenido buenos resultados.
Fig. Tecnologías disponibles para la etapa de descontaminación de PET
Normalmente la descontaminación a escala industrial se hace mediante tratamiento térmico o con
tratamiento térmico y químico conjuntamente. Debido a que el objetivo del diseño es producir
RPET de grado alimenticio a partir de residuos post consumo, la tecnología seleccionada de
descontaminación es la de Vacurema. La tecnología Vacurema Prime® de Erema® descontamina y
filtra de forma eficiente el PET, devolviéndolo integralmente a su composición molecular original,
con alta pureza y con grado alimenticio. Esta es la tecnologías de descontaminación usada por la
empresa Plastitec Group, la cual es referente nacional en producción RPET de grado alimenticio.
Funcionamiento del proceso Vacurema Prime
Dos secadores de cristalización al vacío dispuestos paralelamente y que operan por lote, son
llenados con hojuelas de PET amorfas y limpias. El excepcionalmente alto nivel de pureza del RPET
producido es logrado por un tiempo de tratamiento mínimo garantizado y exactamente definido
para cada hojuela delgada de PET en condiciones de vacío y a mayor temperatura. Los tiempos
ajustables de operación por lote permiten cumplir con los requerimientos especificados por las
autoridades y los dueños de empresas. Los dos secadores de cristalización idénticos están situados
inmediatamente aguas arriba del reactor de vacío de funcionamiento continuo. El aumento de la
viscosidad intrínseca (IV) de las escamas de PET tiene lugar dentro del reactor a través de
policondensación de fase sólida, que lo lleva al nivel requerido. El material es fundido al vacío en el
sistema de extrusión conectado directamente. La extrusora es de mono-husillo de diseño
compacto para minimizar el estrés térmico del material.
1) Descontaminación por lote de las hojuelas de PET: Se remueve la humedad e impurezas de
la materia prima mediante el pre tratamiento al vacío y altas temperaturas antes de la
etapa de la extrusión. Esto previene la descomposición oxidativa e hidrolítica del material
fundido en la extrusora.
2) Incremento de la viscosidad intrínseca (IV) al nivel requerido
3) Fusión al vacío
4) Extrusora de un solo tornillo: El tornillo extrusor muy corto reduce el estrés térmico en el
material debido a un menor tiempo de permanencia.
5) El robusto filtro completamente automatizado elimina incluso las más pequeñas
partículas de aluminio, acero, y otras del material fundido. Las grandes áreas de filtro
activas permiten la filtración con finura de hasta 32 μm con un bajo nivel de presión. El
resultado son gránulos altamente limpios.
6) Pelletizador bajo el agua para cristalización en línea: El PET fundido se corta en agua
caliente y se transporta a la centrífuga, donde los pellets se cristalizan mediante
cristalización de calor latente desde el interior hacia el exterior sin necesidad de una
fuente de energía externa. La configuración y control de temperatura usadas para este
proceso permite tasas de cristalización muy altas (> 40%) sin un proceso de postcristalización adicional.