Tratamiento y reciclaje de residuos plásticos
Los mezcladores y secadores energéticamente eficientes son ampliamente reconocidos por contribuir a los objetivos de sostenibilidad de los fabricantes al reducir las emisiones relacionadas con la producción. Sin embargo, muchas personas no se dan cuenta de que también desempeñan un papel en la economía circular, al estar integrados en procesos que convierten los residuos plásticos en materias primas valiosas. Este artículo analiza más de cerca cómo las tecnologías de mezcla y secado apoyan diversas rutas de reciclaje de polímeros, permitiendo valorizar y reutilizar la creciente cantidad de residuos plásticos.
Los mezcladores y secadores de alto rendimiento actuales están diseñados teniendo en cuenta la eficiencia energética. La transferencia de calor eficiente, el bajo consumo energético específico y la capacidad de recuperar calor del proceso contribuyen no solo a reducir los costes operativos, sino también a unas operaciones de fabricación más sostenibles. Sin embargo, lo que resulta menos visible es su contribución a la sostenibilidad gracias a su papel dentro de los procesos que reciclan o valorizan corrientes de residuos.
Los beneficios del reciclaje
“El reciclaje es otro aspecto importante de los esfuerzos de sostenibilidad de muchas empresas hoy en día, además de la energía”, afirma Marc Jacobs, Team Manager CMM (Chemicals, Minerals & Metals) en Hosokawa Micron B.V. “Esto a menudo tiene sentido desde el punto de vista económico. Al fin y al cabo, si se puede reutilizar material dentro del propio proceso, se reduce inmediatamente el consumo de materias primas y también los costes de eliminación de residuos”.
Como diseñador y fabricante líder de sistemas de mezcla, secado y aglomeración para polvos, partículas y sólidos a granel con sede en Doetinchem (Países Bajos), Hosokawa Micron lleva muchos años apoyando el reciclaje en diversas industrias. Hace aproximadamente una década, por ejemplo, la empresa adaptó uno de sus mezcladores Nauta® para un fabricante de galletas. Gracias a una modificación relativamente pequeña en el tornillo de mezcla, cualquier masa no mezclada podía extraerse en la parte inferior del recipiente y reintroducirse en la parte superior. “Este ‘circuito interno de reciclaje’ mantuvo más material dentro del proceso, reduciendo significativamente los residuos para el cliente”, explica Jacobs.
La producción de plásticos se ha duplicado
La industria de los polímeros está bajo especial escrutinio en lo que respecta a la reducción de residuos y el reciclaje. Según el informe “Global Plastics Outlook” publicado por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), la producción mundial de plásticos se ha más que duplicado en las últimas dos décadas (pasando de 234 millones de toneladas en 2000 a 460 millones de toneladas en 2019).
Esto está generando más residuos plásticos de los que los sistemas tradicionales de eliminación pueden gestionar, además de plantear amenazas medioambientales y climáticas. Para minimizar estos impactos mediante la reducción de residuos plásticos, muchos gobiernos están introduciendo regulaciones más estrictas que incentivan a las empresas a reciclar o valorizar polímeros. Por ejemplo, el nuevo Reglamento europeo sobre envases y residuos de envases (PPWR) exige que todos los envases en el mercado de la UE estén diseñados para su reciclaje antes de 2030, y establece objetivos específicos de contenido reciclado —que van del 10% al 35%— para todos los envases de plástico.
Además del reciclaje mecánico, que es la vía más común y consiste en clasificar, limpiar, triturar, fundir y reformar los residuos plásticos manteniendo la estructura original del polímero, existen otras técnicas para reutilizar plásticos. Entre ellas se incluyen la disolución y la pirólisis/gasificación, que se analizan con más detalle a continuación.
Disolución de residuos ricos en plástico
La posibilidad de reciclar o valorizar residuos plásticos, así como el proceso más adecuado, depende de la composición del material. Las corrientes de residuos ricas en plástico (con más del 80% de polímero) pueden reciclarse mediante un proceso de disolución.
En este caso, se aplica un disolvente al residuo para disolver el polímero, lo que permite separar mecánicamente y eliminar los contaminantes no disueltos. A continuación, el polímero se recupera evaporando el disolvente bajo vacío. “Nuestros secadores al vacío pueden utilizarse en este proceso, ya sea basados en nuestra tecnología Nauta o en nuestro secador de palas cónico (CPD). El funcionamiento a presión reducida y bajas temperaturas evita la degradación térmica al tiempo que permite una elevada eliminación de disolvente residual”, comenta Jacobs. El material polimérico resultante se introduce posteriormente en una extrusora para prepararlo para la granulación.
Mezcla homogénea de aditivos de alto rendimiento
La fabricación de los aditivos de alto rendimiento utilizados para mejorar el material polimérico tras la disolución también implica el uso de un mezclador de polvo Nauta clásico. Por ejemplo, un mezclador industrial de alto rendimiento de Hosokawa Micron ha sido un componente clave en una línea de compounding de un fabricante europeo de aditivos para polímeros activo en la industria internacional del plástico y el reciclaje. Dentro de esta línea de producción se fabrican, entre otros productos, masterbatches de peróxido utilizados en el sector del reciclaje para reducir la viscosidad de los polímeros.
“Para garantizar una calidad de producto constante, los aditivos deben mezclarse hasta obtener una mezcla completamente homogénea”, explica Raymond Fels, Application Engineer CMM en Hosokawa Micron. “Este proceso de mezcla también debe llevarse a cabo sin generar un exceso de calor, ya que los ingredientes utilizados son sensibles a la temperatura”.
El mezclador Nauta de Hosokawa Micron utilizado en esta aplicación combina una homogeneización eficiente con una entrada de calor relativamente baja. Además, la instalación es fácil y segura de operar, fiable en la alimentación continua a líneas de extrusión y requiere un mantenimiento mínimo en entornos de producción industrial.
Pirólisis para residuos plásticos mixtos
En el caso de corrientes de residuos plásticos mixtos o contaminados, la pirólisis (o “gasificación”) ofrece una solución. Este proceso consiste en calentar los residuos en ausencia de oxígeno y convertirlos en aceite y gas, dejando un residuo sólido. Este residuo contiene componentes minerales como carbonato cálcico y dióxido de titanio, lo que hace más compleja su valorización para su reutilización, aunque no imposible.
“La pirólisis también es la vía para obtener negro de carbono recuperado (rCB) a partir de neumáticos de caucho”, comenta Jacobs. En este proceso, tras la pirólisis, los gránulos se pretriturán y posteriormente se muelen finamente. A continuación, entran en el sistema de peletización, que consiste en un mezclador para añadir la solución aglutinante y un secador para convertir los pellets húmedos de negro de carbono en pellets secos, estables y fáciles de manejar.
“Junto con nuestras empresas hermanas, Hosokawa Alpine AG y Hosokawa Solids, proporcionamos todo el equipamiento necesario para este proceso y ya hemos desarrollado varios sistemas completos rentables para la recuperación de negro de carbono”, explica Jacobs.
“Aún es pronto para esta tecnología en el reciclaje de plásticos. Pero basándonos en cómo ha evolucionado el mercado del rCB en los últimos 15 años, pasando de ser técnicamente posible a económicamente viable, no veo por qué no podría ocurrir algo similar en el reciclaje de polímeros”, añade.
Disolución de residuos ricos en plástico
La posibilidad de reciclar o valorizar residuos plásticos, así como el proceso más adecuado, depende de la composición del material. Las corrientes de residuos ricas en plástico (con más del 80% de polímero) pueden reciclarse mediante un proceso de disolución.
En este caso, se aplica un disolvente al residuo para disolver el polímero, lo que permite separar mecánicamente y eliminar los contaminantes no disueltos. A continuación, el polímero se recupera evaporando el disolvente bajo vacío. “Nuestros secadores al vacío pueden utilizarse en este proceso, ya sea basados en nuestra tecnología Nauta o en nuestro secador de palas cónico (CPD). El funcionamiento a presión reducida y bajas temperaturas evita la degradación térmica al tiempo que permite una elevada eliminación de disolvente residual”, comenta Jacobs. El material polimérico resultante se introduce posteriormente en una extrusora para prepararlo para la granulación.
Mezcla homogénea de aditivos de alto rendimiento
La fabricación de los aditivos de alto rendimiento utilizados para mejorar el material polimérico tras la disolución también implica el uso de un mezclador de polvo Nauta clásico. Por ejemplo, un mezclador industrial de alto rendimiento de Hosokawa Micron ha sido un componente clave en una línea de compounding de un fabricante europeo de aditivos para polímeros activo en la industria internacional del plástico y el reciclaje. Dentro de esta línea de producción se fabrican, entre otros productos, masterbatches de peróxido utilizados en el sector del reciclaje para reducir la viscosidad de los polímeros.
“Para garantizar una calidad de producto constante, los aditivos deben mezclarse hasta obtener una mezcla completamente homogénea”, explica Raymond Fels, Application Engineer CMM en Hosokawa Micron. “Este proceso de mezcla también debe llevarse a cabo sin generar un exceso de calor, ya que los ingredientes utilizados son sensibles a la temperatura”.
El mezclador Nauta de Hosokawa Micron utilizado en esta aplicación combina una homogeneización eficiente con una entrada de calor relativamente baja. Además, la instalación es fácil y segura de operar, fiable en la alimentación continua a líneas de extrusión y requiere un mantenimiento mínimo en entornos de producción industrial.
Pirólisis para residuos plásticos mixtos
En el caso de corrientes de residuos plásticos mixtos o contaminados, la pirólisis (o “gasificación”) ofrece una solución. Este proceso consiste en calentar los residuos en ausencia de oxígeno y convertirlos en aceite y gas, dejando un residuo sólido. Este residuo contiene componentes minerales como carbonato cálcico y dióxido de titanio, lo que hace más compleja su valorización para su reutilización, aunque no imposible.
“La pirólisis también es la vía para obtener negro de carbono recuperado (rCB) a partir de neumáticos de caucho”, comenta Jacobs. En este proceso, tras la pirólisis, los gránulos se pretriturán y posteriormente se muelen finamente. A continuación, entran en el sistema de peletización, que consiste en un mezclador para añadir la solución aglutinante y un secador para convertir los pellets húmedos de negro de carbono en pellets secos, estables y fáciles de manejar.
“Junto con nuestras empresas hermanas, Hosokawa Alpine AG y Hosokawa Solids, proporcionamos todo el equipamiento necesario para este proceso y ya hemos desarrollado varios sistemas completos rentables para la recuperación de negro de carbono”, explica Jacobs.
“Aún es pronto para esta tecnología en el reciclaje de plásticos. Pero basándonos en cómo ha evolucionado el mercado del rCB en los últimos 15 años, pasando de ser técnicamente posible a económicamente viable, no veo por qué no podría ocurrir algo similar en el reciclaje de polímeros”, añade.
Mejora de la sostenibilidad y la rentabilidad
“El tratamiento y reciclaje de residuos poliméricos es un ámbito tan complejo que no existe una solución única”, afirma Fels. En Hosokawa Micron, él y otros especialistas técnicos están siempre abiertos a escuchar las ideas de los clientes y a analizar conjuntamente cómo las tecnologías de mezcla y secado pueden contribuir a resolver sus desafíos. “Aprovechando nuestro conocimiento de procesos, podemos determinar qué soluciones son más adecuadas para una aplicación específica y realizar ensayos a escala piloto en nuestro Centro de Pruebas”, continúa.
“El reciclaje de polímeros es un tema muy interesante, dinámico y urgente. Nuestros mezcladores y secadores ya están integrados en distintas etapas de proceso en diversas empresas del sector. Queremos ayudarles —y a otras— a hacer todo el proceso aún más sostenible y rentable, para un futuro mejor para todos”, concluye Jacobs.
Hable con los expertos
Deje que nuestros especialistas en procesos le ayuden a desarrollar la solución óptima para el procesamiento de polvos y sólidos a granel, desde las primeras pruebas en nuestro centro de ensayos hasta un sistema completo de producción industrial.
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Tecnología de procesamiento sostenible
Hosokawa Micron desarrolla sistemas para el procesamiento de polvos y sólidos a granel con especial atención a la eficiencia energética, la optimización de procesos y el rendimiento operativo a largo plazo. Como empresa certificada según la norma ISO 14001 y galardonada con la Medalla de Plata de EcoVadis, estamos comprometidos con tecnologías más eficientes desde el punto de vista energético.
