ES2148974T5 - Procedimiento y dispositivo para la separacion de materiales viscoplasticos, tales como materias plasticas y materiales que se desfibran bajo el efecto de solicitaciones mecanicas, tales como el papel. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA LA SEPARACION DE MATERIALES VISCOELASTICOS TAL COMO PLASTICOS Y GOMA A PARTIR DE MATERIALES, EN PARTICULAR PAPEL, QUE PUEDE SER DESMENUZADO Y DESFIBRADO MEDIANTE ACCION MECANICA Y UN DISPOSITIVO PARA LA REALIZACION DEL PROCEDIMIENTO. EL PROCEDIMIENTO SE CARACTERIZA DE TAL MODO QUE LA MEZCLA DE LOS MATERIALES A SER SEPARADA SE SOMETE A FUERZAS DE ACELERACION RADIAL, AXIAL Y TANGENCIAL, CON UN FLUJO DE MASA DE MATERIAL FIBROSO A SER DESMENUZADO Y OTRO FLUJO DE MASA DE MATERIALES PLASTICOS ESENCIALMENTE INTACTA, QUE ES ARRASTRADA SEPARADAMENTE. EL DISPOSITIVO PARA LA REALIZACION DEL PROCEDIMIENTO CONSISTE EN UNA CESTA DE TAMIZADO (1) DE PERFIL CILINDRICO O CON PREFERENCIA POLIGONAL, ESTANDO PROVISTA LA CARCASA EXTERIOR CON AGUJEROS (2) PARA PERMITIR EL PASO A TRAVES DE ESTE DE MATERIALES FIBROSOS. EL INTERIOR DE LA CESTA DE TAMIZADO ESTA PROVISTO DE UN EJE (3) DE ACCIONAMIENTO COAXIAL CON PALETAS (4) MONTADAS CON PREFERENCIA DE FORMA RIGIDA.

Description

Procedimiento y dispositivo para la separación de materiales viscoplásticos, tales como materias plásticas y materiales que se desfibran bajo el efecto de solicitaciones mecánicas, tales como el papel.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la separación de materiales viscoplásticos a temperaturas normales, tales como materias plásticas y caucho de otras materias que se desfibran bajo solicitaciones mecánicas elevadas, a saber, papel, cartoncillo, cartón u otros productos con contenido de celulosa. La invención se refiere también a la aplicación de un dispositivo para la separación seca de materiales viscoplásticos, tales como plásticos y caucho, de materiales que se desfibran bajo solicitud mecánica, en el que se extrae por separado un flujo de masa de materiales de fibra y un flujo de materiales viscoplásticos. Un dispositivo de este tipo es conocido por que ha sido utilizado previamente en el año 1987; este dispositivo se refiere a una cesta tamiz cilíndrica con taladros de cantos vivos orientados hacia el interior de la cesta tamiz. En la cesta tamiz está dispuesto un eje de accionamiento rotativo, provisto de paletas colgantes pendulares, que trabaja a velocidades comprendidas entre 946, 1.064 y 1.192 rotaciones por minuto.

Especialmente en la eliminación de residuos y en la recuperación de los materiales contenidos en los residuos la separación de plásticos y de papel representa un problema considerable. Este tipo de residuos mezclados, que contienen tanto materiales plásticos como también papel u otros productos de celulosa, se presentan en grandes cantidades. Así, por ejemplo, se presentan, los embalajes de plástico prese1eccionados de las recogidas del sistema Dual, especialmente la llamada fracción mezcla, una parte de papel considerable, que está formada de etiquetas de papel, errores de clasificación y materiales complejos de plástico papel. Hasta ahora tenían lugar la separación del plástico, caucho y otros materiales viscop1ásticos de materiales con contenido de celulosa, tales como papel, cartoncillo y cartón en el procedimiento húmedo de separación por una disolución en gran parte de la matriz de fibra y a continuación separación en por 10 menos dos flujos de materiales, concretamente el lodo con contenido de celulosa con un elevado contenido de agua y el plástico insoluble en el agua. Este procedimiento exige un considerable gasto energético y de maquinaria. La disolución del papel se realiza en este caso, por ejemplo, en un molino húmedo, empleándose para el proceso de trituración un múltiplo del peso de plástico y de papel en agua. En este caso, especialmente las masas de agua a acelerar mucha energía. Para la separación de fibras de papel y del barro originado de las cargas de plástico suciedad o de otras materias plásticas se emplean los denominados separadores de fricción. En cualquier caso se debe sacar a continuación el agua del flujo de masa rico en fibra, por ejemplo, con un tamiz vibratorio o de fondo. Además, el contenido de agua se reduce usualmente mediante prensas, tales como prensa filtros de varias cámaras, permaneciendo siempre todavía un elevado contenido de agua, mayor del 50%, en él producto. En el caso de que la masa rica en fibra de papel no sé pueda aprovechar, 10 que ocurre globalmente en materiales viejos, entonces se produce, debido al elevado contenido de agua, altos costes de vertederos de residuos o, en el caso de aprovechamiento térmico de los residuos, un considerable coste de secado. También se ha de sacar el agua del plástico, especialmente si tienen una gran cantidad de láminas, como por ejemplo, en la combinación que se encuentra frecuentemente de lámina de polieti1eno con papel, lo que se realiza en primer lugar con secadores mecánicos. Para ello se emplean centrífugas modificadas o extractores. Eventualmente también es necesario un secado o resecado térmico de tal manera que el esfuerzo de separación origina considerables costes y, debido al elevado coste de la energía, es eco1ógicamente desventajoso.

Para ello se han llevado a cabo numerosas investigaciones. Por ejemplo: Louis Jetten, Stoffliches Kunststoffrecycling und die Rolle des Wassers in Aufbereitungstechmikbei Verwerten von Kunststoffen, (Reciclado de materias plásticas y el papel del agua en la tecnología de preparación en la utilización de plástico) VDI Verlag, Düsseldorf, 1993 y estudios tecnológicos: Stoffliches Kunststoffrecycling (reciclado de materias plásticas), parte 2, Herausgeber EWvK, Entwicklungsgesellschaft für die Wiederverwertung von Kunststoffen, Wiesbaden, 1992.

También son conocidos procedimientos para la separación en seco de papel y de plástico, que se trabajan con aprovechamiento de cargas electrostático. En este caso se puede citar la llamada separación en separador gravimétrico libre que, por ejemplo, se describe en el documento DE 32 27 874 Y DE 42 25 977. Este procedimiento tiene considerables desventajas. El material de entrada debe satisfacer para ello condiciones previas muy concretas. Se exigen elevadas solicitaciones en cuanto al grado de secado del material de entrada. El coste operativo es considerable. Además, con este procedimiento no se puede separar ningún material complejo unido por unión de forma o de fricción.

El documento US 4,440,635 describe un procedimiento húmedo para la separación de papel y plástico, en el que el material a trabajar, mediante la adición controlada de humedad, se lleva a un contenido de humedad previamente, con lo cual se debe evitar que se aporte un exceso de humedad. La formación de un contenido de humedad diferente de los materiales a secar, debido a su capacidad de absorción de humedad distinta, es en este caso, como también en todos los sistemas húmedos el aspecto esencial del procedimiento.

El documento US 3,941,689 da a conocer un dispositivo para la trituración y clasificación de productos diferentes, pero en principio productos de residuos esencialmente homogéneos. Para ello, las partes entradas se trituran o pulverizan en un procedimiento de varias etapas de forma sucesiva en función de su estabilidad y se separan por cribado una de la otra. El objeto de la invención es por ello facilitar un procedimiento ecológico ventajoso, procedimiento simple desde el punto de vista del procedimiento para la separación de materiales viscoplásticos, tales como plástico y caucho, de materia que se desfibran bajo elevadas solicitaciones mecánicas, tales como papel cartoncillo y cartón. Como, por ejemplo, para plásticos se pueden citar polietileno de baja densidad y de alta densidad, polipropileno, poliestireno, PVC, PET, ABS.

De forma sorprendente se ha encontrado que es posible, de manera simple desde el punto vista del proceso, separar en seco materiales viscoplásticos, tales como plástico y caucho de materiales con contenido de fibra, tales como papel, por la aplicación de la mezcla de plástico y de materiales fibrosos con elevadas fuerzas de a aceleración y de impacto, con lo cual, el material con contenido de fibra se desfibra bajo el efecto las fuerzas, y sale por la correspondiente abertura de una cesta tamiz, mientras que el plástico que no se des fibra permanece en el interior de la caja y sale en dirección axial. La aplicación de los esfuerzos de aceleración y de choque, o el empleo de una centrifuga para la separación en seco del papel y del plástico que hay que considerarlo como sorprendente, ya que hasta ahora, las centrifugas se han empleando siempre para la separación de fases sólida-líquida o líquida-líquida.

Por ello, el objeto de la invención es un procedimiento para la separación seca de materiales viscoplásticos tales como plástico y caucho, de materiales que se desfibran bajo solicitación mecánica, a saber, papel, cartoncillo, cartón u otros materiales que contienen celulosa, como se define en la reivindicación 1, sometiéndose los materiales a separar a elevadas fuerzas radiales, parciales, tangenciales y de choque, y se extrae un flujo de masa de material de fibra y un flujo de masa de material viscoplástico, caracterizado por el hecho de que los materiales viscoplásticos y los materiales que contienen celulosa, se encuentren principalmente como materiales compuestos y sólo se desfibra el material fibroso con el influjo de fuerzas, y se separa del material viscoplástico, esencialmente en un estado no triturado en el que se extrae el flujo de masa.

El material a separar se tritura preferentemente a un tamaño \leq 50 mm.

El objeto de la invención es, además, la aplicación de un dispositivo del tipo indicado anteriormente, como está definido en la reivindicación 7, para la separación de materiales compuestos por materiales viscoplásticos y materiales que se desfibran bajo solicitación mecánica, pudiéndose ajustar una velocidad de rotación de las paletas en una zona comprendida entre 1200 y 1800 rotaciones por minuto, que sólo desfibra el material con contenido de fibra y separa del material viscoplástico, extrayéndose los materiales de viscoplásticos esencialmente de un estado no triturado a un flujo de masa separado.

El eje de accionamiento se acciona, por ejemplo, mediante una brida (5) y con una transmisión de correa con motor eléctrico (no dibujada). El diámetro de las paletas se ha dimensionado de tal manera que entre el extremo de las paletas y la caja permanezca una rendija. En función de la geometría, puede variar el tamaño del material a triturar. Por el lado de entrega, las primeras paletas de la caja con el fin de una mejor distribución de la mezcla de material de entrada a separar presentan un diámetro más reducido que las siguientes paletas.

La caja y el eje rotativo interior con paletas se han dispuesto en una caja (6), que presenta una abertura de entrada (7) para la mezcla de material a separar y en el otro extremo una abertura de salida (8) para el plástico que permanece en el interior del tambor y transportado por las paletas rotativos. La caja (6) presenta, además, una abertura de salida (9) para el papel separado. Para la mejor separación de papel se puede proveer una rasqueta rotativa (no dibujada).

La caja está formada, preferentemente, de un material sólido y resistente a la corrosiva, como por ejemplo acero afinado, así como el eje de accionamiento y las paletas. Los taladro, (2) o salidas situados en la periferia de la cesta tamiz (1) presentan cantos vivos (no dibujada los) que se utilizan para un mejor desfibrado del papel triturado y expulsado a través del taladro de la carcasa hacia el exterior contra la cesta tamiz (1) soportándose la cesta tamiz (1) desde las paredes exteriores de la caja (6).

Para garantizar el traslado de las partículas en dirección axial con un tiempo de permanencia suficiente dentro del dispositivo las paletas preferentemente están ajustadas, siendo apropiado, por ejemplo, para la fracción de mezcla de plástico del sistema Dual una inclinación comprendida en la zona de 5 a 7 grados.

El eje interior con paletas gira con velocidades comprendidas entre 1200 a 1800 revoluciones/minuto, ajustándose el número de revoluciones en función de la mezcla de materiales empleado. El tiempo de permanencia es de 10 s. a 2 min..

Las aberturas de salida varían en su tamaño según el tamaño del grano del material de entrada y del grado de separación deseado entre 2 y 7 mm.

La forma preferente de la cesta tamiz (1) es un polígono, que presenta superficies de lados iguales o de lados desiguales. Se ha demostrado que si la cesta tamiz está formado de superficies poligonales, el efecto de separación mejora considerablemente con relación a una cesta tamiz cilíndrica.

La función del procedimiento y un dispositivo adecuado para la aplicación, se explicarán a título de ejemplo, mediante los dibujos adjuntos, en los que la figura 1 es una sección longitudinal de un dispositivo para la realización del procedimiento y la figura 2 una sección transversal a través de la figura 1 a lo largo de la línea AA'. Mediante la abertura de entrada (7) se proporcionan los compuestos de plástico y de papel y se distribuye mediante las primeras paletas con diámetro reducido como paletas siguientes (4) en el interior de la cesta tamiz. El eje (3) puesto en rotación con un accionamiento no dibujado con las paletas (4) genera una aceleración y un choque de las partículas, que conducen a éste último a la acumulación del papel desfibrado en la cesta tamiz (1) y a continuación a la salida por los taladros (2). Al mismo tiempo emigra el plástico en dirección axial nuevamente y se extrae por la abertura de salida (8). El papel, que se acumula en el recinto formado por la caja (6) y la cesta tamiz (1) se aspira a través de la apertura de salida (9) mediante una aspiración neumática (no dibujada).

Un dispositivo, por ejemplo, las siguientes dimensiones: longitud: 1500 mm, diámetro aletas: 950 mm (variable), rendija entre extremos de aletas y pared de la caja según la configuración de la caja: máximo 25 mm, número de aletas: 4 x 11, absorción de potencia del dispositivo 50-80 kW. Aberturas de salida de la cesta tamiz: 5 mm, capacidad 1 t/h.

Claims (13)

1. Procedimiento para la separación seca de materiales viscoplásticos, tales como plástico y caucho, de materiales que se desfibran bajo solicitación mecánica, a saber, papel, cartoncillo, cartón y otros materiales que contienen celulosa, sometiéndose los materiales a separar a elevadas fuerzas radiales, parciales, tangenciales y de choque, y se extrae un flujo de masa de material de fibra y un flujo de masa de material viscoplástico, caracterizado por el hecho de que los materiales viscoplásticos y los materiales que contienen celulosa, se encuentren principalmente como materiales compuestos y sólo se desfibra el material fibroso con el influjo de fuerzas, y se separa del material viscoplástico, esencialmente en un estado no triturado en el que se extrae el flujo de masa.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la mezcla a separar se tritura con tamaños de partículas \leq 50 mm.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que el material fibroso se desfibra dentro de una caja (1) y el material desfibrado, especialmente papel, sale a través de orificios o salidas (2) de una superficie exterior de la caja (1) hacia el exterior, mientras que el material viscoplástico permanece dentro de la caja (1) y se extrae en su extremo como flujo separado.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que mediante los cantos vivos dispuestos en los taladros o salidas (2) del lado interior de la caja (1) se refuerza la acción desfibradora.

5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado por el hecho de que mediante la formación de la caja (1) de forma poligonal se refuerza la acción desfibradora.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por el hecho de que el flujo de transporte del material dentro de la caja (1) se genera por la influencia directa de los dispositivos (1, 3, 4) que ejercen las fuerzas de aceleración radiales, axiales y tangenciales

7. Aplicación de un dispositivo para la separación seca de materiales viscoplásticos tales como plástico y caucho, de materiales que se desfibran bajo solicitación mecánica, especialmente papel, cartoncillo, cartón u otros materiales viscoplásticos, sometiéndose los materiales a separar a elevadas fuerzas radiales, parciales, tangenciales y de choque, y se extrae por separado un flujo de masa de material de fibra y un flujo de masa de material viscoplástico, compuesto por una cesta tamiz (1), que presenta una configuración cilíndrica y la cual presenta taladros o salidas (2) en un revestimiento para del paso de material a desfibrar, presentando los taladros (2) en un lado interior de la cesta tamiz (1) cantos vivos para el refuerzo del efecto desfibrador y estando dispuesto coaxialmente en una zona interior de la cesta tamiz coaxialmente, un eje de accionamiento giratorio (3), al que están fijadas las paletas (4) unidas con el eje de accionamiento, extrayéndose los materiales viscoplásticos esencialmente de un estado no triturado a un flujo de masa separado, para la separación de materiales compuestos por materiales viscoplásticos y materiales que se desfibran bajo solicitación mecánica, pudiéndose ajustar una velocidad de rotación de las paletas en una zona comprendida entre 1200 y 1800 rotaciones por minuto, que sólo desfibra el material con contenido de fibra y separa del material viscoplástico.

8. Aplicación según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho de que la cesta tamiz presenta una configuración poligonal.

9. Aplicación según la reivindicación 7 y 8, caracterizada por el hecho de que las paletas (4) están unidas rígidamente con el eje de accionamiento.

10. Aplicación según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada por el hecho de que las paletas (4) están ajustadas con un ángulo de ajuste de preferentemente 5-7 grados en el eje de accionamiento.

11. Aplicación según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizada por el hecho de que las paletas (4) presenta en el lado de salida un diámetro más reducido que las paletas siguientes.

12. Aplicación según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizada por el hecho de que las paletas (4) están dispuestos de tal manera en el eje de accionamiento que entre el extremo de las paletas y la pared de la caja se forma una rendija.

13. Aplicación según una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizada por el hecho de que la caja (1) está formada con un eje de accionamiento interior (3) y paletas (4) en una caja, que presenta en el lado de entrada una abertura de entrada (7) para la mezcla a separar y el otro extremo una abertura de salida (8) para el plástico que permanece el interior del tambor y que Se transporta por las paletas rotativas.