MX2011001827A

MX2011001827A - Metodo y planta para la fabricacion de preformas de contenedores.

Info

Publication number: MX2011001827A
Application number: MX2011001827A
Authority: MX
Inventors: Heinz Humele; Konrad Senn
Original assignee: Krones Ag
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2011-08-31
Also published as: ES2580829T3; US9138916B2; EP2357066A2; EP2357066B1; BRPI1100339A2; US20110198768A1; CA2731662A1; EP2357066A3; DE102010002054A1; CN102189616A

Abstract

En un método para la fabricación de preformas de contenedores en donde material plástico reciclado se somete por lo menos a un tratamiento térmico en una máquina de reciclado antes de transferirse a una máquina de preformas, por lo menos una porción principal del calor introducido en el material plástico durante su tratamiento térmico y almacenado es transferido desde la máquina de reciclado con el material plástico hasta la máquina de preformas; en una planta (A) implementada para realizar el método, la máquina de reciclado se acopla con la máquina de preformas ya sea de manera directa o mediante por lo menos un almacenamiento intermedio, de manera que por lo menos una porción importante del calor introducido en la máquina de reciclado durante un tratamiento térmico del material plástico pueda ser transferida con el material plástico en la máquina de preformas.

Description

MÉTODO Y PLANTA PARA LA FABRICACIÓN DE PREFORMAS DE CONTENEDORES MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un método de conformidad con el preámbulo de la reivindicación de patente 1 , así como a una planta de conformidad con el preámbulo de la reivindicación de patente 4.

La fabricación de preformas de contenedores a partir de material plástico reciclado, en particular hojuelas de PET, requiere de un proceso térmico muy intenso. Además, el suministro de material plástico reciclado, en particular de hojuelas de PET, requiere de un enorme suministro térmico para descontaminar el material plástico y realizar de forma opcional un tratamiento de SSP para el procesamiento. El tratamiento de SSP es un proceso estándar conocido en el campo de la tecnología del plástico PET y significa que una influencia sobre la cadena molecular (extensión, acortamiento o mantenimiento) es realizada (policondensación en estado sólido), es decir, un tratamiento térmico a lo largo de cierto periodo. El tratamiento de SSP y descontaminación puede ser realizado en una máquina de reciclado en un reactor o en reactores separados, según se describe en el documento DE 10 2005 013 701 A1. La descontaminación se realiza, v.g., con gas caliente, por ejemplo aire o nitrógeno, en donde el calor es suministrado a través de diferentes medios de transferencia térmica hasta que se alcanzan temperaturas de entre, por ejemplo, 100 °C y 180 °C. El tratamiento de SSP se realiza, v.g., bajo condiciones de presión subatmosférica, en donde se establecen temperaturas hasta como máximo la temperatura de fusión del material plástico de 150 °C a 250 °C, de preferencia de entre 170 °C y 210 °C. El tratamiento de SSP puede operar en una atmósfera de gas inerte, v.g. usando nitrógeno o dióxido de carbono. En la máquina de reciclado conocida a partir del documento DE 10 2005 013 701 A1 , después del tratamiento de SSP, el material plástico reciclado es enfriado en un reactor de enfriamiento a una temperatura de entre 50 °C y 100 °C, de preferencia incluso inferior a 70 °C, es decir, a una temperatura por debajo de la temperatura de transición de segundo orden del material plástico. Para el enfriamiento, una bobina de enfriamiento, un transportador vibratorio, o bien un reactor fluidizado, o bien otro dispositivo de enfriamiento pueden ser empleados, por ejemplo suministrando aire ambiente. Aunque por lo menos el tratamiento de SSP puede ser realizado en lotes, a través de una disposición de reactor de SSP de múltiples partes, puede lograrse una descarga casi continua del material plástico. El material plástico reciclado enfriado a menos de 65 °C es alimentado entonces a una máquina de preformas, o bien es enfriado por complete de forma opcional previamente a la temperatura ambiente. En la máquina de preformas, el material plástico reciclado entonces debe ser recalentado para ser capaz de producir las preformas.

El propósito subyacente de la invención es proveer un método y una planta para la fabricación de preformas de contenedores a partir de material plástico reciclado, lo cual permite lograr por lo menos un equilibrio térmico mejorado en vista de un ahorro considerable de energía térmica primaria.

Este propósito se logra de conformidad con el método con las características de la reivindicación de patente 1 , así como de conformidad con el dispositivo con las características de la reivindicación de patente 4.

A medida que por lo menos una porción importante del calor introducido y almacenado requerido por el proceso de suministro del material plástico reciclado es transferida a la máquina de preformas, la demanda térmica en la máquina de preformas se reduce de forma significativa, de manera que el equilibrio de energía térmica puede ser mejorado considerablemente en la fabricación de preformas de contenedores a partir de material plástico reciclado, soportado, como un efecto secundario, por la eliminación del gasto de tiempo y la demanda de energía para enfriar el material plástico reciclado antes de ser transferido a la máquina de preformas.

La conexión de la máquina de reciclado con la máquina de preformas asegura, en la planta, que material plástico reciclado no tenga que enfriarse por fuerza, sino que sea transferido a la máquina de preformas de manera que por lo menos una porción importante del calor introducido en la máquina de reciclado durante el tratamiento térmico del material plástico, sea transferida a la máquina de preformas. Por lo tanto, el requerimiento térmico de la máquina de preformas se ve reducido y se logra una ventaja para el dispositivo porque puede omitirse una unidad de enfriamiento para el enfriamiento por fuerza del material plástico reciclado.

En una variante del método funcional, el material plástico reciclado que, de preferencia, se provee predominantemente en forma de hojuelas, v.g. de PET, es transferido a la máquina de preformas ya sea de manera directa o mediante un almacenamiento intermedio y en ausencia de oxígeno atmosférico a una temperatura que es, en cualquier caso, superior a la temperatura de transición del vidrio de alrededor de 65 °C a 70 °C. De esta manera, se ahorra calor en la máquina de preformas, el cual sería requerido inicialmente para llevar el material plástico reciclado frío a esta temperatura de nuevo. Adicionalmente, la duración del proceso se reduce, dado que se elimina el enfriamiento por fuerza. La por lo menos sustancial ausencia del oxígeno en la transferencia del material plástico reciclado a la máquina de preformas, excluye influencias sobre el material plástico reciclado que afecten la calidad del procesamiento.

De una manera particularmente funcional, el material plástico reciclado es transferido a la máquina de preformas a una temperatura de por lo menos alrededor de 180 °C, de manera que para llegar a la temperatura de procesamiento del material plástico reciclado en la máquina de preformas, ahora solamente se requiere de un bajo suministro térmico.

En una variante de planta funcional, la máquina de preformas comprende por lo menos un extrusor suministrado con el material plástico reciclado y moldes de inyección en donde se fabrican las preformas. La máquina de reciclado, que se combina en un bloque con la máquina de preformas de manera directa o a través del almacenamiento intermedio, comprende por lo menos un reactor, de preferencia por lo menos un reactor de descontaminación, así como un reactor de SSP hacia abajo, o bien por lo menos un reactor en donde pueden realizarse conjuntamente la descontaminación y un tratamiento adicional, v.g. un tratamiento de SSP. Para lograr una descarga casi continua de material plástico reciclado, puede resultar incluso funcional proveer reactores de SSP y descontaminación de múltiples partes, o bien varios reactores operados de una manera alternada y/o traslapante, o bien operador conjuntamente. Adicionalmente, varias máquinas de preformas pueden ser alimentadas con material plástico reciclado aún caliente desde la máquina de reciclado de manera simultánea o de forma alternante.

En una variante de planta funcional, un reactor, v.g. el reactor de descontaminación o el reactor de SSP, así como el extrusor, se combinan en un bloque de manera directa o a través del por lo menos un almacenamiento intermedio, de preferencia un silo. La combinación en un bloque puede, de preferencia, tener aislamiento térmico y/o implementarse de manera que la transferencia del material plástico reciclado se realice por lo menos básicamente sin la presencia de oxígeno. La ausencia de oxígeno permite realizar la transferencia con una porción máxima de calor introducida en la máquina de reciclado sin comprometer la calidad del procesamiento del material plástico caliente a través de la transferencia.

En una variante de planta funcional, el bloque combinado puede incluso conectarse con un suministro térmico que contribuye al incremento o mantenimiento de la temperatura del material plástico durante la transferencia y posiblemente es también es alimentado por el medio de suministro térmico de la máquina de reciclado y/o la máquina de preformas.

Resulta además ventajoso proveer un medio de retorno para las preformas defectuosas descargadas entre la máquina de preformas y la máquina de reciclado. De esta manera, la descarga de preformas defectuosas puede ser devuelta directamente a la máquina de reciclado, sin tener que almacenarse de forma intermedia, enfriarse y posteriormente recalentarse.

Adicionalmente, en vista de un equilibrio de energía térmica ventajoso, puede resultar ventajoso combinar la máquina de preformas directamente en un bloque, de preferencia a través de una sección de tratamiento térmico de preformas para ajustar un cierto perfil de temperatura en cada preforma, con una máquina de moldeado por soplado. De esta manera, el calor de la máquina de preformas también puede ser transferido a la sección de tratamiento térmico o directamente a la máquina de moldeado por soplado.

Aquí, un medio de retorno para material de desecho y/o contenedores defectuosos descargados, puede ser provisto de modo adecuado entre la máquina de moldeado por soplado y la máquina de reciclado, de manera que el material de desecho o los contenedores defectuosos descargados no tengan que ser almacenados, enfriados y ya sea rechazados o reciclados por separado de otro modo. El medio de retorno también evita el desperdicio de material plástico.

Las modalidades del asunto de la invención se ilustran haciendo referencia al dibujo.

La figura 1 es una representación esquemática de una planta A para la fabricación de preformas de contenedores P, como una opción con una combinación directa de bloques con una máquina de moldeado por soplado B para la fabricación de contenedores de plástico huecos moldeados por soplado de contracción o moldeados por soplado, en particular botellas de PET F, en particular hojuelas de PET, y esto, v.g., en un procedimiento continuo.

La planta A para la fabricación de preformas de contenedores P en la figura 1 , consiste básicamente de una máquina de reciclado R para el material plástico reciclado K, que se conecta directamente con una máquina de preformas M, v.g. para el moldeado por inyección de las preformas P, a través de un bloque 12. El bloque 12 puede, de preferencia, ser por lo menos un almacenamiento intermedio 20 para el material plástico reciclado caliente K, como un silo u otro similar.

Los componentes esenciales de la máquina de reciclado R son por lo menos un reactor, v.g., un reactor de descontaminación 1 y un reactor de SSP 2 hacia abajo con respecto a ello, o bien son combinables entre sí. El reactor, v.g., el reactor de descontaminación 1 , es alimentado con el material plástico a través de un dispositivo de medición 3 (o, como alternativa, de un dispositivo productor de hojuelas), el material plástico consistiendo predominantemente de hojuelas, de preferencia hojuelas de PET de botellas de PET.

El material plástico se somete a un tratamiento térmico en el reactor, v.g., en el reactor de descontaminación 1 , v.g., dentro de una escala de temperatura T1 de entre 20 °C y 200 °C, de preferencia dentro de una escala de temperatura de alrededor de 150 °C y, a lo largo de un periodo de tratamiento que depende, entre otras cosas, del tamaño de partícula de las hojuelas. En el proceso, el calor de por lo menos una fuente térmica 4 puede ser suministrado al reactor.

En el reactor de SSP 2, una influencia de longitud de cadena molecular del plástico en su estado sólido (policondensación en estado sólido) se efectúa, si así se indica, en donde también puede ocurrir una descontaminación adicional (reactor de combinación). Esto se realiza, v.g., a lo largo de una duración de proceso predeterminada dentro de una escala de temperatura T2 de alrededor de 150 °C a 250 °C, de preferencia de entre 170 °C y 210 °C. Aquí, el calor puede ser suministrado al reactor de SSP 2 desde una fuente térmica 5. De preferencia, el proceso de SSP se realiza en una atmósfera de gas inerte (nitrógeno o dióxido de carbono) en ausencia de oxígeno atmosférico, opcionalmente bajo presión subatmosférica.

El material plástico reciclado K, indicado por una flecha 6, es transferido a la máquina de preformas M a una temperatura T3 que es superior a una temperatura de alrededor de 65 °C (temperatura de transición del vidrio del material plástico) y, de preferencia, es de alrededor de 180 °C, esta temperatura proviniendo de una porción principal del calor suministrado en el tratamiento térmico en la máquina de reciclado R. Si se provee un reactor de SSP 2, el material plástico reciclado K es transferido directamente desde el reactor de SSP 2 hacia la máquina de preformas M mediante un bloque 12 que se implementa de manera que la transferencia y la transferencia térmica ocurre por lo menos básicamente en ausencia de oxígeno atmosférico. El bloque 12 puede implementarse como un almacenamiento intermedio 20, v.g., como silo, y puede comprometer un aislamiento térmico 13 y, opcionalmente, incluso una fuente térmica 14 para suministrar calor, por lo menos para mantener la temperatura T3, o incluso para incrementarla. En sus núcleos, la máquina de reciclado R y la máquina de preformas se conectan entre sí o se combinan en un bloque por lo menos funcionalmente, de preferencia incluso estructuralmente.

La máquina de preformas M comprende, v.g., por lo menos un extrusor 7 que plastifica el material plástico K y lo introduce en moldes de inyección 8 en donde se fabrican las preformas de contenedores P descargadas continuamente en una descarga 9. Opcionalmente, por lo menos una fuente térmica adicional 19 es asignada funcionalmente a la máquina de preformas M.

Las preformas de contenedores P fabricas pueden ser almacenadas y enfriadas de forma subsiguiente, así como dirigidas a una máquina de moldeado por soplado. En la modalidad de la figura 1 , sin embargo, la planta A para la fabricación de preformas de contenedores P a partir de material plástico reciclado K, se combina de manera directa en un bloque por lo menos con una máquina de moldeado por soplado B para poder emplear el calor de las preformas de contenedores fabricadas P al grado máximo posible durante el moldeado por soplado (v.g., moldeado por soplado por estiramiento). La máquina de moldeado por soplado B tiene, por ejemplo, un rotor de soplado con moldes de soplado no descritos en donde los contenedores, por ejemplo las botellas de PET F, se producen de forma continua. Dado que para el moldeado por soplado se requiere de un cierto perfil de temperatura en cada preforma de contenedor P, puede proveerse una sección de tratamiento térmico 11 entre la máquina de preformas y la máquina de moldeado por soplado B.

Como dos opciones adicionales, que se proporcionan ya sea por separado o combinadas entre sí, se provee por lo menos un medio de retorno 16 entre la descarga 9 de la máquina de preformas M y/o la máquina de moldeado por soplado B para hacer regresar las preformas defectuosas descargadas (dispositivo de clasificación 15) de la máquina de preformas M y/o material de desecho y contenedores defectuosos descargados (medios de clasificación 17) de cada máquina de moldeado por soplado B a la máquina de reciclado R, y esto es ya sea para el medio de medición o el medio de producción de hojuelas 3, o bien a través de un medio de trituración separado 18 directamente hacia el reactor de descontaminación 1 (o el reactor de SSP 2).

La máquina de reciclado R puede suministrar distintas máquinas de preformas simultáneamente. Para permitir un procedimiento casi continuo, por lo menos dos máquinas de reciclado R, R' (o reactores 1 , 2) pueden asignarse a una máquina de preformas M o varias máquinas de preformas M, M'. La máquina de moldeado por soplado no tiene que ser combinada necesariamente en un bloque con la máquina de preformas M. La máquina de reciclado R podría comprender también solamente un reactor que se utiliza para la descontaminación y para el proceso de SSP.

En la máquina de reciclado R, de preferencia prevalecen condiciones de proceso adiabáticas. Las fuentes térmicas 4, 5, 14, 19 pueden hacerse operar con cualquier medio de transferencia térmica arbitrario (agua, vapor, eléctricamente, mediante aceite térmico u otro similar). Como una opción adicional, en lugar del bloque fijo 12 entre la máquina de reciclado R y la máquina de preformas M, también podría usarse un sistema de contenedores intercambiable, por ejemplo de manera que cada contenedor intercambiable sea llenado con un lote en la máquina de reciclado R, cerrado y transferido posteriormente a la máquina de preformas M y conectado en ese sitio, de manera que, con por lo menos dos contenedores intercambiables, se permita realizar una operación casi continua. Estos contenedores intercambiables pueden tener aislamiento térmico o incluso calentarse.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para la fabricación de preformas de contenedores (P) a partir de material plástico reciclado (K), en particular a partir de Hojuelas de PET, en donde el material plástico (K) se somete por lo menos a un tratamiento térmico en una máquina de reciclado (R) antes de transferirse a una máquina de preformas (M), caracterizado porque por lo menos una porción importante del calor introducido en el material plástico (K) durante su tratamiento térmico y almacenado, es transferido desde la máquina de reciclado (R) con el material plástico (K) en la máquina de preformas (M).

2 - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el material plástico reciclado (K) es transferido predominantemente en forma de hojuelas a partir de la máquina de reciclado (R) ya sea de manera directa o mediante un almacenamiento intermedio (20) en ausencia de oxigeno atmosférico a una temperatura (T3) que es, en cualquier caso, superior a la temperatura de transición del vidrio de alrededor de 65 °C a 70 °C.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el material plástico reciclado (K) es transferido desde la máquina de reciclado (R) hasta la máquina de preformas (M) a una temperatura (T3) de alrededor de 180 °C.

4. - Una planta (A) para la fabricación de preformas de contenedores (P) a partir de material plástico reciclado (K), en particular hojuelas de PET, con por lo menos una máquina de preformas (M) que conforma preformas (P), en particular una máquina de moldeado por inyección, la cual puede ser alimentada con el material plástico reciclado (K) desde por lo menos una máquina de reciclado (R) que provee el material plástico reciclado (K), caracterizado porque la máquina de reciclado (R) se conecta con la máquina de preformas (M), ya sea de manera directa o mediante por lo menos un almacenamiento intermedio (20), de manera que por lo menos una porción importante del calor introducido en la máquina de reciclado (R) durante un tratamiento térmico del material plástico (K) pueda ser transferida con el material plástico (K) en la máquina de preformas (M).

5. - La planta de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque la máquina de preformas (M) comprende por lo menos un extrusor (7) que puede ser suministrado con el material plástico (K) y moldes de inyección (8), mientras que la máquina de reciclado (R) comprende por lo menos un reactor en donde el tratamiento térmico puede ser realizado.

6. - La planta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque la máquina de reciclado (R) comprende por lo menos un reactor de descontaminación (1).

7. - La planta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque la máquina de reciclado (R) comprende por lo menos un reactor de SSP (2), de preferencia por lo menos un reactor de SSP y de descontaminación combinados.

8. - La planta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque la máquina de reciclado (R) comprende por lo menos un reactor de descontaminación (1) y por lo menos un reactor de SSP (2), de preferencia dispuesto hacia abajo.

9. - La planta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque el reactor de descontaminación (1) y/o el reactor de SSP (2) de la máquina de reciclado (R) y el extrusor (7) de la máquina de preformas (M) se combinan en un bloque de manera directa o a través del por lo menos un almacenamiento intermedio (20), de preferencia un silo, y porque el bloque (12) se encuentra implementado de forma ventajosa para tener aislamiento térmico (13) y/o por lo menos estar básicamente libre de oxígeno.

10.- La planta de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada además porque un suministro térmico (14) se conecta con el bloque (12).

11. - La planta de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada además porque un medio de retorno (16) para preformas defectuosas descargadas se encuentra provisto entre la máquina de preformas (M) y la máquina de reciclado (R).

12. - La planta de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque la máquina de preformas (M) se encuentra directa, de preferencia a través de una sección de tratamiento térmico de preformas (11), combinada en un bloque con una máquina de moldeado por soplado (B).

13.- La planta de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque un medio de retorno (16) para material de desecho y/o contenedores defectuosos descargados de la máquina de moldeado por soplado (B), se encuentra provisto entre la máquina de moldeado por soplado (B) y la máquina de reciclado (R).