Extrusión de plástico reciclado: Cómo elegir la mejor extrusora de plástico reciclado

Una extrusora de plástico reciclado es una tecnología clave en la fabricación sostenible, que combina la recuperación de materiales con un procesamiento de alta calidad. Se refiere al proceso operativo de fundir, filtrar y granular residuos plásticos posconsumo o posindustriales para convertirlos en materias primas reutilizables.

Este proceso es vital para la economía circular, ya que transforma los flujos de residuos en recursos valiosos. En este blog, exploraremos los principios fundamentales de la extrusión de plástico reciclado, desde su mecánica básica hasta los factores que influyen en la selección de la mejor extrusora para sus necesidades específicas de reciclaje.

Principios de la extrusión de plástico reciclado

La extrusión de plástico reciclado utiliza un sistema de plastificación especializado, formado por un tornillo y un barril, para procesar continuamente los materiales de desecho. Aprovechando la capacidad única de la extrusora para manipular materias primas diversas y a menudo contaminadas, cada zona del barril de la extrusora se controla de forma independiente en cuanto a temperatura, tiempo de permanencia del material y resistencia al cizallamiento para garantizar unas condiciones de procesamiento óptimas.

Diversas formas de residuos plásticos, como escamas lavadas, remolido o aglomerados densificados, se introducen en el tornillo desde la tolva primaria o los alimentadores laterales. El material se transporta a través de zonas específicas para completar una serie de operaciones esenciales: transporte de sólidos, fusión a presión, mezcla intensiva, filtración, presurización de la masa fundida, desvolatilización de la humedad y los volátiles y, por último, peletización o conformación.

El proceso de extrusión tradicional suele comenzar con granulados vírgenes, fundiéndolos y dándoles forma mediante cambios físicos predecibles. Sin embargo, la extrusión de plástico reciclado se enfrenta a mayores retos. Debe gestionar la degradación del material, densidades a granel inconsistentes y la presencia de contaminantes como papel, madera u otros polímeros. A diferencia de la extrusión estándar, que se centra principalmente en fundir y dar forma, la extrusión de reciclado implica restaurar las propiedades del material mediante la homogeneización y la desgasificación, invirtiendo de hecho el estado de "fin de vida" del plástico.

La viscosidad de los plásticos reciclados puede variar significativamente debido a su historial térmico previo y a su degradación. Una extrusora estándar de un solo husillo suele tener problemas con estas inconsistencias, lo que provoca sobrecargas o una mezcla deficiente. Las extrusoras de plástico reciclado, en particular los sistemas de doble husillo, solucionan este problema proporcionando una mezcla superior y una renovación de la superficie. El sistema de husillo y tambor reduce la viscosidad de la masa fundida heterogénea, la mezcla íntimamente para suavizar las variaciones e integra el proceso de recuperación con la filtración y desgasificación de alta eficiencia en una operación completa y continua.

Aunque las leyes fundamentales de la reología de los polímeros siguen siendo las mismas, el procesamiento del material reciclado requiere un enfoque más sólido. La extrusora debe gestionar activamente la transferencia de calor y el cizallamiento para evitar una mayor degradación y, al mismo tiempo, garantizar que se aplica suficiente energía para homogeneizar la mezcla. En el caso de las extrusoras de plástico reciclado, la interacción de la filtración, la ventilación por vacío y la mezcla dispersiva desempeña un papel clave en la calidad final del granulado, convirtiendo residuos variables en materia prima consistente y de alto valor.

Aplicaciones de la extrusión de plástico reciclado

La extrusión de plástico reciclado se ha utilizado ampliamente para procesar residuos postconsumo y postindustriales, desempeñando un papel fundamental en el avance hacia una economía circular. Esta tecnología es esencial para la recuperación de materiales, la composición y la producción de plásticos reciclados de alto valor para una nueva vida.

Las principales aplicaciones de las extrusoras de plástico reciclado son las siguientes:

1. Reprocesamiento de residuos postconsumo: Transformación de residuos plásticos clasificados, como botellas, películas y envases, en pellets limpios y uniformes para su reutilización.
2. Producción de pellets reciclados: Creación de materias primas de alta calidad a partir de residuos plásticos que puedan competir con las resinas vírgenes en diversos procesos de fabricación.
3. Fabricación de productos ecológicos: Producción directa de artículos como madera compuesta, vallas, tuberías y piezas de automóvil a partir de materias primas recicladas.
4. Procesado de plásticos técnicos: Recuperación de plásticos industriales de alto rendimiento procedentes de fuentes como la automoción o los residuos electrónicos para su reutilización en aplicaciones exigentes.
5. Composición y mezcla: Reciclaje de plásticos de baja calidad mezclándolos con materiales vírgenes o aditivos para cumplir normas de rendimiento específicas para nuevos productos.

¿Cuál es la mejor extrusora de plástico reciclado?

Requisitos de equipamiento de las extrusoras de plástico reciclado:

1. Tiempo suficiente de fusión y transformación

La extrusora debe proporcionar tiempo suficiente para que los materiales se fundan, filtren y homogeneicen. Además, debe haber tiempo suficiente en la sección de desvolatilización para eliminar la humedad y los contaminantes del producto, lo que requiere que la extrusora tenga una gran relación longitud-diámetro (L/D).

2. Distribución estrecha del tiempo de residencia

La distribución del tiempo de residencia del material debe ser estrecha para garantizar un procesamiento uniforme y evitar una mayor degradación del material reciclado. Es crucial evitar el sobrecalentamiento de algunos materiales debido a tiempos de residencia prolongados, mientras que otros materiales se procesan insuficientemente.

3. Excelente rendimiento de ventilación

Durante el reciclado, es necesario eliminar del material la humedad, el aire atrapado, los volátiles de la tinta y otros contaminantes. Esto suele requerir alcanzar altos niveles de vacío a través de múltiples puertos de ventilación en un corto período de tiempo sin provocar el desbordamiento de la extrusora (flujo de ventilación).

4. Gran capacidad de transporte y cizallamiento del husillo

El tornillo debe tener una gran capacidad de transporte y cizallamiento para manipular materias primas incoherentes. Dado que la viscosidad y la densidad aparente del plástico reciclado pueden variar mucho, la capacidad de transporte del tornillo debe ser robusta. El cizallamiento intenso también es esencial para descomponer los contaminantes y garantizar una mezcla completa.

5. Buena función de transferencia de calor

Durante el procesamiento de plásticos reciclados, el calor de fricción liberado por el alto cizallamiento debe eliminarse rápidamente del sistema para evitar la degradación del polímero. Por lo tanto, el barril de la extrusora debe tener una excelente capacidad de refrigeración para mantener un control preciso de la temperatura.

Las máquinas utilizadas para el reciclado pueden ser extrusoras monohusillo, extrusoras de doble husillo y extrusoras de husillo recíproco. A continuación se presenta una comparación de las tres:

	Extrusora de doble tornillo	Extrusora de un solo tornillo	Extrusora de husillo recíproco
Ventajas	Alta eficiencia, control preciso, multifunción, excelente mezcla para homogeneización y capacidades superiores de desvolatilización y filtración.	Diseño simple, bajo precio, adecuado para el procesamiento limpio, uniforme regrind-bajo consumo de energía, bajo ruido, funcionamiento estable y larga vida.	Se caracteriza por un cizallamiento uniforme y una alta dispersión, combinando las ventajas de las extrusoras monohusillo y de doble husillo para aplicaciones específicas.
Desventajas	La estructura es compleja y el precio elevado. El flujo complejo en la zona de mallado es difícil de analizar con precisión.	El transporte del material depende de la fricción, lo que limita el rendimiento de la alimentación con materiales ligeros y esponjosos y la mezcla deficiente para plásticos contaminados o mezclados.	Su complejidad puede afectar a la facilidad de manejo y aumentar los costes de mantenimiento, por lo que es menos habitual en el reciclaje.
Ámbito de aplicación	Adecuado para aplicaciones que requieren granulados de alta calidad a partir de residuos plásticos contaminados o mezclados.	Adecuado para el reprocesado de chatarra industrial limpia, de un solo flujo, que no requiera una mezcla o desvolatilización intensiva.	Se utiliza para aplicaciones con requisitos particulares de mezcla y efectos plastificantes.

La opción más popular y práctica hoy en día es la extrusora de doble husillo

Las extrusoras necesarias para las distintas tareas de reciclado están diseñadas específicamente. A diferencia del simple proceso de triturado, las aplicaciones de reciclado exigentes suelen utilizar extrusoras de doble husillo corrotante porque tienen las siguientes características:

• Función de mezcla de gran eficacia para mejorar la homogeneidad.
• Función de desvolatilización de gran eficacia para eliminar la humedad y los contaminantes.
• Función de eliminación de calor muy eficaz para controlar la temperatura de fusión.
• Diseño de tornillo flexible y modular para optimizar el proceso.

El reciclaje puede utilizar extrusoras de doble husillo contrarrotantes, pero es menos habitual que utilizar extrusoras de doble husillo corrotantes.

Aplicación de extrusoras de doble husillo contrarrotantes en el reciclado

Suelen utilizarse en aplicaciones que requieren poco cizallamiento, como el procesamiento de perfiles de ventanas de PVC postconsumo.

En comparación con las extrusoras corrotantes, las extrusoras contrarrotantes proporcionan un menor cizallamiento. Esto resulta ventajoso para procesar materiales sensibles al cizallamiento, como el PVC, que de otro modo podría degradarse. Aunque las extrusoras contrarrotatorias proporcionan una mezcla distributiva adecuada, suelen ser menos eficaces que las co-rotatorias para la mezcla dispersiva de contaminantes o cargas.

El diseño de las extrusoras contrarrotantes permite controlar mejor el tiempo de residencia, lo que es esencial para los materiales que requieren un historial preciso de temperatura para evitar su degradación.

Aunque el reciclado puede utilizar extrusoras de doble husillo contrarrotantes para aplicaciones especializadas, es menos común debido a sus limitadas capacidades de mezclado. Las extrusoras de doble husillo corrotante suelen ser las preferidas por su mezcla eficaz, su mejor control de la temperatura y su versatilidad, lo que las hace más adecuadas para una gama más amplia de aplicaciones de reciclado exigentes. En última instancia, la mejor extrusora de plástico reciclado depende de sus necesidades específicas de materia prima y producto final.

Elegir entre extrusoras de doble husillo corrotantes y contrarrotantes

Las extrusoras de doble husillo corrotante suelen ser las preferidas por su eficacia de mezclado, su mejor control de la temperatura y su versatilidad, lo que las hace más adecuadas para una gama más amplia de aplicaciones de reciclado exigentes.

Por el contrario, las extrusoras de doble husillo contrarrotantes suelen utilizarse en aplicaciones que requieren un bajo cizallamiento y un mejor control del tiempo de permanencia del material, como el procesamiento de perfiles de ventanas de PVC postconsumo. En comparación con las extrusoras corrotantes, las extrusoras contrarrotantes proporcionan un menor cizallamiento. Esto resulta ventajoso para procesar materiales sensibles al cizallamiento, como el PVC, que de otro modo podría degradarse. Aunque ofrecen una mezcla distributiva adecuada, suelen ser menos eficaces que las extrusoras corrotantes para la mezcla dispersiva de contaminantes o cargas.

El diseño de las extrusoras contrarrotantes permite un mejor control del tiempo de residencia, lo que resulta esencial para los materiales que requieren un historial preciso de temperatura para evitar su degradación. Aunque el reciclado puede utilizar extrusoras de doble husillo contrarrotantes para aplicaciones especializadas, es menos común debido a sus limitadas capacidades de mezclado. En última instancia, la mejor extrusora de plástico reciclado depende de sus requisitos específicos de materia prima y producto final.