Máquinas de reciclagem de películas de plástico enfrentam um problema que os processadores de plásticos rígidos nunca encontram: as películas macias não se alimentam corretamente nas extrusoras convencionais. Se já tentou utilizar sacos de PEBD, película extensível de PEBDL ou película agrícola através de um sistema convencional alimentado por tremonha, é provável que tenha tido uma produção irregular, paragens de produção e operadores frustrados.
A solução não é uma tremonha maior ou um design de parafuso diferente. Reciclagem de plástico macio requer densificação antes da extrusão, razão pela qual as empresas profissionais de reciclagem de películas utilizam compactador peletizador sistemas que resolvem o desafio da alimentação na sua origem.
Porque é que as películas macias não podem ser alimentadas em extrusoras normais
As extrusoras padrão foram concebidas para flocos de plástico rígido, material reciclado e pellets - materiais com densidades a granel entre 400-600 kg/m³. O filme plástico macio tem uma densidade aparente de apenas 30-50 kg/m³, criando três problemas críticos de alimentação.[1]
Passagem de funil e interrupção de fluxo
As películas soltas criam arcos ou pontes sobre a garganta da tremonha, bloqueando o fluxo de material. Quando a ponte cai, uma vaga de material inunda o parafuso, seguida de fome quando se forma a ponte seguinte. Este ciclo torna impossível uma fusão consistente.
O fenómeno ocorre porque o baixo peso da película e o elevado atrito superficial permitem-lhe suportar o seu próprio peso em espaços abertos. Os flocos rígidos, por serem mais densos e granulares, fluem por gravidade sem formar pontes.[2]
Inanição de parafusos devido a baixa densidade a granel
Mesmo quando a película entra na garganta de alimentação, não se encaixa nas roscas dos parafusos como acontece com o material rígido. As roscas do parafuso giram através do material solto sem o agarrar, não conseguindo gerar a compressão necessária para empurrar o material para a frente e criar pressão.
Isto faz com que a extrusora funcione parcialmente em vazio. Os operadores vêem uma amperagem do motor inconsistente, temperaturas de fusão flutuantes e taxas de produção muito abaixo da capacidade nominal da máquina.
Aprisionamento de ar e problemas de processamento
A película envolve-se em torno de si própria, prendendo bolsas de ar que passam para a zona de fusão. Estas bolsas criam espuma, porosidade nos pellets e degradação oxidativa pelo ar aquecido. O sistema de desgaseificação por vácuo, dimensionado para o material normal, não consegue lidar com o volume de ar aprisionado.
Como é que os sistemas de corte compactador resolvem a alimentação de película
A máquina compactadora de cortador para pelotização resolve estes problemas acrescentando uma fase de densificação antes da extrusora. O sistema tem dois componentes principais: uma câmara de corte-compactação e uma extrusora de parafuso único.
Fase de densificação
A película entra numa câmara aquecida que contém lâminas rotativas e um parafuso de compressão. As lâminas cortam a película em pedaços mais pequenos, enquanto a fricção e o calor suave (80-120°C) amolecem o material. Os parafusos de compressão rotativos forçam a película amolecida a unir-se, expulsando o ar e criando uma massa densa e coesa com uma densidade aparente aumentada para 300-400 kg/m³.
Este material densificado comporta-se como flocos rígidos. Flui de forma consistente, é embalado em roscas e move-se de forma previsível através do sistema.
Alimentação controlada para a extrusora
O compactador força a alimentação de material densificado diretamente para a garganta de alimentação da extrusora, mantendo um fornecimento constante de material, independentemente do que se passa a montante. Isto elimina os problemas de ponte e de fome que afectam os sistemas alimentados por tremonha.
A extrusora recebe um fluxo constante de material pré-aquecido e isento de ar com uma densidade a granel consistente. Os operadores podem controlar a produção ajustando a velocidade do compactador, alcançando taxas de produção estáveis hora após hora.
Desempenho de desgaseificação melhorado
Uma vez que o compactador expulsa a maior parte do ar retido antes da extrusão, o sistema de desgaseificação por vácuo funciona dentro dos seus parâmetros de conceção. Este facto produz pellets mais limpos e com menos defeitos e permite o processamento de películas impressas em que é necessário remover os voláteis das tintas.
Aplicações de materiais para peletizadoras compactadoras
Os sistemas de compactação são excelentes com os materiais que desafiam as extrusoras convencionais:
- Película LDPE e LLDPE: Embalagem extensível, embalagem para paletes, sacos para produtos agrícolas, sacos para compras a retalho
- Película agrícola: Coberturas de estufas, película de silagem, película de cobertura vegetal (após lavagem)
- Sucata de película industrial: Remates de extremidades de extrusão de películas, rejeitados de produção, extremidades de rolos
- Película HDPE: Sacos para t-shirts, película para embalagem de alimentos
- Materiais de tecido PP: Sacos de ráfia, sacos de cimento, sacos jumbo (FIBCs) após trituração
Estes materiais partilham caraterísticas comuns: baixa densidade aparente (inferior a 100 kg/m³), elevada flexibilidade e tendência para se aninharem ou emaranharem. Todos beneficiam da compactação antes da extrusão.
Comparação de desempenho: Sistemas Standard vs. Compactadores
Ao processar 200 kg/h de película estirável LDPE, uma extrusora standard de 100 mm com alimentação por tremonha tem dificuldade em manter a produção. Os operadores relatam pontes frequentes, flutuação de saída de ±30% e paragens frequentes para limpar a tremonha.
A mesma extrusora emparelhada com um compactador de corte atinge a capacidade nominal de forma consistente, com uma variação de produção inferior a ±5%. O compactador acrescenta 37-45 kW à potência do motor, mas elimina as perdas de produção resultantes de uma alimentação inconsistente. A maioria das operações vê o retorno do investimento num prazo de 12 a 18 meses devido ao aumento do rendimento e à redução do tempo de inatividade.
O consumo de energia aumenta em cerca de 15% com um sistema de compactação, mas este facto é compensado por um maior rendimento e uma melhor qualidade dos pellets, que permite obter preços mais elevados.[3]
Principais caraterísticas de design a procurar
Nem todos os sistemas de compactação têm o mesmo desempenho. Ao avaliar o equipamento, verifique estas especificações:
Volume da câmara do compactador: Deve proporcionar 3-5 minutos de tempo de permanência à capacidade nominal. As câmaras subdimensionadas não conseguem densificar corretamente o material; as câmaras sobredimensionadas provocam uma degradação excessiva do material.
Controlo do aquecimento: As zonas de temperatura independentes evitam o sobreaquecimento e garantem um amaciamento adequado. Procure um mínimo de 2-3 zonas controláveis.
Configuração da lâmina: As lâminas de corte substituíveis reduzem os custos de manutenção. O design das lâminas afecta o consumo de energia e a redução do tamanho do material.
Interface de alimentação: O acoplamento direto entre o compactador e a extrusora mantém uma transferência de material consistente. Evite sistemas que deixam cair material entre os componentes.
Um sistema de compactação é adequado para a sua operação?
Escolha uma peletizadora compactadora se estiver a processar principalmente películas macias e sacos. O investimento faz sentido quando a película representa mais de 60% da sua matéria-prima, ou quando está a ter problemas persistentes de alimentação com o seu sistema atual.
As operações que processam material misto - algum rígido, algum filme - beneficiam da versatilidade de um sistema de compactador. O compactador trata eficazmente a película enquanto processa normalmente o material rígido, dando-lhe flexibilidade à medida que a composição da matéria-prima muda.
As instalações que processam exclusivamente plástico rígido (flocos de garrafas, resíduos de contentores, sucata de tubos) raramente necessitam de compactação. Uma extrusora standard com uma conceção adequada da tremonha serve estas aplicações de forma mais económica.
Tornar a reciclagem de películas rentável
A reciclagem de películas tem dificuldade em competir economicamente porque os custos de transporte e processamento excedem frequentemente o valor dos pellets. Os sistemas de compactação melhoram a economia, aumentando o rendimento, reduzindo a mão de obra para lidar com problemas de alimentação e produzindo pellets de maior qualidade que são vendidos a preços mais elevados.
A série Rumtoo ML demonstra esta abordagem, processando 150-1200 kg/h, dependendo do tamanho do modelo, com compactação, desgaseificação e filtragem integradas num único sistema. O design aborda o desafio completo da reciclagem de plástico macio, não apenas a extrusão.
Para uma reciclagem de películas bem sucedida, é necessário adequar o equipamento às caraterísticas do material. Quando a matéria-prima é uma película macia e de baixa densidade, uma peletizadora compactadora transforma um processo difícil numa operação fiável e rentável.