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01/05/2020 | 4 MINUTOS DE LECTURA

Pruebe este enfoque para limpiar su material reciclado

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El CO2 se puede utilizar como un disolvente totalmente “verde” para eliminar muchos tipos de contaminación en plásticos reciclados sin necesidad de usar disolventes tóxicos.

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El reciclaje está recibiendo mucha atención en estos días gracias al clamor público y mediático contra el plástico en el medio ambiente. Aproximadamente la mitad de todos los plásticos producidos se convierten en empaques de alimentos de un solo servicio. El empaque de alimentos generalmente contiene varios aceites, superficies impresas, tratamientos superficiales y adhesivos que son difíciles de eliminar, incluso mediante un lavado muy agresivo, y requieren el uso de disolventes tóxicos que a menudo hacen que la recuperación sea inutilizable para otras aplicaciones de envases de alimentos. Esto dificulta que los procesadores que ejecutan la recuperación logren los productos limpios que la aplicación puede exigir.

Sin embargo, el CO2 supercrítico se puede utilizar como un disolvente totalmente "verde" para eliminar muchos tipos de contaminación en plásticos reciclados sin necesidad de disolventes tóxicos. El CO2 se produce naturalmente en la atmósfera, y cuando se despoja de contaminación residual después del procesamiento puede ser recuperado o simplemente ventilado de nuevo en la atmósfera. El uso de CO2 supercrítico es una tecnología bien establecida en el procesamiento de alimentos y medicamentos. Durante muchos años se ha utilizado para descafeinar café y té, por ejemplo.

Aquí se muestran las presiones y temperaturas necesarias para que el CO2 exista en la fase líquida.

 

Aquí se muestran las presiones y temperaturas necesarias para que el CO2 exista en la fase líquida. En el punto triple pueden coexistir las tres fases, pero a medida que se aumenta la temperatura y la presión, el CO2 se convierte en un líquido. Fuente: Wikipedia.El CO2 puede existir como un líquido si la presión y la temperatura se incrementan por encima de un cierto punto. El diagrama de fase muestra las presiones y temperaturas necesarias para que el CO2 exista en la fase líquida.

El CO2 existe naturalmente como un gas en la atmósfera; a temperaturas reducidas es un sólido (hielo seco). Sin embargo, en ciertas condiciones el CO2 puede existir como líquido si la presión y la temperatura se incrementan por encima de un determinado punto. El diagrama de fases muestra las presiones y temperaturas necesarias para que el CO2 exista en la fase líquida.

En el punto triple (TP) pueden existir las tres fases, pero a medida que se aumenta la temperatura y la presión, el CO2 se convierte en un líquido. A una presión de 1070 psi y 89.8 F el líquido entra en una fase supercrítica (CP) y permanece en esa fase con el aumento de la presión y la temperatura. Eso es importante porque en esa fase tiene algunas propiedades inusuales, entre un gas y un líquido, que le permiten penetrar más fácilmente a través de muchos sólidos (como polímeros) y actuar como un disolvente fuerte para disolver muchos materiales. De hecho, sus propiedades solventes son tan fuertes, que cuando se encuentra en fase supercrítica debe estar contenida en materiales altamente resistentes a la corrosión.

Aunque la tecnología de descontaminación con CO2 supercrítico es antigua y bien entendida, típicamente consiste en un proceso discontinuo debido a la dificultad para controlar la presión desde la fase de tratamiento, donde el disolvente (CO2) absorbe los contaminantes, a la fase de limpieza de disolventes, donde la presión se reduce y los contaminantes se separan de la solución. Si la presión se libera durante la fase de tratamiento, la contaminación residual simplemente se separa del CO2 supercrítico y vuelve al polímero. El uso de un extrusor simplifica esto al permitir que las presiones se segreguen fácilmente mediante el uso de sellamientos viscosos entre las fases de tratamiento y la limpieza de disolventes.

El uso de un sellamiento viscoso antes y después del área a limpiar por el CO2 supercrítico aísla el "área de tratamiento" para que la presión y temperatura necesarias para mantener el CO2 en estado supercrítico se pueda mantener fácilmente sin elaborar cámaras de presión y válvulas de transferencia. El CO2 se puede agotar simplemente en un recipiente de contención a una presión más baja, lo que permite que los residuos se separen y luego regresen a la atmósfera sin ningún efecto ambiental neto. Sin embargo, en aras de la economía, el CO2 "limpio" puede ser recomprimido y reutilizado.

Los sellamientos viscosos aíslan el área de tratamiento para mantener la presión y la temperatura necesarias para mantener el CO2 en condiciones supercríticas sin cámaras de presión elaboradas ni válvulas de transferencia.

Los sellamientos viscosos aíslan el área de tratamiento para mantener la presión y la temperatura necesarias para mantener el CO2 en condiciones supercríticas sin cámaras de presión laboradas ni válvulas de transferencia.

Los fluoropolímeros son los únicos polímeros comunes que se disuelven por el CO2 supercrítico por lo que este tratamiento tiene una amplia aplicabilidad. Parece que los polímeros amorfos se limpian más eficazmente con esta técnica, pero aparentemente los polímeros cristalinos se pueden limpiar de manera eficaz con tiempos de tratamiento más largos y una mezcla adicional en la sección de tratamiento.

El tratamiento de CO2 tiene muy poco efecto en la morfología del polímero, por lo que el polímero reciclado es útil para los requisitos de rendimiento originales. Aunque sea un poco distinto de los procesos típicos de descontaminación utilizados en el reciclaje, ofrece el potencial de ampliar en gran medida la cantidad de material reciclado que se puede reutilizar para sus propósitos originales.

Acerca del autor

Jim Frankland.

Jim Frankland

Jim Frankland es un ingeniero mecánico que ha estado involucrado en todo tipo de procesos de extrusión durante más de 40 años. Ahora es presidente de Frankland Plastics Consulting, LLC. Contacto: jim.frankland@comcast.net o (724) 651-9196.

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