Extrusión energéticamente eficiente

¿Qué medidas pueden generar ahorros energéticos significativos en las líneas de extrusión de polímeros? Aquí le contamos algunas estrategias clave.

---

¿Cómo podemos reducir los costes energéticos?

La fabricación de polímeros mediante extrusión requiere una gran cantidad de energía. En los últimos años, se han realizado numerosos esfuerzos para aumentar la eficiencia energética de las líneas de extrusión de polímeros. Este tema es especialmente relevante en un momento en el que los precios de la energía están aumentando y hay una mayor conciencia sobre el medio ambiente. Por lo tanto, el ahorro de energía se ha convertido en un tema de gran interés.

Configuración de la extrusora

"La configuración de una línea de extrusión puede contribuir en gran medida al ahorro de energía. La mayor parte de la energía se consume en el proceso de extrusión cuando se funde el polímero, por lo que la elección del tamaño y el diseño de la extrusora es crucial", aclara Hans-Jürgen Luger, Director de Investigación y Desarrollo de SML.

Las extrusoras pueden ser altamente eficientes cuando se utilizan en configuraciones óptimas de accionamiento y husillo. Este principio se aplica especialmente a las extrusoras de alta velocidad de SML, que tienen diámetros de 75 mm y 90 mm, y están diseñadas para producir hasta 1.200 kg/h de polipropileno (PP), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) y poliestireno (PS).

En comparación con las extrusoras de mayor diámetro, una extrusora de alta velocidad (HSE) requiere hasta un 80 % menos de energía calorífica para lograr el mismo rendimiento. Un ejemplo adicional es la extrusora HO-LT de SML, que se utiliza para polímeros sensibles como EVOH o materiales de unión, y permite obtener altos rendimientos a temperaturas de fusión más bajas. Al utilizar una extrusora HO-LT de 35 mm en lugar de una extrusora estándar de 75 mm para EVOH con el mismo rendimiento máximo, se reduce el consumo específico de energía (SEI) de 250 Wh/kg a 200 Wh/kg.

Fábrica: tratamiento eficaz del agua de refrigeración

Además del calentamiento y la fusión de los polímeros, es importante considerar el proceso de refrigeración. En primer lugar, la calidad del agua utilizada en los sistemas de refrigeración es fundamental para lograr una refrigeración eficiente y confiable. Los depósitos y la contaminación en el sistema de refrigeración pueden afectar la transferencia de calor, lo que requiere reducir la temperatura del agua de refrigeración para mantener la capacidad de refrigeración necesaria. Es importante asegurarse de que la temperatura del agua de refrigeración no sea más baja de lo necesario.

En segundo lugar, el sistema de generación de agua de refrigeración brinda oportunidades para ahorrar energía. Por ejemplo, SML utiliza un sistema avanzado de pozos de agua en sus instalaciones, bombas geotérmicas (que también pueden funcionar con energía solar) y una unidad de enfriamiento en el techo de su sede central en Redlham. Además, el calor generado por las líneas de extrusión en funcionamiento se aprovecha para calentar el edificio durante el invierno.

---

Lea también: El plasma activa nuevas posibilidades en economía circular.

---

Configuración de la línea: reducción eficaz de los recortes de bordes

Otro tema clave es la cantidad de recortes de bordes que se trituran, se reintroducen en el proceso y se vuelven a fundir. En principio, la proporción de refusión disminuye a medida que aumenta la anchura de la película de una línea de extrusión. Por tanto, cabe suponer que las líneas de extrusión anchas con una mayor anchura de película son más eficientes. Comparando la línea de película estirable MiniCast de SML (1.500 mm de anchura neta) con la línea PowerCast XL de SML (4.500 mm de anchura neta) expuesta en la K'2022, la parte de recorte de bordes disminuye del 27 % al 17 %. Esto significa que el consumo adicional de energía debido a la realimentación por kg/h de producción neta de la línea es de 50 Wh/kg para la línea PowerCast XL en comparación con 90 Wh/kg para la MiniCast.

Reducción de las emisiones de calor

Aislar las superficies calientes, que sufren pérdidas de calor por radiación, es un método muy eficaz y barato para reducir los costes energéticos. Además, el aislamiento, por ejemplo en los adaptadores de fusión, puede instalarse fácilmente a posteriori. Las mediciones han demostrado que el consumo de energía por 1 m de longitud para mantener la temperatura fijada de un adaptador puede reducirse de 8 kWh sin ningún tipo de aislamiento a 6 kWh con aislamiento (- 25 %). SML también ha modificado la unidad de calefacción/refrigeración del cilindro extrusor para reducir las pérdidas por radiación en el modo de calefacción hasta en un 30 %.

---

Conozca las alternativas de cierre de ciclo para espumas de poliuretano rígido.

---

Detección del consumo de energía oculto en equipos periféricos

Los accionamientos de bombas o soplantes suelen funcionar a toda velocidad, independientemente de la velocidad y la potencia de la línea. Instalando convertidores de frecuencia y modificando el control de la máquina, las velocidades de accionamiento y, por tanto, la potencia necesaria pueden ajustarse a la demanda sin afectar a la salida de la línea. Otro paso consiste en utilizar bitWise, la herramienta de generación y análisis de datos de SML, para optimizar los parámetros de la máquina y aprovechar todo el potencial de ahorro.