Peletización en la industria de los plásticos: producción eficiente y sostenible

Descubra cómo la peletización se ha convertido en un proceso esencial en la industria de los plásticos, ofreciendo ventajas como una mayor eficiencia en el manejo de materiales a granel y un menor impacto en el medio ambiente.

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La industria de los plásticos se ha convertido en una de las más importantes en el mundo moderno debido a la amplia variedad de aplicaciones que tienen los productos plásticos. La peletización es un proceso crucial en la producción de plásticos, ya que permite la producción de gránulos uniformes que son fáciles de manejar, transportar y transformar en productos terminados.

En este artículo, exploraremos en profundidad la peletización en la industria de los plásticos, sus ventajas y desventajas, las tendencias emergentes y cómo este proceso puede ayudar a mejorar la sostenibilidad de la producción plástica.

¿Qué es la peletización?

La peletización es un proceso industrial utilizado para convertir materiales a granel en pellets o tabletas compactas. Este proceso puede ser aplicado a diferentes tipos de materiales, desde alimentos hasta productos químicos.

Los pellets son utilizados en una amplia gama de aplicaciones como la alimentación animal, combustibles, fertilizantes y productos farmacéuticos.

En términos estadísticos, la industria de la peletización ha experimentado un crecimiento significativo en los últimos años. Se espera que este mercado crezca a una tasa compuesta anual del 8,3% durante el período de 2020 a 2025, según el informe de investigación de mercado de Mordor Intelligence.

Además de su utilidad en diferentes industrias, la peletización también ofrece importantes beneficios como una mayor eficiencia en el manejo de materiales a granel y un menor impacto en el medio ambiente. Esto se debe a que los pellets son más fáciles de transportar y almacenar, y su producción suele ser más eficiente que la de otros materiales a granel.

Desglosando el proceso de peletizado de plástico: pasos clave y consideraciones

El proceso de peletización tiene varios pasos clave que son esenciales para garantizar la calidad y la uniformidad de los pellets. El primero es el secado. Este paso es importante porque el agua en el material puede causar defectos en los pellets, lo que afecta la calidad del producto final. Es por eso que los materiales de plástico deben secarse antes de continuar con el proceso.

Después del secado, el material se funde y se extruye en una forma específica, luego se corta en longitudes precisas. El material cortado se enfría antes de pasar por una criba que separa los pellets de cualquier residuo o partículas no deseadas. Finalmente, los pellets se envasan y se almacenan para su uso.

Es importante tener en cuenta que el proceso de peletización de plástico también puede tener algunas consideraciones especiales, como el tipo de material de plástico que se está procesando y la temperatura de extrusión, que pueden afectar la calidad de los pellets. Por lo tanto, es esencial garantizar condiciones óptimas para el proceso de peletización.

Así mismo, es importante tener en cuenta que el proceso de peletización submarina de plásticos puede tener algunas consideraciones especiales y factores para obtener gránulos de alta calidad de manera consistente. Estas son algunas claves importantes:

1. Planificación del proceso: es fundamental planificar cuidadosamente la línea de producción de pellets, considerando la interconexión de los equipos. La peletizadora submarina es esencial, pero su éxito depende de la selección adecuada de extrusoras, bombas, filtros, sistemas de agua y secadores que trabajen en armonía para lograr una calidad uniforme de los gránulos.
2. Variables del proceso: la calidad de los gránulos puede verse afectada por numerosas variables del proceso, como el tipo de resina y aditivos utilizados, la temperatura de fusión, el desgaste de la matriz y el cortador, y los cambios en el agua del proceso. Es crucial comprender estas variables y su impacto en la calidad del pellet.
3. Influencias externas: factores externos como el error humano, los ajustes del equipo y los problemas de software también pueden influir en la calidad de los gránulos. Tener control sobre estas influencias ayuda a crear gránulos consistentes dentro de un rango de tolerancia predeterminado.
4. Estándares de calidad: para identificar un gránulo de calidad, se deben cumplir algunos estándares universales. Los gránulos deben tener la forma geométrica deseada, un tamaño y masa constantes, y deben estar claramente separados con la menor cantidad de residuos posible.
5. Imperfecciones de los gránulos: es importante comprender cómo se ven las imperfecciones de los gránulos, cómo se producen y qué medidas se pueden tomar para eliminar o reducir estas imperfecciones. Las imperfecciones incluyen colas, partículas finas, tamaños no uniformes, fracturas por fusión, hoyuelos, huecos, formas irregulares, entre otros efectos negativos.
6. Nuevas formulaciones: la evolución constante de los materiales plásticos presenta desafíos para los productores de pellets. Los proveedores de sistemas de granulación pueden brindar experiencia y recursos de laboratorio para garantizar que nuevas formulaciones se puedan granular con las especificaciones y velocidades de proceso ideales.
7. Reducción de multas y tiempo de inactividad: las partículas no deseadas en los compuestos pueden generar polvo y gránulos de baja calidad, lo que provoca tiempo de inactividad significativo. Ajustar la velocidad y los parámetros operativos de los peletizadores, el tamaño de los gránulos y la temperatura de corte puede evitar estos problemas.
8. Gránulos "perfectos" al salir de la secadora: los gránulos deben estar secos y ser fáciles de empacar, transportar, almacenar y desempacar al salir de la secadora. Además, deben estar libres de contaminantes y finos problemáticos para garantizar una producción sin problemas en etapas posteriores.

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Tipos de paletización utilizados en la industria plástica

Existen diferentes tipos de paletizadores utilizados en la industria plástica, cada uno con características únicas y diferentes funcionalidades. Los cuatro grupos comunes de paletizadores son: paletizadores robóticos, de bajo nivel, de alto nivel y en línea.

Los paletizadores robóticos son capaces de manejar una variedad de productos y patrones de paletizado con precisión y rapidez. Utilizan un brazo robótico para levantar los productos y organizarlos en el palé.

Mientras tanto, los paletizadores de bajo y alto nivel son empleados para productos que llegan en cintas transportadoras. La diferencia entre estos dos tipos es la altura desde la que cargan los productos. Estos paletizadores son más rápidos que los paletizadores robóticos.

Por último, los sistemas paletizadores en línea son diseñados para apilar capas completas de productos al mismo tiempo. Los paletizadores separadores de filas organizan y empujan cada fila hasta que se forma otra, completando así una paleta. Otro tipo son las unidades de cabezal de vacío, que utilizan ventosas para agarrar y sostener los productos.

Introducción a los peletizadores bajo agua: ventajas y desventajas

El sistema de peletización bajo el agua, específicamente el granulador submarino de tipo tira de tracción, ofrece una serie de ventajas en términos de calidad de las partículas y eficiencia de producción. A continuación, le contamos cuáles son las ventajas de este sistema granular submarino:

Ventajas de la calidad de las partículas:

• Optimización de la forma de las partículas: el sistema de peletización bajo el agua permite obtener partículas con una forma más uniforme y una superficie suave. Esto es especialmente importante en aplicaciones donde la apariencia y la calidad visual de las partículas son fundamentales.
• Alta densidad de partículas y buena fluidez: el proceso submarino de peletización produce partículas con una alta densidad y una buena capacidad de flujo. Esto facilita su manipulación, transporte y almacenamiento, mejorando la eficiencia en la cadena de suministro.
• Eliminación del fenómeno de oxidación de partículas: al realizar el enfriamiento de las partículas en un entorno acuoso, se reduce significativamente la posibilidad de oxidación. Esto preserva la calidad y las propiedades del material, evitando la degradación causada por la exposición al oxígeno.
• Menos fenómenos de vinculación: el sistema de peletización bajo el agua reduce la probabilidad de que las partículas se adhieran entre sí, lo que resulta en una mayor uniformidad y separabilidad de los gránulos. Esto es especialmente beneficioso en aplicaciones donde se requiere una dispersión homogénea de las partículas.

Ventajas de producción y operación:

• Producción continua automática: el sistema permite una producción ininterrumpida con la activación de un solo botón, lo cual es conveniente y rápido. Esto mejora la eficiencia y reduce los tiempos de inactividad asociados con cambios manuales de producción.
• Reducción del tiempo de curado y menor demanda de agua de refrigeración: el proceso de peletización bajo el agua acelera el enfriamiento de las partículas, lo que resulta en un tiempo de curado más corto. Además, se requiere menos agua de refrigeración, lo que no solo ahorra energía, sino que también contribuye a la protección del medio ambiente.
• Producción completamente cerrada y ambiente limpio: al llevarse a cabo bajo el agua, el proceso de peletización es completamente cerrado, lo que resulta en un entorno de trabajo más limpio y sin contaminación por polvo. Esto mejora las condiciones de seguridad y reduce la exposición de los trabajadores a sustancias nocivas.
• Bajo nivel de ruido: el sistema de peletización bajo el agua produce un nivel de ruido reducido en comparación con otros métodos de peletización. Esto contribuye a un entorno de trabajo más tranquilo y cómodo para los operadores.

A pesar de estas ventajas, el sistema de peletización bajo el agua también presenta algunas desventajas que deben tenerse en cuenta:

• Dificultades con materiales poliméricos de alta viscosidad: en el caso de polímeros semicristalinos o amorfos, el sistema existente que utiliza corte tipo anillo de agua puede enfrentar problemas con materiales de alta viscosidad. Esto puede resultar en un anudamiento de los materiales y afectar la calidad del producto, lo que a su vez puede causar tiempos de inactividad significativos.
• Inestabilidad del grano debido al diseño del cortador: para reducir la temperatura, el eje del cortador en voladizo se coloca a una gran distancia, lo que puede provocar inestabilidad en el tamaño y forma de los gránulos. Esta inestabilidad puede dificultar la operación del sistema y requerir ajustes frecuentes.
• Capacidad de producción limitada y consumo de energía: El sistema de peletización bajo el agua puede presentar una capacidad de producción más baja en comparación con otros métodos de peletización. Además, debido a su diseño y funcionamiento, puede requerir un consumo de energía relativamente alto. Esto puede limitar su aplicación en ciertos contextos de producción de alto volumen.

Aun con estas desventajas, el sistema de peletización bajo el agua sigue siendo ampliamente utilizado en la industria, especialmente en la producción nacional de productos SQL (Slice & Quiet Line). Los avances continuos en la tecnología están abordando gradualmente estas limitaciones, lo que indica un potencial de mejora en el sistema de peletización bajo el agua.

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Explorando los peletizadores de filamento: usos y limitaciones

Los peletizadores de filamento son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones industriales, pero también presentan ciertos usos que es importante considerar. Estos peletizadores son utilizados para convertir plásticos en forma de filamento en gránulos o pellets. Estos gránulos son más fáciles de almacenar, transportar y manejar en comparación con el filamento, lo que los hace ideales para su uso en procesos posteriores de fabricación y moldeo.

Así mismo, desempeñan un papel crucial en el reciclaje de plásticos. Permiten la transformación de residuos de plástico en gránulos reciclados, que luego pueden ser utilizados para fabricar nuevos productos. Esto contribuye a reducir la cantidad de desechos plásticos y promueve la economía circular.

Adicionalmente, los peletizadores de filamento permiten la mezcla de diferentes tipos de plásticos para crear gránulos con propiedades específicas. Esto es especialmente útil para la producción de materiales compuestos o para agregar aditivos y modificadores a los plásticos, lo que permite una mayor personalización de los productos finales.

Respecto a las limitaciones del proceso de peletización de filamentos, este puede requerir un tiempo significativo, especialmente en casos donde se necesita un enfriamiento adecuado de los gránulos. Esto puede limitar la capacidad de producción y la eficiencia en comparación con otros métodos de peletización más rápidos.

Sumado a ello, estos peletizadores están diseñados para producir gránulos con formas y tamaños específicos, lo que limita la flexibilidad en términos de variedad de formas y tamaños de gránulos que se pueden obtener. Para ciertas aplicaciones que requieren formas o tamaños específicos, pueden ser necesarios equipos adicionales de procesamiento o adaptaciones.

Y, finalmente, requieren un mantenimiento regular y una limpieza adecuada para garantizar un rendimiento óptimo y prevenir obstrucciones o contaminación del material. Esto implica una inversión de tiempo y recursos adicionales para mantener el equipo en condiciones adecuadas.

¿Cómo la automatización está cambiando la peletización de plásticos?

La automatización está transformando la peletización de plásticos al brindar mayor eficiencia y precisión en los procesos de producción. Al seleccionar un sistema de peletización, las empresas deben considerar sus necesidades operativas y de aplicación, así como los costos asociados. Actualmente, existen tres tipos principales de sistemas de peletización disponibles, cada uno con fortalezas y debilidades específicas.

Uno de los sistemas de peletización es el granulador submarino (UWP). Este sistema utiliza un troquel redondo con orificios dispuestos en un patrón circular. El polímero fundido se corta en gránulos a medida que sale de los orificios del troquel sumergiéndose en agua. Los gránulos esféricos se transportan a un colector de aglomerados y luego a un secador centrífugo. La UWP ofrece ventajas como una mayor automatización, capacidad de producción más alta, versatilidad para procesar diversos polímeros y una vida útil prolongada de las cuchillas de corte.

Otro sistema es el granulador de anillo de agua (WRP). En este sistema, el polímero fundido fluye a través de múltiples orificios en una placa de matriz y se corta en gránulos a medida que emerge. Los gránulos se enfrían en un anillo de agua y luego se transportan a un abrevadero y secadora centrífuga. El WRP es compacto, menos sensible a las variaciones del proceso y adecuado para materiales de alta resistencia a la fusión.

El tercer sistema es el granulador de hebras. Aquí, el polímero fundido se corta en gránulos después de enfriarse y solidificarse. El polímero se extruye a través de orificios en un troquel de hebra y se corta en gránulos cilíndricos. La granulación de hebras es la opción más económica y se utiliza ampliamente para compuestos y tiradas cortas. Sin embargo, requiere más mano de obra y no es tan adecuada para producir gránulos pequeños.

La automatización en la peletización de plásticos ofrece varios beneficios. Por ejemplo, el sistema UWP permite la programación previa de funciones como el afilado de cuchillas y el rectificado de placas de matriz, lo que minimiza el tiempo de inactividad. Además, los sistemas de peletización automatizados proporcionan mayor consistencia en el tamaño y la forma de los gránulos, así como un menor nivel de polvo y finos. La integración con equipos upstream también es posible, lo que facilita el control y monitoreo centralizados.

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5 tendencias emergentes en la peletización de plásticos

Según el informe "Mercado de pellets de plástico Insights 2023", se esperan varias tendencias emergentes en la peletización de plásticos en los próximos años. Estas incluyen:

1. Crecimiento del mercado: se proyecta que el mercado global de pellets de plástico experimentará un crecimiento significativo durante el período de pronóstico, que abarca desde 2023 hasta 2029. Y se espera que este crecimiento sea impulsado por la adopción de estrategias por parte de los actores clave en la industria.
2. Avances tecnológicos: la innovación y el avance tecnológico desempeñarán un papel crucial en el rendimiento y la amplia gama de aplicaciones de los pellets de plástico en el mercado. Estos avances permitirán que los pellets de plástico sean utilizados en diversas industrias.
3. Mayor demanda en la industria automotriz: el informe señala que la industria automotriz será uno de los principales impulsores del crecimiento del mercado de pellets de plástico. Los pellets de plástico se utilizan en diversas aplicaciones dentro de la industria automotriz, como componentes de automóviles, interiores y exteriores de vehículos.
4. Crecimiento en la industria de la construcción: también se espera que sea un impulsor clave del mercado de pellets de plástico. Estos pellets se utilizan en la fabricación de productos de construcción, como tuberías, ventanas y revestimientos, debido a su durabilidad y resistencia a la corrosión.
5. Mayor conciencia ambiental: se observa una creciente conciencia sobre la importancia de la sostenibilidad y la reducción del uso de plásticos de un solo uso. Como resultado, se espera que la demanda de pellets de plástico reciclado aumente en los próximos años, ya que ofrecen una alternativa más ecológica a los plásticos vírgenes.

En términos de competencia, algunos de los jugadores clave que operan en el mercado de pellets de plástico incluyen Lyondellbasell, Dupont, BASF, Formosa, ExxonMobil, Dow, Sabic, LG Química, Química Chevron Phillips e INEOS.