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Abril de 2020 Página 1 de 2

Cómo escoger el sistema de secado correcto

Por Alejandro Miguel Vásquez Silva

El control de las variables y la selección de la tecnología apropiada dependen de la comprensión física del proceso y del material a procesar.

La presencia de humedad en los materiales normalmente genera problemas de apariencia, en ocasiones dificulta el procesamiento o incluso puede generar degradación de la resina, dado que el vapor generado a altas temperaturas fractura la cadena y modifica las propiedades, principalmente en aquellos materiales que son producidos mediante poli-condensación. La falta de secado se puede evidenciar con defectos como chispas, manchas, decoloración, o en algunos casos pérdida de propiedades mecánicas o variaciones en la viscosidad.

Los materiales se secan para evitar los problemas que genera procesarlos en presencia de humedad. Sin embargo, es común confundir los conceptos de precalentamiento y secado (deshumidificado).

Los materiales que por su naturaleza química son clasificados como polares deben ser sometidos a proceso de deshumidificado, dado que logran incorporar humedad del aire en el interior de su estructura molecular. Entre ellos se cuentan las poliamidas, PET, ABS, PC, PBT y el PMMA. Estos materiales reciben el nombre de higroscópicos.

Por su parte, los materiales no polares, como el PE, PP, PS o PVC, solamente tendrán humedad en su superficie, por lo que el proceso de precalentamiento es suficiente para removerla antes de procesarlos.

En este artículo, en adelante, cuando hablemos de secado nos referiremos al proceso de deshumidificación.

Variables a considerar durante el secado

El proceso de secado tiene cuatro variables principales que deben ser monitoreadas y controladas, de tal manera que se logre la consistencia correcta y el impacto positivo que el proceso de transformación requiere (ya sea que hablemos de inyección, extrusión, inyección soplado o extrusión soplado).

La temperatura de secado como medida del calor aplicado al material para que libere la humedad es la principal variable. El calor genera movimiento de las moléculas a tal punto que la humedad se desprende de la cadena del polímero.

La temperatura de punto de rocío es la temperatura a la cual la humedad del aire se condensa y cae, y es dependiente de la presión de vapor; una baja presión de vapor alrededor del material favorece la migración de la humedad desde el material hacia el aire exterior. Una temperatura de punto de rocío baja y estable refleja la condición ideal para el proceso de secado del material. Temperaturas de punto de rocío cercanas a -20°C son suficientes para secar la mayoría de materiales termoplásticos higroscópicos. Temperaturas de punto de rocío inferiores implican una cantidad de energía importante y no se reflejan en incrementos importantes de la velocidad de secado.

El proceso de secado no se da de manera instantánea, se requiere de tiempo. Primero para alcanzar la temperatura a la cual las moléculas de agua inician a moverse libremente. Luego, hace falta tiempo para que se dé el proceso de difusión a través del material. La velocidad de difusión dependerá del material y también de su nivel de humedad interna; en la medida en que esta disminuya, también lo hará la velocidad de difusión.

Será el flujo de aire seco (con un bajo punto de rocío) el responsable de retirar la humedad de la tolva de secado. El flujo debe ser el necesario para lograr que la temperatura al interior de la tolva se conserve estable según la recomendación durante el tiempo requerido. Si el flujo no es el requerido, el perfil de temperatura puede disminuir y el secado resultar menos eficiente.

Es muy importante encontrar la combinación ideal de las variables antes mencionadas, de tal manera que se logren las condiciones de humedad sugeridas para el proceso por los fabricantes de resinas. También para que no se genere un excesivo consumo de energía o incluso afectaciones al material (como degradación o apelmazamiento).

Estrategias de ahorro de energía

Es clave elevar la temperatura del material solo hasta el valor requerido con la menor cantidad de energía posible, mantener esa temperatura estable, garantizar la regeneración del material disecante y así utilizar la menor cantidad de energía necesaria para retirar la humedad del material.

Disminuir las pérdidas de calor en el sistema a través de aislamientos y regular los flujos de aire con variación de velocidad en los ventiladores permitirá no invertir más energía de la necesaria para el calentamiento de la resina. Es importante que retorne la menor cantidad de energía al secador y que permanezca en la tolva de almacenamiento usándola de manera efectiva, por lo que monitorear y controlar la temperatura de salida del aire de la tolva es valioso.

La regeneración del material disecante es el proceso a través del cual este material libera la humedad que atrapó del material a procesar; esta etapa consume una parte importante de la energía del proceso, por lo que también es relevante hacerlo de la manera óptima para tener bajo control el consumo.


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