El secado de resinas higroscópicas ya no es problema

El secado efectivo de una resina antes de su transformación repercute directamente sobre la calidad del producto final. La presencia de humedad en el plástico representa problemas de procesamiento, defectos estéticos en las piezas fabricadas y en sus propiedades. Esta situación es aún más acentuada cuando se trabaja con polímeros higroscópicos como el PET y las poliamidas, que absorben humedad con facilidad. Una amplia variedad de tipos de secadores permite acondicionar de forma adecuada los materiales poliméricos para obtener productos de óptima calidad.

Debido a los costos energéticos cada vez más altos, la tendencia actual en tecnologías para secado de resinas está muy orientada hacia el ahorro energía y el tratamiento especial de materiales difíciles con máxima eficiencia.

Las principales consideraciones para seleccionar un equipo de secado son el flujo de aire, la temperatura del aire, el tipo de resina y los requerimientos futuros como máquinas adicionales que demanden material seco. Cada material requiere de un cierto flujo de aire por cada kilogramo procesado por hora. Es fundamental tener en cuenta las recomendaciones de los proveedores de materias primas para establecer las mejores condiciones de temperaturas, flujos y tiempo de residencia en el secador. Aquí le presentamos un recorrido por algunas opciones en diferentes tipos de secadores.

Para cada necesidad
Conair cuenta con el sistema de secado EnergySmart, que recicla el calor en dos etapas, incorporando un circuito de aire caliente y un circuito de deshumidificación de aire. En el circuito de aire caliente se captura la energía. Algo del aire que sale por la parte superior de la tolva pasa por un filtro y luego se recalienta hasta 350ºF (177ºC) antes de reintroducirse en la tolva. El aire se seca hasta un punto de rocío de -40ºF y se calienta a 350ºF, según recomendaciones de los proveedores de resinas de PET. Luego se introduce en la tolva de secado. El aire caliente y seco sube por el lecho del material, que ya ha sido precalentado en el circuito de aire caliente, manteniendo la temperatura óptima de secado y reduciendo el contenido de humedad hasta los niveles recomendados. De acuerdo con la compañía fabricante, este sistema reporta ahorros de hasta 67% en consumo energético. El sistema de control Drying Monitor actualiza constantemente el perfil de temperatura en la tolva de secado y lo hace visible en la pantalla del operario.

La compañía italiana Moretto ofrece el sistema X-Dryer basado en tecnología de zeolitas, que opera sin aire comprimido ni agua de enfriamiento. El sistema está disponible en seis tamaños diferentes en la serie XD 20, con un flujo de aire entre 25 y 350 m3 por hora, dependiendo del tiempo de residencia para cada polímero y alcanza un punto de rocío constante de -75ºC. En la nueva serie XD 600, adecuada para grandes producciones, la capacidad de flujo de aire puede alcanzar 2.500 m3/h. Como complemento a esta línea, Moretto lanzó el sistema X Pet-Pro, para el tratamiento de PET, que de acuerdo con la firma permite lograr importantes ahorros adicionales de energía. La empresa fabricante asegura que en el sector del PET, esta tolva permite ahorrar de 20 kW/h hasta  45 kW/h en producciones promedio de 1.500 Kg/h.

Motan cuenta con los equipos Metrolux 50 y 80, sistemas pequeños de secado con hasta tres recipientes integrados con sistemas de transporte de material. Los volúmenes de los recipientes están disponibles entre 15 y 150 litros para Metrolux 50 y desde 60 hasta 250 litros para Metrolux 80 (con varios tamaños intermedios en ambos casos) y con capacidades de aire seco de 50 y 80 m3/h, respectivamente.

La serie ASD, de AEC, es una de las líneas de secadores con desecante más pequeñas que ofrece la compañía. Su diseño se basa en tecnología Hi-Core, que dispone de un elemento de calentamiento eléctrico en el interior del contenedor del desecante, proporcionando rápida regeneración y enfriamiento del desecante en menos de una hora. Un punto de rocío en aire de -40° F es utilizado como parámetro de regeneración y enfriamiento del desecante para la mayoría de procesos de secado donde bajos puntos de rocío son necesarios. Características adicionales incluyen un post-enfriador, un monitor de punto de rocío, evacuadores, adaptadores de montaje y un carro de transporte portátil para el secador y la tolva de secado. El voltaje de alimentación estándar es 115/1/60, con voltajes alternativos también disponibles.

Para producciones demandantes
Los secadores desecantes DP 640-644, de Piovan, tienen capacidades de suministro de aire entre 1.000 m3/h y 1.400 m3/h para producciones entre 450 y 800 kg/h. Todo el sistema de secado trabaja en un lazo cerrado para garantizar la independencia frente a las condiciones ambientales con puntos de rocío de -50ºC o menores. El sistema puede ser utilizado en diferentes procesos para tratar materiales como PET y PETG. Los dispositivos para el manejo del consumo de energía IES e IMD automáticamente ajustan los parámetros a las condiciones reales de producción. El equipo está disponible en las versiones MT hasta 150ºC y HT hasta 200ºC.

Motan ofrece los secadores de gran tamaño Luxor 1800/2400 para aplicaciones demandantes, como la extrusión y el moldeo de partes automotrices, donde el material debe presecarse. Los secadores de gran escala tienen 1.800 y 2.400 m3/h de aire para secado. Los sistemas tienen tecnología de recuperación de calor y regeneración, regeneración dependiente de la carga y otros elementos de la tecnología ETA (patente de Motan) que protege el material y lo seca usando la menor cantidad de energía posible.

En Plastimagen, Wittmann presentó su nueva línea de secadores deshumidificadores, PDC con soplador integrado. Estos equipos tienen la capacidad de alimentar hasta dos máquinas de manera independiente, y los alimentadores de material no necesitan mantenimiento, al ser el vacío generado por un soplador trifásico.

Secadores de rueda secante
Conair, por su parte, ofrece los secadores Carousel Plus que permiten controlar el punto de rocío para el secado y la temperatura. Estos sistemas utilizan desecadores de tamices moleculares impregnados en un sustrato de fibra de vidrio que está incorporado en una rueda que gira continuamente. En un tiempo dado, la mayoría de la rueda (cerca de 75%) está siendo usada para secar el aire para el proceso, mientras el resto de la superficie está en regeneración con alta temperatura y enfriamiento. Los secadores Carousel Plus son compactos y livianos. El sistema de control con microprocesador asegura la estabilidad de temperaturas y niveles de puntos de rocío, críticos para el procesamiento de polímeros sensibles a la humedad y temperatura. El operario selecciona un punto de rocío particular y lo introduce en el controlador, que luego ajusta varias funciones para mantener el punto establecido.

Novatec ofrece el NovaWheel, un secador que utiliza material desecador que rota continuamente en ciclos del proceso, la regeneración y el enfriamiento. El equipo es compacto y cuenta con menos partes móviles que los sistemas tradicionales, según la compañía fabricante. El sistema tiene interruptores en el secador y el calentador para asegurar temperaturas de proceso de hasta 350ºF. El secador es controlado con microprocesador con el sistema NovaTouch con pantalla táctil.

Secadores con vacío y con membrana
El secado con vacío es adecuado para el secado de materiales sensibles al calor con capacidad de cristalización. Estos equipos tienen tiempos de ciclo más cortos en comparación con otras opciones.  El calentamiento y el secado al vacío ocurren simultáneamente en tres estaciones de avance, lo que hace posible trabajar con lotes pequeños al tiempo que transforma un proceso en lotes en un proceso continuo que mantiene el ritmo de la capacidad de procesamiento de la máquina procesadora.

Maguire ofrece el secador de baja presión LPD que utiliza vacío para acelerar el secado de la resina. Normalmente el secador con vacío puede secar materiales en un sexto del tiempo de un secador con lecho desecante, afirma la compañía. El secador de baja presión no necesita de regeneración del lecho desecante y tiene menor consumo de energía. El menor tiempo de secado en el LDP reduce el riesgo de degradación del material. El secador de vacío primero calienta el material y luego aplica vacío para completar el ciclo de secado. El secador opera con 3 canastas de acero inoxidable que se montan directamente sobre un carrusel y en el proceso cada canasta pasa por tres etapas. En la etapa uno primero se llena cada recipiente con el material utilizando una válvula que evita que se sobrecarguen las canastas. Luego comienza el calentamiento hasta alcanzar la temperatura ajustada. En la etapa dos se sellan las canastas y se aplica vacío, la humedad sale rápidamente del material y es evacuada al aire del ambiente. En la etapa tres se retira el material que fluye hacia un tanque de descarga. Luego comienza nuevamente el ciclo.

Al igual que los secadores al vacío, los secadores de membranavienen sin agente secante. Funcionan con flujo de aire comprimido a través de una membrana de adsorción. El NovaDrier, fabricado por Novatec, usa una membrana de diseño exclusivo cuyo alto grado de eficiencia en la eliminación de humedad hace posible tener aire de procesamiento con un punto de rocío de –40 °C, fluyendo a través del sistema en menos de cuatro minutos después del arranque. Se ha demostrado que la membrana dura hasta 20 años en condiciones de uso exigentes, asegura la firma.

Secado y cristalizado
Estos equipos transforman las resinas de PET amorfo virgen o reprocesado en su forma cristalina y lo secan en una operación continua. Novatec cuenta con el sistema IRD, dirigido a los procesadores de láminas delgadas y películas. El Novatec IRD está disponible en 5 tamaños con capacidades entre 400 y 4.000 libras por hora. El componente central del equipo secador/cristalizador infrarrojo de tambor giratorio (IRD) es un tambor o cilindro rotatorio de acero inoxidable, grande y horizontal, en cuya pared interior hay un conjunto helicoidal de paletas que transportan el PET a lo largo del tambor. La resina da vueltas mientras avanza por el tambor, de modo que todas las superficies se exponen igualmente a la luz de un banco central de calefactores infrarrojos alrededor de los cuales gira el tambor.

Los cristalizadores Luxor HDC y Luxorbin C de Motan son apropiados para productividades entre 80 y 900 kg/h y para aplicaciones como termoformado en línea. En el proceso el material es presecado con aire de proceso con baja humedad relativa para minimizar la descomposición hidrolítica del material. Los cristalizadores ahorran energía mediante intercambiadores de calor y sopladores integrados. El control utiliza una pantalla táctil con interfase gráfica para ayudar a evitar errores de operación. El software permite el almacenamiento de parámetros de usuario y de material para minimizar problemas. El equipo es fácil de limpiar y mantener. Además de los cristalizadores estándar que incluyen una válvula neumática a la salida del recipiente, un filtro de aire, intercambiador de calor y ciclón con recolector de finos, también hay opciones como válvulas giratorias y dispositivos de succión para la recuperación de material.

Otras compañías proveedoras de sistemas de secado son BMG Maquinas e Equipamentos, Colortronic, Dri-Air, Gala Industries, Silos y Camiones, Sterling, entre otros.

Secado de resina en una época en la que los costos de energía están en aumento
Los costos de energía restan gran rentabilidad a cualquier procesador de plásticos que seque resina usando equipo convencional. Los proveedores de secadores de resina han intentado afrontar esta situación mediante la innovación de productos. En este artículo, Mark Haynie, gerente de ventas de productos de secado de Novatec, y Chris Crittenden, gerente de ventas de Maguire Europe, comparan sistemáticamente entre sí los tipos de sistemas de secado, después de pruebas realizadas en el Centro de Tecnología del Secado (DTC, por sus siglas en inglés) de Novatec, una filial de Maguire Products, Inc.