Los granuladores y los rasgadores tienen más en común de lo que usted piensa

Granulación, molido, picado y rasgado son todos términos comunes para describir la tarea específica de reducir el tamaño de material de desperdicio, que es un sub producto del procesamiento de plásticos. Todas las plantas que procesan plásticos tienen un cierto nivel de producción imperfecta que es rechazada como desperdicio, pero además generan desecho de “arranque”, como resultado de la inicialización de sus procesos de producción y del refinamiento de su manufactura.

Para muchos procesadores, recuperar exitosamente su desecho puede ser la diferencia entre tener o no un margen de ganancia. Sin embargo, para que mantenga su valor, ya sea que se recicle y se reincorpore al proceso o se venda a terceros, el desperdicio usualmente debe reducirse a un tamaño manejable y uniforme. Es en este punto donde cobran valor los equipos de granulación y reducción de tamaño.

Los granuladores son parte del paisaje en las plantas de procesamiento de plásticos y generalmente se pueden dividir en dos grupos. Los modelos “al pie de la máquina”, usualmente empleados para moler volúmenes relativamente pequeños de velillas, distribuidores, partes fuera de especificaciones y retal en líneas de extrusión de película, y que se reincorporan inmediatamente al proceso. Los granuladores centrales, como su nombre lo implica, se ubican usualmente en una habitación separada del área de producción. Normalmente son mayores y más poderosos, y se usan para reducir el tamaño de grandes volúmenes de desperdicio, con frecuencia proveniente de múltiples líneas o celdas de procesamiento. Pueden dotarse de tolvas de alimentación especiales para acomodar piezas largas, como tubos o perfiles extruidos, materiales anchos como láminas, o para desenrollar y granular rollos de película de arranque o fuera de especificaciones. Los granuladores de alto desempeño se emplean para manejar piezas grandes o residuos de purga. Generalmente, los granuladores operan a altas velocidades con torques relativamente bajos. Aún los granuladores llamados “de baja velocidad” tienen rotores que giran a 190 rpm, mientras que los granuladores de velocidad estándar operan a 400, 500 rpm o más.

Los rasgadores, de otro lado, tienden a operar a velocidades más bajas (100 a 130 rpm), con altos torques, que les permiten “masticar” prácticamente cualquier cosa. Esto explica por qué los rasgadores son tan comunes en aplicaciones de reciclaje que incorporan madera, metal o papel, y por qué son cada vez más populares en el reciclaje de plásticos. Estas máquinas pueden suministrarse en diseños de un solo eje que se enfrenta a una o más camas estacionarias de cuchillas, o modelos de doble eje, que emplean ejes contra rotantes y que rasgan uno contra el otro el desperdicio. Los modelos de doble eje se consideran más eficientes para desgarrar desperdicio voluminoso, y son más complejos y más propensos al daño de los ejes. Adicionalmente, el mantenimiento de las cuchillas es el doble en este tipo de modelos. Los modelos de un solo eje típicamente vienen con un rotor más grande y robusto y al utilizar las camas estacionarias de cuchillos, simplifican el mantenimiento y ofrecen una operación más confiable para cargas pesadas. Los rasgadores de un solo eje se perciben como más productivos para aplicaciones que incorporen plásticos rígidos, así como para películas y materiales reforzados con fibra, y cada vez gozan de más popularidad en la industria plástica.

Si uno lista todos los diferentes tipos de desperdicio que se pueden generar en plantas de procesamiento de plásticos – botellas, velillas, canales fríos, piezas grandes y pequeñas moldeadas, película, lámina, tubería, fibra, purga, perfiles, etc. – cualquiera de estos podría procesarse igualmente bien en un granulador o en un rasgador. ¿Cómo se determina entonces cuál de las dos tecnologías de reducción de tamaño es mejor? Hay cuatro factores principales que probablemente influirán en la decisión:

• Volumen
• Densidad
• Método de alimentación
• Condición requerida al final

Usualmente hay que considerar más de uno de estos aspectos.

Volumen

Realmente no hay un volumen de alimentación mínimo para un granulador. Excepto por la energía necesaria para iniciar y correr el rotor, un granulador de un tamaño adecuado puede reducir con la misma facilidad miles de toneladas que un par de libras de material. Los granuladores pequeños al pie de la máquina están diseñados específicamente para manejar un flujo constante de desperdicio, a tasas de alimentación cercanas a los 454 kg/hr. Las unidades centrales pueden manejar hasta 4100 kg/h, bien sea con alimentación continua o por baches.

La única limitación real es el tamaño y configuración de la entrada de alimentación y de la cámara de corte, y la necesidad de evitar sobre alimentación y apelmazamiento del rotor. Para prevenir el apelmazamiento, los fabricantes de los granuladores típicamente configuran sus máquinas para que tomen “mordidas” pequeñas del material de desperdicio, y usan ruedas flotantes y motores de alto caballaje para tener la potencia suficiente al atravesar secciones más gruesas, pero el daño del rotor y el apelmazamiento de producto siempre son un riesgo.

Lo rasgadores, de otro lado, normalmente no trabajan de manera eficiente (y en ocasiones no trabajan para nada), si se tienen tasas de alimentación demasiado bajas. Esto es particularmente cierto para los rasgadores de un solo eje, que utilizan un pistón accionado hidráulicamente para llevar el material de desecho hacia el área de corte, en la intersección del rotor y la cama de cuchillas estacionaria. Entre más desperdicio haya en la entrada de alimentación y entre más denso sea, más fácil es para el pistón empujarlo hacia el rotor. Los rotores usualmente están hechos de acero sólido (o soldaduras de alto desempeño), con cortadores de dientes de sierra robustos, que se intercalan y encajan con los cortadores estacionarios para desgarrar los desperdicios. La presión hacia adelante del pistón alimentador y el rotor impulsor se monitoreany controlan continuamente para optimizar la tasa de alimentación del pistón para un rasgado agresivo, sin que se presenten sobrecargas. La mayoría de los modelos incluyen controles que pueden reversar el rotor rápidamente para limpiar apelmazamientos, que se pueden producir si la alimentación es muy agresiva, particularmente con desperdicios gruesos o material foráneo, como metales.

De esta forma, si bien los granuladores pueden manejar altos volúmenes de desperdicio, es probablemente aconsejable considerar si un rasgador  es la mejor alternativa.

Densidad

Algunos desperdicios pueden ser una carga pesada para equipos de reducción de tamaño. Las purgas, que pueden tener varias pulgadas de espesor y pesar entre treinta y cuarenta libras, son un buen ejemplo. Si se ponen dentro de un granulador, incluso si se trata de un granulador central con un rotor de alta potencia y suficiente caballaje, la operación puede ser ruidosa, se pueden presentar picos de potencia o eventualmente puede dañarse el granulador.

Para evitar estos problemas, las empresas que frecuentemente tienen que reciclar purgas las cortan primero en piezas de menor tamaño, usando una sierra de banda o alguna herramienta similar. En un rasgador, de otro lado, las purgas no son un problema. De hecho, es posible alimentar un contenedor lleno de ellas en la tolva de un desgarrador y la máquina la devorará eficientemente. Lo mismo ocurre con una bala de botellas de detergente aplastadas. En una forma no densificada, pueden rebotar en el desgarrador, bajando sustancialmente la eficiencia de corte. Pero las mismas botellas ligeras no serían un problema si se alimentan con una banda transportadora hacia la cámara de corte tangencial de un granulador.

Los rollos de película y fibra fuera de especificaciones, incluso si pesan cientos de libras, son otro ejemplo de desperdicio ideal para el desgarrado. El rollo completo puede depositarse en el desgarrador, mientras que para procesar el mismo desperdicio a través de un granulador, el rollo tendría que cortarse en partes, o desenrollarse antes de reducir su tamaño. Hay cortadores especiales disponibles para estas aplicaciones, para asegurar que las tiras largas de película y fibra no se enrollen en el rotor.

Si se necesita procesar altos volúmenes de desperdicio pesado y denso (ya se trate de purga o de tubo o lámina de altos espesores) y se desea evitar la labor de preparación intensiva antes de la granulación, puede pensarse en usar un rasgador.

Método de alimentación

Como la discusión anterior acerca de volumen de desperdicio y densidad lo sugiere, los rasgadores requieren tan solo del más simple de los sistemas de alimentación. De hecho, los rasgadores funcionan mejor cuando el desperdicio pesado y denso sencillamente se alimenta en la tolva. Un pistón hidráulico viaja lateralmente en un canal construido en el fondo de la tolva y empuja material hacia el rotor. Cuando el pistón se devuelve, el peso del desperdicio en la parte superior de la tolva tiende a forzarlo hacia abajo hacia el canal de alimentación, donde nuevamente pueda ser presionado por el pistón. Esto hace que el rasgador sea una máquina del tipo “arroje y olvídese”.

Para la mayoría de los granuladores, de otro lado, se requiere exactamente lo contrario. Como se notó, inundar la cámara de corte con desperdicios puede causar que los niveles de potencia lleguen a un pico, e incluso pueden generar un apelmazamiento del rotor. La mayoría de los granuladores necesitan alimentarse a mano, con un robot, con una banda transportadora o con algún otro mecanismo. De esta forma, procesar desperdicio a través de un rasgador puede requerir menos trabajo de lo que requeriría un granulador.

Condición final del material

Probablemente la mayor diferencia entre un granulador y un desgarrador se ve en la forma del desperdicio una vez su tamaño ha sido reducido. Un desgarrador es un dispositivo de una sola etapa, que desmenuza el desperdicio en piezas pequeñas, más manejables. El tamaño de estas piezas está parcialmente determinado por el tamaño de los agujeros en los tamizadores que los clasifican, que pueden ser de 2 pulgadas de diámetro a menos de la mitad en tamaño. Esto significa que los productos de una desgarradora pueden ser considerablemente más grandes que los pellets de resina plástica virgen, y que probablemente haya una gran variación en tamaño de partículas y formas, a la vez que una gran cantidad de finos y polvo.

Esto puede no ser un problema si el material se va a enviar a un reciclador para ser revendido y/o reprocesado. Sin embargo, si el material va a retornarse a la máquina de inyección o a un extrusor para ser mezclado con pellets vírgenes, puede ser necesario que el desperdicio rasgado vaya un proceso de granulación secundario, para desarrollar un tamaño y una uniformidad óptimos. El desperdicio que es similar en tamaño a la resina virgen, fluye de manera más fácil y se mezcla mejor con la materia prima virgen y otros aditivos en el equipo de procesamiento.

Un granulador bien diseñado, mantenido en buenas condiciones mecánicas con aspas afiladas, es la mejor herramienta disponible para producir granulado consistente y uniforme. En la operación, las cuchillas del rotor hacen cortes iniciales en el material de desperdicio, y posteriormente continúan rotando para cortar junto a la superficie interna de la malla de tamizado, reduciendo el tamaño del desperdicio hasta que pasa por los agujeros de los tamizadores y sale de la cámara de corte del granulador. Los agujeros normalmente tienen entre ¼ y 3/8 de pulgada en diámetro, de tal forma que las partículas que pasan a través tienden a ser granulares y se acercan a las de los pellets vírgenes.

No siempre hay elección

No porque los granuladores y rasgadores operen diferente, y cada uno tenga ventajas diferentes, significa que un procesador necesita escoger entre uno o el otro. De hecho, los rasgadores usualmente hacen la tarea inicial de reducir el tamaño, y el material cortado aquí se conduce a través de un canal a un granulador para obtener una alimentación consistente y uniforme. El rasgador hace lo que mejor sabe hacer: cortar de forma eficiente volúmenes grandes de residuo plástico pesado, en piezas más pequeñas y más manejables, con un mínimo de intervención por parte del operador. Entonces el granulador hace su tarea, teniendo tareas de reducción de tamaño menos demandantes y convirtiendo el material desgarrado en reprocesado valioso, listo para procesar.

Si usted mira detenidamente el tipo de desperdicio generado por su proceso, y piensa en cómo va a ser manejado después de que se le reduzca el tamaño, debería poder identificar fácilmente si se necesita la fuerza bruta de un rasgador o la finura de un granulador. Un proveedor que tenga las dos opciones podrá ayudarlo a analizar su situación y tomar la mejor decisión para la situación individual de su proceso.