Secado, determinante para la eficiencia de todo el proceso

Hoy en día existen múltiples alternativas en el secado de resinas y por lo tanto la adquisición de un sistema de este tipo requiere de un análisis cuidadoso. Para empezar se debe tener conocimiento de la afinidad que tiene la resina con el agua, es decir, saber si es o no higroscópica, y si es así, saber qué tanto lo es. Resinas como las poliolefinas, el PVC y el poliestireno sólo retienen humedad en la superficie cuando son expuestas a ambientes de alta humedad y cambios de temperatura. En este caso la remoción de la humedad se logra de manera simple con secador de aire caliente que consta básicamente de un soplador, un calentador y un control de temperatura.

Por su parte, las resinas higroscópicas como el PET y el nylon; no sólo retienen humedad en su superficie sino que además la absorben y la conservan en su interior. En el momento de la transformación, cuando se obtienen altas temperaturas, el agua contenida en la resina puede convertirse en vapor y crear burbujas o defectos en el producto final. En algunos casos, como es el de los copolímeros de etileno y ácido metacrílico, la humedad puede conllevar a procesos de hidrólisis que generan vapores ácidos que pueden ser corrosivos para el equipo de transformación. Se pueden clasificar como resinas medianamente higroscópicas el ABS, el acetal, al acrílico, el policarbonato, el PBT, LCP y algunos TPOs, TPEs, y TPUs.

Aún si se ha clasificado una resina dentro de los grupos mencionados, es interesante saber que los grados o el porcentaje de cristalización influirán en su capacidad de absorción de humedad. Como ejemplo se tiene que una mayor cristalización y una menor concentración del grupo amida en nylon, conllevarán a una menor capacidad de absorción. Por otra parte los grados para inyección de PET para botella, constituyen una de las aplicaciones de secado más exigentes, ya que la humedad en el proceso no puede exceder 50 ppm (0.005%).

Además, del tipo de material a secar y su afinidad con la tecnología apropiada, entre los principales puntos que les preocupan a los procesadores para determinar cuál es el tipo de secador más apropiado están el ahorro de energía, la inversión inicial y la ocupación de espacio en la planta. Vea algunas opciones de secado que describimos a continuación.

Secadores de aire caliente
Cactus Machinery Inc. y Canam Manufactured Products ofrecen un tipo especial de secadores de aire caliente, los cuales están diseñados para ser adaptados a máquinas de moldeo de tamaño mediano. La principal diferencia consiste en usar radiación de calor en la tolva en lugar de un flujo forzado de aire calentado externamente. De esta manera la energía se utiliza para calentar los gránulos en lugar del aire, y dicho calentamiento permite incrementar la presión del vapor al interior de los gránulos para que la humedad salga al exterior. Partiendo del anterior concepto, Cactus y Canam afirman que este tipo de secadores puede ser usado incluso para resinas medianamente higroscópicas, ahorrando hasta un 75% de la energía que utilizarían los secadores desecantes.

AEC presentó hace algún tiempo un nuevo diseño de su serie de secadores de aire caliente HA, para materiales granulados no higroscópicos. La serie ofrece un control de temperatura hasta de 150°C. Los modelos HA de 60, 150 y 260 pies3/min utilizan un ventilador regenerativo, mientras que los modelos de mayor capacidad, el HA 525, 1000, 1250 y 1500 pies3/min emplean un ventilador centrífugo.

Secadores con material desecante
Novatec desarrolló un nuevo secador que continuamente reemplaza el desecante saturado por desecante seco en el mismo ciclo, simplificando la operación y disminuyendo los costos frente a los sistemas convencionales de torres de secado. Según la compañía, el secador NovaWheel presenta menor variación en el punto de rocío que otros secadores debido a que emplea una unión de acero para accionar el desecador. La compañía sugiere que este secador es particularmente efectivo para resinas sensibles como PET y PETG, y que para materiales como el nylon la velocidad del rotor se ajusta para prevenir el sobre-secado.

La serie ASD es una de las líneas de secadores con desecante más pequeñas que ofrece AEC. Su diseño de consumo eficiente de energía 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. La compañía también ofrece la serie AD de secadores ultra-compactos con desecante.

Sterling provee el secador compacto para deshumidificación serie SDA, cuyas características opcionales incluyen enfriamiento posterior, monitor de punto de rocío, adaptador de montaje y carro portátil para secador y tolva.

En 2006, Dri-Air Industries presentó una solución para secado, mezcla y transporte de materia prima virgen, material remolido y masterbach. El sistema permite secar cada uno de los tres materiales de forma individual y con sus respectivos parámetros de secado, para luego mezclarlos y transportarlos de acuerdo con la demanda de producción.

Conair ofrece un secador de disco con el que se puede hacer un control preciso (+/-1.7ºC) de la temperatura del punto de rocío, lo cual además de ofrecer un posible ahorro de energía, permite controlar el sobre-secado de algunas resinas.

Dentro de las características más importantes de los secadores de Wittmann se pueden destacar el uso de un material desecante de alto rendimiento. Los deshumidificadores en batería Drymax vienen disponibles con una unidad de silo ampliable y cada silo de secado tiene calefacción integrada. Los equipos vienen provistos con regulación automática del caudal de aire y tienen capacidad de secado de hasta 1.200 kg/h. Los deshumidificadores compactos Drymax son apropiados para cantidades pequeñas y uso flexible con máquinas individuales. Tienen capacidad de secado de hasta 100 kg / h y vienen con una unidad móvil compact o silo de secado separado

Secadores de aire comprimido
Diseñados expresamente para aplicaciones de secado por debajo 50 lbs/hr, la nueva línea SlimLine, de Conair, es apropiada para procesadores que requieren un equipo compacto y de operación sencilla.

De acuerdo con la compañía, estos nuevos secadores consumen menos energía eléctrica que sistemas convencionales y no utilizan desecantes o requieren partes móviles. El modelo más robusto de la línea mide 47 pulgadas de alto (incluyendo la base y la tolva), 15 pulgadas de ancho y pesa 107 libras. Las unidades SlimLine son diseñadas para ser montadas en la garganta de alimentación de la máquina procesadora. Estos secadores usan 100 psi de aire comprimido, limpio y deshumidificado para secar el material. Cuando se requiere un nivel de humedad residual inusual, una membrana opcional de filtrado puede ser adicionada para remover físicamente las moléculas de agua del aire. Esta característica disminuye el punto de rocío del aire de secado al estándar industrial de -40°F.

Además de sus sistemas de secado, Dri-Air Industries introdujo al mercado un nuevo sistema de tolvas para secado con aire comprimido. Este desarrollo permite el presecado para cambios rápidos de material. Cada tolva tiene su propio controlador de temperatura, lo cual permite secar simultáneamente materiales diferentes. La serie de tolvas tiene un intervalo de operación entre 21 ºC y 177ºC sin necesidad de enfriadores. El aire que ingresa a las tolvas está controlado automáticamente, por lo que elimina las válvulas manuales.

También para agilizar los cambios de material, Dri-Air Industries creó un sistema de tolvas dobles para secado portátil que complementa su línea de secadores estándar. El nuevo sistema PDII permite secar un material y pre-secar otro simultáneamente. El sistema de control ADC (Advanced Dryer Control) ofrece monitoreo independiente de las dos tolvas, para evitar el sobre-secado y mantenerlas a temperaturas diferentes.

Comet ofrece el nuevo micro secador de resinas Micro Dryer, cuyos tamaños de las tolvas de secado se encuentran entre 0.5 y 3 litros. Estos secadores han sido diseñados para el procesamiento de partes muy pequeñas, y combinan la tecnología de aire comprimido con un diseño modular para mejor manejo y máxima confiabilidad. De acuerdo con la compañía, el secado de materiales higroscópicos con aire comprimido es una alternativa económica comparada con los sistemas de secado convencionales con desecantes.

Entre las más recientes innovaciones de Motan en su serie Luxor de secadores está el proceso ETA, que incluye control de la temperatura y tecnología de control tipo PLC. Además, la compañía ahora ofrece dos versiones de sus secadores: la serie S es el modelo económico y la serie A es el modelo avanzado. El modelo A viene disponible con una interfaz de operación que tiene una pantalla sensible al tacto y permite monitorear la operación del sistema.

Secadores de aire comprimido con membrana
Novatec fue el primer fabricante de este tipo de secadores, apropiados para productividades de 75kg/h o menores, según la compañía. Este tipo de sistemas no usan material desecante, ni partes móviles, y no necesitan elementos de regeneración. Su único mantenimiento consiste en el reemplazo semestral de los elementos filtrantes coalescentes en la línea de entrada de aire. Recientemente Novatec ofrece nuevos elementos filtrantes que duran un año, lo cual no solo ahorra mano de obra y una parada anual, sino que se reducen los costos por repuestos en un 35% a 40%. El nuevo diseño de los filtros permite tener una mejora en el flujo de aire y una reducción en la caída de presión al ajustar las dimensiones de la entrada de aire con los conductos internos y los distribuidores de aire. La caída de presión también se redujo al hacer que el aceite y el agua atrapada, fluyan hacia el fondo del filtro en lugar de taponarlo.

Motan ofrece su línea Luxor CA. De acuerdo con la compañía, estos equipos ofrecen un rendimiento de hasta 55 lbs/h. Los secadores se pueden montar directamente en la máquina transformadora o sobre un bastidor. Todos los modelos están equipados con un termostato y un interruptor de seguridad.

 Secadores para aplicaciones demandantes
Uno de los problemas típicos en el secado de nylon es el sobresecado, ya que si el contenido de agua es demasiado bajo, el material puede llegar a ser muy frágil. Según Maguire, los sistemas de secado por vacío son apropiados para estas aplicaciones porque el vacío que generan no es completo y siempre habrá un remanente de humedad que está alrededor del 0.12%. En esta gama de secadores, la empresa ofrece su secadora de baja presión Low Pressure Dryer (LPD), un dispositivo que utiliza vacío para acelerar el proceso de secado de la resina.

Para el secado de PET, Novatec desarrolló un nuevo sistema de secado y cristalización por infrarrojo, cuya principal ventaja está en el manejo eficiente de la energía en comparación con los sistemas de desecante. Novatec asegura que este sistema puede bajar el contenido de humedad a menos de 50 ppm en menos de 15 minutos y transformar PET amorfo a PET cristalino en la misma operación, sin importar si es el material es virgen o reprocesado. La operación del secador rotatorio de infrarrojo consiste en almacenar el material en un cilindro y calentarlo con radiación en el rango de luz infrarroja, la cual atraviesa el aire sin calentarlo.

Para aplicaciones médicas, Novatec lanzó la nueva línea NovaDrier, que según la compañía seca cualquier resina y tiene capacidad de producción entre 3 y 68 kg/h en los tamaños estándar. El sistema NovaDrier surge como respuesta a un mercado que requiere secadores de membranas de menor tamaño para los componentes más pequeños y que puedan instalarse en ambientes limpios, como los encontrados frecuentemente en la industria médica. El sistema elimina la humedad empleando diferentes técnicas como el uso de desecantes, aire comprimido y una membrana de adsorción diseñada especialmente. El aire comprimido puede provenir de cualquier fuente y no es necesario que sea refrigerado o presecado. Novatec ofrece modelos con velocidades de producción de 0.23 a 2.27 kg/h, modelos estándar en acero inoxidable con velocidad hasta de 3.2kg/h y sistemas portátiles de secado estándar para procesar diferentes resinas desde 0.23kg/h de material.

Secadores de gran tamaño
A comienzos de 2007, Piovan completó el desarrollo de una nueva línea de sistemas de secado de gran tamaño, apropiados para configuraciones de una o varias tolvas y con capacidades de 400 a 2.500 kg/h. Los nuevos secadores vienen disponibles en 11 modelos, desde DP 625 hasta DP 638 y generan flujos de aire desde 1.200 hasta 4.500m³/h. Entre las principales características de esta línea se encuentra su bajo consumo energético, de acuerdo con la compañía.

Otras compañías proveedoras de sistemas de secado son BMG Maquinas e Equipamentos, Colortronic, Fasti, Gala Industries, Matsui America y Silos y Camiones, entre otros.