Secado de polímeros
termoplásticos
Procesar muchos
materiales con exceso de humedad puede dar lugar a diversos defectos en la
producción de las piezas terminadas. Estos defectos pueden ser tanto visuales
como también funcionales. En inyección los principales defectos son rechupes,
marcas de fisuras en la superficie, degradación del material, baja viscosidad
de fusión entre otros.
Deshumidificador - cristalizador de PET
Podemos separar los polímeros en dos grupos definidos:
los que son higroscópicos y los que no.
Los no higroscópicos como el polietileno, polipropileno, polietileno, PVC, pueden acumular humedad solamente sobre la superficie del material si son expuestos en condiciones de alta humedad.
En cambio, los materiales higroscópicos como el nylon, ABS, PET, policarbonato, tienen mucha afinidad por el agua, por lo tanto absorben la humedad dentro de su estructura molecular.
Los no higroscópicos como el polietileno, polipropileno, polietileno, PVC, pueden acumular humedad solamente sobre la superficie del material si son expuestos en condiciones de alta humedad.
En cambio, los materiales higroscópicos como el nylon, ABS, PET, policarbonato, tienen mucha afinidad por el agua, por lo tanto absorben la humedad dentro de su estructura molecular.
El proceso de secado de los materiales se realiza
mediante el flujo continuo de aire seco caliente, en silos denominados
deshumidificadores. El aire es secado mediante tamices moleculares
Diagrama de flujo de aire de secado
Descripción
del proceso
Los
gránulos de la resina a secar ingresan por la parte superior del silo (1).
El aire seco proveniente del tamiz molecular (6) y
calentado en el calentador (7) ingresa por el cono difusor en la parte inferior
del silo (2), arrastrando la humedad de la superficie de los gránulos de
resina. El aire húmedo sale por la parte superior del silo (3), pasa por un
filtro (4) para eliminar partículas finas de resina que podrían dañar el
material adsorbente del tamiz molecular (6). Como la temperatura del aire
proveniente del silo es elevado, es necesario bajar su temperatura mediante un
intercambiador de calor (5) para optimizar la adsorción de humedad del aire por
parte del tamiz molecular. Puede existir un segundo filtro de aire (12)
posterior al enfriador para garantizar la eliminación de material fino. El flujo
de aire del proceso es generado por un soplante o turbina.
El material secante de los tamices se agota, es decir, se saturan de agua que adsorben del aire es necesario regenerarlos (recuperar su capacidad secante) luego del uso prolongado. Es por ello que se les hace circular aire exterior filtrado (8) y calentado (10) mediante un soplante (9) con el fin de eliminar el agua retenida durante el proceso de secado.
Agotada la capacidad secante del tamiz molecular (6) en proceso, las válvulas de cuatro vías cambian el recorrido del aire, pasando el tamiz agotado a estado de regeneración, y el otro tamiz (11), ya regenerado, pasa a cumplir las funciones de secado del aire.
El material secante de los tamices se agota, es decir, se saturan de agua que adsorben del aire es necesario regenerarlos (recuperar su capacidad secante) luego del uso prolongado. Es por ello que se les hace circular aire exterior filtrado (8) y calentado (10) mediante un soplante (9) con el fin de eliminar el agua retenida durante el proceso de secado.
Agotada la capacidad secante del tamiz molecular (6) en proceso, las válvulas de cuatro vías cambian el recorrido del aire, pasando el tamiz agotado a estado de regeneración, y el otro tamiz (11), ya regenerado, pasa a cumplir las funciones de secado del aire.
Eficiencia
del secado
Para
poder quitar con eficiencia la humedad existen cuatro parámetros fundamentales
a tener en cuenta a la hora de secar cada material. Estos son: la temperatura,
el punto de rocío, el tiempo y el flujo de aire.
Se explicará la influencia de cada uno de los parámetros
antes mencionados.
Temperatura: en polímeros higroscópicos las moléculas de agua son conducidas dentro de las cadenas del polímero. El aumento de la temperatura debilita la unión entre las cadenas y las moléculas de agua. Por encima de cierta temperatura, dependiendo del material, las moléculas de agua se mueven libremente.
Punto de rocío: la temperatura del punto de rocío es la temperatura a
la cual ocurre la condensación del agua.
Temperatura: en polímeros higroscópicos las moléculas de agua son conducidas dentro de las cadenas del polímero. El aumento de la temperatura debilita la unión entre las cadenas y las moléculas de agua. Por encima de cierta temperatura, dependiendo del material, las moléculas de agua se mueven libremente.
Punto de rocío: la temperatura del punto de rocío es la temperatura a
la cual ocurre la condensación del agua.
Tiempo: la humedad tarda un
tiempo en migrar del interior del polímero hada la superficie para luego salir
completamente de la superficie del material.
Flujo de aire: el
aire transfiere el calor y elimina la humedad de la superficie del polímero.
Si el flujo de aire no es suficiente el material no llegará a calentarse a la
temperatura necesaria durante el tiempo de residencia en la tolva con lo cual
el polímero quedará con cierta humedad.
