La transformación de las escamas de botellas de PET reciclado (rPET) 100% en bobinas de lámina de alta transparencia aptas para termoformado es una de las opciones más rentables y sostenibles en el sector moderno del embalaje plástico. Sin embargo, el rPET plantea retos de procesamiento específicos, principalmente la sensibilidad a la humedad, la degradación de la viscosidad intrínseca (IV) y las impurezas.
Para fabricar láminas de PET transparentes y duraderas de forma eficiente y sin incurrir en costes energéticos excesivos, los fabricantes recurren a tecnologías modernas de extrusión, como las extrusoras de doble husillo paralelo y los sistemas de coextrusión ABA de tres capas.
Principales retos en el procesamiento de escamas de PET recicladas
Antes de analizar las configuraciones de las máquinas, es fundamental comprender qué ocurre al procesar las escamas de botellas de PET postconsumo:
- Hidrólisis y pérdida intravenosa: El PET es higroscópico. La humedad a altas temperaturas de fusión provoca hidrólisis, lo que rompe las cadenas poliméricas y reduce la viscosidad intrínseca (VI), dando lugar a láminas quebradizas.
- Incoherencias en las impurezas: Las escamas recicladas suelen contener restos de PVC, poliolefinas (tapones y etiquetas) o variaciones en el contenido de humedad.
- Amarilleamiento y pérdida de claridad: La degradación térmica provocada por una exposición prolongada al calor da lugar a defectos ópticos y a la decoloración.
Proceso paso a paso: de las escamas a las bobinas de lámina acabadas
Paso 1: Preparación y dosificación de los copos
Las escamas de botellas postconsumo se lavan, se separan de los metales y se clasifican por colores. Las unidades de dosificación gravimétrica multicomponente garantizan una alimentación precisa de escamas de rPET, gránulos de PET virgen o aditivos de masterbatch.
Paso 2: Extrusión y desvolatilización (con secado frente a sin secado)
Tradicionalmente, el PET requería entre 4 y 6 horas de presecado y cristalización, procesos que consumen mucha energía. Los equipos modernos de extrusión prescinden de esta etapa.
Máquina de extrusión de láminas de PET con doble husillo paralelo (Tecnología sin secado): Equipadas con un sistema de desgasificación multietapa de alto vacío (sistemas de vacío de hasta < 5 mbar), las extrusoras de doble husillo en paralelo extraen de forma continua la humedad y los compuestos volátiles directamente de la masa fundida. Esto evita la hidrólisis sin necesidad de equipos de presecado independientes, lo que reduce significativamente el consumo de energía.
Paso 3: Filtración en estado fundido y dosificación mediante bomba de engranajes
Dado que las escamas de botellas recicladas contienen contaminantes microscópicos, los cambiadores de filtro continuos de gran superficie (de tipo retrolavado o de pistón hidráulico) filtran las partículas. A continuación, una bomba de masa fundida de alta precisión mantiene una presión estable y sin pulsaciones en la matriz en T.
Paso 4: Coextrusión y estructuración de capas (estructura ABA)
Para optimizar los costes de los materiales sin renunciar a unas propiedades superficiales óptimas, los fabricantes de envases recurren a la coextrusión.
Líneas de coextrusión de láminas de tres capas ABA PET:
- A Capas (superficies exteriores, ~10-20% cada una): PET virgen o una mezcla de PET virgen y material antibloqueo de alta calidad para garantizar una excelente transparencia, capacidad de impresión y conformidad con la normativa sobre contacto con alimentos.
- Capa B (capa central, ~60-80%): Escamas de PET reciclado (rPET) 100% o residuos de esqueleto interno.
Esta estructura permite a los fabricantes maximizar el uso de rPET en el núcleo, al tiempo que garantiza unas superficies exteriores crujientes, aptas para el contacto con alimentos y preparadas para el termoformado.
Paso 5: Calandrado, enfriamiento y bobinado
La lámina fundida sale de la matriz en T y se introduce en una unidad de calandrado de tres rodillos para controlar con precisión el espesor, enfriarla y darle el acabado superficial deseado (brillante o mate). La lámina enfriada se recorta de forma continua, se escanea para comprobar la precisión del espesor y se enrolla en bobinas compactas.
Comparación de soluciones de maquinaria para el procesamiento de escamas de PET
| Característica de extrusión | De un solo tornillo (tradicional) | Tornillo doble paralelo | Coextrusión de tres capas ABA |
|---|---|---|---|
| Proporción de copos de rPET | 20% – 50% como máximo | Hasta 100% | Capa central de hasta 100% |
| Requisitos previos al secado | Obligatorio (deshumidificación) | No es necesario (alto vacío) | Depende del extrusor que se elija |
| Consumo de energía | Más alta (se necesita precalentamiento) | 30-40% inferior | Optimizado por capa |
| Homogeneidad de la masa fundida | Moderado | Cizallamiento y mezcla excepcionales | Ideal para una gestión rentable de múltiples materiales |
| Ventaja clave | Menor coste de capital | Procesamiento directo de escamas | Superficie de alta calidad + núcleo de rPET de alta densidad |
Por qué TZ Machinery Equipment es líder en la extrusión de láminas de PET
A la hora de seleccionar un sistema de extrusión para escamas de botellas de PET recicladas, la estabilidad del proceso y la eficiencia energética son fundamentales. TZ Machinery ofrece configuraciones técnicas especializadas diseñadas específicamente para la conversión de grandes cantidades de escamas:
- Máquina de extrusión de láminas de PET con doble husillo paralelo: Diseñado con dos tornillos gemelos modulares que giran en el mismo sentido y que proporcionan una dispersión superior, una acción de autolimpieza del material fundido y una desgasificación al vacío profundo para el procesamiento directo de rPET sin secado previo.
- Líneas de coextrusión de láminas de tres capas ABA PET: Diseñado para ofrecer la máxima rentabilidad, permite a las fábricas utilizar escamas recicladas de menor coste en el núcleo central, al tiempo que se mantienen las capas exteriores totalmente transparentes para envases alimentarios, envases blíster y productos termoformados.
Preguntas frecuentes
¿Se pueden fabricar láminas de PET a partir de copos de botellas recicladas 100%?
Sí. Mediante una línea de extrusión de láminas de PET de doble husillo paralelo con desvolatilización al alto vacío, las escamas de PET reciclado postconsumo 100% pueden transformarse directamente en bobinas de láminas aptas para termoformado sin necesidad de cristalización previa ni secado por deshumidificación.
¿Cuál es la ventaja de una estructura ABA en la coextrusión de láminas de PET?
Una estructura ABA de tres capas permite a los fabricantes incorporar escamas de PET reciclado o material triturado procedente de recortes de fábrica en el núcleo central (capa B), mientras que en las capas exteriores (capas A) se utiliza PET virgen o aditivos funcionales. Esto reduce los costes de materia prima sin comprometer el aspecto de la superficie ni la seguridad en el contacto con los alimentos.
¿Por qué es necesario el desgasificado al vacío para la extrusión de escamas de PET?
El PET se degrada rápidamente en presencia de calor y humedad (hidrólisis). El desgasificado en alto vacío en varias etapas elimina el vapor de agua y las impurezas volátiles directamente de la masa fundida del polímero durante la extrusión con doble husillo, conservando así la viscosidad intrínseca (VI) del material.