A transformação de flocos de garrafas de PET reciclado (rPET) 100% em bobinas de folha de alta transparência, adequadas para termoformação, é uma das opções mais rentáveis e sustentáveis no setor das embalagens de plástico modernas. No entanto, o rPET apresenta desafios de processamento únicos — principalmente a sensibilidade à humidade, a degradação da viscosidade intrínseca (IV) e as impurezas.
Para produzir chapas de PET transparentes e duradouras de forma eficiente, sem custos energéticos excessivos, os fabricantes recorrem a tecnologias modernas de extrusão, tais como extrusoras de duplo parafuso paralelo e sistemas de coextrusão ABA de três camadas.
Principais desafios no processamento de flocos de PET reciclado
Antes de analisarmos as configurações das máquinas, é fundamental compreender o que acontece durante o processamento de flocos de garrafas de PET pós-consumo:
- Hidrólise e perda intravenosa: O PET é higroscópico. A humidade a altas temperaturas de fusão provoca hidrólise, quebrando as cadeias poliméricas e reduzindo a viscosidade intrínseca (IV), o que resulta em folhas frágeis.
- Inconsistências nas impurezas: Os flocos reciclados contêm frequentemente resíduos de PVC, poliolefinas (tampas/etiquetas) ou variações de humidade.
- Amarelecimento e perda de transparência: A degradação térmica durante a exposição prolongada ao calor provoca defeitos óticos e descoloração.
Processo passo a passo: dos flocos aos rolos de folha acabados
Passo 1: Preparação e dosagem dos flocos
Os flocos de garrafas pós-consumo são lavados, submetidos a separação de metais e classificados por cor. Unidades de dosagem gravimétrica multicomponentes garantem a alimentação precisa de flocos de rPET, granulados de PET virgem ou aditivos de masterbatch.
Passo 2: Extrusão e desvolatilização (secagem vs. não secagem)
Tradicionalmente, o PET exigia 4 a 6 horas de pré-secagem e cristalização, processos que consumiam muita energia. Os equipamentos modernos de extrusão contornam esta etapa.
Máquina de extrusão de chapas de PET com rosca dupla paralela (Tecnologia sem secagem): Equipadas com desgaseificação em várias fases a alto vácuo (sistemas de vácuo até < 5 mbar), as extrusoras de dupla rosca em paralelo extraem continuamente a humidade e os compostos voláteis diretamente da massa fundida. Isto evita a hidrólise sem necessidade de equipamento de pré-secagem separado, reduzindo significativamente o consumo de energia.
Passo 3: Filtração por fusão e dosagem por bomba de engrenagens
Uma vez que os flocos de garrafas recicladas contêm contaminantes microscópicos, os trocadores de tela contínuos de grande área (do tipo retrolavagem ou pistão hidráulico) filtram as partículas. Uma bomba de material fundido de alta precisão mantém então uma pressão estável e sem pulsações na matriz em T.
Passo 4: Coextrusão e estruturação em camadas (estrutura ABA)
Para otimizar os custos com os materiais, mantendo ao mesmo tempo propriedades superficiais de qualidade superior, os fabricantes de embalagens recorrem à coextrusão.
Linhas de coextrusão de chapas de três camadas ABA PET:
- A Camadas (Superfícies exteriores, ~10-20% cada): PET virgem ou mistura de PET virgem com aditivo antibloqueio de alta qualidade, para garantir excelente transparência, capacidade de impressão e conformidade com os requisitos de contacto com alimentos.
- Camada B (Camada Central, ~60-80%): Flocos de PET reciclado (rPET) 100% ou resíduos de estrutura interna.
Esta estrutura permite aos fabricantes maximizar a utilização de rPET no núcleo, garantindo simultaneamente superfícies exteriores crocantes, seguras para alimentos e prontas para termoformação.
Passo 5: Calandragem, arrefecimento e enrolamento
A chapa fundida sai da matriz em T para uma unidade de calandragem de 3 rolos, onde se procede ao controlo preciso da espessura, ao arrefecimento e ao acabamento da superfície (brilhante ou mate). A chapa arrefecida é continuamente cortada, submetida a uma verificação da precisão da espessura e enrolada em rolos compactos.
Comparação de soluções de maquinaria para o processamento de flocos de PET
| Funcionalidade de extrusão | Parafuso único (tradicional) | Duplo parafuso paralelo | Coextrusão ABA de três camadas |
|---|---|---|---|
| Proporção de flocos de rPET | 20% – 50% no máximo | Até 100% | Camada central até 100% |
| Requisito de pré-secagem | Obrigatório (Desumidificação) | Não é necessário (alto vácuo) | Depende da escolha da extrusora |
| Consumo de energia | Mais elevado (é necessário pré-aquecimento) | 30-40% inferior | Otimizado por camada |
| Homogeneidade da fusão | Moderado | Cisalhamento e mistura excecionais | Ideal para uma gestão eficiente dos custos com vários materiais |
| Vantagem principal | Custo de capital mais baixo | Processamento direto de flocos | Superfície de alta qualidade + núcleo de rPET de alta qualidade |
Por que é que a TZ Machinery Equipment é líder na extrusão de chapas de PET
Na escolha de um sistema de extrusão para flocos de garrafas de PET recicladas, a estabilidade do processo e a eficiência energética são fundamentais. A TZ Machinery oferece configurações técnicas especializadas, concebidas especificamente para a conversão de grandes quantidades de flocos:
- Máquina de extrusão de chapas de PET com rosca dupla paralela: Concebido com parafusos duplos modulares co-rotativos que proporcionam uma dispersão superior, uma ação de fusão com autolimpeza e uma desgaseificação a vácuo profundo para o processamento direto de rPET sem pré-secagem.
- Linhas de coextrusão de chapas de três camadas ABA PET: Concebido para garantir a máxima rentabilidade, permitindo que as fábricas utilizem flocos reciclados de custo mais baixo no núcleo central, mantendo simultaneamente camadas exteriores cristalinas para recipientes alimentares, embalagens blister e produtos termoformados.
Perguntas frequentes
É possível fabricar chapas de PET utilizando flocos de garrafas recicladas 100%?
Sim. Utilizando uma linha de extrusão de chapas de PET com rosca dupla paralela e desvolatilização a alto vácuo, os flocos de PET reciclado pós-consumo 100% podem ser transformados diretamente em bobinas de chapas para termoformação, sem necessidade de cristalização prévia ou secagem por desumidificação.
Qual é a vantagem de uma estrutura ABA na coextrusão de chapas de PET?
Uma estrutura ABA de três camadas permite aos fabricantes colocar flocos de PET reciclado ou resíduos de corte da fábrica no núcleo central (camada B), colocando simultaneamente PET virgem ou aditivos funcionais nas camadas exteriores (camadas A). Isto reduz os custos com a matéria-prima, mantendo inalteradas a aparência da superfície e a segurança no contacto com alimentos.
Por que razão é necessária a desgaseificação a vácuo na extrusão de flocos de PET?
O PET degrada-se rapidamente na presença de calor e humidade (hidrólise). A desgaseificação em alto vácuo em várias fases remove o vapor de água e as impurezas voláteis diretamente da massa fundida do polímero durante a extrusão com rosca dupla, preservando a viscosidade intrínseca (IV) do material.