60 - ¿Cómo funciona un cristalizador?
La tecnología de proceso de la cristalización es compleja, bien se trate de material nuevo o molido. Debe prestarse atención a algunas peculiaridades. Entre otros puntos, es crucial calentar el material lo más rápidamente posible hasta alcanzar la temperatura de transición vítrea. Durante este proceso en la fase de ablandamiento debe removerse el lecho del material constantemente para evitar la aglomeración (apelmazamiento).
Dos tecnologías usuales para la cristalización de PET / PLA son: los sistemas de tambor rotario infrarrojo (IRD) y los cristalizadores de lecho fijo con una tolva agitadora. Independientemente de la tecnología utilizada, por normal general una cristalización a un nivel del 100% nunca se alcanza. El grado máximo de cristalización alcanzable, por ejemplo, para PET es aproximadamente del 75%. El resultado es por lo tanto “parcialmente cristalino”.
Los tubos rotativos infrarrojos se construyen como tambores giratorios que contienen emisores de infrarrojos. En el interior, la rotación de espirales y barras de mezcla permiten la alimentación del material lentamente a la tolva y lo mantienen constantemente en movimiento hasta su salida. Dependiendo de la ejecución, los IRD son adecuados para un funcionamiento continuo o por lotes.
Los tubos rotativos infrarrojos se construyen como tambores giratorios que contienen emisores de infrarrojos. En el interior, la rotación de espirales y barras de mezcla permiten la alimentación del material lentamente a la tolva y lo mantienen constantemente en movimiento hasta su salida. Dependiendo de la ejecución, los IRD son adecuados para un funcionamiento continuo o por lotes.
Muy diferente es el concepto de cristalizadores de lecho fijo con una tolva agitadora. Normalmente trabajan con aire caliente (aire fresco caliente) dirigido hacia el material desde abajo. En el interior de la tolva hay un agitador con varios brazos agitadores dispuestos de forma escalonada, que mueven el material suavemente. Además, los estatores en la pared interna de la tolva reducen la rotación excesiva de material; en general, sólo pequeñas fuerzas actúan sobre el material. El material una vez cristalizado se descarga por la parte inferior de la tolva, por ejemplo a través de un husillo o una válvula giratoria.
El flujo de aire puede trabajarse en cristalizadores con tolva agitadora de tres maneras: con aire circulante ajustable, con un circuito de aire cerrado o abierto. El proceso abierto es particularmente efectivo junto con el control del caudal de aire y un intercambiador de calor.
Los cristalizadores de lecho fijo pueden diseñarse tanto para carga continua como por lotes. En cualquier caso, se debe tener cuidado para garantizar que no se descargue de la tolva material no cristalizado (amorfo) para su posterior procesamiento. Con este fin, por ejemplo, se puede controlar la temperatura del aire de salida. Sólo cuando la temperatura requerida es alcanzada, se procede a la descarga.
En una recarga completa, el “proceso de arranque” se efectúa en la mayoría de los casos siguiendo un tratamiento especial. Para lograr un funcionamiento continuado y más rápido en la “puesta en marcha”, a menudo se agrega una proporción de material ya cristalizado.
Para garantizar el grado deseado de cristalización durante el funcionamiento continuo, no debe excederse el rendimiento máximo posible del cristalizador. Instalaciones con un control automático del caudal de aire permiten una “margen de rendimiento” mayor, en la cual el material se cristaliza de forma eficiente y segura.
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