Tecnología de vacío de última generación para desgasificación del plástico durante la extrusión

Norderstedt, Alemania La empresa PolyComp GmbH, especializada en compuestos plásticos, es fabricante de todo tipo de plásticos. Su gama de productos va desde los plásticos de alta temperatura y termoplásticos de ingeniería altamente resistentes hasta los elastómeros termoplásticos blandos y flexibles, que se combinan con una gran variedad de aditivos bajo demanda. La extensa cartera de productos requiere el uso de instalaciones de producción flexibles que cuenten con varias extrusoras de tornillo y distintas configuraciones. Sin embargo, hay una constante en todas las extrusoras: para la extracción de vapores y gases del material fundido en las diferentes secciones del tornillo, PolyComp confía exclusivamente en los sistemas de desgasificación Plastex de Busch Vacuum Solutions. Equipados con bombas de vacío de rotores de uña MINK, estos sistemas son excepcionalmente fiables y fáciles de mantener.
Fig. 1: Uno de los siete sistemas de desgasificación Plastex de PolyComp. Están instalados un piso por encima de las extrusoras. Source: Busch Vacuum Solutions
Fig. 1: Uno de los siete sistemas de desgasificación Plastex de PolyComp. Están instalados un piso por encima de las extrusoras. Source: Busch Vacuum Solutions

PolyComp se fundó a raíz de una compra de acciones por parte de los ejecutivos en 2000 y tiene su sede en Norderstedt, a las afueras de Hamburgo, Alemania. En 2013, PolyComp fue adquirida por el grupo Feddersen de Hamburgo, que está centrado en el comercio global de productos químicos y técnicos.

El negocio central de PolyComp incluye los compuestos de poliolefinas (PP/PE), así como EVA, PA, PBT, PC, ABS, EVOH, POM y PMMA. Estos compuestos se mezclan con distintos aditivos que van desde el carbón, las fibras naturales o simples rellenos hasta cuentas de cristal, aditivos de color o ceras. Una de las especialidades de PolyComp son los compuestos de lámina, que requieren cantidades de gel extremadamente bajas. El proceso de producción implica una fase de extrusión con configuraciones de tornillo específicas y la aplicación de un cambio de filtros con un alto grado de precisión en la filtración. La empresa utiliza un total de ocho extrusoras de tornillo único o doble. El material fundido se desgasifica en seis de las extrusoras. Hasta el año 2009, la empresa utilizó bombas de vacío de anillo líquido para este proceso. El responsable de mantenimiento, Stefan Stolp, lo recuerda bien: «La eliminación del agua utilizada era cada vez más problemática, ya que los gases y vapores se mezclaban con el agua y la condensaban. El coste del tratamiento o de la eliminación del agua era cada vez más elevado». Henning von Brühl, asistente del responsable de producción, añade: «Nunca podíamos predecir con precisión el tipo de sustancias que se acumularían en el agua. No solo eran gases, vapores y polímeros de las sustancias base, sino que también se depositaban partes de los aditivos en el fluido de trabajo de las bombas de vacío». Esto se debía al cambio frecuente de producto. Incluso aunque las sustancias base fueran siempre las mismas, los distintos aditivos que se utilizaban podían cambiar la composición de las sustancias en el agua. Dado que PolyComp utiliza un funcionamiento en tres turnos cinco días a la semana, se acumulaban grandes cantidades de agua para su tratamiento.

Buscando una solución más respetuosa con el medioambiente, en 2009 la empresa se puso en contacto con Busch, que le ofreció el sistema de desgasificación Plastex (fig. 1), que no requiere fluidos de trabajo. El sistema está formado principalmente por una bomba de vacío de rotores de uña MINK (fig. 2), un separador de líquidos y polvo previo y un filtro fino. Los filtros se utilizan para separar los condensados y los sólidos. Las bombas de vacío de rotores de uña MINK no requieren ningún fluido de trabajo, como agua o aceite. Esto significa que los vapores y gases bombeados no entran en contacto con ningún fluido de trabajo con el que puedan mezclarse o reaccionar. Sin embargo, ni siquiera la tecnología de separación más cuidadosa es capaz de evitar siempre que los monómeros residuales se introduzcan en el interior de las bombas y se depositen. Por esta razón, la bomba de vacío de rotores de uña MINK está equipada con un dispositivo de inyección. Esto permite introducir una dosis precisa de líquido de lavado en la bomba de vacío tras intervalos de tiempo definidos, lo que ayuda a eliminar cualquier deposición. El responsable de mantenimiento, Stefan Stolp, definió la cantidad de líquido de lavado y los intervalos de limpieza de cada uno de los materiales extruidos. El proceso de lavado se puede llevar a cabo en periodos de inactividad o incluso con la producción en marcha. 

Fig. 2: Las bombas de vacío de rotores de uña MINK son el núcleo de los sistemas de desgasificación Plastex. Gracias a su principio de funcionamiento sin contacto, no requieren ningún fluido de trabajo, como agua o aceite. Source: Busch Vacuum Solutions
 

Tras comprar sus primeros sistemas de desgasificación Plastex, PolyComp fue sustituyendo gradualmente todas sus bombas de vacío de anillo líquido. Stefan Stolp está muy contento con la solución. En primer lugar, esto resolvió su problema con las aguas residuales. Y en segundo lugar, los sistemas de desgasificación Plastex son completamente fiables y requieren poco esfuerzo de mantenimiento. Los filtros deben lavarse periódicamente y el líquido de flushing debe rellenarse cuando es necesario. Los intervalos entre rellenos varían en función del material que se está procesando. Este trabajo lo realizan directamente los miembros del equipo de producción. El equipo de mantenimiento desmonta y limpia cada bomba de vacío cada 10 meses de media. «En resumen, la cantidad de trabajo asociado es mucho menor en comparación con lo que teníamos que hacer con las antiguas bombas de vacío de anillo líquido», comenta Henning von Brühl. 

La ingeniera Simone Patermann encuentra otra ventaja en el uso de los sistemas de desgasificación Plastex. Como jefa de la producción, siempre controla el consumo energético, entre otras cosas porque PolyComp tiene el certificado ISO 50001 para sistemas de administración de energía. Las bombas de vacío de rotores de uña MINK tienen el nivel de eficiencia más alto entre todas las tecnologías de vacío mecánicas. Esto significa que su consumo actual es siempre menor en comparación con otras bombas de vacío mecánicas con el mismo rendimiento. Esto se debe a dos factores principales. En primer lugar, la eliminación de todos los fluidos de trabajo elimina la necesidad de utilizar energía para transportarlos. En segundo lugar, las bombas de vacío de rotores de uña MINK funcionan sin ningún contacto. Como resultado, no hay fricción entre componentes y no se requiere ninguna fuerza para superar esta fricción.

En 2018, PolyComp introdujo una nueva línea de extrusión, cuyo núcleo es una extrusora de doble tornillo con un rendimiento de hasta 1500 kilogramos por hora. Las unidades de dosificación en dos laterales (fig. 3) permiten añadir distintos tipos de rellenos en polvo a la vez, que se combinan con una alta capacidad de rendimiento. Puede conectarse una unidad de dosificación en un lateral del sistema de desgasificación Plastex. Esto reduce la cantidad de relleno y permite triplicar la densidad aparente en comparación con una unidad de dosificación en un lateral sin desgasificar. Esto aumenta considerablemente el rendimiento total.


Fig. 3: Las unidades de dosificación de dos laterales en la extrusora de tornillo doble. Un sistema de desgasificación Plastex ayuda a reducir el volumen cuando se añade el material de relleno. Source: PolyComp

El equipo de administración de PolyComp está de acuerdo: en cuanto a fiabilidad, esfuerzo de mantenimiento y eficiencia económica, tomaron la decisión adecuada al optar por el sistema de desgasificación Plastex de Busch. El alto nivel de fiabilidad tiene un impacto positivo sobre la producción. El tiempo de inactividad provocado por averías o reparaciones en el último minuto, así como por tareas de limpieza –como solía suceder con las bombas de vacío de anillo líquido– es ya cosa del pasado.

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