9 de noviembre de 2012

La biomasa crea nuevos retos para los fabricantes de equipamiento


Los procesos basados en la biología proporcionan una base de materia prima sostenible y en expansión

La biomasa es algo más que una materia prima para la generación de energía (bien directamente en las plantas de cogeneración o indirectamente, a través de la ruta biogás/gas sintético). La biomasa también se está utilizando para producir un número creciente de productos químicos intermedios y finales. Los gobiernos están aplicando políticas de respaldo, lo que crea un enorme potencial de crecimiento y permite que todos los agentes de esta industria, desde los fabricantes de equipos a las empresas de suministro, pueden explotar las nuevas oportunidades. No obstante, también es preciso afrontar retos que se extienden por toda la cadena de valor añadido.
Redacción Interempresas
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Steen Riisgaard, Presidente y Director ejecutivo de la firma danesa Novozymes A/S, preguntado en una entrevista con EFCE si las tecnologías basadas en la biología pueden reemplazar a las tecnologías convencionales basadas en el petróleo, respondió que las posibilidades son ilimitadas. Dijo que no espera que en un futuro próximo podamos ver una economía totalmente basada en la biotecnología, pero que confía en que la industria química desarrolle plenamente las oportunidades existentes.

La biomasa y los mercados relacionados están en ascenso, lo cual se refleja en los niveles de inversión. El estudio Biomass Markets and Technologies, publicado por Pike Research a finales de 2010, proporcionó datos que respaldan esta opinión y predijo que la inversión mundial en el mercado de biomasa seguirá creciendo a un ritmo estable durante los cinco próximos años. Según este estudio, la inversión se incrementará desde 28.200 millones de dólares en 2010 a 33.700 millones de dólares en 2015.

La biomasa es la fuente de energía más antigua de la humanidad. La leña ha proporcionado calor a desde tiempo inmemorial. En cambio, la explotación de la biomasa como materia prima base es un descubrimiento más reciente. Según la Federación Alemana de Química (VCI), el consumo anual de biomasa en la industria química alemana es de aproximadamente 2,7 millones de toneladas, lo que supone cerca del 13% de la materia prima base de la industria. Los recursos fósiles: carbón, petróleo y gas, antes eran baratos, pero la actitud de la industria ha cambiado radicalmente.

La biomasa cubre un amplio espectro, tanto en términos de origen de los materiales como en los productos finales. La Asociación Europea de la Industria de la Biomasa (EUBIA) ha definido cuatro categorías de conversión de biomasa: combustión directa, procesos de conversión termoquímicos (pirólisis y gasificación), procesos bioquímicos (digestión anaerobia, fermentación) y fisicoquímicos (ruta para producción de biodiesel). La elección de una tecnología u otra depende de la composición química de las materias primas y del producto final.

Fabricación de productos químicos a partir de biomasa
De forma similar a las refinerías petroquímicas, las biorrefinerías transforman la biomasa para producir una serie de materias primas químicas y productos combustibles.

La mayor parte de los conceptos de biorrefinería integrada están aún en su primera infancia. En Alemania y el resto de Europa, las biorrefinerías son pocas y están muy alejadas entre sí. La mayoría son plantas piloto o de demostración y las biorrefinerías con un planteamiento comercial tienden a ser la excepción. En 2010 había siete biorrefinerías en Alemania y 121 en toda Europa. EEUU está desempeñando un papel de liderazgo en la construcción en la construcción y operación de biorrefinerías, y también en apoyo a la industria. Solamente el Programa de Biomasa del Departamento de Energía está patrocinando 29 biorrefinerías.

La cuestión de quién operará las biorrefinerías en el futuro es un asunto importante en Alemania. La industria química es reacia a asumir esta responsabilidad, por lo que los candidatos más probables son los parques químicos y la agroindustria.

El Centro Tecnológico de la VDI (Asociación de Ingenieros Alemanes) ha llevado a cabo un estudio para valorar hasta qué punto la biomasa y su utilización máxima en biorrefinerías puede reemplazar las técnicas convencionales de producción basadas en el petróleo. El estudio proporciona información sobre metodologías de producción de base biológica para 26 precursores (plataformas químicas). Hay claros indicios de que la producción está migrando hacia técnicas de base biológica en once de estos precursores. Por citar un ejemplo, la capacidad de producción de ácido succínico y ácido poliláctico (PLA) exclusivamente a partir de biomasa se está extendiendo por todo el mundo.

La biotransformación de la biomasa contenida en células vivas, o biocatálisis, empleando enzimas aisladas o sistemas de enzimas está ampliamente extendida en la industria de la biotecnología blanca, en la que se utiliza una gran variedad de microorganismos para la biotransformación, siendo los más comunes la levadura, Escherichia coli y Corynebacterium glutamicum. Varias hexosas (azúcares C6), tales como la glucosa y la fructosa, sirven como precursores que, por ejemplo, pueden ser aislados de la biomasa a través de un pretratamiento hidrolítico. Sin embargo, se necesita una metodología diferente para la lignocelulosa, para separar del azúcar la lignina no fermentable. Actualmente, la biomasa lignocelulósica pasa a través de un pretratamiento mecánico o químico en el que se utilizan ácidos, derivados del fenol o vapor caliente y, cada vez más, un pretratamiento hidrolítico-catalítico con celulasas. La hemicelulosa recuperada de la lignocelulosa tiene un alto contenido de pentosa (azúcar C5), por ejemplo la xilosa, y son necesarios microorganismos particulares para descomponer estas sustancias.

Obstáculos técnicos y soluciones
Para lanzar una producción a escala industrial basada en la biomasa que sea rentable y competitiva será preciso superar una serie de obstáculos técnicos.

Los retos empiezan en la propia manipulación, debido a la propia naturaleza de la biomasa, pues hay que cosechar, transportar y procesar grandes cantidades de material. Los enormes volúmenes no son el único desafío para la industria: la diversidad es otro problema que también hay que abordar. El término biomasa va más allá de los sólidos secos al por mayor, como el maíz y las virutas de madera, e incluye líquidos de alta viscosidad como los lodos de aguas negras y el estiércol líquido. Dado este alto nivel de diversidad, se requieren distintas técnicas para trasladar la biomasa al destino deseado.


La logística no es la única área en la que se necesitan soluciones especiales. La biomasa debe almacenarse entre el momento de su recepción y el procesamiento industrial. La combustión espontánea ha sido un problema recurrente con las virutas de madera y está causada por la descomposición microbiana de la madera. La mala conductividad térmica de los materiales al por mayor tiende a catalizar el proceso, produciendo con frecuencia combustión lenta o incluso llamas abiertas.

Además de las reacciones de oxidación química, que son el factor exotérmico más importante en todo el proceso, la Agencia Alemana de Investigación y Análisis de Materiales (BAM) ha señalado que los procesos físicos y microbiológicos desempeñan también un papel relevante en la gestión del calor en la biomasa al por mayor. La información ha sido publicada en las directivas de almacenamiento de masa para prevención de incendios de la Agencia. Por ejemplo, la absorción de agua en la superficie de sólidos relativamente secos también eleva la temperatura cuando se libera calor de absorción.

La necesidad de extremar las precauciones no se limita a la biomasa seca. Existe normativa sobre la acumulación y gestión del agua que también es aplicable al almacenamiento de estiércol líquido comercial, para garantizar que cualquier líquido que se pierda no vaya a parar al sistema de alcantarillado o, peor aún, a las aguas subterráneas.

Tras la conversión, los productos suelen estar muy diluidos, a menudo en forma de mezclas complejas de productos con componentes muy similares entre sí. Los productos contienen también diversos residuos y productos de desecho. Las soluciones de fermentación, cultivos de células y extractos de plantas son ejemplos típicos.

Otro gran reto es la purificación y los procesos secundarios para alcanzar los estándares químicos. Normalmente se trabaja con grandes cantidades de solución acuosa y, con frecuencia, el producto tiene que ser aislado del organismo que lo genera. La extracción del producto de un caldo de fermentación supone a menudo hasta el 80% de los costes de producción, lo que convierte esta fase en el principal factor de coste de la producción biotecnológica. Entre los desafíos tecnológicos adicionales cabe citar el desarrollo de nuevos catalizadores y biocatalizadores específicos.

La inhibición del producto durante la fermentación puede ser otro problema si las altas concentraciones de producto no son favorables a los organismos involucrados. Metodologías innovadoras como el aislamiento del producto in situ o el diseño de procesos de bajo pH pueden ser la respuesta.

La elevación a nivel industrial del entorno del laboratorio también puede causar problemas porque es necesario combinar los procesos de base biológica con técnicas químicas convencionales. La producción química híbrida es esencial, sobre todo durante las primeras etapas del desarrollo. En China y Estados Unidos se está trabajando exhaustivamente con succinato de polibutileno. El proceso combina fermentación biológica con hidrogenación química.

Plantas de biogás: cuidado con los puntos problemáticos
En la fermentación anaeróbica de residuos y otras biomasas, se explota el metabolismo natural de los microorganismos para convertir los sustratos en biogás.

La composición de los sustratos sólidos tiene una enorme influencia en el proceso de fermentación de las plantas de biogás. De forma creciente, las materias primas estándar, como el ensilado de maíz, se sustituyen por otros sustratos alternativos como estiércol, hierba, paja o, más recientemente, remolacha azucarera. La descomposición de aglomerados y el desmenuzado de sólidos incrementan la superficie activa, con lo que las bacterias del proceso pueden actuar más rápidamente sobre los nutrientes. Además, se puede lograr una distribución más rápida y homogénea en la fase líquida si los sustratos han sido desmenuzados. Esto ofrece ventajas fundamentales para todo el proceso:
  • Mayor producción de gas / reducción del tiempo medio de estancia en el fermentador
  • Reducción de la carga en agitadores y bombas
  • Mejora la composición del residuo de fermentación.
La asociación de seguros de accidentes de la industria química (BG Chemie detectó y evaluó deficiencias en el 80% de las plantas de biogás. El hecho de que las plantas de biogás produzcan metano, un gas inflamable y explosivo, era fuente de preocupación. También se generan otros productos intermedios y finales potencialmente críticos, como dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno.

Los errores de diseño y los defectos del material pueden causar accidentes cuando las partes estructurales no resisten la presión de la biomasa o el gas.

Las plantas de cogeneración, y los motores de gas en particular, figuran entre los puntos problemáticos potenciales. La introducción de sólidos por medio de bombas es otra fuente de problemas.

Biogás: el sueño de la gestión de la espuma
Las plantas de biogás operan en el límite de la viabilidad comercial. Los problemas técnicos y las interrupciones del proceso causan un aumento del tiempo de inactividad o altos costes de reparación, que pueden tener graves consecuencias económicas para las plantas. La acumulación incontrolada de espuma es una de las causas más frecuentes de problemas de funcionamiento en este tipo de plantas. La espuma puede provocar paradas y causar fallos en los reactores de biogás. Entre la lista de problemas relacionados con la espuma cabe mencionar la formación de costra en las paredes del reactor, fallos en las compuerta, contaminación y obstrucción en conductos de gas, líneas de condensación y bombas de recirculación, acumulación excesiva de espuma y parada total de la producción. La fabricación de gas desciende y, consecuentemente, también el margen de beneficio.

El centro de investigación medioambiental Helmholtz está explorando el desarrollo de un sistema de aviso precoz que prediga y evite incidencias provocados por la espuma. Se están examinando muestras de sustrato de varias plantas de biogás para caracterizar mejor la espuma que se forma en las plantas de biogás, y se están analizando muestras de plantas que mantienen un nivel de funcionamiento estable y que no producen espuma, para que sirvan de referencia. Todos los datos se introducen en una base de datos para poder utilizar más adelante esta información para determinar causalidades y hacer predicciones basadas en los patrones que se detecten.

Biogás con categoría de gas natural
La Universidad de Hohenheim está desarrollando un proceso totalmente nuevo para la producción de biogás con categoría de gas natural. Lo que hace que este método sea diferente es el hecho de que las bacterias metanógenas que son responsables de la producción de biogás se emplean también para mantener los niveles de presión y pureza que son necesarios para obtener biogás con categoría de gas natural. Los investigadores de la Universidad están desarrollando un sistema especial de instrumentación y control para este fin. Se eliminan las necesidades de purificación y compresión posterior del gas, lo cual reduce hasta en un 40% los costes energéticos. El siguiente paso será construir en Hohenheim un prototipo del nuevo sistema.

El nuevo proceso podría dar un gran impulso a la producción de biogás. La mayor parte de los costes energéticos actuales se eliminarían y, a diferencia del proceso convencional, las pequeñas plantas serían económicamente viables. La inversión total es sustancialmente inferior porque no hay que elevar la calidad del gas.

Plantas de biogás: el análisis óptico mejora la eficiencia
Siemens está trabajando en sistemas de instrumentación y control diseñados para mejorar la gestión del proceso y la eficiencia de las planta en la industria del biogás. Cuando se hace fermentar la biomasa para fabricar metano se producen ácidos. Si la concentración de ácido es demasiado alta, el proceso alcanza un punto crítico en el que hay que limpiar y reiniciar el sistema. Actualmente, los operadores toman muestras periódicamente del depósito para analizarlas en laboratorio.

Como no se conoce el contenido real de ácido en el fermentador en un momento dado, muchos usuarios dejan un amplio margen de seguridad, lo que significa que tienen que aceptar grandes pérdidas.

La espectroscopía de infrarrojos puede solucionar este problema. Las moléculas emiten unos espectros característicos al exponerlos a radiación infrarroja. Los espectros proporcionan información sobre los enlaces químicos, que puede ser utilizada para determinar la presencia de elementos o grupos químicos específicos. Los instrumentos desarrollados por Siemens emiten luz infrarroja dentro del fermentador a través de una ventana de cristal, con el fin de detectar el contenido de ácido. Con ello se elimina el riesgo de alcanzar niveles excesivos y los usuarios pueden utilizar plenamente el potencial de sus sistemas de producción. Los expertos calculan que la producción de energía se incrementará entre un 5 y un 10%.
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Biocorrosión: la importancia de retirar el azufre
Stephan Prechtl y Martin Faulstich (Centro de Desarrollo de ATZ) han publicado un estudio que resalta otro reto muy significativo para los fabricantes de equipos. Las películas de biomasa colonizan las superficies de metal, piedra natural, hormigón y plástico de los equipos utilizados para el procesamiento de biomasa o la generación de electricidad a escala industrial.

Muchos sistemas de biogás agrícola son de hormigón y emplean agitadores mecánicos para mezclar. El sulfuro de hidrógeno y sus subproductos (ácidos sulfurosos y ácido sulfúrico) que se forman durante la descomposición microbiológica anaerobia del sustrato causan con frecuencia corrosión de la estructura y de elementos del equipo, como agitadores, intercambiadores de calor y sistemas de cogeneración. La técnica más frecuente para reducir el contenido de sulfuro de hidrógeno en el biogás es la desulfurización biológica directamente en el fermentador. La desulfurización microbiológica es un proceso muy simple, los costes de capital y de funcionamiento son bajos y la técnica se utiliza en la mayoría de los sistemas. En condiciones óptimas, el índice de desulfurización puede llegar al 95%.

Los depósitos de azufre elemental pueden causar problemas de obstrucción en las tuberías. Las concentraciones fluctuantes de gas crudo tienen efectos negativos sobre la desulfurización microbiológica directamente en la cámara del fermentador.

Con frecuencia, los daños por corrosión se pueden evitar seleccionando un método más adecuado de desulfurización del gas. En la práctica se utilizan las siguientes técnicas, pero para cada aplicación específica hay que evaluar la idoneidad técnica, así como la inversión de capital y los costes de funcionamiento de las distintas opciones.
  • Precipitación añadiendo directamente sal férrica
  • Lavado cáustico
  • Adsorción sobre cuerpos ricos en hierro
  • Adsorción sobre carbón activado
  • Desulfurización biológica externa en un reactor separado.
Se calcula que hay unas 7000 plantas de biogás en Alemania y muchas de ellas han estado funcionando durante años sin interrupción. La mayor parte del equipo de estas plantas ha dejado de ser tecnología de vanguardia. Las piezas vulnerables se están desgastando y los expertos predicen una repotenciación masiva, por ejemplo con instrumentación y sistemas de control avanzados para facilitar la gestión del proceso. Se sustituirán las piezas vulnerables que están sujetas a gran fatiga (por ejemplo, agitadores, unidades de alimentación y plantas de cogeneración).

Plantas de gas sintético: prevenir depósitos
La formación de alquitrán es un problema asociado a la producción de gas sintético a partir de biomasa. Las principales dificultades radican en el suministro de biomasa sin problemas, el alto contenido de alquitrán y coque en la mezcla de producto y el coste y esfuerzo de enriquecimiento del gas.

El principal problema asociado al uso de biomasa para aplicaciones de motor Stirling es la transferencia eficiente de calor desde el gas efluente de combustión de biomasa al gas que trabaja en el motor Stirling.


El intercambiador de calor del gas caliente sirve de interfase entre el gas efluente y el de trabajo. Para garantizar una alta eficiencia eléctrica, la temperatura del gas efluente en la entrada del intercambiador de calor debe ser lo más alta posible, pero esto puede causar problemas por los depósitos de ceniza en esta parte del sistema. Para solucionar este problema se ha desarrollado un programa informático para calcular la transferencia de calor en el lado de gas efluente del intercambiador de calor de gas caliente. Tras un trabajo exhaustivo de ingeniería y diseño ha mejorado sensiblemente la eficiencia de estos componentes del sistema y ahora se dispone también de un filtro de lavado automático para el intercambiador de calor.

Usando una técnica de revestimiento basada en nanotecnología, el Proyecto Nanostir está abordando el problema de una forma diferente. El objetivo es eliminar o reducir enormemente durante un largo periodo de tiempo la formación de escoria en el cabezal de gas caliente.

Resumen
La industria química está trabajando de forma intensiva en el desarrollo de materias primas y fuentes de energía de base biológica. Al igual que sucede con la tecnología convencional, no todas las técnicas desarrolladas en laboratorio se pueden aplicar a escala industrial. En Achema 2012, celebrada del 18 al 22 de junio de 2012 en Frankfurt am Main, Alemania, los expositores mostraron nuevas estrategias de proceso, mejores catalizadores y productos innovadores susceptibles de mejorar los costes y la eficiencia de la conversión de biomasa para la producción de energía y materias primas.

Interempresas
Noviembre 2012

El plástico: material de materiales

¿Cuál es el mejor material para la fabricación de bolsas de un solo uso? ¿Qué ventajas e inconvenientes ofrecen hoy los plásticos en el diseño y desarrollo de envases y embalajes? ¿Son seguros los polímeros en contacto con bebidas y alimentos? ¿Cómo serán los envases del futuro? Interempresas / Plásticos Universales ha hablado con expertos del centro tecnológico Barcelona Institute of Packaging (BIP) para tratar de contestar a éstas y otras cuestiones relacionadas con el packaging y el considerado material del siglo XXI: el plástico.

El mejor material para las bolsas de un solo uso
Hace un par de años estallaba la polémica en torno al uso, maluso y abuso de las bolsas de plástico en tiendas y centros comerciales. Sin duda, un tema controvertido que repartía responsabilidades a diestro y siniestro y apuntaba con el dedo a todos los eslabones integrantes de la cadena, desde el suministrador de materia prima hasta el consumidor final.


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Para Elena Repollés, ingeniera de packaging del BIP y directora del Clúster de Packaging Alimentario de Cataluña, la mejor opción desde un punto de vista global (económico, medioambiental y funcional) para las bolsas de un solo uso es un monomaterial sin impresiones, para facilitar el reciclado y disminuir el impacto en el entorno. En este sentido, Mercè de la Fuente, directora del Área de Polímeros Avanzados de Leitat-BIP, añade que éstas están fabricadas en polietileno, un material que de por sí es 100% reciclable sin que por ello pierda sus propiedades, por lo que, si se realiza una correcta gestión, es decir, una vez finalizada su vida útil se deposita en el contenedor de envases y el circuito de reciclaje es el correcto, “este material es idóneo para su uso, ya que se pueden volver a fabricar bolsas con él otros productos”.

Otro factor a tener en cuenta, apunta De la Fuente, es que estas bolsas, aunque se vendan como de un solo uso, pueden reutilizarse, al contrario de lo que ocurre con las bolsas de materiales biodegradables, que poseen peores propiedades mecánicas y que, en muchas ocasiones, no se gestionan debidamente una vez finalizada su vida útil. “El material influye en la calidad medioambiental, pero el uso que se haga con la bolsa también es altamente influyente”, afirma.
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Germán Blando, ingeniero de packaging de Leitat-BIP; Elena Repollés, ingeniera de packaging del BIP y directora del Clúster de Packaging Alimentario de Cataluña, y Mercè de la Fuente, directora del Área de Polímeros Avanzados de Leitat-BIP.

“Actualmente nos hemos quedado sin bolsas de supermercado gratuitas, pero la cantidad de CO2 emitido a la atmósfera debido a la utilización de estas bolsas es bastante similar a la que era cuando el consumidor no pagaba las bolsas puesto que éstas representan sólo el 0,1% del total de emisiones en España”, asegura Germán Blando, ingeniero de packaging de Leitat-BIP.

Por otro lado, esta bolsa no es de un solo uso, ya que el usuario la utiliza para almacenar y tirar otros residuos domésticos. Así, sostiene Blando, “si lo que se tira junto con la bolsa son envases de plástico, ésta irá a la fracción correcta de residuo (el contenedor amarillo), pero si lo que se tira son residuos orgánicos, habrá que separarla de esta fracción para que no vaya al vertedero, por lo que la mejor alternativa en este sentido sería la utilización de materiales biodegradables o compostables”. Para Blando, otra alternativa es el uso de bolsas reutilizables.
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Barcelona Institute of Packaging (BIP) es una joint venture entre el centro tecnológico Leitat y el Institut Químic de Sarrià (IQS), que cuenta con el apoyo de la Generalitat de Catalunya a través de ACC1Ó y también de muchas empresas del sector y asociaciones profesionales
El BIP es un centro orientado a dinamizar y apoyar a las empresas en I+D, proyectos tecnológicos, formación y testing en toda la cadena de valor del packaging desde el diseño hasta la ingeniería de producto, pasando por los fabricantes de materiales, fabricantes de envases y embalajes hasta el usuario final.
El consejo asesor del BIP está formado por las siguientes empresas: Nutrexpa, Applus, Ecopack, Enplater, Seaplast, La Seda De Barcelona, Henkel Iberica, Nestlé, Grafopack, Antonio Mengibar, Volpak, Panrico, DOW Chemicals, EDV-Packaging, Clariant Ibérica, Nordenia, Weener Plastik, Comexi, Danone, Ambar, Ferrer, ICTA, BCD, Lantero Embalajes, Ecoembes, Chimigraf y Menshen.
Los servicios más solicitados del BIP
  • Proyectos de I+D como, por ejemplo, creación de nuevos materiales aplicados a packaging con propiedades mejoradas, más sostenibles y respetuosos con el medio ambiente
  • Proyectos tecnológicos como el diseño/rediseño de packaging, sensorización y funcionalización del packaging, simulación de su comportamiento funcional…
  • Ensayos: propiedades de tracción, stress-craking, espesores, estanqueidad, permeabilidad a gases, compresibilidad de envase primario y secundario…
  • Formación: máster de packaging engineering.

Plásticos y seguridad alimentaria
¿Puede el consumidor estar tranquilo y tener la seguridad de que los envases y embalajes de plástico en contacto con alimentos son adecuados para ese uso? “Sí, es completamente seguro su uso en estas aplicaciones”, afirma De la Fuente. “Todos los envases y embalajes de plástico que contengan productos alimentarios y que se consuman en Europa deben cumplir rigurosamente todas las estrictas normativas de contacto alimentario exigidas por la CE (Reglamento CE 1935/2004, del 27 de octubre de 2004)”.
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Incluso, añade la directora del Área de Polímeros Avanzados de Leitat-BIP, envases en cuya composición se incluye una parte de plástico reciclado —como, por ejemplo, en el material conformante de las botellas de agua—, se cumplen también estas normativas, asegurando perfectamente la seguridad del consumidor.
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Blando recuerda que las estrictas normativas no sólo se aplican a los envases de plástico, sino a todos los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos, que deben fabricarse en conformidad a este reglamento, desde los materiales orgánicos como el corcho hasta las tintas y barnices que se utilizan en la impresión de los envases y sus etiquetas. “El consumidor puede estar tranquilo de que estos materiales cumplen con los requisitos que define el reglamento, si en la etiqueta o envase figura la leyenda para uso alimentario o el símbolo de la copa y el tenedor, y se indican las instrucciones para su uso adecuado”, aclara.
Clúster de Packaging Alimentario de Cataluña
Desde comienzos de año, Leitat-BIP es dinamizador del Clúster de Packaging Alimentario de Cataluña, apoyado por ACC1Ó. Esta entidad, explica Elena Repollés ingeniera de packaging del BIP y directora del clúster, está dirigida, entre otros, a todas las empresas, asociaciones, centros tecnológicos y universidades que están dentro de la cadena de valor del packaging alimentario, desde fabricantes de materiales, materia prima, maquinaria de envasado, maquinaria auxiliar, carga automática, impresoras, tintas, visión artificial, etiquetadoras, final de línea y hasta el usuario final.
Los objetivos
  • Planificar estratégicamente vías de desarrollo futuro de la cadena de valor descrita.
  • Impulsar la cooperación y los encuentros entre empresas para favorecer la generación de ideas y sinergias.
  • Definir políticas y actuaciones de interés común para los asociados.
  • Fomentar la I+D+i.
  • Asesorar a los asociados sobre oportunidades de innovación, proyectos cooperativos, etc...
  • Establecer relaciones estratégicas con otras regiones punteras en el sector, instituciones internacionales, europeas y estatales, para favorecer los intercambios de cooperación.
  • Impulsar la calidad distintiva y el prestigio, la asociación y la participación de los asociados a la misma en proyectos y eventos internacionales.
  • Reflexión estratégica.

Los pros y los contras del plástico en envases y embalajes
Las principales ventajas de los plásticos, apunta De la Fuente, son “su gran ligereza, que en el caso de envases es una cualidad fundamental, así como la diversidad de procesos de obtención de envases que pueden abarcar (extrusión-soplado, inyección-soplado, termoconformado, soplado-film, inyección, etc.)”. Además, añade, los plásticos repercuten en altas cadencias productivas. Otra ventaja de los plásticos es “la gran variedad de materiales poliméricos” que se pueden emplear en la fabricación de un envase, dependiendo de las necesidades que deba cumplir el mismo, y que, en la inmensa mayoría de los casos, son fácilmente reciclables.
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Sin embargo, explica la directora del Área de Polímeros Avanzados de Leitat-BIP, en ciertas aplicaciones de alta exigencia (altas barreras a gases, por ejemplo), los plásticos más usados en envases no tienen las suficientes cualidades por sí solos, por lo que se debe recurrir a sistemas multicapa de difícil separación posterior, en comparación con el metal o el vidrio, que son sistemas monocapa. De la Fuente plantea también “su posible difícil separación” en el punto verde de gestión, debido a la gran variedad de materiales plásticos existente. “Esta situación no se da en el caso de envases metálicos o de vidrio”, afirma. Finalmente, otro hándicap de los plásticos hoy en día es su dependencia de fuentes no renovables de obtención, como es el petróleo. “A tal efecto, también es cierto que cada vez más se potencia el uso de bioplásticos, de fuentes renovables como alternativa de futuro”, concluye De la Fuente.
Los proyectos en plástico del BIP
Según explica De la Fuente, desde el BIP se están trabajando varios proyectos relacionados con los envases plásticos, principalmente, enfocados, por un lado, a mejorar las propiedades del material del envase, mediante aditivación de varios agentes en los polímeros, siempre teniendo en cuenta las normativas existentes para contacto alimentario, como, por ejemplo, la mejora de la barrera a los gases para eliminar los sistemas multicapa difícilmente reciclables, y por otro lado en proyectos de reciclado y valorización de residuos de envases plásticos, para mejorar su impacto medioambiental.
Otra línea de investigación cada vez más en auge es el de dotar de carácter activo y/o inteligente a los envases, para que protejan más al producto que contienen y den información al consumidor sobre el producto.

La verdad de los envases biodegrables y compostables
No todos los envases que se autoproclaman como biodegrables y compostables realmente lo son. Entonces, ¿qué condiciones deben reunir este tipo de envases para ser considerados como tal? Mercè de la Fuente lo explica: “En primer lugar, se debe distinguir entre biodegradable y compostable. Muchos plásticos pueden llegar a ser biodegradables, ya sea por su naturaleza y propiedades –como los envases de almidón no modificado que se disuelven en agua–, o por la introducción de agentes que promueven una rotura de cadenas poliméricas para que éstas sean más fácilmente absorbidas por enzimas (como el polietileno biodegradable)”.

Sin embargo, continua la ingeniera, para que un envase sea compostable, según la normativa EN13432, “debe biodegradarse en un 90% en un periodo máximo de 12 semanas, aparte de poseer un contenido mínimo en volátiles y un contenido máximo definido en metales pesados”.

De la Fuente aclara que cualquier polímero soluble en agua se considera biodegradable ya que desaparece. “El PVOH, por ejemplo, no es un biopolímero, pero sí biodegradable”.

Los envases del futuro
El consumidor actual demanda envases que ofrezcan más información sobre el producto que contienen, explica Elena Repollés, ingeniera de packaging del BIP y directora del Clúster de Packaging Alimentario de Cataluña. “El usuario quiere conocer la calidad y conservación del producto; pide envases que reaccionen ante los cambios del producto y protejan sus cualidades”, sostiene al respecto De la Fuente. Por ello, en la actualidad, se investiga en envases inteligentes y activos, con la finalidad de ofrecer todos estos servicios al consumidor. Su uso mejora la conservación del producto, prolongando su vida útil, explica Blando. “Además aporta información sobre su estado, procedencia y uso”. La investigación en este campo y el avance de la tecnología han permitido su aplicación en productos de gran consumo y su uso se irá extendiendo cada vez más debido a que es un valor añadido que el consumidor aprecia mucho, a pesar de su elevado coste”, sostiene el ingeniero experto en packaging de Leitat-BIP.

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Las últimas tendencias en envases vienen marcadas por los cambios de conducta del consumidor, que cada vez es más exigente respecto a los productos que consume. Entre estos aspectos, destaca Blando, se encuentran la creciente necesidad de conveniencia, que exige a los envases algo más que las funciones básicas de contener, proteger y permitir su distribución para la venta. “Los envases del futuro, de hecho ya se encuentran ejemplos en el mercado, deberán incorporar nuevas funcionalidades que aporten un plus de innovación al producto: comunicar o interactuar con el consumidor, avisar del deterioro del alimento, alargar la vida útil del producto, ser resistentes a temperaturas de horneado, que calienten o enfríen su contenido...”. Para ello es “fundamental” la utilización de materiales activos e inteligentes, y las nuevas tecnologías. “Con ellas se puede lograr esta comunicación entre el envase y el consumidor, pero también la comunicación con aparatos como el ordenador, la nevera o el horno microondas, que permitan mejorar la experiencia de compra y consumo de productos”.

Por otra parte, el aumento de la conciencia de los problemas ambientales y la adopción de nuevos requisitos regulatorios sobre el reciclaje de éstos, han traído consigo cambios tanto en la utilización de procesos de producción más sostenibles, como en el tipo y cantidad de material que se utilizan, promoviendo el uso de aquellos que ofrecen la misma prestación con menor impacto medioambiental.
Los envases plásticos son “altamente ventajosos” gracias a su bajo peso, alta versatilidad en procesado, aplicaciones y propiedades. Además, en la actualidad, empresas, universidades y centros tecnológicos de todo el mundo trabajan para mejorar su valorización y reciclado, así como para optimizar sus propiedades y dotarlos de nuevas funcionalidades. “Sin duda, los plásticos seguirán a la vanguardia en sistemas de envase durante muchos años”, sentencia De la Fuente.
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Javier Garcia - Interempresas 
10 Julio 2012

Envases plásticos, primordiales para ahorrar energía y evitar pérdidas de alimentos


PlasticsEurope, la asociación que representa a los fabricantes de materias primas plásticas, mantiene un firme compromiso con la innovación, el uso eficiente de recursos y la protección del medio ambiente como pilares básicos de su estrategia global. Fruto de este compromiso, participó en la Feria Empack 2012, salón profesional del envase y el embalaje, que se celebró en Madrid los días 17 y 18 de octubre. Concretamente, PlasticsEurope ha estado presente en la Jornada 'Envases y Embalaje' organizada por Itene –Instituto Tecnológico del embalaje, transporte y logística– con una ponencia en la que ha puesto de relieve cómo los plásticos contribuyen al ahorro energético, a la reducción de las emisiones de CO2 y a la disminución de las pérdidas de alimentos frescos.

Juan Ruiz, responsable de Eficiencia Energética y Normalización de PlasticsEurope, en su presentación 'Soluciones innovadoras en envases plásticos para el ahorro de recursos' expuso las principales conclusiones del estudio elaborado por el instituto Denkstatt, un instituto de investigaciones austriaco independiente que elaboró un estudio para evaluar el impacto de los materiales plásticos en el consumo de energía y emisiones de gases de efecto invernadero a lo largo de su vida.

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Según este informe, el uso de los plásticos permite ahorrar energía y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en una gran variedad de aplicaciones modernas, entre ellas los envases y embalajes, los cuales resultaron ser, con diferencia, la aplicación que contribuía a los mayores ahorros. Así, por ejemplo, la sustitución de los envases plásticos por otros materiales generaría 3,6 veces más masa (con el consecuente impacto sobre la gestión de los residuos), multiplicaría por más de 2 el consumo energético y casi triplicaría las emisiones de gases de efecto invernadero.

Pero estos no son los únicos ahorros que conseguimos gracias a la utilización de los envases de plástico. Su contribución en la disminución de pérdidas de alimentos también es muy significativa, tal y como recalca la FAO. En su informe de 2011, esta organización explica que, en regiones desarrolladas como Europa, gracias a las soluciones de envasado adecuadas la pérdida de alimentos desde el momento de su producción y su llegada a las estanterías de los puntos de venta es de tan sólo un 3%. Sin embargo, en países en desarrollo, donde la disponibilidad de alimentos es un asunto crítico, esta cifra alcanza el 40%.

En relación a este tema, Ramón Gil, director general de PlasticsEurope en la región Ibérica, declaró que “los últimos datos de la FAO indican que a día de hoy sigue habiendo 870 millones de personas hambrientas en el mundo. Este dato pone de manifiesto la magnitud de la inseguridad alimentaria que existe en ciertas partes del planeta y lo crucial que es poder minimizar las pérdidas de alimento. En este aspecto, los envases plásticos pueden ayudar de una manera muy significativa”. Finalmente, Ramón Gil destacó el potencial de ahorro de energía y de emisiones de CO2 que los plásticos ofrecen y añadió “la utilización de plásticos favorece la eficiencia energética y protege al planeta del cambio climático. Gracias a ellos ahorramos cada año 53 millones de toneladas de crudo en Europa. Esta cifra es ligeramente superior al doble de las necesidades energéticas para calefacción de todos los hogares de España y Portugal en un año”.

Interempresas
26 de octubre de 2012

Crecen las exportaciones de agronegocios a través de la tecnología de embalaje

Además de todas las otras variables influyentes, en una economía global racional hoy se incluye la exportación de alimentos o materias primas alimentarias e ingredientes desde las regiones productoras hasta las zonas importadoras / consumidoras. El intercambio, desde hace mucho, ha sido considerado beneficioso para ambas partes. El aumento de las exportaciones de alimentos de las naciones secundarias aumenta puestos de trabajo, riqueza, calidad de vida, y la demanda económica en el país de origen. Las importaciones de alimentos satisfacen las necesidades y deseos del país receptor mientras que proporciona la oportunidad para actividades alternativas beneficiosas más allá de la agricultura de subsistencia. Tal disposición es sostenible si los factores económicos, sociales y ambientales para todos los socios comerciales reciben la debida consideración.


Algunas definiciones clave 
El papel de las tecnologías de envasado de alimentos y alimentación en estas consideraciones es a la vez indispensable y sustancial. Consideremos en primer lugar que el ámbito de la ciencia alimentaria es el estudio de los aspectos químicos, físicos y biológicos / microbiológicos de la composición de alimentos, los vectores de deterioro, procesamiento y conservación. La tecnología de los alimentos es, pues, la aplicación de la selección, conservación, elaboración, envasado y distribución en la ciencia de los alimentos para el consumo seguro de alimentos. La tecnología de envasado de alimentos es la integración de los mecanismos de protección de los alimentos durante el ciclo de distribución.

Estos funciones de tecnología de alimentos y envases de alimentos encaja de forma lógica en la exportación de alimentos, desde la selección de la correspondiente agro-productos del país de exportación, mediante su preservación, procesamiento y empaque, y distribución final al país de importación, probablemente parar una conversión complementaria en productos alimenticios mas convenientes para el consumidor. En el caso de las economías en desarrollo, la oportunidad de agregar valor a los productos agroindustriales con procesamiento y embalaje dentro del país puede ser importante en el crecimiento y el mantenimiento de una rentabilidad económica y social.

Distribución global de los alimentos
Con la dirección del sistema de "Los 7 Hábitos de "Stephen Covey, la exportación de alimentos en beneficio de ambas regiones exportadoras e importadoras deben "empezar con el final en mente", es decir, el aspecto de la distribución de tecnologías de envasado de alimentos y de la alimentación. La distribución dicta el destino final de un producto, su calidad, cuando llegue; las preocupaciones de seguridad de productos mientras viaja, la demanda del producto en el mercado que consume, y cómo se desplaza de una región a otra. La distribución da dirección a la selección de que agro-productos exportar. Cuando se hace la selección, el destino define las especificaciones para los sistemas de conservación, procesamiento, y embalaje.

Al analizar las posibilidades de aumentar las exportaciones de alimentos desde muchos países de Asia, Estados Unidos y Europa Occidental son los principales socios comerciales como son Japón y las economías de más rápido crecimiento de China y países del sudeste asiático (véase el gráfico). Los países industrializados están en sintonía con los alimentos importados, incluso con cierta preferencia por los alimentos especiales en el Pacífico occidental. Los volúmenes del mercado hoy en día son grandes, y el ingreso disponible de los consumidores habituales es relativamente alto. Muchos de los países de la proximidad geográfica a los países exportadores ahora experimentan altas tasas de crecimiento de la creciente clase media para quienes los productos envasados ​​son deseables. 


Esta dinámica en bienes de consumo y, en especial los patrones de consumo de alimentos, se convierte en sabiduría convencional en su cabeza acerca de donde se exportarán los agro-productos de calidad. Una importante empresa de envasado ha identificado las poblaciones de estos crecientes países emergentes como su mayor oportunidad de crecimiento. Se considera que el 52% de la población mundial con con una renta disponible al día $ 8 (o más) (equivalente a unos 12,000 dólares anuales para una familia de cuatro) que participan actualmente en la economía de bienes de consumo envasados. El crecimiento en este sector es obviamente débil. El 9% de la población mundial con $ 2 (o menos) por día (unos 3.000 dólares anuales para una familia de cuatro miembros) no puede participar en esa economía de bienes envasados ​​y no es probable que lo hagan en un futuro próximo.

Se estima que el 39% de la población con ingresos intermedios en los países en desarrollo esta listo para la transición a una economía de bienes de consumo envasados. Como las oportunidades de distribución para las exportaciones a estos países dirigen la selección de agro-productos, entonces la preservación, procesamiento y envasado de productos alimenticios seguros y de alta calidad son oportunidades de valor añadido (y de creación de riqueza) en la fuente y propuestas sostenibles para exportadores e importadores. Hablando simplemente, los países importadores parecen ser más receptivos a recibir los alimentos parcialmente e incluso completamente procesados ​​y envasados.

En el ejemplo de Filipinas, las frutas tropicales (piña, mango, papaya, etc) han sido durante mucho tiempo una categoría de exportación. Por desgracia, las frutas frescas y las frutas procesadas, como porcentaje del total de las exportaciones nacionales, se han mantenido en alrededor del 2% de las exportaciones de Filipinas en los últimos cinco años. Las frutas frescas coinciden con muchas tendencias de consumo en los mercados desarrollados (comodidad, estilos de vida saludables y bocadillos perpetuos, y el atractivo de alimentos y sabores exóticos). Todo esto debe favorecer el crecimiento de la demanda y de la variedad para el consumo de fruta producto fresco o incluso mínimamente procesados ​​y envasados. El tratamiento térmico suave y el envase plástico de barrera ha creado tazas de frutas tropicales de 4 oz con un mínimo de procesamiento en relación con cada una de las tendencias mencionadas, y se exportan extensamente de las Filipinas.

Las técnicas avanzadas de procesamiento de alimentos (por ejemplo, envasado en atmósfera controlada, las tecnologías de vallas, bolsa y vaso esterilizable, procesamiento ultra alta presión, y la pasteurización y la esterilización por microondas) prometen aún más oportunidades para alimentos procesado y envasado con valor añadido fabricados y exportados de las economías en desarrollo . Ellos proporcionan productos refrigerados con vida de anaquel estandar o extendida con calidad de mejor "sabor fresco". Y, por supuesto, a más valor añadido en el país exportador, mayores son los rendimientos financieros. ¿Y qué mejor lugar para preservar y embalar productos alimenticios de cerca de sus orígenes? Se reduce el desperdicio de costos y gastos de alimentación y distribución.

Procesamiento y conservación Preferencias de ubicación
En los mercados desarrollados, los productos alimenticios, tales como verduras recién cortadas para ensalada lavadas y envasadas en ​​atmósfera modificada confían en el transporte a granel de materias primas cosechadas recientemente de la producción de la zona a las zonas de consumo. El procesamiento mínimo y sistemas de envasado cerca de los consumidores para productos con un inherente corto tiempo de conservación proporcionan oportunidades para entregar volúmenes adicionales de productos seguros y de calidad que se extienden más allá del producto natural, fresco a las regiones importadoras.

Con el caso de ensalada fresca cortada, los ejemplos de otros sistemas de procesamiento / empaquetado podrían servir para apoyar crecimiento de las exportaciones, proporcionando alimentos familiares en formatos innovadores para los mercados tanto desarrollados como en desarrollo.

Por ejemplo, el puré de fruta en bolsas doypack flexibles con válvula se ha convertido en una categoría de producto unitario de 600 millones en los Estados Unidos durante un poco más de dos años. Los productos se procesan con los tradicionales llenado en caliente y / o esterilizado térmico. Este envase ha estado disponible por décadas, pero el suceso responsable del crecimiento dramático recientemente fue la constatación de que el empaque es un óptimo formato de auto alimentación para los niños.

Los mismos productos de puré de frutas y hortalizas se han comercializado en frascos de vidrio tratados térmicamente para años. Un proceso aséptico de preparación y envasado utilizando tazas plásticas de barrera con tapa flexible, desafió este formato sólo unos pocos años atrás. El rápido desarrollo de la esterilización térmica continua en línea asistido por microondas (MATS) con un formato de envasado plástico de barrera podría entregar un producto seguro, de mayor calidad con una mejor retención nutricional. Procesamiento y envasado se podría realizar en cualquiera de las regiones de importación/ exportación, tal como se determina por las consideraciones de la tecnología alimentaria y de envasado de alimentos del sistema. Un ejemplo notable es el altamente exitoso procesamiento y envasado en bolsa esterilizable de atún y mariscos sus análogos en el sudeste asiático y América Latina.

Mariscos Frescos
La importación de pescado fresco para la venta al por menor y servicios de alimentacion es una actividad importante en los países desarrollados. La logística de este negocio requiere un rápido y costoso embarque aereo de cargas pesadas de producto congelado para la entrega a los mercados que son continentes lejos sólo unas horas después de llegar a puerto. intervalos Más largos de puerto al mercado históricamente han representado preocupaciones básica de calidad y seguridad alimentaria

Un innovador sistema a granel en atmosfera modificada que usa paletas de temperatura controlada pueden enviar filetes de pescado fresco, es decir, un mínimo de procesamiento casi listo para su venta al consumidor, sin hielo o de distribución aerea cara. Como se describe en la edición de octubre de Tecnología de los Alimentos, Global Fresh Foods ha desarrollado un sistema de atmósfera controlada que puede ofrecer la vida de anaquel de varias semanas suficiente para su distribución menos costosa a bordo de las embarcaciones transoceánicas al mismo tiempo dejando una ventana para la comercialización en el mercado de destino. Las paletas están envueltos en una bolsa de plástico de barrera con un espacio superior con oxígeno reducido. Esta precisa condición que se mantiene con la tecnología de células de combustible a bordo de la paleta que convierte activamente oxígeno en el espacio superior en agua benigna. El monitoreo a bordo de los niveles de temperatura y de oxígeno y la comunicación en tiempo real al distribuidor optimiza la seguridad y la calidad del producto.

Sorprendentemente, el sistema ofrece ventajas sostenibles de una " cadena de suministro ecológica (green)”. Las emisiones de dióxido de carbono por kilo de producto alimenticio se reducen un 99% en comparación con el flete aereo. Las piezas de embalaje incluyen contenidos reciclables / reciclados y reutilizables de contenido.

Al ver y desarrollar a partir de una perspectiva sistémica total, un mejor método ha sido comercializado con éxito para apoyar el crecimiento de una categoría de productos de alimentación, las regiones exportadoras, y la seguridad y calidad de los alimentos para los consumidores. Y esta integración inteligente de conservación de alimentos, procesamiento mínimo y empaque ofrece un bajo costo, menos residuos de alimentos, y, bueno, te puedes imaginar los beneficios totales.

Nuestras nuevas realidades del comercio mundial implican la innovación y la tecnología. Al mismo tiempo, deben venir con el mejoramiento económico, social y ambiental. En un mundo en creciente evolución de la tecnología electrónica, las tecnologías alimentarias y de envasado de alimentos siguen siendo indispensables para generar crecimiento sostenible social para los importadores y exportadores de todo el mundo. La tecnología alimentaria y de envasado de alimentos permite a los socios comerciales tratar unos con otros según otro de los hábitos de Covey para el éxito: "Pensar ganar-ganar!"

Esta columna es una adaptación de una presentación de Tom Dunn para Global Pack 2012 International Packaging Conference and Exhibition, Central Philippines University, July, 2012.

Aaron L. Brody, Ph.D.,
Contributing Editor Contribuyente
Presidente y consejero delegado de Embalaje / Brody Inc.,
Duluth, Georgia, y Profesor Adjunto,
Universidad de Georgia
aaronbrody@aol.com

Tom Dunn es Managing Director, Flexpacknology LLC, Atlanta, Georgia
flexpacknology@gmail.com

Noviembre de 2012, Volumen 66, N º 11

Referencias
Stephen R. Covey.1989. Los Siete Hábitos de la Gente Altamente Efectiva. Simon & Schuster Inc., Nueva York.
TetraPak. 2012. Dairy Issue Index, 5 de mayo. La oportunidad hacia el fondo de la pirámide (ref. Prahalad, 2004).

8 de noviembre de 2012

Que producción debería esperar?

Usted puede obtener una estimación aproximada de la producción potencial si se conoce la potencia de accionamiento de la máquina y las características térmicas de uno de los materiales que se estén corriendo.

Calcular la producción óptima para una extrusora de un solo tornillo puede tomar mucho tiempo, ya que implica los detalles específicos de la extrusora y numerosas características del polímero. Pero usted puede obtener una estimación aproximada de la producción potencial si se conoce la potencia de accionamiento de la máquina y las características térmicas de uno de los materiales que se estén ejecutando, combinado con la experiencia de un proceso similar.

Si una temperatura de fusión típica para el proceso y el calor específico del polímero son conocidos, conocer su primera estimación de producción puede ser bastante simple. En la mayoría de los casos, el cambio en la temperatura de entrada del polímero en el extrusor hasta la temperatura de salida del extrusor (ΔT) representa aproximadamente el 90% de la energía total convertida desde la rotación del tornillo para extrusoras de cilindro liso. Usar eso como la base para una estimación de producción. El otro 10% se consume en la alimentación de sólidos, la presurización, y las pérdidas mecánicas.

Usemos la extrusión de lamina de PEAD como una ilustración, donde el rango promedio de la temperatura de fusión es 400-450 °F. Si toma 425°F como una temperatura de fusión promedio, y el polímero entra en la extrusora a temperatura ambiente (75 °F), el cambio la temperatura es de 350 °F. Sabemos que el calor específico medio del polietileno de alta densidad es de 0.55 ° F. BTU/lb- Para 1000 lb / hr de producción, el requerimiento de energía se puede calcular como:

1.000 libras / hr x 350 °F x 0,55 BTU/lb-° F = 192,500 BTU / hr.
Convertir BTU a caballaje y saldrá:
192,500 BTU / hr x 0.000393 = 74.86 HP. 


Sin embargo, esto es sólo la energía para el calentamiento del polímero. Además del anteriormente mencionado 10% usado, hay pérdidas de energía en el reductor de engranajes, a los alrededores y en cualquier sistema de refrigeración de la extrusora. La magnitud de esas pérdidas es típicamente un 20-25% adicional en todos excepto las nuevas extrusoras. Así que teniendo en cuenta todos los factores, el tamaño del mando se debe aumentar en un 30-35% por encima de lo que es necesario para manejar sólo el calentamiento del polímero.

En el escenario anterior, 74,86 hp/0.65 = 115,2 HP sería suficiente potencia de accionamiento para girar el tornillo con plena carga del motor o capacidad. Sin embargo, usted necesitará un poco de energía de reserva para evitar llegar al límite actual, así que es mejor levantar esto en un 15-20% adicional, llevando el total a 115.2/0.80 = 144,0 HP. Este último ajuste es sólo para permitir la carga del motor a ser de aproximadamente el 80% de la plena carga a la velocidad completa. Usted puede ser capaz de reducir este margen y correr cerca a la plena carga, ya que los motores están diseñados para funcionar indefinidamente a plena carga.

Esto se puede descomponer a la siguiente fórmula para estimar conservadoramente la producción basándose en el HP disponible:

Disponible hp / (0.000748 x calor específico x ΔT) = producción (lb / hr)
Sustituyendo valores en la ecuación:
150 hp / (0,000748 x 0,55 BTU / lb x 350 ° F) = 1.041,7 libras / hr 


Utilice el aumento de la temperatura correcta y el calor específico. Procesos diferentes requieren diferentes temperaturas de fusión con el mismo polímero. El aumento de temperatura es de su experiencia en el proceso, los calores específicos están disponibles en Internet. Una publicación de Spirex, Plastificating Essentials, enumera algunos valores de calores específicos.

VALORES DE CALOR ESPECIFICO DE LAS RESINAS MAS COMUNES
ABS
0.34
PEBD
0.52
PEAD
0.55
PP
0.50
PET
0.40
NYLON 6
0.40
PC
0.30
PVC RIGIDO
0.25

El cálculo anterior es sólo la primera estimación de la producción potencial. El torque y L / D del tornillo también deben tenerse en cuenta para conseguir ese número final. El caballaje es la potencia disponible, pero la capacidad de torque es la medida de la potencia de giro que hace rotar el tornillo.

Torque (in.-lb) = (HP x 63025) / máximo rpm 

Esto afecta el desempeño porque la fuerza para girar el tornillo se reduce proporcionalmente a medida que aumenta la velocidad máxima de tornillo. El tornillo debe ser diseñado para una producción específica para que coincida con el torque disponible. Si el torque es bajo - es decir, la velocidad máxima del tornillo es alta - entonces la producción específica debe reducirse utilizando canales menos profundos de los tornillos. Conforme los canales se hacen menos profundas, la temperatura de fusión se incrementará hasta que ya no está dentro de la ventana de procesamiento. Como resultado, la potencia no es en sí misma una descripción completa de la potencia del extrusor.

Por último, determinar si la L / D es suficientemente larga para manejar los requisitos de la alimentación, fusión, y presurización a la velocidad determinada. Los efectos del torque y L / D requieren un diseño de tornillo inteligente con el fin de ser estimados correctamente. La fórmula que se basa en el calentamiento del polímero es sólo una estimación de la producción potencial.

Acerca del Autor
Jim Frankland es un ingeniero mecánico que ha estado involucrado en todos los tipos de proceso de extrusión por más de 40 años. Actualmente es presidente de Frankland Plástics Consulting, LLC. Contacto jim.frankland @ comcast.net o 651-9196 (724).

Plastics Technology
Noviembre 2012

Comprando extrusora usada?


Tenga cuidado al comprar una extrusora usada porque puede que no consiga lo que estás pagando. Asegúrese de que la caja de cambios está en buenas condiciones, la garganta fundida de alimentación  no tenga desgaste excesivo y que el cilindro esté también en buenas condiciones. También asegúrese de que la extrusora tenga un torque adecuado para la aplicación en la que se va a utilizar. Es necesario tomar estas precauciones porque una extrusora de 3,5 pulgadas, hecha hace años puede que no tenga la capacidad de una hecha hoy.

Los adelantos en diseño de tornillo durante el año han elevado el nivel de producción de extrusión. Pero esto ha requerido que las máquinas tengan mas torque. En la década de 1960 y principios de los 70, una extrusora típica de 3,5 pulgadas. 24:1 L / D, estaría equipada con un motor de 75 hp y conectada o engranada para una velocidad tope de tornillo de 100 rpm. Esta configuración de la unidad es adecuada para una aplicación de perfil de PVC flexible incluso hoy en día, y puede entregar 700 a 750 lb / hr de salida máxima. Sin embargo, esta configuración de la unidad sólo tiene un torque suficiente disponible para producir 400 a 450 lb / hr de polietileno de alta densidad.

Hoy en día, un buen 3.5-in. 24:1 L / D tendrá como mínimo un motor de 125 hp y engranado para una velocidad de tornillo de la parte superior de alrededor de 125 rpm, y una extrusora más robusta del mismo tamaño tendrá un mando de motor de 150 hp. Con un mando motor de 150 hp en una 3,5-in., es fácil de lograr una tasa de salida de 650-700 libras / h de PEAD de fundido fraccional, si el extrusor está equipado con un diseño de tornillo de la más actualizada tecnología.

Así que cuando se esta buscando una extrusora usada, asegúrese de que vas a encontrar todo el torque que el proceso requiere.

Plastics Technology
Noviembre 2012

Nuevo PET amorfo para una extrusión por soplado mas fácil



Aspira One, un PET amorfo nuevo de Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee, segun los informes, proporciona un equilibrio óptimo de reciclado, desempeño del producto, procesabilidad, y la estética en comparación con resinas de PET existentes utilizadas en extrusión y moldeado por soplado de asas y botellas grandes. "Con la identificación de la resina código 1, Aspira Uno tiene el atributo adicional de ser compatible con la corriente de reciclaje de PET", dice el gerente de desarrollo de mercado global, Ron Salati.

Otras resinas de PET para el moldeo por extrusión por soplado (EPET) se venden en forma de gránulos cristalinos con un IV alrededor de 1,0, elevado con tratamiento de estado sólido para proporcionar la resistencia de fundido necesaria. Esto puede resultar en geles, las dificultades en el uso de material reciclado, y la necesidad de mayor secado y mas altas temperaturas de procesamiento. En contraste, Aspira Uno es vendido en forma de gránulos amorfos con IV de 0,7 grado botella normal y un rango normal de secado y temperaturas de procesamiento. Con Aspira Uno, tanto los refiles como los gránulos vírgenes son amorfos, lo que hace que sea más fácil añadir materiales reciclados de nuevo en el proceso, Salati explica. En contraste, las resinas actuales EPET requieren típicamente cristalizar primero el refile amorfo antes de que pueda ser reutilizado con gránulos cristalinos. Este paso adicional requiere un equipo adicional y el consumo de energía.

Los beneficios adicionales en el procesamiento incluyen menos degradación del polímero (pérdidas IV) por las menores temperaturas de proceso, fusión más homogénea (sin geles o no fundidos), y sin fractura de fundido - todo lo cual conduce a una excelente claridad cuando se ejecuta sobre máquinas rotativas de tornillo reciprocante y maquinas de vaivén , de acuerdo con Salati. Se dice que las botellas terminadas son también mas rigidas con EPET.

Plastics Technology
Noviembre 2012

7 de noviembre de 2012

Bicicletas de carton




Las primeras bicicletas eran de madera. Después de eso, los fabricantes utilizaron tubos de acero. En estos días, para bicicletas de gama alta donde el peso es una restricción  ellos cambiaron a las aleaciones de aluminio o la fibra de carbono. Pero Izhar Gafni, un ciclista aficionado que posee varias de tales bicicletas de gama alta, se pregunta si los inventores originales tenían un punto. El propone volver a utilizar madera-o, más bien, un derivado de la madera, es decir, de cartón.

El Sr. Gafni, quien vive en Ahituv, Israel, pasó años tratando de averiguar cómo hacer que una bicicleta de cartón capaz de soportar el peso de un ser humano. El truco es doble. En primer lugar, se pliega el material de cartón - de grado comercial, hecho de papel reciclado - para aumentar su fuerza. (El encontró el patrón exacto de plegado para cada uno de los componentes de la máquina, utilizando los principios de origami.) Entonces, una vez que esta doblado, ele trata el resultado con una resina patentada que mantiene la forma y la endurece, antes de cortarlo en la forma del componente requerido. Una segunda aplicación de resina hace al componente resistente al agua, y una capa de laca hace que se vea bien. El resultado, afirma el Sr. Gafni, es más fuerte que la fibra de carbono.

El chasis de la bicicleta, ruedas, manillas y el asiento están hechos de cartón de esta manera, y luego se ensamblan. Las llantas - de nuevo remontándose a los primeros días del ciclismo - están compuestos de caucho macizo, reciclado de neumáticos viejos. Eso hace que el viaje sea un poco más difícil que si se tratara de neumáticos, pero significa que no pueden ser perforados.

La cadena, cuyo diseño se basa en la correa de distribución de un automóvil, también está hecho de caucho de neumáticos. Los pedales son de plástico reciclado de botellas. Y los frenos también son materiales reciclados, aunque el Sr. Gafni aún no está listo para revelar exactamente cuales. El producto acabado pesa 9 kg y puede llevar a un ciclista que pese 220 kg.

El mercado objetivo del Sr. Gafni son los países más pobres del mundo. Desde que fabricar la bicicleta de cartón, el considera, costara de $ 9 a 12 la unidad, sus velocípedos debe encontrar la demanda que las bicicletas de metal no pueden. Pero la gente en los países ricos podría estar interesada también En Tel Aviv, la capital comercial de la tierra natal del Sr. Gafni, 2.000 bicicletas robadas recientemente fueron puestos en exhibición por la policía, para que sus propietarios las reclamen. Si bicicletas cuestan menos que los candados que las encadenan a postes de luz, podría dejar de ser interesante robarlos.

The Economist online
07 Noviembre 2012

6 de noviembre de 2012

Tendencias en materiales de empaque en Japon

Junto con la diversificación de los estilos de vida de consumo, los materiales de envasado de alimentos cumplen una variedad de necesidades han sido altamente funcionalizados. La primera tecnología de punta adecuada para el Año Nuevo es el envase espacial de comida japonesa que evoca el sueño del espacio. Desarrollado para proporcionar comida japonesa para los astronautas en el espacio, el embalaje flexible materializa excelentes propiedades de conservación y ahorro de peso, aumentando la reputación de las principales empaques japoneses del mundo, así como de los alimentos japoneses.

La bolsa doypack para el alimento esterilizado, el cual está en el centro de atención y es fácil de comer, calentando con microondas junto con el hábito de comer solo, retiene un alto desempeño de sellado y resistencia que son necesarios para la pasteurización esterilizable. La bolsa también se suma al desempeño de apertura de propiedades de corte recto gracias al desarrollo de la película transparente PET de alta barrera.

A continuación, una taza resistente al calor para dulces horneados producidos por una fábrica de confitería satisfizo las funciones requeridas para contenedores de cocinado hasta venta de mostrador de productos que soportan una temperatura de 220 ℃.

La materia prima de biomasa que atraerá la atención en el futuro incluye la botella a base de plantas de resina biodegradable que ha sido recientemente empleada para los aceites de cocina y de fécula de papa empleadas para tazas de fideos instantáneos  Como materias primas de biomasa que se esperan en el futuro, las empresas han enfocado de forma agresiva los desafíos de la era sensible con el medio ambiente, incluyendo los chips de madera base de la madera de los bosques, combinando arroz producido hace dos años, y la resina, caña de azúcar y maíz.

La botella mas liviana de PET (12 g) de Japón desarrollada para refrescos materializa ahorro de peso con una estructura de costilla poligonal que combina costilla costillas pentagonales y hexagonales y puede ser aplastado cuando se apreta ligeramente después de beber. La tasa de recuperación de envases de plástico y embalaje en el año fiscal 2009 fue de 59,0% y la tasa de reciclaje de botellas de plástico PET fue de 77,9%, lo que supone aproximadamente 9% mas respecto al año anterior.

Pastair muestra la tecnologia de pasteurizacion en frio en Anuga FoodTec 2012

El equipo Pastair, se mostró por primera vez a una audiencia internacional más amplia en la feria de alimentos más grande de Europa,  Anuga FoodTec en Colonia a finales de marzo de 2012. Los visitantes del stand Pastair también pudieron experimentar el sabor de los quesos elaborados a partir de leche procesada con el método Pastair.

El método Pastair, al igual que una pasteurización tradicional, produce alimentos sostenibles y seguros matando efectivamente los microorganismos. Pero en comparación con la pasteurización de calor tradicional, el método Pastair retiene sabores  importantes y componentes bioactivos que afectan a la naturaleza del alimento. Un ejemplo es la leche que se utiliza en la fabricación de queso. Durante el año pasado, Pastair colaboró ​​con uno de los líderes en las industrias lácteas agrícolas - Productos lácteos Jürss en Flen - que fabrica quesos exclusivos para gourmets, incluyendo el suministro de las festividades Nobel.

-Vemos dos ventajas evidentes con la pasteurización en frio Pastair, dice Claes Jürss, quesero, quien junto con su mujer Kerstin opera la central lechera. - En primer lugar, se ha demostrado que la técnica elimina eficazmente las esporas de Clostridium, que sobrevive a una pasteurización por calor tradicional y crear un riesgo de que se debe disponer de grandes cantidades de queso. Al mismo tiempo, queremos tener la leche influenciada lo menos posible, para que los quesos tengan el sabor justo, auténtico, pero que no pongan en peligro la seguridad.

El desarrollo del método de Pastair, basado en la eliminación de los microorganismos con la ayuda de oxígeno activo (ozono), en lugar de calefacción,se ha hecho en estrecha cooperación con la industria. Las corridas a gran escala realizadas en las industrias lácteas suecos e internacionales han proporcionado una experiencia útil que podría ser utilizada para afinar el equipo.


"Hemos trabajado durante varios años desarrollando los sistemas y conceptos de productos en estrecha colaboración con los clientes y estamos encantados de ser capaces de hacer un esfuerzo de marketing más grande ahora", dijo Johan Sjöholm, fundador y CEO Pastair AB.

2012-01-15

AMI: Reporte sobre el mercado del Polipropileno

De acuerdo con un estudio publicado recientemente por Applied Market Information Ltd. (AMI Consulting), Bristol, Reino Unido, la innovación, en el período hasta 2016, está impulsando las ventas de polipropileno en Europa frente a una feroz competencia entre polímeros y un crecimiento económico lento.

Las aplicaciones de embalaje representarán el mayor volumen de crecimiento a pesar de la debilidad del consumo y las presiones competitivas. El PP está perdiendo cuota ante el PEAD en tapas y cierres y esta bajo la presión del PEAD reciclado en los envases de transporte. El PET reciclado también está afectando las perspectivas de crecimiento para el PP, por ejemplo en los envases de pared delgada. A pesar de estas presiones el PP está ganando ventas a través del desarrollo de nuevos grados de resina que ofrece una alta claridad y ciclos rápidos y a través de la ingeniosidad de los procesadores que desarrollan soluciones con altos niveles de atractivo para el consumidor, tales como etiquetado en molde.

News Kunststoffe international
05 Noviembre 2012

5 de noviembre de 2012

Etiquetas RFID para rastrear bolsas de materiales reciclables

Un reciente lanzamiento es etiquetas RFID, para rastrear bolsas de materiales reciclables, de ACT Systems, utilizado por el reciclador de residuos de embalaje Norsk Resirk, con sede en Oslo, Noruega.
La empresa procesa botellas de plástico y latas de aluminio. Se ha completado la primera etapa de un esquema que utiliza etiquetas RFIDde alta frecuencia pasivas puestas en las bolsas que contienen botellas y latas para reciclar.

La tecnología permitirá a Norsk Resirk saber cuando y donde las bolsas son recogidas y entregadas y realizar un seguimiento a en caso de que ellas se pierdan. La empresa puso en marcha el sistema en su planta Alnabru como un proyecto piloto y planea lanzar la misma tecnología para todos sus sitios.

FoodProductionDaily.com
02 Noviembre 2012

Alimentos en bolsas al vacío que no necesitan refrigeracion

Wapo Corporation ha desarrollado una bolsa al vacío basada en nylon, que permite que los alimentos frescos se almacenen a temperatura ambiente, al mismo tiempo que amplia su vida útil.
Las bolsas y sachets flexibles de plástico se utilizan a menudo para empaquetar una variedad de productos alimenticios y ofrecer protección a la productos envasados​​. Sin embargo, artículos tales como mariscos, carnes, frutas y verduras todavía tenían que ser almacenados en refrigeradores, dijo Wapo.

Las bolsas de vacío de Wapo usan materiales plásticos de Unitika Japón. Ellos tenían buenas propiedades de barrera de oxígeno que permitieron una transpiración moderada oxígeno de manera que los alimentos frescos no fueran atacados por los gases cáusticos o expuestos a la oxidación prematura, añadió Wapo. Las bolsas son resistentes a las perforaciones, impermeables y resistente al vapor, agregó la compañía.

FoodProductionDaily.com
02 Noviembre 2012