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| Los sellos viscosos aíslan el área de tratamiento para mantener la presión y la temperatura necesarias para mantener el CO2 en condiciones súper críticas sin cámaras de presión elaboradas y válvulas de transferencia. |
El reciclaje está recibiendo mucha atención en estos días debido a las protestas públicas y de los medios sobre el plástico en el medio ambiente. Aproximadamente la mitad de todos los plásticos producidos van a algún tipo de empaque de alimentos de un solo uso. El envasado de alimentos generalmente contiene varios aceites, superficies impresas, tratamientos superficiales y adhesivos que son difíciles de eliminar, incluso mediante un lavado muy agresivo, y requieren el uso de solventes tóxicos que a menudo hacen que la recuperación sea inutilizable para otras aplicaciones de envasado de alimentos. Esto dificulta que los procesadores que trabajan con reciclado produzcan los productos limpios que la aplicación puede exigir.
Sin embargo, el CO2 supercrítico puede usarse como un solvente totalmente "verde" para eliminar muchos tipos de contaminación en plásticos reciclados sin necesidad de solventes tóxicos. El CO2 se produce naturalmente en la atmósfera, y cuando se elimina la contaminación residual después del procesamiento, se puede recuperar o simplemente ventear a la atmósfera. El uso de CO2 supercrítico es una tecnología bien establecida en el procesamiento de alimentos y medicamentos. Durante muchos años se ha utilizado para descafeinar café y té, por ejemplo.
El CO2 existe naturalmente como un gas en la atmósfera; a temperaturas reducidas es un sólido (hielo seco). Sin embargo, bajo ciertas condiciones, el CO2 puede existir como líquido si la presión y la temperatura aumentan por encima de cierto punto. El diagrama de fases muestra las presiones y temperaturas necesarias para que exista CO2 en la fase líquida.
Sin embargo, el CO2 supercrítico puede usarse como un solvente totalmente "verde" para eliminar muchos tipos de contaminación en plásticos reciclados sin necesidad de solventes tóxicos. El CO2 se produce naturalmente en la atmósfera, y cuando se elimina la contaminación residual después del procesamiento, se puede recuperar o simplemente ventear a la atmósfera. El uso de CO2 supercrítico es una tecnología bien establecida en el procesamiento de alimentos y medicamentos. Durante muchos años se ha utilizado para descafeinar café y té, por ejemplo.
El CO2 existe naturalmente como un gas en la atmósfera; a temperaturas reducidas es un sólido (hielo seco). Sin embargo, bajo ciertas condiciones, el CO2 puede existir como líquido si la presión y la temperatura aumentan por encima de cierto punto. El diagrama de fases muestra las presiones y temperaturas necesarias para que exista CO2 en la fase líquida.
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| Aquí se muestran las presiones y temperaturas necesarias para que el CO2 exista en la fase líquida. En el punto tripa, las tres fases pueden existir, pero a medida que aumenta la temperatura y la presión, el CO2 se convierte en líquido. Fuente: Wikipediaons. El CO2 puede existir como líquido si la presión y la temperatura aumentan por encima de cierto punto. El diagrama de fases muestra las presiones y temperaturas necesarias para que exista CO2 en la fase líquida. |
En el punto triple (TP) pueden existir las tres fases, pero a medida que aumenta la temperatura y la presión, el CO2 se convierte en líquido. A una presión de 1070 psi y 89.8 F, el líquido entra en una fase supercrítica (CP) y permanece en esa fase al aumentar la presión y la temperatura. Eso es importante porque en esa fase tiene algunas propiedades inusuales - entre un gas y un líquido - que le permiten penetrar más fácilmente a través de muchos sólidos (como polímeros) y actuar como un solvente fuerte para disolver muchos materiales. Sus propiedades solventes son tan fuertes, de hecho, que cuando existe la fase supercrítica debe estar contenida en materiales altamente resistentes a la corrosión.
El tratamiento con CO2 tiene muy poco efecto sobre la morfología del polímero, lo que hace que el polímero reciclado sea útil para los requisitos de desempeño originales.
Aunque la tecnología de descontaminación con CO2 supercrítico es antigua y bien entendida, este es típicamente un proceso discontinuo debido a la dificultad para controlar la presión desde la fase de tratamiento, donde el solvente (CO2) absorbe los contaminantes, hasta la fase de limpieza del solvente, donde la presión se reduce y los contaminantes se caen de la solución. Si se libera la presión durante la fase de tratamiento, la contaminación residual simplemente cae del CO2 supercrítico y vuelve al polímero. El uso de una extrusora simplifica eso al permitir que las presiones se separen fácilmente mediante el uso de sellos viscosos entre el tratamiento y la fase de limpieza con solvente.
El uso de un sello viscoso antes y después del área a limpiar por el CO2 supercrítico aísla el “área de tratamiento” de manera que la presión y la temperatura necesarias para mantener el CO2 en la condición supercrítica puedan mantenerse fácilmente sin cámaras de presión y válvulas de transferencia elaboradas. . El CO2 se puede descargar simplemente en un contenedor de contención a una presión más baja, lo que permite que los residuos se caigan y luego regresen a la atmósfera sin ningún efecto ambiental neto. Sin embargo, en interés de la economía, el CO2 "limpio" puede recomprimirse y reutilizarse.
Los fluoropolímeros son los únicos polímeros comunes que se disuelven por el CO2 supercrítico, por lo que este tratamiento tiene una amplia aplicabilidad. Los polímeros amorfos parecen limpiarse más efectivamente usando esta técnica, pero los polímeros cristalinos aparentemente pueden limpiarse efectivamente con tiempos de tratamiento más largos y mezclado adicional en la sección de tratamiento.
El tratamiento con CO2 tiene muy poco efecto sobre la morfología del polímero, haciendo que el polímero reciclado sea útil para los requisitos de desempeño originales. Aunque es un cambio de los procesos de descontaminación típicos utilizados en el reciclaje, ofrece el potencial de ampliar en gran medida la cantidad de reciclaje que se puede reutilizar para sus fines originales.
JIM FRANKLAND
Presidente, Frankland Plastics Consulting, LLC
Sobre el autor: Jim Frankland es un ingeniero mecánico que ha estado involucrado en todo tipo de procesamiento de extrusión durante más de 40 años. Actualmente es presidente de Frankland Plastics Consulting, LLC. Póngase en contacto con jim.frankland@comcast.net o (724) 651-9196.
Plastics Technology
01 Noviembre 2019
El tratamiento con CO2 tiene muy poco efecto sobre la morfología del polímero, lo que hace que el polímero reciclado sea útil para los requisitos de desempeño originales.
Aunque la tecnología de descontaminación con CO2 supercrítico es antigua y bien entendida, este es típicamente un proceso discontinuo debido a la dificultad para controlar la presión desde la fase de tratamiento, donde el solvente (CO2) absorbe los contaminantes, hasta la fase de limpieza del solvente, donde la presión se reduce y los contaminantes se caen de la solución. Si se libera la presión durante la fase de tratamiento, la contaminación residual simplemente cae del CO2 supercrítico y vuelve al polímero. El uso de una extrusora simplifica eso al permitir que las presiones se separen fácilmente mediante el uso de sellos viscosos entre el tratamiento y la fase de limpieza con solvente.
El uso de un sello viscoso antes y después del área a limpiar por el CO2 supercrítico aísla el “área de tratamiento” de manera que la presión y la temperatura necesarias para mantener el CO2 en la condición supercrítica puedan mantenerse fácilmente sin cámaras de presión y válvulas de transferencia elaboradas. . El CO2 se puede descargar simplemente en un contenedor de contención a una presión más baja, lo que permite que los residuos se caigan y luego regresen a la atmósfera sin ningún efecto ambiental neto. Sin embargo, en interés de la economía, el CO2 "limpio" puede recomprimirse y reutilizarse.
Los fluoropolímeros son los únicos polímeros comunes que se disuelven por el CO2 supercrítico, por lo que este tratamiento tiene una amplia aplicabilidad. Los polímeros amorfos parecen limpiarse más efectivamente usando esta técnica, pero los polímeros cristalinos aparentemente pueden limpiarse efectivamente con tiempos de tratamiento más largos y mezclado adicional en la sección de tratamiento.
El tratamiento con CO2 tiene muy poco efecto sobre la morfología del polímero, haciendo que el polímero reciclado sea útil para los requisitos de desempeño originales. Aunque es un cambio de los procesos de descontaminación típicos utilizados en el reciclaje, ofrece el potencial de ampliar en gran medida la cantidad de reciclaje que se puede reutilizar para sus fines originales.
JIM FRANKLAND
Presidente, Frankland Plastics Consulting, LLC
Sobre el autor: Jim Frankland es un ingeniero mecánico que ha estado involucrado en todo tipo de procesamiento de extrusión durante más de 40 años. Actualmente es presidente de Frankland Plastics Consulting, LLC. Póngase en contacto con jim.frankland@comcast.net o (724) 651-9196.
Plastics Technology
01 Noviembre 2019
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