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O processo de reciclagem de película de plástico limpa um fluxo de baixa densidade e com elevada contaminação para produzir fragmentos limpos ou grânulos filtrados. Ao contrário das garrafas rígidas e de outros produtos de plástico fabricados com plástico novo ou virgem, um saco ou película de plástico é suficientemente leve para ficar preso e enrolar-se no equipamento de triagem convencional. Um processo de reciclagem estabelecido verifica os materiais plásticos presentes na matéria-prima, abre os fardos, doseia e tritura a película, remove contaminantes soltos, lava e separa o material, espreme-o e seca-o, estabelecendo condições controladas para reciclar os plásticos e comunicar as taxas de reciclagem de forma consistente. Se o mercado final o exigir, a resina plástica é encaminhada para granulação do polímero em grânulos de plástico.
O processo parece linear, mas há outras interações nas várias fases e entre elas. O estado do material entregue de uma fase à seguinte determina se a linha funciona de forma estável e se há comprador para o produto final. Este guia explica essas interações e os tipos de equipamento utilizados, incluindo em que situações a película é triada por tipo ou mantida num fluxo de tipo único.
A estabilidade de uma linha de reciclagem depende do estado do material entregue de uma fase à seguinte, incluindo nas instalações de reciclagem que produzem resina para venda como matéria-prima.
O que o processo de reciclagem de película de plástico tem de alcançar
Na reciclagem mecânica, os resíduos de plástico, também chamados plástico residual, são transformados numa matéria-prima secundária através da reciclagem do plástico, sem alterar a estrutura química do polímero, como pode acontecer na reciclagem química. No caso da película, incluindo película de polietileno de alta densidade, o produto aproveitável pode ser fragmentos lavados e densificados ou grânulos produzidos por fusão, filtragem e corte do polímero. Em geral, os grânulos são mais densos e mais fáceis de dosear, transportar, misturar e alimentar no equipamento a jusante.
Num sistema de gestão de resíduos, a linha tem quatro responsabilidades: remover polímeros incompatíveis, tornar a película fácil de manusear, preservar o polímero pretendido de acordo com os requisitos da resina virgem e produzir um resultado consistente. Uma máquina pode cumprir uma função específica, mas o processo pode falhar por completo. Por exemplo, uma máquina de lavagem pode remover a sujidade, mas deixar água em excesso, tornando o material inadequado para uma extrusão estável. Uma máquina de secagem pode remover a humidade, mas deixar partículas finas e rótulos. Uma extrusora pode voltar a fundir a película, mas não consegue recuperar a integridade do polímero perdida devido a incompatibilidades e à exposição térmica excessiva.
A película de plástico é realmente reciclada?
Sim, mas há desafios. Nos EUA, a maioria dos sacos, embalagens e películas não deve ser colocada num ecoponto convencional, porque a sua recolha e reciclagem seguem uma via diferente da usada para garrafas rígidas e para produzir PET reciclado. A película de polietileno elegível é frequentemente recolhida através de programas comerciais ou de retalhistas, adequados a estes usos específicos do plástico. Depois de reunido num fluxo apropriado, o material pode ser triado, lavado, seco e transformado em material reciclado. As regras locais de aceitação e o tipo exato de plástico determinam se um artigo pode ser reciclado nesse fluxo, pois o tipo de plástico define qual das diferentes vias de reciclagem é adequada para um resíduo difícil de reciclar.
Etapa 1: qualificar e triar a película recebida
A conceção de um processo para separar películas de polietileno começa antes mesmo da abertura dos fardos. Registe a família de polímeros, a origem do produto, a cor, a impressão, os adesivos, a humidade, a terra, a matéria orgânica, os metais, o papel, as películas incompatíveis e se o produto se destina à produção de plástico ou à moldagem de novos produtos. Uma amostra recolhida no topo do fardo, ou até uma fotografia, não é muito útil. Recolha amostras de diferentes pontos do lote e, sempre que possível, indique a composição por massa.
Na indústria da reciclagem de resíduos, «película» é um termo que abrange muitos materiais e tipos de plástico diferentes. Estruturas multicamada, PVC, PET proveniente de um fluxo de garrafas PET e camadas de alumínio podem exigir separação, destinos diferentes ou rejeição. O protocolo RecyClass para películas de PE destaca uma consideração importante: a compatibilidade com o fluxo de reciclagem e a possibilidade de triagem fazem parte da reciclabilidade, não são elementos adicionais.
| Matéria-prima | Problema típico | Prioridade do processo | Limite |
|---|---|---|---|
| Película extensível industrial limpa | Baixa densidade aparente, tubetes, rótulos | Alimentação estável, remoção de metais, densificação | Confirmar a compatibilidade do polímero e dos rótulos |
| Sacos e embalagens pós-consumo | Artigos misturados, alimentos, papel, impressão | Inspeção à receção, triagem, lavagem | A recolha local não comprova a compatibilidade com o processo |
| Película agrícola | Terra, areia, humidade, matéria orgânica | Pré-limpeza, lavagem por fases, controlo da água e do desgaste | O peso seco e a contaminação podem variar muito |
| Película impressa ou multicamada | Tinta, odor, barreiras, camadas incompatíveis | Ensaios de qualificação e avaliação do mercado final | Não presuma que uma embalagem com aspeto de PE é um fluxo de material único |
Etapa 2: abrir os fardos, dosear a alimentação, triturar e fazer a pré-limpeza
A abertura dos fardos separa as películas comprimidas para que o equipamento a jusante receba uma camada controlável, em vez de blocos densos. Um fluxo súbito de material leve pode sobrecarregar o triturador e, momentos depois, deixar a máquina de lavagem sem alimentação. Por isso, é necessário implementar um sistema de controlo.
Um triturador de película de plástico concebido para este fim torna mais previsíveis a redução de tamanho, a lavagem e o transporte. O tamanho pretendido deve permitir a separação e a limpeza sem gerar partículas finas em excesso. Ímanes e outros meios de controlo de metais protegem o equipamento rotativo antes da lavagem húmida. Terra solta, areia e detritos, como papel, podem ser removidos com filtros de malha, separação por ar ou pré-limpeza mecânica, antes que o calor e a contaminação afetem as propriedades mecânicas. Uma revisão científica com arbitragem sobre reciclagem de películas multicamada também identifica o pré-tratamento como necessário quando a película e o cartão podem obstruir o equipamento de triagem.
Porque é que a película fina se enrola e fica presa no equipamento de reciclagem?
A película é muito leve e pode dobrar-se ou acumular-se. Prende-se facilmente nos rolos ou nos veios e pode obstruir a maquinaria. Também pode aderir ao equipamento devido à eletricidade estática e ficar presa sobre aberturas. O funcionamento estável depende, em geral, de uma abertura e dosagem controladas, da geometria das lâminas, de soluções que evitem o enrolamento e de uma transferência equilibrada entre fases. Aumentar apenas a potência do acionamento não resolve a apresentação irregular do material.
Etapa 3: lavar, separar e enxaguar sem transportar contaminantes para a fase seguinte
A lavagem é uma sequência de operações, não um processo realizado num único tanque. A pré-lavagem solta a terra e os contaminantes superficiais. A lavagem por fricção aplica ação mecânica. A separação por flutuação ou sedimentação aproveita as diferenças de densidade entre os materiais. Se necessário, a água quente e o detergente podem ajudar a decompor óleos e adesivos. O enxaguamento evita que a sujidade solta e os sólidos sigam com a película limpa.
Entre os métodos de reciclagem de embalagens de plástico flexível e outros artigos de plástico, o método de lavagem com água quente e detergente descrito pela Association of Plastic Recyclers remove a sujidade superficial e os adesivos dos rótulos. O tempo de residência, a composição química, a ação mecânica e a temperatura devem ser adequados à matéria-prima e ao produto final. Um tratamento superior ao necessário aumenta os custos e produz águas residuais, podendo também degradar o polímero. Um tratamento insuficiente deixa sujidade, odores, adesivos e/ou tinta no produto.
A recirculação da água num sistema fechado de reciclagem de água altera os desafios de controlo. A reutilização poupa água potável apenas se os sólidos, óleos, matérias orgânicas e contaminantes dissolvidos forem geridos. Monitorize continuamente a qualidade da água no ponto de utilização. Caso contrário, um enxaguamento aparentemente limpo pode conter contaminação não tratada.
Etapa 4: espremer e secar sem comprometer a estabilidade da alimentação
A película húmida contém água livre e água retida. A água retida encontra-se entre as camadas da película. A desidratação mecânica com uma prensa secadora de plástico deve remover o máximo possível de água livre antes da secagem térmica. A secagem térmica remove a humidade restante. Em alguns casos, a película pode ser demasiado espessa e pode usar-se uma prensa para a compactar, reduzindo assim a carga térmica. Esta referência sobre reciclagem de embalagens flexíveis também aborda a sequência das operações.
Uma película que parece seca não está necessariamente pronta para extrusão. O processo seguinte determina o limite de aceitação. Por exemplo, um comprador de fragmentos pode especificar um intervalo de humidade, enquanto um sistema de extrusão pode exigir outro. O teor de humidade residual do produto deve ser medido com um método e uma frequência de amostragem definidos. As partículas finas, a densidade aparente e a temperatura de armazenamento também podem afetar o produto.
Quão seca deve estar a película reciclada antes da extrusão?
Não existe um único nível aceitável para todos os fluxos de película e todas as extrusoras. O nível aceitável depende do polímero, da contaminação, da desgaseificação, da filtragem e do produto a jusante. O fornecedor também pode definir esse nível, que deve ser determinado através de ensaios representativos. Por fim, este pode estar relacionado com a estabilidade da pressão, a formação de bolhas, a consistência dos grânulos e o desempenho da peça final.
Etapa 5: aglomerar, extrudir, filtrar, desgaseificar e granular
Os mercados definem normalmente esta matéria-prima como fragmentos de película lavados ou grânulos produzidos por uma máquina de granulação de película de plástico. A aglomeração ou compactação pode aumentar a densidade aparente e melhorar a fluidez da película. Na extrusora, a película é fundida e misturada. Se os sólidos não forem suficientemente removidos durante a filtragem do fundido, podem ficar retidos no polímero fundido. A desgaseificação remove o ar arrastado e alguns compostos voláteis. O fundido é extrudido e arrefecido para formar grânulos. O glossário da APR define os grânulos como polímero extrudido e cortado, mais adequado ao manuseamento a granel do que os fragmentos.
Há muitas fontes de variação nas fases anteriores. Bolhas no fundido podem indicar a presença de compostos voláteis ou humidade. O tipo e o histórico da matéria-prima e o grau de lavagem podem provocar variações de cor, odor ou triagem. A variação de cor pode refletir a triagem, a impressão, a degradação ou a mistura. A película também pode ter impressão. A contaminação ou a presença de outros materiais estranhos pode resultar de práticas deficientes de processamento ou filtragem. O melhor é analisar as fases anteriores e usar estas variáveis como evidências para determinar a causa do problema.
O comprador é a principal variável que determina a viabilidade do processo. Os grânulos facilitam o manuseamento e a dosagem, mas exigem energia, filtragem, exposição térmica e investimento. Se um comprador qualificado puder utilizar fragmentos limpos, a granulação não é automaticamente a melhor opção.
O ciclo de controlo da película à resina: 6 pontos de verificação
O processo tem 6 etapas principais. Cada ponto de verificação exige uma amostra, um método, um limite, um registo e uma decisão. Os limites são específicos de cada projeto e este enquadramento não constitui uma norma industrial. Convém destacar a ênfase na rastreabilidade e na qualidade química, em linha com as preocupações gerais sobre qualidade abordadas na análise da OCDE sobre a validação de plásticos reciclados.
| Categoria do processo | Questão de controlo |
|---|---|
| Alimentação de fardos | A película compactada é aberta e doseada de forma consistente? |
| Trituração | A redução de tamanho expõe as superfícies sem gerar partículas finas em excesso? |
| Fragmentação | A forma do material é adequada à fase húmida selecionada? |
| Lavagem por flutuação | A separação por densidade e as condições da água estão controladas? |
| Lavagem por fricção | A ação mecânica remove os contaminantes aderentes? |
| Lavagem fina | Os contaminantes soltos são removidos antes do enxaguamento? |
| Prensagem | A água livre é removida antes da secagem térmica? |
| Secagem térmica | O material cumpre os requisitos de humidade da fase seguinte? |
| Embalagem ou granulação | A forma do produto corresponde às especificações do comprador? |
- Identificação da matéria-prima: rastreabilidade do lote, origem, cor, estrutura, família de polímeros e grau de contaminação.
- Carga de contaminação: terra, matéria orgânica, papel, metais, rótulos, polímeros incompatíveis e humidade.
- Eficácia da lavagem: contaminação superficial residual e evidências de que a água de enxaguamento não transporta sujidade para a fase seguinte.
- Estabilidade da secagem: humidade, partículas finas, densidade aparente e comportamento da alimentação na fase seguinte.
- Limpeza do fundido após a limpeza do material: comportamento da pressão no filtro, vida útil do filtro de malha, géis, materiais não fundidos, gases libertados e odor.
- Aceitação do produto: especificação dos fragmentos ou grânulos associada a uma aplicação real a jusante.
| Sintoma | Questões prováveis sobre as fases anteriores | Evidências a recolher |
|---|---|---|
| Caudal de produção instável | A abertura ou a dosagem dos fardos é irregular? | Tendência do caudal de alimentação, densidade aparente, episódios de obstrução |
| Película seca suja | A contaminação foi solta, mas continuou no processo? | Amostras da lavagem e do enxaguamento, carga de sólidos, classificação visual |
| Consumo energético elevado na secagem | A desidratação mecânica está a ter um desempenho insuficiente? | Humidade antes e depois da prensagem, fluxo de ar, temperatura |
| Substituição frequente do filtro de malha | Que sólidos ou polímeros incompatíveis permanecem? | Resíduos no filtro, tendência da pressão, composição de entrada |
| Bolhas ou grânulos porosos | Há humidade, ar ou contaminação volátil? | Humidade, tendência do vácuo, odor e inspeção dos grânulos |
Como a matéria-prima altera a conceção do processo
No caso da película industrial limpa, a atenção centra-se geralmente na alimentação, na remoção de rótulos, na densificação e na extrusão controlada. Os sacos de plástico pós-consumo, sobretudo os de embalagens alimentares, acrescentam incerteza na recolha, resíduos de alimentos ou produtos e uma mistura de cores, rótulos e artigos incorretos. A película agrícola costuma ter mais terra, areia e humidade. As películas impressas e multicamada levantam questões sobre cor, odor e mercado final que a lavagem não resolve; um relatório da UE sobre plásticos agrícolas documenta a perda de rendimento causada por películas finas muito contaminadas.
Conceba o processo com base na matéria-prima representativa em pior estado prevista no contrato de fornecimento, e não na amostra mais limpa apresentada durante a venda. Se a variabilidade for elevada, diferencie as matérias-primas com regras de operação e critérios de aceitação próprios. Um desvio deliberado, uma pré-limpeza ou a separação em campanhas distintas pode oferecer mais estabilidade do que tentar processar todas as matérias-primas com os mesmos parâmetros.
Serviços auxiliares, tratamento de água e integração da linha
Um processo completo inclui mais do que as máquinas que entram em contacto com o plástico. Confirme a alimentação elétrica e a potência instalada, a origem da água e a recirculação, a fonte de calor, o ar comprimido, a drenagem, o tratamento de lamas, a ventilação, os requisitos de proteção contra incêndios e de segurança, o armazenamento, a transferência de material, os sistemas de controlo e o acesso para manutenção. A conceção final deve cumprir os requisitos ambientais locais e garantir o bem-estar dos trabalhadores. A contaminação e os impactos associados nas infraestruturas são considerados a nível do sistema na Estratégia da US EPA para a poluição por plásticos.
A capacidade depende do equilíbrio de todo o sistema. Especifique se o caudal pretendido se refere à película húmida recebida, à matéria-prima seca, aos fragmentos limpos ou aos grânulos. Depois, teste os limites de cada fase. Um triturador nominal de 1 000 kg/h não garante uma linha de 1 000 kg/h se a película contaminada, a secagem, as mudanças do filtro de malha, o tratamento da água ou a embalagem limitarem a produção sustentada.
O que especificar antes de pedir uma proposta para uma linha de reciclagem
Forneça amostras representativas da matéria-prima e uma estimativa da composição baseada na massa; as fotografias não são suficientes. Identifique a origem, a mistura de polímeros, a contaminação, a humidade, a forma dos fardos, a impressão e os rótulos, o caudal de entrada previsto, as horas de funcionamento, o tipo de fragmentos ou grânulos pretendido, as aplicações a jusante, os serviços auxiliares disponíveis e as respetivas limitações, a mão de obra, as limitações de água e resíduos e os ensaios de aceitação exigidos. O guia ASTM D5577 para identificação de contaminantes recorda que os plásticos incompatíveis e outros contaminantes podem afetar tanto o processamento como a qualidade do material reutilizado.
Peça a cada fornecedor que utilize os mesmos critérios. Defina onde é medida a capacidade, que condições da matéria-prima se aplicam, que consumíveis estão incluídos, como são contabilizados os rejeitados e a água e que resultados de qualidade determinam a aceitação. Os compradores que pretendam transformar esses critérios de processo numa solução de equipamento podem consultar o sistema de lavagem de película de PP e PE da Kitech como opção comercial.
Perguntas frequentes
Como se recicla película de plástico residual?
Na reciclagem de polímeros, a película é qualificada segundo o polímero, a estrutura, a cor e a contaminação. Para proteger a qualidade do produto reciclado, os operadores abrem, doseiam e alimentam os fardos. Depois, a película é triturada ou fragmentada, e removem-se a sujidade solta e os metais antes da lavagem e separação. Em seguida, o material é espremido e seco. Conforme as especificações do comprador, pode ser seco e densificado ou passar por outras fases de processamento para remover compostos voláteis e cortar os grânulos.
É possível reciclar película de PP e PE em conjunto?
Embora ambos sejam poliolefinas, isso não significa que qualquer fluxo misto seja adequado para o mesmo produto. O comportamento na fusão, a densidade, os aditivos, a impressão e a utilização final também contam. Defina o produto pretendido e analise a mistura para confirmar a tolerância do comprador. Quando é necessária elevada pureza, pode ser mais seguro presumir que os materiais são incompatíveis.
Porque é difícil reciclar película de plástico?
A película é leve e flexível. Devido a estas propriedades, pode facilmente ficar presa nas tremonhas de alimentação e enrolar-se nos veios. A película também pode transportar terra e outros contaminantes, como alimentos, rótulos e tinta, e pode conter estruturas multicamada incompatíveis. Por isso, para reciclar película com uma alimentação estável, é necessário controlar a matéria-prima e as várias fases de processamento, lavagem, secagem e filtragem, bem como definir objetivamente as especificações do produto.
A lavagem é sempre necessária?
Nem todas as películas residuais industriais limpas precisam da mesma intensidade de lavagem que as películas pós-consumo e agrícolas. A intensidade necessária depende dos requisitos do utilizador a jusante, incluindo a presença de rótulos e odores. O reciclador deve demonstrar que qualquer processo com lavagem reduzida continua a cumprir os requisitos de limpeza, odor, processamento e produto a jusante.
Qual é a diferença entre fragmentos lavados e grânulos?
A lavagem da película reduz o seu tamanho e utiliza uma limpeza por fases para remover contaminantes, sujidade e outros materiais indesejados. Os grânulos são produzidos depois de o polímero ser fundido, filtrado, homogeneizado e cortado numa forma mais densa. É mais fácil dosear e misturar grânulos do que película; no entanto, a granulação aumenta o custo do produto e acrescenta exposição térmica ao histórico do material.
Como é que os recicladores tratam a película agrícola suja?
Começam por avaliar a terra, a areia, a humidade, os resíduos das culturas e o teor de polímero. O processamento pode exigir uma pré-limpeza a seco mais eficaz, lavagem por fases e componentes mais resistentes à abrasão, além de uma remoção de sólidos e uma gestão da água mais eficientes. Os ensaios representativos são essenciais, porque a contaminação pode variar muito consoante a cultura, o método de recolha, o clima e o armazenamento.
É possível utilizar o mesmo processo para películas multicamada?
As estruturas multicamada podem ser compatíveis com a reciclagem ou conter adesivos, barreiras, metais ou polímeros que reduzem a qualidade do produto. Determine a estrutura completa e avalie-a face ao fluxo pretendido e ao mercado final. Nem todas as embalagens com aspeto de película de polietileno são feitas de um único material de polietileno.
Conclusão
Como mostra a descrição do processo da Association of Plastic Recyclers, um processo de reciclagem de película de plástico exige uma matéria-prima definida e uma especificação definida pelo comprador. As máquinas entre esses pontos têm de identificar, limpar, secar, filtrar e verificar o material. É necessário recolher amostras representativas e registar 6 etapas principais. Todas as declarações de capacidade e qualidade devem indicar a base de medição.
Revisto pela equipa técnica da Kitech. Este guia descreve um processo. Os parâmetros do projeto e os limites de aceitação exigem ensaios da matéria-prima e uma avaliação de engenharia local.
