Limpieza térmica de filtros para la filtración de fundidos

Eliminar con cuidado los residuos de polímeros y plásticos de las cartuchos filtrantes, los haces de filtros, los discos filtrantes, las pilas de filtros y los filtros láser.

Los elementos filtrantes metálicos se utilizan en el procesamiento de polímeros y en el reciclaje de plásticos para retener las impurezas de la masa fundida de plástico. Durante el funcionamiento, los polímeros, los aditivos y otros componentes se depositan en las estructuras filtrantes.

La limpieza térmica elimina de forma controlada los componentes orgánicos de los filtros metálicos resistentes a la temperatura. En función de la estructura del filtro, el polímero y los requisitos de pureza, se llevan a cabo otros pasos de tratamiento posterior y de control antes de que el elemento filtrante pueda volver a utilizarse.

  • Aplicación: elementos filtrantes metálicos procedentes de procesos de filtración de fundición
  • Componentes típicos: filtros de candela, paquetes de filtros, filtros de disco, pilas de filtros, filtros láser
  • Objetivo de la limpieza: eliminar los residuos orgánicos y comprobar la posibilidad de reutilización
  • Requisitos especiales: conservar las estructuras de filtrado finas y multicapa
  • Pasos complementarios: tratamiento posterior y control de calidad

Durante la filtración en estado fundido, los componentes poliméricos y otras impurezas se depositan en los poros, la malla, los canales y los espacios intermedios de los elementos filtrantes. A medida que aumenta la acumulación de residuos, la resistencia al flujo puede incrementarse, mientras que el caudal, el rendimiento de la filtración y la estabilidad del proceso pueden verse afectados.

Una limpieza meramente externa no es suficiente en el caso de los filtros de candela, los paquetes de filtros, las pilas filtrantes y los filtros láser. Los residuos también deben eliminarse de las estructuras filtrantes más profundas y de difícil acceso, sin dañar los poros, las mallas metálicas, las uniones soldadas ni las superficies delicadas.

Concentración de polímeros en la estructura del filtro

Los residuos se depositan en las capas del filtro, los poros, los espacios intermedios y las zonas internas.

Repercusiones en el proceso de producción

El aumento de la carga en los filtros puede afectar a la presión diferencial, el caudal, la estabilidad del proceso y la calidad de la masa fundida.

Importancia económica

Los filtros metálicos limpios pueden volver a utilizarse tras su limpieza y comprobación; su estado y los criterios de comprobación establecidos determinan si pueden reutilizarse.

La limpieza térmica resulta especialmente adecuada para elementos filtrantes metálicos reutilizables y resistentes a la temperatura. Su idoneidad concreta depende del material, la estructura del filtro, la técnica de unión, las dimensiones y la carga térmica admisible.

Tipo de filtro

Diseño típico

Requisitos especiales de limpieza

Filtros de candela

filtros metálicos cilíndricos individuales

eliminar polímeros de estructuras filtrantes profundas y multicapa

Conjuntos de filtros

varios filtros de candela como un conjunto

garantizar un calentamiento uniforme de todo el conjunto / de todas las zonas de filtrado

Filtros de disco

elementos filtrantes planos o «Leaf Discs»

proteger las superficies filtrantes finas y la estructura en capas

Pilas de filtros

filtros de disco dispuestos uno encima de otro

eliminar el polímero entre las distintas capas filtrantes

Filtros láser

filtros metálicos de estructura fina procedentes de plantas de reciclaje

conservar las aberturas delicadas y la geometría del filtro

Se pueden someter a prueba otros tamices metálicos reutilizables, elementos de soporte y componentes desmontados de la cambia mallas, en función del material, el diseño y la resistencia térmica. Las juntas sensibles a la temperatura, los sensores y los componentes hidráulicos y eléctricos no forman parte del proceso de limpieza térmica.

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Los elementos filtrantes pueden contener residuos del polímero base procesado, mezclas de distintos tipos de polímeros, masterbatch, aditivos, pigmentos, productos de degradación térmica y otros componentes orgánicos. Además, durante el proceso de reciclaje, pueden introducirse en las estructuras filtrantes polímeros extraños y componentes inorgánicos.

El tipo de polímero influye en el perfil de temperatura, el comportamiento de fusión, los productos de descomposición resultantes y el tratamiento posterior necesario.

Nota: Los pigmentos, las fibras de vidrio, los rellenos minerales y otros componentes inorgánicos no se eliminan necesariamente mediante la descomposición térmica. Pueden requerir un tratamiento posterior adaptado al filtro.

Grupo de residuos

Ejemplos

Relevante para la evaluación

Polímeros estándar sin halógenos

PE, PP, PET, PA

Tipo de polímero, cantidad y comportamiento térmico

Polímeros técnicos y de alto rendimiento

por ejemplo, PEEK, PEI, PI

ensayo de proceso específico para cada polímero

Masterbatch y aditivos

polímero portador, pigmentos, aditivos

posibles residuos inorgánicos

Residuos de reciclaje y de mezclas

polímeros extraños, mezclas desconocidas

composición que, en su caso, se conoce de forma incompleta

Polímeros halogenados

PVC, PTFE, PVDF

por regla general, no es posible la limpieza en lecho fluidizado (INNOVACLEAN); comprobar métodos alternativos

Componentes inorgánicos

fibras de vidrio, pigmentos, cargas minerales

se requiere un tratamiento posterior adaptado

El método de limpieza adecuado no viene determinado únicamente por la denominación «filtro de candela» o «filtro láser». Son factores decisivos el diseño del filtro, el polímero, la cantidad de residuos, el tamaño del componente, los requisitos de pureza y el tratamiento posterior necesario.

Caso típico: pirólisis al vacío controlada

Gracias a su calentamiento lento, que protege especialmente el material, a la medición directa de la temperatura en el componente y al control del proceso al vacío, VACUCLEAN suele ser la solución técnica preferida para filtros de candela, paquetes de filtros, pilas de filtros, filtros de disco, discos de fillms, así como para estructuras de filtrado sensibles y de diseño complejo. VACUCLEAN COMPACT resulta especialmente adecuado para lotes más pequeños, piezas especiales sensibles y filtros láser procedentes de plantas de reciclaje.

Caso especial: paquetes de filtros grandes y resistentes

En el caso de paquetes de filtros muy grandes con grandes cantidades de residuos sin halógenos, se puede realizar una evaluación técnica de MAXICLEAN en función del tamaño de los componentes, el diseño del filtro y los requisitos de calidad. MAXICLEAN está diseñado, en principio, para componentes de gran tamaño y residuos de polímeros sin halógenos.

Caso especial: polímeros halogenados

En el caso de los elementos filtrantes de poros finos, la limpieza en lecho fluidizado con INNOVACLEAN no suele ser adecuada. La arena THERMCLEAN puede penetrar en los poros, las capas filtrantes y los espacios intermedios, y posteriormente resulta muy difícil eliminarla por completo. En tales casos, deben evaluarse métodos de limpieza alternativos en función de la aplicación concreta.

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Los elementos filtrantes metálicos difieren considerablemente en cuanto a material, estructura, finura de filtrado, número de capas filtrantes, técnica de unión y grado de ensuciamiento. Asimismo, los polímeros, aditivos y componentes inorgánicos que deben eliminarse presentan propiedades térmicas y químicas diferentes.

Por lo tanto, el control del proceso debe adaptarse a la combinación concreta de elemento filtrante, residuo y función de filtrado requerida. No basta con eliminar únicamente las adherencias visibles de polímeros. El proceso de limpieza debe, sobre todo, llegar a las estructuras del filtro situadas en capas más profundas, limitar la carga térmica y mecánica y permitir un tratamiento posterior y un control reproducibles.

Por ello, la selección y el diseño del proceso de limpieza deben realizarse siempre en función del filtro, del polímero y de los requisitos de calidad. En el caso de mezclas de polímeros desconocidas, estructuras de filtro especialmente finas o falta de valores de referencia, la idoneidad del procedimiento debe determinarse mediante un ensayo técnico o una limpieza de prueba.

Acceder a las estructuras internas del filtro

Los residuos orgánicos pueden encontrarse en varias capas del filtro, en los poros, en las cavidades y en zonas internas de difícil acceso. El procedimiento de limpieza elegido debe poder llegar a estas zonas de forma fiable.

Conservar el diseño del filtro

Los tejidos filtrantes, los elementos de soporte, las uniones soldadas, los puntos de soldadura y las estructuras delicadas no deben someterse a cargas térmicas o mecánicas innecesarias. Los daños preexistentes no pueden subsanarse mediante la limpieza.

Evaluar los residuos y la geometría del filtro

El tipo de polímero, la cantidad de polímero, los aditivos, los materiales de relleno y la posible presencia de halógenos influyen en el control del proceso. También son relevantes las capas de filtrado, el tamaño de los componentes, la accesibilidad y la posibilidad de desmontaje.

Definir de antemano el objetivo de la limpieza

Antes de la limpieza, hay que determinar qué criterios se utilizarán posteriormente para evaluar el elemento filtrante. En el caso de los filtros finos o multicapa, no basta con basarse únicamente en criterios estéticos.

La limpieza térmica elimina los componentes poliméricos orgánicos. Sin embargo, pueden quedar residuos inorgánicos en las capas del filtro, en los poros y en zonas de difícil acceso. Por ello, dependiendo del tipo de filtro y de la contaminación, la limpieza térmica se complementa con procedimientos de tratamiento posterior y de control adaptados a cada caso.

1. Eliminar los residuos inorgánicos

En función del diseño del filtro y del material residual, se pueden utilizar, por ejemplo:

  • Agua a alta presión
  • Baño de ultrasonidos
  • enjuague posterior
  • secado controlado

2. Comprobar el estado del filtro

En función del tipo de filtro, es necesario realizar una inspección visual, así como comprobar las capas del filtro, su geometría y las uniones. Las inspecciones detalladas complementarias se determinan y documentan en función del diseño del filtro y de los requisitos de calidad.

3. Demostrar la función de filtrado

Si se dispone de sistemas de filtrado adecuados, el estado puede comprobarse mediante un dispositivo de prueba de burbujas. El medio de prueba, la presión de prueba y los criterios de evaluación deben adaptarse al elemento filtrante correspondiente.

Acerca del filtro:

  • Tipo y estructura del filtro
  • Material
  • Dimensiones y peso
  • Número de elementos
  • Fotografías o planos

Sobre los residuos y el objetivo de limpieza:

  • Polímero o mezcla de polímeros
  • Aditivos y cargas
  • Contenido en halógenos
  • Cantidad estimada de residuos
  • Intervalo de limpieza
  • Prueba deseada o criterios de aceptación

No todas las empresas necesitan disponer de su propia instalación de limpieza térmica. Las cartuchos filtrantes, los haces de filtros, los discos filtrantes, las pilas de filtros y otros filtros metálicos adecuados también pueden limpiarse, someterse a un tratamiento posterior y someterse a pruebas de acuerdo con los requisitos acordados en el servicio de limpieza de SCHWING.

El servicio de limpieza es especialmente adecuado para:

  • limpiezas de filtros periódicas o esporádicas,
  • diferentes tipos de filtros y adherencias de polímeros,
  • capacidades limitadas de limpieza internas de la empresa,
  • cuellos de botella a corto plazo e intervalos de mantenimiento programables,
  • limpiezas de prueba antes de invertir en una instalación propia.

En función del diseño del filtro y de los residuos, SCHWING combina el procedimiento de limpieza térmica adecuado con un tratamiento posterior adaptado y un control de calidad. Si se desea, los intervalos de limpieza periódicos, así como la recogida y la devolución, pueden integrarse en un plan de servicio planificable.

¿En qué consiste la limpieza térmica de los filtros de fundición?

La limpieza térmica elimina los residuos orgánicos de polímeros y plásticos adheridos a filtros metálicos aptos y resistentes a la temperatura. Dependiendo del filtro y de los residuos, puede ser necesario un tratamiento posterior y un control de calidad.

¿Qué elementos filtrantes se pueden limpiar térmicamente?

Algunos ejemplos típicos son las velas filtrantes, los haces de filtros, los discos filtrantes, las pilas de filtros, los discos laminares y los filtros láser. Es necesario comprobar técnicamente el material, el diseño y el estado.

¿Qué procedimiento se utiliza habitualmente?

Para estructuras de filtro metálicas delicadas y complejas, suele ser adecuada la pirólisis al vacío con VACUCLEAN o VACUCLEAN COMPACT. En el caso de haces de filtro muy grandes y robustos con residuos libres de halógenos, se puede evaluar técnicamente el uso de MAXICLEAN. Las estructuras de filtro de poros finos no suelen ser aptas para la limpieza en lecho fluidizado con INNOVACLEAN.

¿Cómo se limpian los filtros con residuos de polímeros halogenados?

Los residuos de polímeros halogenados requieren una evaluación del proceso específica para cada aplicación. La limpieza en lecho fluidizado con INNOVACLEAN, que por lo demás resulta adecuada para polímeros halogenados, no suele ser adecuada para elementos filtrantes de poros finos, ya que la arena THERMCLEAN puede penetrar en la estructura del filtro y, posteriormente, resulta muy difícil de eliminar por completo. Por ello, deben evaluarse métodos de limpieza alternativos.

¿Por qué es necesario un tratamiento posterior tras la limpieza térmica?

Los pigmentos, las fibras de vidrio, los rellenos minerales y otros componentes inorgánicos no siempre se eliminan mediante tratamiento térmico. Dependiendo del filtro, puede ser necesario recurrir a ultrasonidos, agua a alta presión, enjuague u otros procedimientos específicos.

¿Qué comprueba una prueba de burbujas?

Una prueba de burbujas puede proporcionar, en el caso de cartuchos filtrantes adecuados, indicios sobre la integridad o los daños mecánicos del elemento filtrante. El medio de prueba y la presión de prueba deben adaptarse al filtro.

¿Qué datos necesita SCHWING?

Se necesitan, en particular, el tipo de filtro, el material, la estructura, las dimensiones, el peso, el número, el polímero, los aditivos, el contenido de halógenos, la cantidad de residuos, la periodicidad de limpieza y el control de calidad deseado.

Ya se trate de un servicio de limpieza, una prueba de limpieza o una instalación propia:
SCHWING le ayuda a elegir el proceso de limpieza térmica más adecuado para sus componentes, polímeros y requisitos de producción.