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proyecto de reciclaje de pet

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nelcris crisnel

on 29 November 2013

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Transcript of proyecto de reciclaje de pet

PROYECTO DE RECICLAJE DE PET
1.- introducción
El consumo responsable es uno de los aspectos transcendentales que contribuyen el gran paradigma de desarrollo sustentable, impulsado por organismos internacionales.

Es indispensable que participe la cadena PRODUCCION-CONSUMO, es decir que comprenda en conjunto de a humanidad.

desde e punto de vista ambiental, es a resina que presenta mayores aptitudes para el reciclado. e principa destino de los PET es la fabricacion de fibras textiles , cuerdas ,etc
CONTENIDO
"Planta de reciclado
de pet"

2.- pet como material polimérico
2.1 Quimica y Sintesis del pet
2.2 Caracteristicas y propiedades del pet
3.- seleccion de tipo tecnologia mas factible de reciclado de pet
3.1 Descripcion de proceso de reciclado
3.2 Metodologia de seleccion
3.3 Criterios de seleccion
5.- desarrollo del proyecto a nivel piloto
5.1 Descripción del proceso
5.2 Diagrama de flujo
5.3 Resultados experimentales y balances masa y energia por cada operacion
el trabajo se ha concentrado en operaciones de:
molido
lavado
secado
5.4 Condicion de operacion de reciclado de pet capacidad de reciclaje 15000 kg/mes
5.5 balances de materiales, imsumos y energias globales
6.- proyecto de factibilidad de
reciclado de botellas pet
para una linea de produccion de 200kg/h tenemos las sgtes relaciones.
200 kg/h= 42000 botellas /h =100800 botellas/dia (200m3 de espacio)
este detalle sugiere que el tamalo de la planta tendra que ser dimensionado tomando encuenta este aspecto.
la planta tendria como objetivo exportar el material procesado.
6.1 Condiciones generales para el proyecto
capacidad instaada 120ton/mes (200kg/dia)
materia prima (de diferentes centro de acopio)
contar con poiticas de recicado en este caso del pet
cumpimiento de leyes ambientales la produccion de exportacion sera el 100%
6.2 Estructura del proyecto de reciclado de PET
analisis del mecardo para reciclaje
disponibilidad y costos de matria prima
control de calidad
ing de proyecto
requerimiento de equipos
infraestructura y servcios
inversiones de costo y financiamiento
requerimiento de personal
costo de produccion y operacion
estado de resutados
flujo de caja
evaluacion del proyecto
analisisi de sensibiidad

8.- impacto ambiental
7.1 Introducción
en los ultimos años no solo han aumentado en peso y volumen de residuos si no que tambien se han producido un cambio significativo en la composicion de los mismos.
si consideramos su volumen el crecimiento mas vertuginoso es de PET estos envases se utilizan aceites articulos de limpieza desplazando al vidrio y otros
7.2 Problema de la basura y el pet
4.6 Indicadores de eficiencia
4.1 Fundamento teorico
4.2 Partes del proceso
4.3 Diagramas de flujo
4.4Balance de masa y energía globales para cada operación unitaria
4.- parte teorica de la alternativa
seleccionada
4.5 balance energetico
3.1.1 Ciclo de vida de pet
3.1.3 Reciclado quimico
3.1.4 Aprovechamiento energetico
3.1.2 Reciclado mecanico
3.3.2 Criterio ambiental
3.3.4 Criterio de mercado
3.3.1 Criterio tecnico
3.3.3 Criterio economico
4.2.6 Secado
4.2.1 Acopio de material
4.2.4 Separación
4.2.5 Limpieza
4.2.3 Reducción de tamaño
4.2.2 Pacado
4.3.1 Diagrama de flujo de operaciones unitarias
4.4.2 Separación
4.4.1 Recepción e inspección
4.4.6 Secado
4.4.4 Lavado del material
4.4.5 Enjuague
4.4.3 Reduccion de tamaño
4.4.7Balance global
4.5.6 Secado
4.5.5 Enjuagado
4.5.1 Recepcion e inspeccion
4.5.3 Reduccion de tamaño
4.5.2 Separacion
4.5.4 Lavado de material
4.6.2 Indicadores teoricos generacion de residuos por unidad de produccto
4.6.1 consumos teorico especificos de produccion por unidad de producto
la eficiencia del proceso en total nos da que en peor de los casos por cada 1000 kg de PET en botellas se producen 869kg de PET limpio y seco listo para vender

es decir que para producir 1000 kg de producto se requiere alimentar al ciclo con 1150 kg de materia prima en botellas sucias

5.1.3 Sistema de decantacion
esta operacion elemental se justifica cuando la molienda se ha realizado apartir de la botellas con sus tapas (reduce la mano de obra de tener que separar manualmente

las tapas generamente flotan y el PET que es mas pesado cae
5.1.5 Sistema de secado
al igual que el secado en
frio
caliente
la diferncia entre ellos es basicamente que uno utiliza chaquetas termica para evitar perdidas de calor.
la relacion de secado de secado en frio vs caliente es de 4:1
adicional se puede recuperar algo de energia del aire caliente para precalentar e agua de lavado y ahorrar energia

5.1.2 Sistema de molienda
esta operacion viene a ser la mas importante del reciclado, por que determina el tamaño final del producto puede ser realiado en uno o 2 pasos de acuerdo a tamaño deseado. con un molino o 2 molinos en serie.
5.1.4 Sistema de lavado
son 2 operaciones y esto depende del grado de contamincacion
lavado en frio
lavado en caliente
los equipos son similares la principal diferencia entre ellos es que uno usa agua a temp. ambiente y el otro a 60 y 80 ambos utilizan detergentes o soda caustica este es mas efectivo y menos contaminante.
el sistema en caliente es mas efectivo y mejor acabado pero mas costoso
5.1.1 Sistema de acopio
por el gran volumen que representa las botellas, el sistema de acopio representa un gran problema que afecta directamente los costos del proceso de reciclado, por una parte incrementando la inversion por la necesidad de mayor espacio para el almacenamiento y otra costo de transporte.
para resover este problema se recomienda tener un molino movil armado en un vehiculo.

centros de acopio, manejado por micro empresas en cada barrio disminuye costos.

en peru se usa un sistema con gran existo es que permite que las amas de casa puedan vender sus botellas a las microempresas en cada barrio, una ventaja es que las botellas no llegan a los basurales.
5.3.1 Condiciones de entorno
la tecnologia de molienda PET por las caracteristicas de tenacidad y una gran resistencia a impacto del material , exige mucha fuerza para reducir el tamaño.
los molinos utilizados son de 45hp y todos los demas de acorde a este.
5.3.2 Equipos que se utilizaria en la fase experimental
recoleccion y clasificacion manual
molido de botellas molino alquilado
lavado y secado equipo comprado
inyeccion de muestras prestamo
caracterizacion de muestras prestamo
5.3.3 Proceso de molienda
equipo utilizado
molino maquina alquilada
capacidad 200kg/hp
potencia del motor 45 hp
tension 380 V trifasica
cuchillas de corte tipo tijeras
proceso solo hasta 1/2 pulg
5.3.4 Proceso de lavado
equipos utilizado
motor principal de 1 Hp
una bomba de 1hp
un ventilador con aire caliente con un motor de 1hp y un sistema de caefaccion
el equipo es un 3 en uno lavado, enguaje y secado con programacion automatica.
5.3.5 Proceso de secado
esta diseñado para una carga de 10kg, es un secador del tipo tambor rotatorio con flujo de aire caliente en contra
5.3.6 Balance de materiales y energia
6.2.1 Analisis de mercado
inicialmente el materia en hojuelas de 1/2 pulg sera de exportacion
un punto clave para el buen funcionamiento del sistemay que permita cerrar el ciclo es desarrollar mercados internos
6.2.2 Disponibilidad y costos de materia prima
6.2.3 Control de calidad y caracterizacion de producto
sabemos que el exito de cualquier empresaqu sdedique a la transforamacion y produccion de insumos y/o productos de consumos final es la CALIDAD asociada a los requerimientos y exigencias del cliente

propiedade mas importantes son la resistencia a a traccion y capacidad de elongacion que mantiene el material
6.2.4 ingeniera de proyecto
4.2.7 Paletizado
en cuanto al PET grado de botella , tienen tres factores que limitan su uso en la industria y son:
es amorfo
posee alto contenido de acetaladehido
tiene bajo peso molecular
el grado de botella posee varias ventajas:
excelente transparencias
no extrae ni transfiere sabores a la bebida envasada.
buenas propiedades de barrera y resistencia quimica
envases biorentados (evita que la botella estalle al caer a piso)
PET es su nombre comercial, un acronimo de POLI ETILEN TEREFTALATO,polimero que pertenece a grupo poliester pueden ser fibras o plasticos en funcion a su estructura cristalina
el PET tiene buenas propiedades a la barrera al oxigeno y al dioxido de carbono y es la fundamental razon que es utiliado en botellas de gaseosas.
el PET existe como material polimero amorfo (transparente-grado de botella) y semi cristalino (opaco y blanco). generalmente tiene buena resistencia a grasas y minerales, acidos pero no a bases
el PET semi cristalino tiene buena resistencia, es ductil, buena rigidez y dureza, en cambio el amorfo tiene mejor ductilidad o capacidad de termo deformacion con una mejor rigidez y dureza
2.2.2 consideraciones ambientales
el material es muy inflamable, aunque esta propiedad puede ser reducida con incoporacion de aditivos
su disposicion de desecho puede ser atrave de incineracion produciendo agua y dioxido de carbono y con energia equivalente
el PET puede ser reciclado en forma de fibras para ser utilizado por la industria textil y otras aplicaciones
el recicldo es el proceso de os materiales, para acondicionarlos con el proposito de integrarlos nuevamente a un ciclo productivo como materia prima
alternativas de tecnologias aplicables en el reciclaje de PET
nos ayuda a entender la gamma de usos y las diferentes tecnoogias de reciclaje
la tecnica mas utilizada es el reciclado mecanico, que consiste en la molienda separacion y lavado de los envases
consiste en la separacion de los componentes basicos resina y la sintesis de la nueva materia virgen, permite la gamma de materiales a reciclar y el sustancial ahorro de gas y petroleo, materias primordiales de los PET
Existen procesos de reciclado quimico y son:
metanolisis
glicolisis
hidrolisis
PROCESOS DE METANOLISIS
el pet como a se informo es un es un polimero que esta formadopor solo 2 atomos oxigeno e hidrogeno, que al ser quemado produce dioxido de carbono y agua con desprendimiento de energia.

es posible aprovechar este materia como combustible en donde los costos por acopio y transporte sea inviable, usar como calefaccion , fabricar ladrillos, etc

un gramo de PET libera energia 22075 BTU similar a los combustibles y derivados del petroleo.
la metodoogia utilizada es por ponderacion cuaitativa de los diferentes criterios analizados en cada sistema de reciclado
desde el punto de vista tecnico podemos decir que las plantas de reciclado requieren moderada inversion en cambio los de reciclado quimico requiere mayor inversion

la tecnologia de reciclado es accesible en nuestro medio.
el proceso de recicado de PET no conlleva comntaminacion de medio ambiente., con el tratamiento de efluentes liquidos del proceso se llega a controlar el proceso del ambiente.
el reciclado mecanico del PET genera un producto de mayor valor agregado y es materia prima para la produccion de productos de uso final generando fuentes de trabajo en toda la cadena de reciclaje
una de las fundamentales razones de la seleccion de este proceso es que existe mercado para el material molido y limpio de este materia como insumo o como materia prima
el proceso de reciclaje mecanico es fundamental que consiste en la separacion y/o limpieza y en algunos casos paletizado.

no obstante, e problema basico es que los plasticos son muy distintos entre si y mezclarlos da lugar a la debilitacion de su estructura y al problema de usar o no compatibiiadores los cuales ayudan a mejorar la miscibilidad, pero por otro lado contamina mas el reciclado

es simplemente la recoleccion de material, ya sea en puntos fijos o no fijos, es importante hacer notar que un buen sistema de acopio garantiza un buen suministro de materia prima para el resto de los procesos, no debiendo existir cortes de materia prima.

podemos entonces contar con un sistema de proveedores puntos de acopio o agentes de recoleccion.

las micro empresas de recoleccion es fundamental debido a que proporciona puesto de trabajo y obtiene material clasificado a bajo precio.
es comun que las grandes empresas de reciclado el material se compacte para disminuir su volumen y facilitar su transporte y almacenamiento

a estos bloques de 153X130X85 cm se denomina "pacas" de pet, donde cada paca puede pesar entre 200 a 600 k, esto depende a graado de compactacion o prensado.

el pet debido a su elevada recuperacion ELASTICO-PLASTICO es dificil de prensar.

cuando se realiza este proceso las pacas tienen que ser abiertos para su picado ta y cua llegan( es decir con tapas y etiquetas)

si al proceso llegan botellas sueltas , a posibilidad de realizar el desetiquedo y destapado permiten obtener un producto mas facil de tratar.
no es otra cosa que el picado y el molido del material, cuyo principal objetivo es facilitar la sgte operacion

para la reduccion de tamaño existen diversas tecnologias segun al tamaño que se quiera llegar, por ejemplo el pet se puede llegar a hojuelas de media y un cuarto de pulg o finalmente polvo

para obtener a uniformidad respecto al tamaño tenemos que reducir el tamaño de picado.
la separacion tiene por finaidad liberar al plastico de interes de diferentes tipos de materiales.

la importancia de la separacion radica en que si existen otros materiles, estos podrian dañar e proceso de reciclaje o empeorar la calidad final del producto.

metodos de separacion tenemos: diferencias de gravedad especifica, difraccion de rayos X y disolucion en solventes

la macro separacion se hace sobre a materia prima competa usando el reconocimiento optico o la forma, es decir separacion manual.

la micro separacion se hace mediante propiedad fisica especifica como tamaño peso densidad.

otra alternativa es sistemas de flotacion
los pet estan generalmente contaminados con comida, piedras, polvo, etc e ahi quetenemos que garantizar su limpieza

uso de hidrociclones cuando el plastico esta muy contaminado

el uso de los detergentes esta limitado por la cuestion ambiental
el uso de soda caustica para el proceso de lavado es adecuado por las bajas concentraciones necesarias.

sobre este punto existen nuevas tecnogias y sistemas de recuperacion y tratamiento de aguas.
el proceso de secado debe eliminar el remanente de humedad de material.

pueden utilizarse secadores centrifugos para extraer la humedad por las paredes externas

o tambien puede utilizarse secadores de aire, ya sea caliente o frio.

procesos que combinan el molido y el lavado o el lavado y el secado tambien son posibles

en caso de extrema sequedad puede utilizarse secadores termicos, entre valores de 2 a 6 horas depende de la capacidad.

el granulado limpio y seco ya puede venderse o convertirse en "pellet".
4.3.1.1 alternativa n° 1
se incluyen diagrama de flujo para dos alternativas de procesamiento
4.3.1.2 alternativa n°2
en esta operacion se recibe el material de los proveedores y se realiza una inspeccion para determinar si el material es el adecuado

esta inspeccion no es totalemente exhaustiva solo prentender determinar la calidad del material ofresivo por los proveedores.

si la inspeccion da e visto bueno el materia se pesa y pasa a almacen
la reduccion es la parte importante del proceso de reciclado

en este proceso se producen perdidas en la produccion de material fino aprox. el 2 %
el proceso de lavado determina la calidad del producto

en esta parte e agua es el insumo mas importante por aspectos ambientales tiene que ser de uso continuo
durante e ciclo de enjuague se mantiene la relacion de 12:1 de agua y pet
durante el proceso de secado el material tiene que perder la humedad del proceso anterior
e balance global de todo el proceso de reciclaje se muestra en la figura
para cada operacion unitaria los balances unitarios pueden expresarse de a sgte manera
esta operacion no requiere de otros elementos u equipos que no sean los humanos, asi que no es necesario un balance energetico
esta aoperacion a igual que la anterior, no requiere de equipos u otros elementos que no seas los humanos, es por haber decido la en la seleccion de la tecnologia mas factible la separacion manual y no autimatizada
la energia requerida se define por el consumo del motor de los equipos utilizados para tal fin, los molinos del que se tiene referencia tiene una potencia que oscila entre 35 Kw (50 Hp) a 110 Kw (150 Hp) en este caso el molino tiene una capacidad de 200 a 300kg/h
los lavadores comerciales oscilan entre una potencia de 7.5 Kw para los centrifugados y 55 kw para los con sistema de limpieza por friccion
en este caso se considera que e mismo equipo es el que realiza ambos procesos, sin embargo
el enguajarse se hace mucho mas rapido que el lavado en una relacion de 10:1 por lo tanto el tiempo es minimo
los secadores comerciales usan dos tipos de tecnologia para secar el material en frio (centrifugado) o en caliente (calentando aire para secar)

a continuacion mostraremos el diseño y la investigacion de las operaciones unitarias fundamentales de proceso de reciclado mecanico de PET.

en la actualidad hay varios caminos para el recuperado de las botellas PET, donde la diferencia basica es la tecnologia alguno de ellos ahorran pasos para disminuir costos.

factores que se han tomado encuenta como proceso experimental
grado de comtaminacion de las botellas.
nivel de calidad y granulometria deseada.
acceso a la tecnologia de construccion de los equipos.
operaciones unitarias funadamentales del proceso de reciclado en el diagrama de flujo.
sistema de molienda
sistema de decantacion
sistema de lavado y secado
para nuestro caso, por especificaciones del mercado el tamaño de las hojuelas a producir sera como minimo1/2 pulg
la productividad y la eficiencia del proceso de lavado y secado , se ven afectados por:
tamaño de las hojuelas tal como ocurre en el proceso de molienda la operacion de molienda es afectado en su produccion un molino de 45o 50 hp su rendimiento es 500kg/h de hojuela de 1pug y de 200kg/h de 1/4 de pug

en el caso del lavado tambien es mas eficiente el proceso de particulas grandes po la menor adherencia entre particulas

lo propio ocurre en e secado con particulas grandes
nota n° 1 el cosumo de agua en el proceso de flotacion es pequeño

nota n°2 el proceso de decantacion para separar el pp y pet, antes del proceso es manual por o tanto no se considero en e balance de energia
principales mercados
fibra textil
flejes
pieza productos industriales
envases
cliente
para la produccion de 120TM/mes se ha diseñado una linea basica
Equipo n°1 alimentador de molino
sitema: transportador de banda motor de 2hp 380V 60Hz
capacidad 5000 botellas

equipo n°2 molino
sistema : con rotor de cuchillas tipo tijera
capacidad: 250 kg/h

equipo n°3
transportador de descarga
sistema: tornillo sin
capacidad:250kkg/h

equipo n°4lavadora con tolva pulmon
sistema:lavadora con eje de rotacion vertical de alta rotacion
capacidad:250kkg/h

equipo n°5 tina de separacion de pp y pet
sistema: separacion por rodillos del pp (manual)
capacidad: 250 kg/h

equipo n°6 transportadora de descarga
sistema: tornilllos sin fin
capacidad: 250kg/h

equipon°7 centrifuga
sistema:tambor horizontal de alta velocidad motor de 10 hp380 V y 60 Hz

equipo n°8 secadora
sistema: secador de frio y caliente
capacidad: 250kg/h
exite muchos conceptos de lo que es basura pero la mayoria coincide en que se trata de todos los desechos mezclados.
en especial el pet ha sido un problema cada ve mas critico , debido a crecimiento de la densidad poblacional y a mala costumbre de arrojar la basura en las calles.
ademas causa mal aspecto, es fuente de perjuicios en epocas de lluvias taponan distinto desagues.
es decir que el pet destinado a la basura se ha convertido en materia prima.
en necesario entonces y se justifica ambientalmente la implementacion de sistemas de reciclaje que sean efectivos y asi reducir diferentes problemas que ocasiona a basura
el agua de lavado de material es un tipo de resido contaminantes ya que posee todos los agentes nocivos que este pudo hacer adquirido durante su permanencia en la basura
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