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Como ahorrar dinero conociendo más sobre el solvente recuperado en las plantas de conversión de empaques

La industria de empaques flexibles periódicamente genera solvente proveniente del lavado de impresoras, laminadoras, palanganas (canoas), cámaras cerradas, bombas etc.

Este solvente normalmente llamado “solvente sucio” se destila en las instalaciones del convertidor (hay alrededor de 20 equipos en el país) o se envía a un tercero que presta el servicio. En otros casos, se vende como residuo aprovechable.

Figura 1. Apariencia del solvente “sucio” y solvente recuperado después de la recuperación.

La mezcla resultante del destilador tiene una composición variable dependiendo de las veces que se destila el “solvente sucio”, del tipo de solvente de lavado y el contenido de sustancias líquidas de la tinta. La figura 2 muestra la cromatografía de tres muestras de solvente recuperado.

 Cromatografía de tres muestras de solvente recuperado en una planta de empaques flexibles.

Figura 2. Cromatografía de tres muestras de solvente recuperado en una planta de empaques flexibles.

La mezcla de solventes en la medida que se destila varias veces pierde el contenido de solvente rápido, se enriquece de alcoholes y gana humedad que una cromatografía no muestra.

Aunque la mezcla de solventes que se obtiene del destilador tiene una composición diferente a una mezcla flexográfica o a al perfil de solventes de las tintas, siguen siendo los mismos solventes, ya que no hay cambio químico en ellos. Esto siempre y cuando el equipo recuperador sea dedicado para el mismo tipo de solventes, lo que no siempre sucede con los servicios que se prestan afuera del convertidor.

Con el propósito de reducir el consumo de solvente fresco y disminuir la disposición de solvente sucio, los productores de empaques han tenido siempre la inquietud de poder usar el solvente recuperado para impresión.

Consultado en la página web de un fabricante de equipos de destilación se observó que uno de sus clientes principales, de los más grandes convertidores a nivel del mundo, consumía el 20% del solvente destilado en impresión. Lo que no queda claro en la fuente de la información es sí la reutilización es parte de la mezcla total que se obtiene del recuperador o una fracción rica en solventes rápidos que corresponde a la primera fracción que sale del destilador.

La operación de recuperación de solventes que hacen los convertidores es muy simple pero poco estudiada. Llamo la atención a los fabricantes y distribuidores de solventes que no vamos más allá de vender productos, para profundizar en el entendimiento de este proceso, sabiendo que somos los mayores conocedores del tema y no el convertidor.

El proceso de destilación que se hace en estos equipos es una operación sencilla de evaporación de una sola etapa. Técnicamente la destilación, como tal, puede ser un proceso fraccionado realizado en equipos (columnas) con varios niveles (platos) donde existen múltiples salidas de solvente, unas más ricas en solventes rápidos y otras más ricas en solventes lentos. Se podría simular una destilación de este tipo si recogiéramos la salida del solvente limpio separado por tiempos, así en lugar de tener una sola mezcla de solventes al final, tener dos fracciones: una a la mitad del tiempo de destilado y la otra fracción al terminar el proceso.

Para entender un poco más el proceso de recuperación del solvente “sucio”, quisiera retomar lo que sucede normalmente en la evaporación o secado de una tinta base solvente, donde están presentes varios solventes en la mezcla. La figura 3 muestra las velocidades de evaporación relativa de los solventes más usados en las tintas y en las mezclas flexográficas.

Figura 3. Velocidad de evaporación de solventes más usados en impresión. Elaboración propia

Figura 3. Velocidad de evaporación de solventes más usados en impresión. Elaboración propia

Los solventes más rápidos de una mezcla siempre saldrán o se evaporarán primero durante el proceso de impresión o durante un proceso de destilación en un equipo de recuperación.

La figura 12-11 de la página 372 del libro Principios y Practicas de Flexografia de la FFTA (4ª edición en español) enseña que una tinta con una mezcla 80% de N- propanol y 20% de NPA genera vapores cuya composición es de 50% de N-propanol y 50% de NPA.

Una de las variables que manejan los fabricantes de recuperadores de solvente es el “Calor de Evaporación”, la cual indica la cantidad de calor requerido por kilogramo de solvente a evaporar o a destilar. Los valores de Calor Latente de Evaporación de los diferentes solventes usados en tintas e impresión se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. Elaboración propia.

Tabla 1. Elaboración propia.

Se puede observar en la Tabla 1 que evaporar 1 Kg de NPA requiere la mitad del calor (80 Kcal) que lo que se requiere para evaporar 1 Kg de N-propanol (163 Kcal). Con una temperatura de ebullición tan cercana una de otra, está claro que la primera fracción del solvente limpio es un solvente rico en NPA que podría usarse sin problemas en impresión directamente para acelerar las tintas o adicionada a la mezcla flexográfica original.

Existen empresas con excedentes en solvente recuperado que pueden aprovechar esta situación para generar mas solvente para impresión, mientras que empresas con déficit de solvente para limpieza deben sopesar entre tomar el solvente rico en NPA para impresión y comprar solvente para limpieza. Es un tema de costos.

RECOMENDACIONES

Apoyarse en los proveedores de solventes o de tintas para hacer una caracterización del solvente total que se obtiene del recuperador. La caracterización consiste en una cromatografía de gases y un análisis de Karl Fischer para medir humedad.

Como se vio en la Figura 2, los lotes de solvente recuperado son diferentes en composición, lo que hace más complejo tomar la totalidad del recuperado para hacer una mezcla estable para impresión. Se recomienda hacer los mismos análisis al menos a dos fracciones del solvente recuperado. Disponer de dos envases uno que reciba la primera mitad del destilado y otro para recibir el 50% restante.

Es mas probable que la primera fracción sea mas estable y por tanto permita usarse para impresión de forma directa o permita enriquecer la mezcla flexográfica original.

Si se tiene déficit de solvente recuperado, hacer un análisis de costos para determinar que es más conveniente, sí reusar parte del recuperado para impresión y comprar solvente para limpieza o destinar el recuperado solo para limpieza.

En el mercado se encuentran solventes activos no controlados por el Ministerio de Justicia que pueden potencializar el solvente recuperado, como es el caso del DMC (Dimetil Carbonato) o Acetato de Metilo.

Jose Hermilson Gonzalez M. – CEC Asesorías y Representaciones para Notiplastines.

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