¿Qué es un sistema de dosificación de líquidos? Dosificación de plastificante en PVC

¿Qué es un sistema de dosificación de líquidos?

El sistema de dosificación de líquidos es el sistema que toma de sus propios tanques los componentes líquidos de la receta de PVC, como el plastificante, el aceite de soja epoxidado (ESBO) y el estabilizante líquido, los mide según la cantidad objetivo de la receta y los añade a la mezcladora caliente en el momento correcto del ciclo. En las líneas de dry blend de PVC, esta medición se hace preferiblemente de forma gravimétrica, es decir, por masa, porque la densidad y el flujo de los líquidos varían con la temperatura, mientras que la receta se expresa en proporciones de masa.

En el PVC rígido, la proporción de líquidos suele ser pequeña. En el PVC flexible, en cambio, el plastificante puede ser uno de los componentes principales de la mezcla y determina directamente la dureza, la flexibilidad y la calidad superficial del producto.

¿Qué líquidos se utilizan en las recetas de PVC?

Los aditivos líquidos se dividen en general en tres grupos:

• Plastificantes: Son los principales líquidos que aportan flexibilidad al PVC. El DOTP y el DINP son ejemplos habituales; en algunos mercados se observa, por razones normativas, un cambio hacia alternativas sin ftalatos. La elección y la proporción del plastificante determinan el grado de dureza del producto.
• Estabilizantes líquidos: Sistemas líquidos de Ca/Zn o Ba/Zn utilizados para la estabilidad térmica. Su proporción en la receta es pequeña; por eso es especialmente importante que entre la cantidad correcta en cada carga.
• ESBO (aceite de soja epoxidado): Se utiliza como coestabilizante y como plastificante secundario.

Según la receta, puede haber otros auxiliares líquidos. Qué líquido se utiliza y en qué proporción depende del tipo de producto y de la recomendación del proveedor de aditivos.

¿Cuándo se añaden los líquidos a la mezcladora caliente?

El momento en que se añade el aditivo líquido a la mezcladora es tan importante como la cantidad. La práctica general es la siguiente:

1. Primero se calientan la resina y el estabilizante. A medida que los granos de resina se calientan, su estructura porosa se abre y quedan listos para absorber el líquido.
2. El plastificante se añade después de que la resina se haya calentado. La resina precalentada absorbe el líquido de forma más rápida y homogénea. El plastificante añadido a la resina fría aumenta el riesgo de grumos.
3. Durante la absorción, la mezcla parece húmeda. A medida que el líquido penetra en los granos, la mezcla vuelve a ser de flujo libre; esto se denomina punto de secado.
4. La carga mineral y los demás polvos se añaden después del punto de secado. La calcita añadida antes de que se absorba el plastificante atrae el líquido a su superficie y provoca aglomeración.
5. La descarga se realiza típicamente en torno a 110–125 °C, a la temperatura definida según la receta.

Los puntos de adición deben depender de la temperatura medida de la mezcla y no del tiempo, porque no todas las cargas se calientan a la misma velocidad. Para más detalles, consulte nuestros artículos sobre el orden de adición de aditivos en PVC y el perfil de temperatura de la mezcladora caliente.

También importa cómo se introduce el líquido en la mezcladora. El plastificante vertido rápidamente por un solo punto crea concentraciones locales; una alimentación controlada y distribuida proporciona una absorción más homogénea.

¿Gravimétrica o volumétrica?

Los líquidos pueden medirse de dos formas básicas:

La densidad y la viscosidad del plastificante y de los aditivos de base aceitosa varían con la temperatura. Entre el invierno y el verano, e incluso entre la mañana y la tarde, el mismo volumen puede corresponder a una masa distinta. En el sistema gravimétrico, el líquido se recoge en un recipiente de pesaje y la alimentación se detiene al alcanzar la masa objetivo. Así, la receta se mantiene con independencia de las condiciones ambientales. Explicamos la misma lógica aplicada a los polvos en nuestro artículo sobre la diferencia entre dosificación gravimétrica y volumétrica.

Temperatura y viscosidad: prácticas generales

Los problemas más frecuentes en la dosificación de líquidos están relacionados con que el líquido se vuelve más espeso y fluye más despacio cuando está frío. En las plantas se aplican en general las siguientes medidas:

• Mantener controlada la temperatura del tanque y de la línea: En climas fríos o en almacenes sin calefacción, los tanques se mantienen templados y las líneas se aíslan. El objetivo no es calentar el líquido, sino que su comportamiento de flujo sea uniforme de una estación a otra.
• Elegir la bomba y el diámetro de la línea según la viscosidad: Para líquidos de alta viscosidad, un tipo de bomba adecuado y un diámetro de línea suficiente evitan que se alargue el tiempo de pesaje.
• Ralentizar la alimentación al acercarse al objetivo: En los sistemas gravimétricos, las etapas de alimentación rápida y lenta reducen el exceso sobre el objetivo.
• Vaciar el recipiente de medición: El líquido que queda en el recipiente o en la línea afecta a la carga siguiente; el tiempo de vaciado y escurrido debe incluirse en el ciclo.
• Limpieza y estanqueidad: Las fugas de líquidos aceitosos suponen tanto un problema de seguridad laboral como una pérdida de materia prima; es necesario revisar las conexiones con regularidad.

Algunas plantas prefieren añadir el plastificante templado a la mezcladora, lo que puede acelerar la absorción. La temperatura adecuada debe definirse según la recomendación del proveedor de aditivos.

Trabajo conjunto con la dosificación de polvos

En una receta de PVC flexible, los líquidos y los polvos forman parte de la misma carga; por eso, gestionarlos por separado facilita los errores. El sistema de dosificación automática de líquidos de Erk PVC Makine pesa los líquidos por masa y puede trabajar bajo una sola automatización con el sistema de dosificación automática de polvos. La resina, las cargas y los aditivos en polvo, así como los componentes líquidos, se gestionan desde la misma receta; los líquidos se añaden a la mezcladora en la fase adecuada del ciclo y los pesajes realizados pueden registrarse por carga.

Errores frecuentes en la dosificación de líquidos

• Añadir el líquido al mismo tiempo que la carga de polvo: El plastificante añadido antes de que la resina se caliente no se absorbe de forma homogénea y se forman grumos.
• Añadir la carga mineral antes del punto de secado: La calcita atrae el líquido a su propia superficie; la mezcla queda pegajosa y su flujo se altera.
• No tener en cuenta el residuo del bidón: En el vertido manual, el líquido que queda en el fondo del bidón supone una cantidad distinta en cada carga.
• Ignorar la diferencia estacional: En los sistemas que miden por volumen, el mismo ajuste da una masa distinta en invierno y en verano.
• Vincular el punto de adición al tiempo: La velocidad de calentamiento cambia de una carga a otra; la adición debe depender de la temperatura.

La mayoría de estos errores se detectan como grumos en el dry blend, baja densidad aparente o fluctuaciones en la extrusora. A menudo, el origen del problema no es la mezcladora, sino cuándo y cuánto líquido se añade.

¿En qué líneas es importante?

La dosificación de líquidos marca la mayor diferencia en las líneas que producen PVC flexible: cubiertas de cables y compuestos de aislamiento, mangueras de jardín y riego, láminas y lonas, revestimientos de suelos y cuero sintético. En estas líneas se fabrican en la misma mezcladora productos con distintos grados de dureza; cada grado de dureza se define como una receta independiente y en el cambio de producto solo se selecciona la receta.

Conclusión

La dosificación de líquidos en PVC tiene dos reglas: pesar el líquido por masa y añadirlo a la temperatura correcta. La primera hace que la receta sea independiente de la estación y de la viscosidad; la segunda garantiza un dry blend sin grumos y de flujo libre. Comparta su lista de líquidos, el tamaño de su carga y su mezcladora actual para solicitar presupuesto.