BR102016028608A2 - Processo de reciclagem de produtos com materiais compósitos, compostos ou resinas contendo polímeros absorventes - Google Patents
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Abstract
os produtos absorventes usados, tais como fraldas e absorventes sanitários, contendo polpa de celulose e outros polímeros, são submetidos às etapas de: imersão em uma solução com variação controlada de ph e a uma radiação para esterilização dos produtos; trituração; lavagem, com o uso de líquido de lavagem sob agitação, para separar a polpa de celulose dos demais materiais dos produtos absorventes; e secagem/desidratação forçada. de acordo com o processo, os diferentes materiais resultantes da secagem podem ser ainda submetidos às etapas de: mistura homogênea e nas proporções necessárias dos diferentes materiais resultantes da secagem; fusão em um novo material de blenda ou compósito; processamento do material de blenda ou compósito em grânulos; e conformação dos grânulos em produtos finais/corpos de prova.
Description
(54) Título: PROCESSO DE RECICLAGEM DE PRODUTOS COM MATERIAIS COMPÓSITOS, COMPOSTOS OU RESINAS CONTENDO POLÍMEROS ABSORVENTES (51) Int. Cl.: C08B 16/00; B09B 3/00; B29B 13/08; B29B 13/10; B29K 1/00 (73) Titular(es): INSTITUTO PRESBITERIANO MACKENZIE, WISEWASTE CONSULTORIA AMBIENTAL LTDA., KÁTIA LÚCIA DA SILVA GONÇALVES CUNHA (72) Inventor(es): KÁTIA LÚCIA DA SILVA GONÇALVES CUNHA; NILSON CASIMIRO PEREIRA; MAURO CESAR TERENCE (74) Procurador(es): ANTÔNIO MAURÍCIO PEDRAS ARNAUD (57) Resumo: Os produtos absorventes usados, tais como fraldas e absorventes sanitários, contendo polpa de celulose e outros polímeros, são submetidos às etapas de: imersão em uma solução com variação controlada de pH e a uma radiação para esterilização dos produtos; trituração; lavagem, com o uso de líquido de lavagem sob agitação, para separar a polpa de celulose dos demais materiais dos produtos absorventes; e secagem/desidratação forçada. De acordo com o processo, os diferentes materiais resultantes da secagem podem ser ainda submetidos às etapas de: mistura homogênea e nas proporções necessárias dos diferentes materiais resultantes da secagem; fusão em um novo material de blenda ou compósito; processamento do material de blenda ou compósito em grânulos; e conformação dos grânulos em produtos finais/corpos de prova.
FUSÃO DE BLENDAS E/OU COMPÓSITOS E/OU RESINAS
Igranulação/gránulos I
Γ
CONFORMAÇÃO PRODUTOS FINAIS/CORPOS DE PROVA
1/8
PROCESSO DE RECICLAGEM DE PRODUTOS COM MATERIAIS COMPÓSITOS, COMPOSTOS OU RESINAS CONTENDO POLÍMEROS ABSORVENTES”
Campo técnico [001] Refere-se a presente invenção a um processo para permitir a reciclagem, higiênica e economicamente viável, de produtos com materiais compósitos, compostos ou resinas, apresentando função absorvente, tais como fraldas descartáveis e absorventes sanitários, contendo polpa de celulose e um ou mais outros polímeros absorventes, sem exigir o descarte prévio de resíduos sólidos eventualmente agregados ao produto compósito e permitindo a recuperação da polpa de celulose e de outros materiais poliméricos de interesse, constitutivos do produto a ser reciclado.
Técnica anterior [002] A crescente preocupação com o meio ambiente, impulsionada pela crescente dificuldade de deposição de resíduos em aterros, tem incentivado a busca de alternativas para os resíduos através da reciclagem. Apesar de a necessidade de recuperação de resíduos não ser nova, ainda é dada pouca importância à questão do descarte adequado de produtos compósitos absorventes, como as fraldas descartáveis, os absorventes higiênicos e outros produtos de constituição e utilização semelhantes, geralmente descartados com dejetos líquidos e sólidos.
[003] Apesar de 90% dos polímeros superabsorventes serem destinados aos produtos sanitários absorventes, como fraldas descartáveis e absorventes femininos, seu uso estende-se a uma grande variedade de aplicações, tais como, na agricultura, em cultivo de produtos hidropônicos e retentor de umidade para solos, na área farmacêutica, como liberador
Petição 870170004273, de 20/01/2017, pág. 4/12
2/8 de fármacos, construção civil, embalagem de alimentos, cabos eletrônicos e indústria de cosméticos entre outros (LOPES et. al., 2007, KHOYLOU; NAIMIAN, 2009).
[004] A característica principal dos polímeros superabsorventes é a grande absorção e retenção de água. Entretanto, esta característica é aquela que torna o descarte dos polímeros superabsorventes um problema ambiental, pois, devido a sua durabilidade, levam muito tempo para decomposição na natureza.
[005] Os produtos compósitos absorventes, mesmo apresentando vários materiais recicláveis, ainda têm o seu descarte realizado, em grande escala, em lixões ou aterros sanitários, gerando os conhecidos problemas ambientais e suas consequências em termos econômicos e de saúde pública.
[006] Quando tais produtos são utilizados em ambientes hospitalares, seu descarte é usualmente realizado através de incineração, procedimento esse de custo relativamente elevado e que impede a recuperação de uma grande variedade de materiais poliméricos naturais e sintéticos de alta qualidade e valor.
[007] As tecnologias atualmente conhecidas para reciclar tais materiais compósitos, por exemplo, fraldas descartáveis, não são satisfatórias, em razão de serem de difícil implementação, gerarem grandes quantidades de poluentes e resíduos orgânicos, consumirem grande quantidade de energia e apresentarem deficiências significativas em termos de segurança para aqueles envolvidos na manipulação dos resíduos. Exemplos dessas tecnologias conhecidas para reciclagem dos produtos compósitos absorventes podem ser encontrados nos documentos US5292075, US5322225.
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3/8 [008] Como pode ser observado, essas conhecidas tecnologias de reciclagem exigem etapas e equipamentos relativamente complexos e que limitam, consideravelmente, sua implementação em unidades de processamento em pequena escala. Sumário [009] Em razão das limitações apresentadas pelos conhecidos processos de reciclagem de produtos compósitos absorventes aqui considerados, a presente invenção tem por objetivo prover um processo de reciclagem para referidos produtos que contêm pelo menos um polímero superabsorvente, referido processo sendo realizável de modo relativamente simples e de custo reduzido, permitindo sua viabilidade econômica em aplicações de pequeno porte, em áreas específicas de uso intensivo de tais produtos e sem submeter os operadores do processo de reciclagem e o meio ambiente a riscos de contaminação no trato dos produtos em reciclagem. [0010] A invenção em questão resultou da pesquisa de novas tecnologias para a reciclagem de produtos compósitos absorventes, tais como, por exemplo, fraldas descartáveis, utilizando radiação em dose apropriada, com a observação dos efeitos dessa radiação sobre as propriedades mecânicas, térmicas, reológicas e morfológicas das blendas (misturas) e dos compostos a serem obtidos a partir do processo de reciclagem.
[0011] A realização do processo inclui a caracterização dos componentes do produto compósito absorvente, para determinação de aspectos a serem considerados no processamento, tais como uma solução de pH controlado, a preparação do produto compósito absorvente (tal como fraldas descartáveis), a aplicação de radiação na dose apropriada,
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4/8 reciclagem mecânica, visando a obtenção de misturas e compósitos, com possibilidade de caracterização posterior de amostras de tais misturas e compósitos resultantes do processo de reciclagem em questão.
Descrição dos desenhos [0012] A invenção será descrita a seguir fazendo-se referencia ao desenho anexo no qual:
[0013] A figura 1 ilustra um diagrama de blocos representando as diferentes etapas do processo de reciclagem em questão.
Descrição detalhada da invenção [0014] De acordo com a presente invenção, o processo de reciclagem é aplicado a produtos absorventes contendo, em sua composição, polpa de celulose e, usualmente, outros materiais de polímero (plásticos). O processo é iniciado submetendo-se, os produtos absorventes usados, tais como fraldas descartáveis ou outros produtos absorventes sanitários, carregando impurezas ou resíduos líquidos e/ou sólidos, imersos em uma solução com variação controlada de pH, a uma etapa de radiação em dose apropriada, por exemplo uma radiação de 25 a 50kGy, necessária e suficiente para promover a esterilização do produto sendo processado.
[0015] A esterilização pode ser feita com radiação gama em um irradiador industrial, sendo o pH da solução controlado entre 5 e 7 com ácido clorídrico e/ou hidróxido de sódio. [0016] Os resultados mostraram que a radiação atua de modo diferente e em isolamento em cada componente do produto absorvente na presença de uma solução de pH controlado, causando alterações significativas nos superabsorventes, melhorando o processo de polímeros reciclagem
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5/8 mecânica e permitindo a redução de custos no mesmo. A reciclagem de tais produtos, como fraldas descartáveis, pode manter algumas propriedades e mudar outras. Observou-se que a retirada de polímero superabsorvente melhora não só as etapas de reciclagem, como também as propriedades térmicas e mecânicas do produto final a ser obtido pela reciclagem.
[0017] Após a etapa de esterilização por radiação, os produtos absorventes usados, esterilizados, são submetidos a uma etapa de trituração em um equipamento trituradorfragmentador qualquer, disponível no mercado e adequado ao tipo de material em processamento. Os materiais que compõem os produtos absorventes não são resistentes e são facilmente triturados. Desta forma, a exigência principal é que o equipamento seja construído em material inoxidável, pois as fraldas serão trituradas na condição úmida, exigindo que o equipamento seja facilmente higienizado.
[0018] Os produtos absorventes esterilizados e triturados são então submetidos a uma etapa de lavagem, com o uso de líquido de lavagem, que pode ser definido, por exemplo, por água e detergente neutro biodegradável. Durante a lavagem, realizada em um tanque de lavagem qualquer adequado, os produtos absorventes devem ser submetidos a agitação para que ocorra o desprendimento dos materiais que estão dispostos em camadas e, principalmente, da polpa de celulose. Nesta etapa de lavagem sob agitação, os diferentes materiais dos produtos absorventes triturados, por exemplo, fraldas descartáveis, são separados por diferença de densidade, sendo que a polpa de celulose úmida tende a afundar e os demais materiais plásticos (outros polímeros) tendem a flutuar. A lavagem deve ocorrer em um tanque de lavagem de dimensões suficientes para
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6/8 permitir a decantação de materiais e ser ainda provido de abertura de saída, com fluxo controlável, para permitir que o líquido de lavagem possa ser liberado do tanque sobre pelo menos uma peneira para separar o líquido de lavagem da polpa de celulose decantada e os materiais plásticos, ambos triturados.
[0019] Em seguida, os materiais triturados, definidos pela polpa de celulose e pelos materiais plásticos do produto absorvente, são submetidos a uma etapa de secagem/desidratação forçada, preferivelmente em estufa e a temperatura entre 50°C e 100°C, usualmente 80°C para fraldas e outros produtos absorventes descartáveis, de uso pessoal. O tempo médio para a secagem pode variar em função da carga, do grau de umidade e da temperatura da estufa ou do forno de secagem.
[0020] Após a secagem, os materiais triturados obtidos da reciclagem dos produtos absorventes, podem ter diferentes destinos e ser utilizados, por exemplo, para o desenvolvimento de blendas e compósitos, em composições variadas, dependendo das propriedades e funções desejadas. [0021] Para o desenvolvimento de blendas e compósitos, os diferentes materiais triturados devem ser homogeneamente misturados nas proporções necessárias e em equipamentos misturadores adequados quaisquer, para serem então fundidos em um novo material compósito de estrutura homogênea, a ser utilizado como matéria prima para a moldagem, por injeção ou outros processos, de diferentes produtos. Para tanto, essa massa de material fundido compósito, já resfriado, deve ser granulado, com auxílio de moinho ou outro equipamento processador similar, para que os grânulos obtidos possam
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7/8 seguir para etapas convencionais de conformação de polímeros ou obtenção de corpos de prova, tais como extrusão e injeção, dando forma ao produto final desejado, obtido pela reciclagem dos produtos absorventes usados.
[0022] Como pode ser observado pelo acima descrito, o processo em questão contempla etapas importantes para a recuperação dos materiais que compõem os produtos absorventes sanitários, etapas essas dentre as quais deve ser salientada a etapa de radiação dos produtos absorventes usados em uma solução de pH controlado.
[0023] Os efeitos da radiação sobre os materiais componentes dos produtos absorventes sanitários, nas condições apropriadas, tornaram viável as etapas de reciclagem mecânica, aí incluídas as etapas de trituração em equipamento fragmentador, de lavagem e separação por diferença de densidade e/ou solubilidade e secagem preferivelmente em estufa. Este comportamento do polímero superabsorvente, induzido pela radiação em solução de pH controlado, promoveu um processo satisfatório em relação aos problemas de implementação listados por outros autores, pois utiliza menor quantidade de líquido de lavagem, geralmente água com detergente neutro, etapa simples de separação e menor consumo de energia para a secagem, uma vez que o líquido de lavagem não se encontra mais retido pelo polímero superabsorvente. Conforme já anteriormente mencionado, o processo em questão, diferentemente daqueles conhecidos, apresenta-se bastante eficiente em promover a segurança dos envolvidos na manipulação de rejeitos contaminados.
[0024] Apesar de ter sido descrita apenas uma forma de realização do processo em questão, deve ser entendido que
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8/8 poderão ser feitas alterações de parâmetros nas etapas processuais sem que se fuja do conceito inventivo definido no quadro reivindicatório que acompanha o presente relatório.
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Claims (5)
- REIVINDICAÇÕES1. Processo de reciclagem de produtos com materiais compósitos, compostos ou resinas contendo polímeros absorventes, tais como fraldas descartáveis e absorventes sanitários, contendo polpa de celulose e um ou mais outros polímeros, caracterizado pelo fato de incluir as etapas de:- submeter os produtos absorventes usados a uma imersão em uma solução com variação controlada de pH e a uma radiação em dose apropriada, necessária e suficiente para promover a esterilização do produto sendo processado;- submeter os produtos absorventes esterilizados por radiação e retirados da solução de pH controlado, a uma trituração em equipamento triturador-fragmentador;- submeter os produtos absorventes esterilizados e triturados a uma lavagem, com o uso de líquido de lavagem sob agitação até que ocorra o desprendimento da polpa de celulose separando-a dos demais materiais dos produtos absorventes em processamento; e- submeter os diferentes materiais separados, obtidos dos produtos absorventes esterilizados, triturados e lavados, a uma etapa de secagem/desidratação forçada.
- 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de:- misturar, homogeneamente e nas proporções necessárias, os diferentes materiais resultantes da secagem;- fundir os diferentes materiais misturados, em um novo material de blenda ou compósito de estrutura homogênea;- processar o material de blenda ou compósito em grânulos; e- processar grânulos de blenda ou compósito em produtos finais/corpos de prova.Petição 870160073070, de 06/12/2016, pág. 20/232/2
- 3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a secagem ser realizada em estufa, a uma temperatura de 50°C a 100°C, preferivelmente de 80°C.
- 4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de a imersão dos produtos absorventes ser feita em uma solução com variação de pH de 5 a 7.
- 5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o pH da solução ser controlado com ácido clorídrico e hidróxido de sódio.6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de os produtos absorventes submersos na solução serem submetidos a uma radiação de 25 a 50kGy.Petição 870160073070, de 06/12/2016, pág. 21/231/1
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