BR102017013675B1 - Máquina trituradora e compactadora de eps de alta densidade - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a uma máquina de trituração e compactação de EPS de alta densidade, propiciando sua reciclagem, visando à conservação do meio ambiente e reutilização do material. Máquina composta por modulo de trituração e compactação. Expelindo fardos de EPS compactado com volume reduzido e em formato de fácil transporte.

Description

da metade destas empresas reciclam de 20 até 50 t/mês, poucos superam a faixa de 100 t/mês.

[6] Entre as principais aplicações dos polímeros reciclados estão as utilidades domésticas. Os preços dos polímeros pós-consumo para reciclagem variam dependendo da oferta por região, das condições (sujo ou limpo, solto ou enfardado) e da origem (sucateiros, coleta seletiva, catadores, unidades de triagem). Embora muitos recicladores comercializem polímero reciclado na forma de granulado, a maioria deles transformam o polímero até obtenção do produto final. Dentre os polímeros reciclados, o PET destaca-se pelo alto índice de reciclagem atingido em um curto período de existência 19. No início dos anos 80 os EUA e o Canadá reciclavam o PET para fazer enchimento de almofadas, posteriormente, com a melhora na qualidade do PET reciclado, surgiram aplicações importantes, como tecidos e recipientes para produtos não alimentícios. Na década de 90 o governo americano autorizou o uso do material reciclado em embalagens multicamadas para alimentos onde o material reciclado não tem contato com o alimento, pois fica na camada intermediária 20. Atualmente, nos EUA e em alguns países da Europa é permitida a utilização de PET reciclado para a confecção de embalagens monocamadas que têm contato direto com alimentos. Para este fim foram desenvolvidas tecnologias conhecidas como “bottle-to-bottle” que envolvem etapas de lavagem, descontaminação, cristalização, pós-condensação no estado sólido e extrusão do PET. Alguns dos processos patenteados são o supercleaningTM, Hybrid UnPETTM, SupercycleTM EremaTM entre outros. (www.scielo.br/pdf/qn/v28n’/23041pdf).

[7] Particularmente em relação ao polímero poliestireno expandido (EPS) o seu emprego tem aumentado anualmente em paralelo com a crescente demanda por materiais. O poliestireno é um homopolímero resultante da polimerização do monômero de estireno. Trata-se de uma resina do grupo dos termoplásticos, cuja característica reside na sua fácil flexibilidade ou moldabilidade sob a ação do calor, que a deixa em forma líquida ou pastosa. É a matéria-prima dos copos descartáveis, de lacres de barris de chope de várias outras peças de uso doméstico, além de embalagens.

[8] O poliestireno expandido (EPS), mais conhecido no Brasil pelos nomes comerciais isopor e estiropor e, em Portugal, sob o nome de esferovite, é um plástico celular e rígido com variedade de formas e aplicações, e que se apresenta como uma espuma moldada constituída por um aglomerado de grânulos.

[9] É bastante utilizado em construção civil e na confecção de caixas térmicas para armazenamento de bebidas e alimentos. Sua presença no mercado consumidor, onde sua participação tem sido crescente, é fortalecida por sua leveza, sua capacidade de isolamento térmico e seu baixo custo. Para sua produção, a matéria prima passa por um processo de transformação física constituída de três etapas: pré-expansão, armazenamento intermediário e moldagem (http://www.sspreciclagem.com.br/plasticos.htm#.V8jvF_krLIU).

[10] Como é conhecido na técnica, o EPS forma comumente um material volumoso e facilmente fragmentável que em situações práticas dificulta as operações de processamento do dito polímero. Nesse particular, o estado da técnica proporciona alguns ensinamentos dentre os quais destacamos:

[11] O documento de patente KR20040043402 refere-se a um método que utiliza um material de embalagem de poliestireno denominado styrofoam como matéria prima na produção de agregado de EPS por meio de uma etapa de moagem que consiste em um procedimento para redução de volume por estiramento entre cada etapa de moagem produzido como agregado para material de construção, um método para produzir um agregado de poliestireno expansível que pode ser utilizado em produtos da construção tal como isolamento térmico, material de parede em um painel que combina também absorção de ruído.

[12] O método compreende uma etapa para esmagamento do material styrofoam para obter um diâmetro externo predeterminado, uma etapa para redução térmica do volume do material esmagado em que o styrofoam é aquecido a uma temperatura de 110-140°C por um aquecedor elétrico e retido por 5 minutos para obter pellets que possuem um volume reduzido em 1/20 a 1/10 do volume inicial e uma etapa para posteriormente esmagar o material peletizado para obter um predeterminado volume externo.

[13] O documento de patente JP2003305720 refere-se a um aparelho para redução térmica de volume para um corpo moldado em resina de espuma que compreende um corpo principal de aparelho que possui uma parte oca horizontal para flutuar uma substância particulada de EPS, um meio de alimentação de ar quente para alimentar com ar quente uma parte oca, um meio de ventilação para ventilar o ar quente alimentado, um fuso em fita para coletar e um outro fuso em fita para dispersão (meio de agitação) que tem movimento rotacional livremente suportado ao redor por um eixo longo da parte oca e um meio de vácuo que pode estabelecer vácuo no interior da parte oca.

[14] O documento de patente BE1012045 refere-se a um método de reciclagem para redução do volume do poliestireno expandido residual em um banho de óleo aquecido para a fabricação de vários compostos e bateladas. A operação de redução de volume e a mistura da massa reduzida com várias cargas são realizadas em uma máquina composta de duas partes, uma móvel e outra fixa. A parte móvel é equipada com agitadores de função dupla: Aplica compressão para redução do volume e para formar uma substância amorfa e elástica e rotação para misturar a massa com as cargas. A porção fixa atua como um recipiente. A carga evacuada via uma abertura localizada na base da parte fixa é então extrusada para a fabricação de um composto ou uma batelada.

[15] Máquinas de redução de volume de EPS no mercado utilizam o processo de extrusão para plastificação e aumento da densidade do material triturado. O processo de extrusão define a produtividade da máquina e é por vezes mais lento do que o processo de trituração que precede a etapa de compactação, o que leva a um gargalo de produção na máquina.

[16] Na presente invenção, foi utilizado um sistema de compactação por prensa hidráulica para eliminação desse gargalo.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[17] É um objetivo da presente invenção proporcionar uma máquina de trituração e compactação de EPS de alta densidade, propiciando sua reciclagem, visando à conservação do meio ambiente e reutilização do material. Máquina composta por modulo de trituração e compactação. Expelindo fardos de EPS compactado com volume reduzido e em formato de fácil transporte.

DESCRIÇÃO DA FIGURA

[18] A figura 1 é uma vista esquemática de acordo com a presente invenção em que é ilustrada uma etapa de abastecimento;

[19] A figura 2 é uma vista esquemática de acordo com a presente invenção em que é ilustrada uma etapa de prensagem;

[20] A figura 3 é uma vista esquemática de acordo com a presente invenção em que é ilustrada uma etapa de alimentação do EPS por um operador em uma primeira operação de trituração e posteriormente abastecimento das formas para prensagem;

[21] A figura 4 é uma vista esquemática de acordo com a presente invenção em que é ilustrada uma etapa de extração do material de EPS prensado;

[22] A figura 5 é uma vista esquemática de acordo com a presente invenção em que é ilustrada uma vista superior o aparelho de acordo com a presente invenção em que são evidenciados os ciclos das operações de trituração e compactação a quente do EPS;

[23] A figura 6 ilustra uma vista frontal de uma unidade hidráulica de acordo com a invenção;

[24] A figura 7 ilustra uma vista lateral direita de uma unidade hidráulica de acordo com a presente invenção; e

[25] A figura 8 ilustra uma vista lateral esquerda de uma unidade hidráulica de acordo com a presente invenção.

DESRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[26] A presente invenção refere-se a uma máquina de trituração e compactação de EPS de alta densidade, propiciando sua reciclagem, visando à conservação do meio ambiente e reutilização do material. A máquina é composta por modulo de trituração e compactação. Expelindo fardos de EPS compactado com volume reduzido e em formato de fácil transporte.

[27] Mais especificamente, a presente invenção compreende uma máquina de trituração e compactação de EPS Construído em aço carbono, a máquina possui um modulo de trituração e outro de compactação. Possui os compartimentos em contato com o EPS quente revestidos com teflon para evitar incrustamento e manta para isolamento térmico. A entrada de material EPS de alta densidade é feita pela boca de entrada.

[28] De acordo com as figuras, em particular na figura 1, é ilustrada a máquina (1) que compreende um alojamento ou carcaça (2) em que é proporcionada em uma porção superior um triturador (3) e lateralmente na porção superior meios de içamento (9). Internamente é proporcionado na máquina (1) um conjunto de compartimentos (4) os quais são dotados de cilindros (6) de abertura de um dosador de EPS e abaixo dos compartimentos (4) um conjunto de formas (5) dotado de um conjunto de rodízios (7) para movimentação das formas (5).

[29] O EPS triturado (8) é recebido nos compartimentos (4) e alimentado de maneira dosada nas formas (5). Uma vez alimentado o EPS triturado (8) nas formas (5) esse é compactado por meio de um cilindro de prensagem (10) que desloca uma frente de compactação (11) que compreende um eixo de compactação (12) e um conjunto de placas de prensagem (13).

[30] De acordo com a figura 3, a máquina (1) da presente invenção é ilustrada em uma vista esquemática lateral. Um operador (14) carrega manualmente o triturador (2) da máquina com EPS grosso (8). Esse é triturado e recebido em um compartimento (4) de onde é alimentado em formas (5) para prensagem posterior. As formas são conduzidas para prensagem por meio de rodízios (7) em que uma frente de compactação (11) atua sobre as formas ao prensar o EPS triturado previamente (8). Toda essa operação de compactação ocorre sobre uma esteira (15) que progressivamente leva do EPS triturado até o produto de compactação. As formas (5) por sua vez são acionadas por meio de um cilindro de movimentação (16) acionado por uma unidade hidráulica (17).

[31] Em relação ao processo de prensagem esse ocorre quando o EPS triturado (8) reservado em um compartimento (4) é depositado sequencialmente nas formas (5) e submetido primeiramente à ação de um cilindro de prensagem (17) e posteriormente a ação de um cilindro de extração (não mostrado).

[32] Na figura 4 é possível observar em maior detalhe a operação de extração. Além do cilindro de extração (não mostrado), o processo realizado com o acionamento de uma esteira que possibilita a operação de compactação e extração de maneira contínua e guias de extração (não mostrado) que atuam na abertura das formas (5).

[33] Na figura 5 é possível visualizar as seções da máquina da presente invenção em progresso de compactação. A primeira seção (20) compreende a seção de carga das formas (5) com o EPS triturado (8). A segunda seção (21) compreende a seção de compactação do EPS (8) carregado na forma (5) e a terceira seção (22) compreende a seção de extração do material compactado produzido.

[34] Mais especificamente, o triturador possui dois eixos paralelos com lâminas acopladas em cada um deles, as lâminas ao longo do eixo são defasadas em 60° e espaçadas de modo a se intercalarem com as lâminas do outro eixo. O acionamento do triturador é feito por motor hidráulico com baixa rotação e alto torque, capaz de triturar as peças de EPS de alta densidade.

[35] O EPS triturado permanece em uma área de armazenamento com uma temperatura definida para obter um pré-aquecimento e agilizar o processo de compactação nas prensas. A área de estocagem serve para garantir um processo continuo da máquina. No armazenamento um rotor com pás faz a devida distribuição de material para as formas, que são submetidas a uma temperatura mais elevada para se chegar ao ponto ideal de compactação. As formas que recebem o material triturado são aquecidas previamente por resistências elétricas.

[36] O EPS depositado nas prensas segue aquecido até a temperatura ideal de compactação e então uma prensa hidráulica com uma força pré-estabelecida faz o trabalho de conformação. O cilindro hidráulico avança sobre o material de forma a diminuir seu volume, aumentando a densidade de saída.

[37] Uma vez atingido o formato final, o produto é extraído da forma para uma correia transportadora para resfriamento e armazenamento. Toda a automação da máquina é feita por PLC.

[38] Um outro aspecto da presente invenção compreende uma unidade hidráulica onde é processada a trituração do EPS. De acordo com a figura 6, a unidade hidráulica é formada por uma estrutura (23) que recebe uma unidade hidráulica (24), uma caixa trituradora (25) e um elemento trocador de calor (26). Superiormente, a unidade hidráulica é dotada de abas (27) que possibilitam o içamento e consequentemente o transporte. Junto à unidade hidráulica (24) proporcionado um meio de ventilação (28) para resfriamento do calor dissipado pela máquina.

[39] Na figura 7 observa-se na unidade hidráulica, um painel de operações e leitura (29) e uma caixa elétrica (30).

Claims (13)

1. Máquina trituradora e compactadora de EPS de alta densidade caracterizada por compreender um alojamento ou carcaça (2) em que é proporcionada em uma porção superior um triturador (3) e lateralmente na porção superior meios de içamento (9) e internamente é proporcionada na máquina (1) um conjunto de compartimentos (4) os quais são dotados de cilindros (6) de abertura de um dosador de EPS e abaixo dos compartimentos (4) um conjunto de formas (5) dotado de um conjunto de rodízios (7) para movimentação das formas (5), em que o EPS triturado permanece em uma área de armazenamento (4) com uma temperatura definida entre 110-140°C para obter um pré-aquecimento.

2. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo EPS triturado (8) ser recebido nos compartimentos (4) e alimentados de maneira dosada nas formas (5).

3. Máquina de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo EPS triturado (8) alimentado nas formas (5) ser compactado por meio de um cilindro de prensagem (10) que desloca uma frente de compactação (11) que compreende um eixo de compactação (12) e um conjunto de placas de prensagem (13).

4. Máquina de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender um carregamento do triturador (2) da máquina com EPS grosso (8) feito manualmente por operador (14) em que o EPS triturado é recebido em um compartimento (4) de onde é alimentado em formas (5) para prensagem posterior.

5. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas formas serem conduzidas para prensagem por meio de rodízios (7) em que uma frente de compactação (11) atua sobre as formas ao prensar o EPS triturado previamente (8).

6. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela operação de compactação ocorrer sobre uma esteira (15) que progressivamente leva do EPS triturado até o produto de compactação.

7. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas formas (5) por sua vez são acionadas por meio de um cilindro de movimentação (16) acionado por uma unidade hidráulica (17).

8. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo processo de prensagem esse ocorrer quando o EPS triturado (8) reservado em um compartimento (4) é depositado sequencialmente nas formas (5) e submetido primeiramente à ação de um cilindro de prensagem (17) e posteriormente a ação de um cilindro de extração.

9. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo processo ser realizado, além do cilindro de extração, com o acionamento de uma esteira que possibilita a operação de compactação e extração de maneira contínua e guias de extração que atuam na abertura das formas (5).

10. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por uma primeira seção (20) que compreende a seção de carga das formas (5) com o EPS triturado (8), uma segunda seção (21) que compreende a seção de compactação do EPS (8) carregado na forma (5) e uma terceira seção (22) que compreende a seção de extração do material compactado produzido.

11. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo triturador (3) possuir dois eixos paralelos com lâminas acopladas em cada um deles em que as lâminas ao longo do eixo são defasadas em 60°C e espaçadas de modo a se intercalarem com as lâminas do outro eixo.

12. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender no armazenamento (4) um rotor com pás que distribui o material para as formas (5), que são submetidas a uma temperatura mais elevada de 110-140°C.

13. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas formas (5) que receberem o material triturado são aquecidas previamente a 110-140°C por resistências elétricas.