BR102017018102A2 - Processo de filtração e separação de goma resina de pinos - Google Patents

Abstract

trata-se a presente patente de invenção, de um processo de filtração e separação de goma resina de pinos, pertencente a área química, particularmente um processo através de decanters e ou centrífugas que promove a de filtração e separação de pinos por gravidade, densidade e rotação, cujas operações podem ser normais, bi ou tri operativas, podendo ainda o processo ser realizado de modo estacionário ou móvel. a invenção apresenta um processo de filtração e separação de goma resina de pinos, fundamentado na centrifugação e decantação acelerada em linha contínua e ou batch, esta separação é realizada em fases, que utiliza a força centrífuga dos materiais a serem processados, com esta força centrifuga, separam-se os materiais por densidade, a atuação da força centrífuga atua sobre o material a ser processado, separando sólido-sólido, sólido-liquido e líquido-líquido, o produto passa ainda por um equipamento e depois é submetido a alto giro. outras etapas se seguem de transporte interno no equipamento, como secagem da umidade e alteração de velocidades do material que recebem um tratamento térmico, separando de uma mesma vez os materiais componentes no equipamento em 3 fases: resina limpa, impurezas e água.

Description

(54) Título: PROCESSO DE FILTRAÇÃO E SEPARAÇÃO DE GOMA RESINA DE PINOS (51) Int. Cl.: C09F 1/00 (73) Titular(es): RESINAS BRASIL INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA (72) Inventor(es): JOSE PINTO DA ROCHA JORGE FERREIRA (74) Procurador(es): BEERRE ASSESSORIA EMPRESARIAL LTDA.

(57) Resumo: Trata-se a presente patente de invenção, de um processo de filtração e separação de goma resina de pinos, pertencente a área química, particularmente um processo através de decanters e ou centrífugas que promove a de filtração e separação de pinos por gravidade, densidade e rotação, cujas operações podem ser normais, bi ou tri operativas, podendo ainda o processo ser realizado de modo estacionário ou móvel. A invenção apresenta um processo de filtração e separação de goma resina de pinos, fundamentado na centrifugação e decantação acelerada em linha contínua e ou batch, esta separação é realizada em fases, que utiliza a força centrífuga dos materiais a serem processados, com esta força centrifuga, separam-se os materiais por densidade, a atuação da força centrífuga atua sobre o material a ser processado, separando sólidosólido, sólido-liquido e líquido-líquido, o produto passa ainda por um equipamento e depois é submetido a alto giro. Outras etapas se seguem de transporte interno no equipamento, como secagem da umidade e alteração de velocidades do material que recebem um tratamento térmico, separando de uma mesma vez os materia(...)

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PROCESSO DE FILTRAÇÃO E SEPARAÇÃO DE GOMA RESINA DE PINOS [01] Trata-se a presente patente de invenção, de um processo de filtração e separação de goma resina de pinos, pertencente a área química, particularmente um processo através de decanters e ou centrífugas que promove a de filtração e separação de pinos por gravidade, densidade e rotação, cujas operações podem ser normais, bi ou tri operativas, podendo ainda o processo ser realizado de modo estacionário ou móvel (transportado e ou incorporado em veículos).

[02] O invento atende ao mercado de resinas naturais ou não e em geral derivados de breu, o qual possui uma demanda atual por produtos de qualidade superior ao do processo utilizado atualmente.

[03] As indústrias atualmente beneficiam a seiva de árvores, de diferentes maneiras para seus processos industrias. Ao ser extraída a seiva da árvore, esta normalmente está contaminada com diversos tipos de impurezas como: insetos, poeiras, areia, galhos, cascas e outros, além disso observa-se água na composição das seivas de árvores, que podem ser naturais, advindas de intemperes, adicionadas pela operação, e outras formas. Ocorre que para o beneficiamento desta seiva, é necessário separar a seiva bruta da seiva pura, os contaminantes e a água, em proporções razoáveis para a fabricação de produtos derivados de atividades de agronegócio, também pode ser adotado a filtragem a posteriori com esse novo equipamento.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA [04] Atualmente na obtenção de uma goma filtrada e ou resina, são utilizadas filtragens com ou sem terra diatomita ou outros insumos.

[05] Breu, terebintina e resinas são produtos obtidos através da extração de goma de árvores de pinho (Pinus), e outras com seiva. Nestas

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2/8 árvores são feitas estrias e, assim como por exemplo o látex nas seringueiras, de onde a seiva goma é proveniente destas estrias e colheita.

[06] A goma obtida dos pinheiros (Pinus) é então destilada, onde separam-se as frações leves (mais voláteis) e pesadas (menos voláteis) da goma. A fração leve é conhecida como terebintina e esta é rica em alfa-pineno e beta-pineno, que são produtos utilizados, por exemplo, na produção de óleo de pinho, para o uso em produtos de limpeza. São também utilizados no segmento de fragrâncias, dentre outras finalidades. A fração pesada é conhecida como breu (colofônia), que à temperatura ambiente se apresenta como um sólido de cor amarelada a âmbar. O breu é composto principalmente de ácidos resínicos, nos quais se destacam os ácidos Abiético, Pimárico, Levopimárico, Palústrico, Isopimárico, Deidroabiético e Neoabiético, os quais possuem, em sua estrutura, ligações duplas passíveis de sofrer oxidação do ar e levando ao escurecimento da cor do breu e seus derivados em suas aplicações industriais.

[07] Atualmente todo processo fabril, para fabricação de resinas advinda da seiva natural de árvores , em especial o Pinos (in natura, lavada, beneficiada e ou tratada) que sejam destinadas a fabricação de resinas e derivados (resinas, resinas naturais, breu, terebintina, óleos e outros derivados), é realizado com filtração simples (processo atual utilizando filtro placas com e sem elemento filtrantes, filtro simples com e sem pressão, filtros bags e outros similares), o conceito atualmente consiste em passar o elemento a ser filtrado por um determinado elemento e ou área filtrante e reter passo a passo os contaminantes e ou o contrário. O modelo atual se baseia pela retenção dos tamanhos de partículas, ou seja, passagem ou não de um determinado produto por uma determinada área com pressão ou sem pressão.

[08] No entanto, tais processos apresentam inconvenientes como

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3/8 utilização de terra diatomita e outros elementos, há a necessidade da decantação da água, diminuindo a produção de goma resina filtrada.

[09] Assim, a presente patente de invenção tem como objetivo a utilização direta da goma filtrada, que se mostra uma excelente alternativa, pois, não necessita de tempo de drenagem nos tanques de armazenamento da goma filtrada, não se utilizará o elemento filtrante (terra diatomita), ainda sendo este um resíduo ambiental, se aumentará ainda mais a qualidade dos tratamentos de efluentes com a qualidade de água de processo que será reaproveitada, diminuindo os consumos de produtos químicos para o tratamento de efluente.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO [10] A presente invenção apresenta um processo de filtração e separação de goma resina de pinos, fundamentado na centrifugação e decantação acelerada em linha contínua e ou batch, esta separação é realizada em fases, que utiliza a força centrífuga dos materiais a serem processados, com esta força centrifuga, separam-se os materiais por densidade, a atuação da força centrífuga atua sobre o material a ser processado, separando sólidosólido, sólido-liquido e líquido-líquido, o produto passa ainda por um equipamento e depois é submetido a alto giro. Outras etapas se seguem de transporte interno no equipamento, como secagem da umidade e alteração de velocidades do material que recebem um tratamento térmico, separando de uma mesma vez os materiais componentes no equipamento em 3 fases: resina limpa, impurezas e água.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [11] O processo de filtração e separação de goma resina de pinos (para todas as espécies e subespécies, como exemplo, Elliotti, tropical caribéa, Tropical Bahamenses, Resinífera, Pátula e outras), onde se utiliza

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4/8 equipamentos verticais e/ou horizontais, simples, duplos ou triplos, compreende as seguintes etapas:

1. - adiciona-se de 85 - 90% de goma resina a um malaxador junto de 12 14% de terebintina;

2. - inicia-se a agitação mecânica com rotação entre 80 e 150 rpm por 10 a 20 minutos e adiciona-se vapor via stripper, na ordem de 4 a 7 kgs de pressão média por hora;

3. - aquece-se o malaxador (através de eletricidade, óleo térmico, etc.) elevando-se a temperatura até 90°C;

4. - após atingir as condições acima, a goma é transferida para o crivo rotativo;

5. - em seguida a goma passa pelo processo de homogeneização onde é bombeada para um tanque de cerca de 20m³, onde permanece sob agitação constante entre 50 e 70 rpm e aquecimento entre 70 e 90°C, por 10 a 20 minutos;

6. - após checado todos os parâmetros e condições (homogeneização e estabilização da temperatura em 80°C e agitação a 60 rpm constante para a filtração), inicia-se a alimentação da máquina decanter centrífugo com o material homogeneizado;

7. - a filtração consiste em separação de fases por densidade, onde o material homogeneizado passa pelo equipamento que possui uma rotação constante em dois eixos centrais, ao entrar a goma base composta de resina, terebintina, água e impurezas, sob a rotação do equipamento, faz com que ocorra uma separação de fases, o princípio e a separação por densidade (peso especifico do material), desta forma ocorrem 3 fases de separação:

7.1.- a primeira fase líquida-liquida: separa-se a água da impureza e da resina (seiva filtrada + Terebintina), sendo que a água e captada em um recipiente e

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5/8 a goma resina filtrada em outro, propiciando o envio da Goma Resina filtrada no equipamento a destilação sem necessidade de drenagem em cubas;

7.2. - a segunda fase líquida-sólida: separam-se as impurezas em uma câmera e esta desprende-se sendo retirada do equipamento em base sólida, a água que sai neste estágio sai muito mais límpida com menos impureza o que permite uma melhor eficiência no tratamento de efluentes;

7.3. - a terceira fase sólido-sólido: separam-se os sólidos de maior densidade dos de menor densidade e toda esta operação ocorre dentro do equipamento que permite a separação pelo peso específico do material, assim temos a terebintina que é um óleo de cadeia fina e os ácidos abiéticos semi separados o que proporciona um melhor rendimento na etapa posterior de destilação;

8. - em seguida o material da primeira e segunda fase são acondicionados em tanque de recebimento e o da terceira fase coletado por uma esteira e acondicionado em recipiente como tanques quadriculares ou cilíndricos de acondicionamento, em diversos modelos, dependendo da necessidade de armazenagem;

9. - após esse processo os materiais dos tanques de recebimento são transferidos e armazenados para o processo de destilação e transferência para tratamento de efluente.

[12] Através do processo acima descrito, obtém-se os seguintes resultados:

- Goma Resina Filtrada (Terebintina + Ácidos Abiéticos) de excelente qualidade para destilação;

- Água Contaminada, porém de melhor qualidade para o tratamento de efluentes, economizando gastos com tratamento, e evetitando danos a natureza;

- Resíduo Solido de impurezas, com menos contaminação, podendo ser

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6/8 devolvido ao campo sem prejudicar o meio ambiente e ou retrabalhado em sistema de compostagem.

EXEMPLO DE OBTENÇÃO [13] A seguir será apresentado um exemplo de obtenção do invento, com o intuito de ilustrar a viabilidade prática, sem limitar a abrangência do invento.

EXEMPLO [14] O processo de filtração e separação de goma resina de pinos do tipo Elliotti compreendeu as seguintes etapas:

1. - adicionou-se de 86% de goma resina a um malaxador junto de 14% de terebintina;

2. - iniciou-se a agitação mecânica com rotação de 90 rpm por 10 minutos e adicionou-se vapor via stripper, na ordem de 5 kgs de pressão média por hora;

3. - aqueceu-se o malaxador através de eletricidade, elevando-se a temperatura até 90°C;

4. - após atingir as condições acima, a goma foi transferida para o crivo rotativo;

5. - em seguida a goma passou pelo processo de homogeneização onde foi bombeada para um tanque de cerca de 20m³, onde permaneceu sob agitação constante de 60 rpm e aquecimento de 80°C, por 10 minutos;

6. - após checado todos os parâmetros e condições (homogeneização e estabilização da temperatura em 80°C e agitação a 60 rpm constante para a filtração, iniciou-se a alimentação da máquina decanter centrífugo com o material homogeneizado;

7. - a filtração consistiu em 3 fases de separação:

7.1.- a primeira fase líquida-liquida: separou-se a água da impureza e da resina (seiva filtrada + Terebintina), sendo que a água foi captada em um

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7/8 recipiente e a goma resina filtrada em outro, propiciando o envio da Goma Resina filtrada no equipamento a destilação sem necessidade de drenagem em cubas;

7.2. - a segunda fase líquida-sólida: separou-se as impurezas em uma câmera e esta desprendeu-se sendo retirada do equipamento em base sólida, a água que saiu neste estágio saiu mais límpida e com menos impurezas permitindo uma melhor eficiência no tratamento de efluentes;

7.3. - a terceira fase sólido-sólido: separou-se os sólidos de maior densidade dos de menor densidade e toda esta operação ocorreu dentro do equipamento que permitiu a separação pelo peso específico do material, assim tivemos a terebintina que é um óleo de cadeia fina e os ácidos abiéticos semi separados o que proporcionou um melhor rendimento na etapa posterior de destilação ;

8. - em seguida o material da primeira e segunda fases foram acondicionados em um tanque de recebimento e o da terceira fase foi coletado por uma esteira e acondicionado em recipiente como tanques quadriculares ou cilíndricos de acondicionamento, em diversos modelos, dependendo da necessidade de armazenagem;

9. - após esse processo os materiais dos tanques de recebimento foram transferidos e armazenados para o processo de destilação e transferência para tratamento de efluente.

[15] Através do exemplo acima descrito, obteve-se os seguintes resultados:

- Goma Resina Filtrada (Terebintina + Ácidos Abiéticos) de excelente qualidade para destilação;

- Água Contaminada, porém de melhor qualidade para o tratamento de efluentes, economizando gastos com tratamento, e evetitando danos a natureza;

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- Resíduo Solido de impurezas, com menos contaminação, podendo ser devolvido ao campo sem prejudicar o meio ambiente e ou retrabalhado em sistema de compostagem.

VANTAGENS OBTIDAS COM O INVENTO [16] Com o processo assim obtido, obteve-se as seguintes e extraordinárias vantagens:

- O processo permite atender ao mercado de resinas e derivados de goma resina de pinos, breu e terebintina e também atende outros processos de resina de forma geral;

- Não necessita a utilização de terra diatomita e outros elementos;

- Elimina o tempo de decantação da água;

- Aumenta a produção de goma resina filtrada; e

- Facilita a industrialização da limpeza, filtragem e industrialização de goma de pinos e seus derivados, assim como o retirada de água da mesma.

[17] A abrangência da presente patente de invenção, não deve ser limitada ao exemplo, mas sim, aos termos definidos nas reivindicações e seus equivalentes.

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Claims (9)

1. REIVINDICAÇÃO

   1.- PROCESSO DE FILTRAÇÃO E SEPARAÇÃO DE GOMA RESINA DE PINOS, para todas as espécies e subespécies, como Elliotti, tropical caribéa, Tropical Bahamenses, Resinífera, Pátula e outras, onde se utiliza equipamentos verticais e/ou horizontais, simples, duplos ou triplos, caracterizado por compreender as seguintes etapas:

   1. - adiciona-se de 85 - 90% de goma resina a um malaxador junto de 12 14% de terebintina;
2. 2. - inicia-se a agitação mecânica com rotação entre 80 e 150 rpm por 10 a 20 minutos e adiciona-se vapor via stripper, na ordem de 4 a 7 kgs de pressão média por hora;
3. 3. - aquece-se o malaxador através de eletricidade ou óleo térmico, elevandose a temperatura até 90°C;
4. 4. - após atingir as condições acima, a goma é transferida para o crivo rotativo;
5. 5. - em seguida a goma passa pelo processo de homogeneização onde é bombeada para um tanque de cerca de 20m³, onde permanece sob agitação constante entre 50 e 70 rpm e aquecimento entre 70 e 90°C, por 10 a 20 minutos;
6. 6. - após checado todos os parâmetros e condições (homogeneização e estabilização da temperatura em 80°C e agitação a 60 rpm constante para a fíltração), inicia-se a alimentação da máquina decanter centrífugo com o material homogeneizado;
7. 7. - a fíltração consiste em separação de fases por densidade, onde o material homogeneizado passa pelo equipamento que possui uma rotação constante em dois eixos centrais, ao entrar a goma base composta de resina, terebintina, água e impurezas, sob a rotação do equipamento, faz com que ocorra uma

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   2/2 separação de fases, o princípio e a separação por densidade (peso especifico do material), desta forma ocorrem 3 fases de separação:

   7.1. - a primeira fase líquida-liquida: separa-se a água da impureza e da resina (seiva filtrada + Terebintina), sendo que a água e captada em um recipiente e a goma resina filtrada em outro, propiciando o envio da Goma Resina filtrada no equipamento a destilação sem necessidade de drenagem em cubas;

   7.2. - a segunda fase líquida-sólida: separam-se as impurezas em uma câmera e esta desprende-se sendo retirada do equipamento em base sólida, a água que sai neste estágio sai muito mais límpida com menos impureza;

   7.3. - a terceira fase sólido-sólido: separam-se os sólidos de maior densidade dos de menor densidade e toda esta operação ocorre dentro do equipamento que permite a separação pelo peso específico do material, assim temos a terebintina que é um óleo de cadeia fina e os ácidos abiéticos semi separados;
8. 8. - em seguida o material da primeira e segunda fase são acondicionados em tanque de recebimento e o da terceira fase coletado por uma esteira e acondicionado em recipiente como tanques quadriculares ou cilíndricos de acondicionamento;
9. 9. - após esse processo os materiais dos tanques de recebimento são transferidos e armazenados para o processo de destilação e transferência para tratamento de efluente.

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