BR112021016784B1

BR112021016784B1 - Método e aparelho para preparação contínua de um material

Info

Publication number: BR112021016784B1
Application number: BR112021016784-6A
Authority: BR
Inventors: Cheng-Sung Huang; Shahin Zarghamin; Larry G. Triplett; Heqing Huang
Original assignee: Ecolab Usa Inc
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2023-05-02
Also published as: CA3131709C; CA3131709A1; BR112021016784A2; MX2021010703A; WO2020181210A1; CN113518658A; EP3934797A1; US11439962B2; US20200282367A1

Abstract

MÉTODO E APARELHO PARA PREPARAÇÃO CONTÍNUA DE UM MATERIAL. Trata- se de um sistema (10) para preparar continuamente um material em pó seco. O sistema pode incluir um sistema (26) de suprimento de líquido, um sistema de fornecimento de material (10), um vaso (35), um filtro (41) e um agitador (45). O vaso pode receber um suprimento contínuo de líquido do sistema de suprimento de líquido e um suprimento contínuo de pó seco do sistema de fornecimento de material. O líquido e o material podem ser descarregados continuamente do vaso. Um filtro pode se estender de forma vedada através da saída para filtrar a solução que sai do vaso. O filtro pode incluir uma superfície a montante em contato com o volume interno do vaso. O agitador pode ser disposto dentro do vaso e pode ser configurado para agitar o conteúdo do vaso. O agitador pode incluir um membro (52) de limpeza configurado para contatar a superfície a montante do filtro enquanto agita o conteúdo.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido de patente reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório no US 62/815.118, depositado em 7 de março de 2019, que é aqui incorporado por referência para todos os fins.

CAMPO DA TÉCNICA

[002] A presente divulgação se refere geralmente a sistemas para preparar material de pó seco. O sistema pode incluir um sistema para preparação contínua de material em pó e pode ainda incluir um mecanismo para limpar um filtro do sistema.

ANTECEDENTES

[003] Uma maneira de dissolver materiais em pó seco, como polímeros (ou seja, preparação) utiliza processos em lote em que o material em pó é adicionado a um tanque agitado de um líquido ou solvente (por exemplo, água) e a mistura é agitada até que o material em pó tenha dissolvido completamente ou quase completamente. O processo pode levar de vários minutos a horas, dependendo de vários fatores. Os tanques necessários para operar com processos em lote podem incluir uma pegada bastante grande.

[004] Em um processo de preparação contínua, as partículas de pó seco são continuamente carregadas em um tanque, um solvente como a água flui continuamente para o tanque e a solução é continuamente descarregada. Como resultado, algumas partículas dentro do tanque de mistura podem não ser totalmente dissolvidas. Isso aumenta a probabilidade de que o fluido que flui do tanque de mistura pode incluir polímeros não dissolvidos que podem ter um impacto negativo nas operações subsequentes usando a solução.

[005] Deve-se observar que esta descrição de antecedentes foi criada pelo inventor para auxiliar o leitor a compreender a invenção em termos de certas vantagens, e não como uma admissão de que qualquer um dos problemas indicados foram eles próprios considerados na técnica.

SUMÁRIO

[006] Em um aspecto, a presente invenção fornece um aparelho para preparação contínua de um material, aparelho esse que inclui um sistema de suprimento de líquido, um sistema de fornecimento de material, um vaso, um filtro e um agitador. O sistema de suprimento de líquido pode incluir uma bomba operativa para fornecer um suprimento contínuo de líquido. O sistema de fornecimento de material pode ser operativo para fornecer um suprimento contínuo de pó seco do material. O vaso preferencialmente define um volume interno configurado para conter um volume de líquido e inclui uma entrada e uma saída. A entrada está, de preferência, em comunicação fluida com o sistema de suprimento de líquido e o volume interno, e é preferencialmente configurada para receber líquido do sistema de suprimento de líquido e o pó seco do sistema de fornecimento de material. A saída pode estar em comunicação fluida com o volume interno. O filtro pode estender-se de forma vedada através da saída por meio da qual o líquido que sai do vaso através da saída passa através do filtro. O filtro tem, de preferência, uma superfície a montante em contato com o volume interno. O agitador está preferencialmente disposto dentro do vaso e é preferencialmente configurado para agitar o volume interno. O agitador pode incluir um membro de limpeza configurado para entrar em contato com a superfície a montante do filtro, por exemplo, enquanto agita o volume interno.

[007] Em outro aspecto, a presente invenção fornece um método de preparação contínua de material, cujo método inclui a entrega contínua de um líquido a uma unidade de umidificação, sendo que a entrega contínua de um pó seco do material para a unidade de umidificação, umidificação do pó seco com o líquido para formar uma mistura que pode estar na forma de, por exemplo, uma pasta, suspensão, solução ou combinação das mesmas, do material e do líquido, e entregando a mistura (por exemplo, como uma pasta) a um volume interno de um vaso. O método pode ainda incluir agitar continuamente a mistura (por exemplo, como uma pasta ) contida no volume interno do vaso para formar uma solução, removendo continuamente um volume de descarga da solução contida no volume interno do vaso enquanto passa o volume de descarga através de um filtro e através de uma saída do vaso, com o filtro tendo uma superfície a montante em contato com o volume interno do vaso, e limpando a superfície a montante do filtro enquanto agita a mistura (por exemplo, como uma pasta).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] A Figura 1 é uma vista diagramática de um sistema para processar um material em pó seco e formar uma substância líquida aquosa homogênea; A Figura 2 é uma vista diagramática ampliada do tanque do sistema da Figura 1; e A Figura 3 é uma vista em perspectiva de um filtro para uso com o sistema divulgado neste documento.

[009] Deve ser entendido que os desenhos não estão necessariamente em escala e que as modalidades divulgadas são ilustradas de forma esquemática e em vistas parciais. Em certos casos, detalhes que não são necessários para uma compreensão desta divulgação ou que tornam outros detalhes difíceis de perceber podem ter sido omitidos. Também deve ser entendido que esta divulgação não está limitada às modalidades particulares aqui ilustradas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES EXEMPLIFICATIVAS

[0010] Com referência à Figura 1, é mostrado um sistema 10 para processar continuamente um material em pó, como um polímero seco, para formar uma solução líquida aquosa homogênea. O sistema 10 compreende um vaso 12, um sistema de fornecimento de material 15, um sistema de umidificação de material 25, um vaso ou tanque 35, um agitador 45 e um sistema de descarga 55.

[0011] O recipiente 12 está configurado para conter e entregar um material em pó escoável sólido, como um polímero seco. Exemplos de tal material de pó seco incluem polímero (ou polímeros) de baixo peso molecular associativamente em rede, polímero (ou polímeros) floculante catiônico de alto peso molecular, polímero (ou polímeros) floculante aniônico de alto peso molecular e semelhantes, e combinações dos mesmos. Deve-se observar que polímeros secos adequados podem incluir aqueles usados em indústrias como, por exemplo, processamento de papel, mineração, águas residuais e energia.

[0012] Em algumas modalidades, o material em pó seco inclui polímero (ou polímeros) de baixo peso molecular (por exemplo, de cerca de 10 kDa a cerca de 5.000 kDa ou cerca de 10 kDa a cerca de 2000 kDa) e. Exemplos de tais polímeros incluem polímeros divulgados na publicação do pedido de patente no US 2017/0355846. Em algumas modalidades, o material de pó seco inclui polímero (ou polímeros) floculante catiônico de alto peso molecular ou polímero (ou polímeros) floculante aniônico de alto peso molecular. Em algumas modalidades, o floculante catiônico de alto peso molecular é um polímero catiônico (por exemplo, DMAEA.MCQ, DADMAC, etc.) à base de acrilamida, como, por exemplo, GR-503 (45% em mol catiônico DMAEA.MCQ/acrilamida). Em algumas modalidades, o polímero floculante aniônico de alto peso molecular é um polímero aniônico (por exemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, etc.) à base de acrilamida, tal como, por exemplo, GR-602 (35% em mol de ácido acrílico aniônico/acrilamida).

[0013] O recipiente 12 pode ter qualquer configuração desejada. Em um exemplo, o recipiente 12 pode ter uma seção de corpo 13 com uma abertura (não mostrada) na porção inferior através da qual o material dentro do recipiente pode ser descarregado.

[0014] O sistema de fornecimento de material 15 inclui uma tremonha 16 com paredes laterais inclinadas 17 que conduzem e afunilam o material para um compartimento de fornecimento de material 18. Um mecanismo de fornecimento de material geralmente indicado em 20, tal como, por exemplo, um mecanismo de fornecimento de parafuso (por exemplo, uma verruma) é disposto dentro do alojamento de fornecimento de material 18 e direciona o material do alojamento para fora do tubo de fornecimento de material 21.

[0015] O sistema de umidificação de material 25 inclui um sistema de suprimento de líquido 26 e um edutor 27. O sistema de suprimento de líquido 26 inclui uma bomba de fornecimento 28, uma linha de suprimento de líquido 29 e uma ou mais válvulas de controle de fornecimento 30 para controlar o fluxo através da linha de suprimento de líquido. Um solvente ou líquido, como água, é fornecido através da linha de suprimento de líquido 29 para a entrada de fluido 31 do edutor 27. A extremidade do tubo de fornecimento de material 21 está posicionada dentro de um alojamento 32 acima do edutor 27 e alinhada com a abertura na parte superior 33 do edutor 27 (a qual opera como uma entrada de material em pó do edutor) de modo que o material que cai do tubo de fornecimento de material entre no edutor. Em uma modalidade, o edutor 27 pode ser configurado como um edutor coaxial.

[0016] Outras maneiras de fornecer fluido e/ou material em pó ao tanque 35 são contempladas. Por exemplo, outros tipos de edutores podem ser usados. Além disso, uma entrada de líquido adicional para o tanque 35 pode ser fornecida ao líquido que não flui através do edutor 27.

[0017] O vaso ou tanque 35 tem uma superfície inferior 36, uma pluralidade de paredes laterais 37 que se estendem para cima a partir da superfície inferior e um topo aberto 38. A extremidade inferior ou saída 34 do edutor 27 está disposta sobre o topo aberto 38 do tanque 35 para permitir que a mistura de material em pó e fluido que sai do edutor seja fornecida pela força da gravidade ou pela pressão da água resultante da bomba de suprimento 28 no tanque no qual é misturada com fluido adicional como parte do processo de reposição. A superfície inferior 36 do tanque 35 inclui uma saída localizada centralmente 40. A superfície inferior 36 e as paredes laterais 37 do tanque definem um volume interno configurado para conter um volume de líquido.

[0018] Um filtro 41 é posicionado sobre a saída 40 para se estender de forma vedada sobre a saída de modo que qualquer fluido que saia do tanque 35 passe através do filtro. O filtro 41 tem um lado a montante ou superfície 42 (Figura 2) e um lado oposto a jusante ou superfície 43 com uma pluralidade de aberturas ou poros que se estendem entre o lado a montante e o lado a jusante. As aberturas ou poros do filtro 41 podem ser dimensionados de modo que as partículas do material em pó não passem através do filtro até que tenham sido suficientemente dissolvidas. Por exemplo, conforme as partículas de material em pó se movem dentro do tanque 35, as mesmas podem se dissolver e/ou podem se tornar menores em tamanho. Como resultado, embora as partículas possam não passar inicialmente através do filtro 41, à medida que se dissolvem, as mesmas eventualmente serão capazes de passar através do filtro.

[0019] O filtro 41 pode ter qualquer configuração e tamanho desejados. Por exemplo, com referência à Figura 3, o filtro 41 pode ser redondo com um diâmetro de 30,48 cm (12 polegadas) e ter um tamanho de poro de 200 μm. Em outra modalidade, o filtro 41 pode ser redondo com um diâmetro de 30,48 cm (12 polegadas) e um tamanho de poro de 150 μm. Outros tamanhos e configurações são contemplados. O tamanho e a configuração podem depender do tipo de filtro 41. O filtro 41 pode ser formado por uma pluralidade de fios tendo um corte transversal em formato de cunha que é mais largo no lado a montante 42 do filtro e mais estreito no lado a jusante 43 do filtro para minimizar o entupimento ou cegueira do filtro.

[0020] O agitador ou sistema de mistura 45 inclui um motor 46 disposto acima do tanque 35 que está operativamente conectado a um eixo de acionamento vertical 47. Um primeiro rotor ou um rotor superior 48 inclui um primeiro conjunto de pás de rotor superiores 49 montadas e operativamente conectadas ao eixo de acionamento vertical 47 de modo que a rotação do motor 46 gire as pás de rotor superiores. Em uma modalidade, o primeiro conjunto inclui quatro pás de rotor superiores de 30,48 cm (12 polegadas) 49 com cada pá tendo uma arfagem de 45°. Conforme representado, as pás do rotor superiores 49 podem ser dispostas aproximadamente a meio caminho entre a superfície inferior 36 e a parte superior aberta 38 do tanque 35.

[0021] Um segundo rotor ou um rotor inferior 50 inclui um segundo conjunto de pás de rotor inferiores 51 montadas e operativamente conectadas ao eixo de acionamento vertical 47 de modo que a rotação do motor 46 gire as pás de rotor inferiores. Em uma modalidade, o segundo conjunto inclui seis pás de rotor inferior de 30,48 cm (12 polegadas) 51. Algumas ou todas as pás do rotor inferior 51 podem incluir uma tira ou superfície inferior flexível 52 que atua como um limpador para varrer a superfície superior do filtro 41. Em uma modalidade, uma tira 52 de material flexível, como fluoropolímero, pode ser disposta em duas das seis pás de rotor inferiores 51. As pás do rotor inferior 51 podem ser posicionadas de modo que as tiras 52 varram as partículas de polímero que podem aderir à superfície interna do filtro 41 para evitar ou reduzir a probabilidade de o filtro ficar cego por partículas finas de polímero.

[0022] O sistema de descarga 55 inclui um membro de descarga 56 conectado de modo fluido ao tanque 35 abaixo da saída 40 de modo que o fluido que sai do tanque flua através do membro de descarga. O membro de descarga 56 é conectado de maneira fluida a uma linha de descarga 57 e é direcionado para um local adicional pela bomba de descarga 58. Uma ou mais válvulas de controle de descarga 59 podem ser fornecidas para controlar o fluxo através da linha de descarga 57. Em uma modalidade, o membro de descarga pode ter um troncônico invertido ou em forma de cone para direcionar o fluxo de solução de descarga da saída relativamente grande 40 e da superfície a jusante 43 do filtro 41 para a linha de descarga 57.

[0023] Um primeiro sensor de pressão 60 pode ser fornecido dentro do tanque 35 adjacente à saída 40 e um segundo sensor de pressão 61 pode ser fornecido dentro do elemento de descarga 56. A porção superior do membro de descarga 56 pode ser configurada para acomodar o segundo sensor de pressão 61. Um diferencial de pressão entre o primeiro sensor de pressão 60 e a segunda pressão 61 pode ser usado para determinar a extensão em que o filtro 41 é cegado por material em pó no lado a montante 42 do filtro. Por exemplo, sem diferencial de pressão entre o lado a montante 42 do filtro 41 e o lado a jusante 43, o fluido pode fluir livremente através do filtro. No entanto, se houver um diferencial de pressão através do filtro 41, o filtro pode ficar cego por partículas de polímero não dissolvidas que bloqueiam o fluxo através do filtro. Nesse caso, pode ser desejável controlar a operação das válvulas de controle de fornecimento 30 e/ou a válvula de controle de descarga 59 para controlar o fluxo para dentro e para fora do tanque 35.

[0024] Um detector de medição de concentração 62 pode ser fornecido ao longo do sistema de descarga 55 para detectar a concentração do polímero presente no líquido (por exemplo, solução aquosa diluída) saindo do tanque 35 através do filtro 41. Em uma modalidade, o detector de medição de concentração pode compreender um refletômetro.

[0025] Alternativamente, a saída pode ser disposta em uma parede lateral 37 do tanque 35 abaixo do nível 39 da solução. A operação da bomba de descarga 58 pode criar um vácuo suficiente para extrair um volume da solução da saída. Com a saída ao longo de uma parede lateral 37, o filtro 41 é posicionado para filtrar todo o líquido que sai da saída. No entanto, o limpador não pode ser preso às pás do rotor inferior 51. Em vez disso, um sistema de limpeza separado (não mostrado) que opera para limpar periodicamente a superfície a montante 42 do filtro 41 pode ser usado. Em uma modalidade, o sistema pode ser um sistema giratório ou um sistema alternativo semelhante a um sistema limpador de para-brisa automotivo.

[0026] Em uma modalidade, o sistema 10 pode ser configurado para operar contínua e simultaneamente para otimizar o desempenho do sistema de preparação. Ao fazer isso, a bomba de suprimento 28 pode ser operada para fazer com que o líquido flua através da linha de suprimento de líquido 29 para o edutor 27. Enquanto o líquido é fornecido ao edutor, o mecanismo de fornecimento de material 20 pode fornecer um suprimento de material em pó através do tubo de fornecimento de material 21 que cai no centro do edutor 27. O fluxo de fluido, ar e material em pó pode ser configurado para fazer com que o material em pó e o fluido se misturem enquanto minimiza ou reduz qualquer aglomeração do material em pó. A mistura, por exemplo, pasta fluida, de material em pó e fluido sai do edutor 27 e flui ou é carregada para o tanque 35 onde é misturada com o líquido existente dentro do tanque.

[0027] A energia pode ser fornecida ao motor 46 do agitador 45 para girar o eixo de acionamento 47. A rotação do eixo de acionamento 47 provoca a rotação das pás do rotor superior 48 e das pás do rotor inferior 50, o que resulta na mistura da mistura, por exemplo, pasta fluida e/ou solução, dentro do tanque 35. À medida que o líquido dentro do tanque 35 é misturado, o material em pó pode continuar a se dissolver, resultando em uma redução no tamanho e/ou dissolução das partículas de polímero. A rotação das pás do rotor inferior 51 faz com que as tiras flexíveis 52 entrem em contato com a superfície a montante 42 do filtro 41 para varrer as partículas de polímero que podem ter aderido à superfície a montante para evitar ou reduzir a probabilidade de o filtro ser cegado pelas partículas poliméricas.

[0028] O fluido pode sair continuamente do tanque 35 através do filtro 41 disposto acima do membro de descarga 56. A taxa de fluxo do fluido através da linha de descarga 57 pode ser controlada pela operação da bomba de descarga 58. O diferencial de pressão entre o primeiro sensor de pressão 60, localizado dentro do tanque 35, e os segundos sensores de pressão 61, localizados no elemento de descarga 56, podem ser monitorados para determinar a extensão em que o filtro 41 é cegado por partículas de polímero não dissolvidas que estão aderindo à superfície a montante 42. A operação da bomba de suprimento 28 e da bomba de descarga 58 pode ser coordenada para controlar a taxa de fluxo 57 para reduzir o cegamento do filtro 41.

[0029] Os exemplos seguintes ilustram adicionalmente a invenção, mas, é claro, não devem ser interpretados como limitando de maneira alguma o escopo da mesma.

[0030] Para cada exemplo, foi usado um tanque 35 de 60,96 cm (2 pés) x 60,96 cm (2 pés) x 76,2 cm (2,5 pés) com capacidade de 0,28 metros cúbicos (75 galões). O agitador 45 incluía um motor de 3 Yz HP 46, o rotor superior 48 do agitador 45 era um rotor tipo Lightnin A200 de 30,48 cm (12 polegadas) 48 com quatro pás com arfagem de 45° 49, e o rotor inferior 50 era um rotor do tipo Lightnin R100 de 30,48 cm (12 polegadas) com seis pás verticais 51 e com as tiras flexíveis 52 dispostas em duas das pás inferiores. A válvula de controle da linha de suprimento de líquido 29 foi ajustada para fornecer uma contrapressão de 0,41 MPa (60 psig) e uma taxa de fluxo entre quatro e 0,04 metros cúbicos (10 galões) por minuto. O volume do tanque foi mantido em 0,21 metros cúbicos (55 galões) ajustando-se a taxa de descarga para corresponder às taxas de fornecimento de água e polímero. Uma amostra de 200 g foi retirada da corrente de saída e vertida em uma peneira de 100 mash de 7,62 cm (3 polegadas) para determinar a quantidade de partículas de polímero não dissolvidas. A porcentagem da área de superfície da peneira coberta por partículas de polímero não dissolvidas é chamada de número de "gel" dessa amostra.

EXEMPLO 1

[0031] O polímero utilizado para o Exemplo 1 foi o polímero Ultis (Publicação de Patente no US 2017/0355846) com um tamanho máximo de partícula de 500 μm. O filtro 41 tinha um tamanho de poro de 150 μm.

[0032] Como é evidente a partir dos resultados apresentados na Tabela 1, uma taxa de dissolução de 0,3 quilograma por minuto (0,67 libra por minuto) pode ser alcançada com um tempo de residência no tanque de sete minutos. Isso sugere que um sistema de reposição contínua de 1,14 metros cúbicos (300 galões) poderia dissolver aproximadamente 1814,37 quilogramas (4000 libras) de polímero Ultis por dia. Em contrapartida, para dissolver 1814,37 quilogramas (4000 libras) por dia usando um processo em lote, seriam necessários dois tanques de 3,79 metros cúbicos (1000 galões). EXEMPLO 2

[0033] O polímero utilizado para o Exemplo 2 foi o polímero Ultis com um tamanho máximo de partícula de 700 μm. O filtro 41 tinha um tamanho de poro de 200 μm.

[0034] Como é evidente a partir dos resultados apresentados na Tabela 2, uma taxa de dissolução de 0,23 quilograma por minuto (0,5 libra por minuto) pode ser alcançada com um tempo de residência no tanque de nove minutos. O aumento da taxa de fornecimento de Ultis para 0,3 quilograma por minuto (0,67 libra por minuto) resultou em uma queda de pressão no filtro de 41 a doze polegadas de mercúrio, indicando que o filtro estava parcialmente cego.

EXEMPLO 3

[0035] O polímero utilizado para o Exemplo 3 foi o polímero Ultis com um tamanho máximo de partícula de 1000 μm. O filtro 41 tinha um tamanho de poro de 200 μm.

[0036] Como é evidente a partir dos resultados na Tabela 3, uma taxa de dissolução de 0,15 quilograma por minuto (0,34 libra por minuto) pode ser alcançada com um tempo de residência no tanque de catorze minutos.

EXEMPLO 4

[0037] O polímero utilizado para o Exemplo 4 foi um polímero floculante catiônico (GR-503) com um tamanho máximo de partícula de 425 μm. O filtro 41 tinha um tamanho de poro de 200 μm.

[0038] Como é evidente a partir dos resultados na Tabela 4, uma taxa de dissolução de 0,172 quilograma por minuto (0,38 libra por minuto) pode ser alcançada com um tempo de residência no tanque de nove minutos.

EXEMPLO 5

[0039] O polímero utilizado para o Exemplo 5 foi um polímero floculante aniônico (GR-602 e) com um tamanho máximo de partícula de 425 μm. O filtro 41 tinha um tamanho de poro de 200 μm.

[0040] Como é evidente a partir dos resultados na Tabela 5, uma taxa de dissolução de 0,038 quilograma por minuto (0,083 libras por minuto) pode ser alcançada com um tempo de residência no tanque de catorze minutos.

[0041] Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patentes e patentes citadas no presente documento são incorporadas ao presente documento a título de referência na mesma extensão como se cada referência fosse individualmente e especificamente indicada para ser incorporada a título de referência e fosse estabelecida em sua totalidade neste documento.

[0042] O uso dos termos "um" e "uma" e “o/a" e "pelo menos um" e referentes semelhantes no contexto de descrever a invenção (especialmente no contexto das seguintes reivindicações) será interpretado para cobrir tanto o singular como o plural, a menos que indicado de outra forma neste documento ou claramente contradito pelo contexto. O uso do termo “pelo menos um” seguido por uma lista de um ou mais itens (por exemplo, “pelo menos um dentre A e B”) deve ser interpretado como significando um item selecionado a partir dos itens listrados (A ou B) ou qualquer combinação de dois ou mais dentre os itens listados (A e B), salvo quando indicado de outro modo ou claramente contradito pelo contexto. Os termos “que compreende”, “que tem”, “que inclui” e “que contém” devem ser interpretados como termos em aberto (isto é, significando “incluindo, porém sem limitação”) salvo quando indicado de outro modo. A menção a faixas de valores no presente documento deve servir apenas como um método abreviado de se refere individualmente a cada valor separado que é abrangido pela faixa, salvo quando indicado de outro modo no presente documento, e cada valor separado é incorporado no presente relatório como se fosse individualmente recitado no presente documento. Todos os métodos aqui descritos podem ser realizados em qualquer ordem adequada, a menos que aqui indicado de outro modo ou de outro modo claramente contradito pelo contexto. O uso de todos e quaisquer exemplos, ou linguagem exemplar (por exemplo, “tal como”), aqui proporcionado pretende apenas iluminar melhor a invenção e não constitui uma limitação ao escopo da invenção a menos que reivindicado de outro modo. Nenhuma linguagem no relatório descritivo será interpretada como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.

[0043] Modalidades preferenciais da mesma invenção são descritas no presente documento, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para realizar a invenção. Variações dessas modalidades preferenciais podem se tornar evidentes para aqueles versados na técnica mediante leitura da descrição anterior. Os inventores esperam que os versados na técnica empreguem tais variações, como apropriado, e os inventores pretendem que a invenção seja praticada de outro modo que não especificamente descrito neste documento. Consequentemente, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes da matéria recitada nas reivindicações anexas como permitido por lei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos descritos acima em todas as variações possíveis dos mesmos é abrangida pela invenção a menos que aqui indicado de outro modo ou de outro modo claramente contradito pelo contexto.

Claims

1. Aparelho (10) para preparação contínua de um material, sendo que o aparelho (10) é caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema de suprimento de líquido (26) incluindo uma bomba (28) operativa para fornecer um suprimento contínuo de líquido; um sistema de fornecimento de material (15) operativo para fornecer um suprimento contínuo de pó seco do material; um vaso (35) que define um volume interno configurado para conter um volume de líquido, sendo que o vaso (35) inclui uma entrada (38) e uma saída (40), sendo que a entrada (38) está em comunicação fluida com o sistema de suprimento de líquido (26) e o volume interno, sendo que a entrada (38) é configurada para receber líquido do sistema de suprimento de líquido (26) e o pó seco do sistema de fornecimento de material (15), sendo que a saída (40) está em comunicação fluida com o volume interno; um filtro (41) que se estende de forma vedada através da saída (40) por meio da qual o líquido que sai do vaso (35) através da saída (40) passa através do filtro (41), sendo que o filtro (41) tem uma superfície a montante (42) em contato com o volume interno; e um agitador (45) disposto dentro do vaso (35) e configurado para agitar o volume interno, sendo que o agitador (45) inclui um membro de limpeza (52) configurado para contatar a superfície a montante (42) do filtro (41) enquanto agita o volume interno.

2. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de limpeza (52) compreende pelo menos uma tira de material flexível.

3. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o agitador (45) inclui um motor (46) operativamente conectado a um eixo de transmissão (47) e uma pluralidade de pás (49,51) montadas no eixo de transmissão (47).

4. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o agitador (45) inclui um rotor superior (48) e um rotor inferior (50), sendo que o rotor inferior (50) inclui o membro de limpeza (52).

5. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o rotor superior (48) inclui uma primeira pluralidade de pás espaçadas (49) e o rotor inferior (50) inclui uma segunda pluralidade de pás espaçadas (51).

6. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o membro de limpeza (52) é montado em uma porção inferior de pelo menos uma das segundas pás (51).

7. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que inclui ainda um primeiro sensor de pressão (60) disposto dentro do vaso (35) e um segundo sensor de pressão (61) disposto em um elemento de descarga (56) adjacente e em comunicação fluida com uma superfície a jusante do filtro (41).

8. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o membro de descarga (56) tem um formato troncônico invertido.

9. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a entrada (38) está posicionada em uma extremidade superior do vaso (35) de modo que as substâncias distribuídas ao volume interno sejam entregues pela gravidade.

10. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a saída (40) está posicionada em uma extremidade inferior do vaso (35).

11. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o membro de limpeza (52) é constituído por uma substância de têmpera por atrito.

12. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a substância de têmpera por atrito compreende um fluoropolímero.

13. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma unidade de umidificação (25) para umedecer continuamente o pó seco com líquido do sistema de suprimento de líquido (26).

14. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a unidade de umidificação (25) compreende um edutor (27), sendo que o edutor (27) é configurado para receber o suprimento contínuo de pó seco do sistema de fornecimento de material (15) e receber o suprimento contínuo de líquido do sistema de suprimento de líquido (26), sendo que o edutor (27) tem uma saída (40) em comunicação fluida com a entrada (38) do vaso (35).

15. Aparelho (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um detector de medição de concentração (62) configurado para detectar uma concentração do material presente no líquido que sai do volume interno através da saída (40).

16. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o detector de medição de concentração (62) é um refletômetro.

17. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma unidade de umidificação (25) para umedecer continuamente o pó seco com líquido do sistema de suprimento de líquido (26) para formar uma mistura, sendo que a unidade de umidificação (25) compreende uma saída; em que a entrada do vaso configurada para receber líquido do sistema de suprimento de líquido (26) e o pó seco do sistema de fornecimento de material (15) é configurada para receber a mistura da saída da unidade de umidificação (25), e a saída do vaso (40) é configurada para entregar continuamente uma solução aquosa diluída do polímero formado no volume interno; e em que o filtro (41) que se estende de forma vedada através da saída por meio da qual a solução aquosa diluída que sai do vaso (35) através da saída do vaso (40) passa através do filtro (41).

18. Aparelho (10) de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a unidade de umidificação (25) compreende um edutor, sendo que o edutor (27) é configurado para receber o suprimento contínuo de pó seco do sistema de fornecimento de material (15) e receber o suprimento contínuo de líquido do sistema de suprimento de líquido (26), sendo que o edutor (27) tem uma saída em comunicação fluida com a entrada do vaso (38).

19. Método de preparação contínua de material utilizando o aparelho (10) conforme definido na reivindicação 1, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: entregar continuamente o líquido para a unidade de umidificação (25); entregar continuamente o pó seco do material à unidade de umidificação (25); umedecer o pó seco com o líquido para formar a mistura do líquido e do material; entregar a mistura para o volume interno do vaso (35); agitar continuamente a mistura contida no volume interno do vaso (35) para formar uma solução; remover continuamente um volume de descarga da solução contida no volume interno do vaso (35) enquanto passa o volume de descarga através do filtro (41) e através da saída (40) do vaso (35), sendo que o filtro tem a superfície a montante (42) em contato com o volume interno do vaso (35); e limpar a superfície a montante (42) do filtro (41) enquanto se agita a mistura.

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar um diferencial de pressão entre a superfície a montante (42) do filtro (41) e uma superfície a jusante do filtro (41).

21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar uma pressão a montante adjacente à superfície a montante (42) do filtro (41) com um primeiro sensor de pressão (60) disposto dentro do vaso (35) e determinar uma pressão a jusante adjacente à superfície a jusante do filtro (41) com um segundo sensor de pressão (61) disposto em um elemento de descarga (56) adjacente e em comunicação fluida com a superfície a jusante do filtro (41).

22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 21, caracterizado pelo fato de que compreende ainda controlar uma quantidade de mistura que entra ou descarregar o volume da solução que sai do vaso (35) com base no diferencial de pressão.

23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 22, caracterizado pelo fato de que a etapa de limpeza inclui girar pelo menos uma pá do rotor (51) que tem um membro de limpeza (52) na mesma e em que o membro de limpeza (52) contata a superfície a montante (42) do filtro (41).

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 23, caracterizado pelo fato de que compreende ainda detectar uma concentração do material presente no volume de descarga da solução que sai do volume interno através da saída do vaso (40).

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a etapa de detecção é realizada com um refletômetro (62).