BRPI0806182A2 - aparelho e método para limpar material a granel - Google Patents

Abstract

A invenção refere-se a um aparelho (1) para limpar material a granel, compreendendo um recipiente (2) para receber o material a granel, compreendendo uma abertura de preenchimento (5) o qual é arranjado em uma região superior do recipiente (2), compreendendo pelo menos um dispositivo de agitação (4) que é arranjado no interior do recipiente (2) e de modo que possa girar em relação ao recipiente (2), e pelo menos um dispositivo de descarga (12) através do qual o material a granel pode ser removido do recipiente (2), em que este dispositivo de descarga (12) é arranjado abaixo da abertura de enchimento (6). De acordo com a invenção, pelo menos uma alimentação (8) é provida, através da qual um líquido de limpeza pode ser introduzido no recipiente (2), em que esta alimentação (8) é arranjada acima do dispositivo de descarga (12).

Description

"APARELHO E MÉTODO PARA LIMPAR MATERIAL A GRANEL"

A invenção refere-se a um aparelho para limpar material agranel. Ao reciclar recipientes e, em particular, recipientes plásticos, éhabitual, primeiramente retalhar esses recipientes de plástico e depois dissolimpar as partes retalhadas a fim de em seguida, alimentar com elas umprocesso de reciclagem. Para isso, são conhecidas instalações, as quais, pormeio de dispositivos circulantes, circulam o material a granel localizado emum recipiente e dessa maneira, como um resultado de abrasão, removemqualquer sujeira localizada nas partes individuais, tais como resíduos derótulos e similares.

Essas instalações operam de uma maneira parcialmentesatisfatória, mas não permitem limpeza completa ou substancialmentecompleta das partículas individuais. O objetivo da presente invenção é,portanto prover um aparelho e um método para limpar material a granel, quepermita uma limpeza substancialmente completa e eficiente do material agranel.

Isso é conseguido de acordo com a invenção por meio de umaparelho de acordo com a reivindicação 1 e um método de acordo com areivindicação 12. Configurações vantajosas e desenvolvimentos adicionaisformam o assunto das reivindicações dependentes.

Um aparelho de acordo com a invenção para limpar material agranel compreende um recipiente para recebimento do material a granel. Esserecipiente compreende uma abertura de enchimento a qual é arranjada emuma região superior do recipiente, e pelo menos um dispositivo de agitaçãoque é arranjado no interior do recipiente e de tal maneira que possa girar emrelação ao recipiente. Também é provido pelo menos um dispositivo dedescarga através do qual o material a granel pode ser removido do recipiente,em que esse dispositivo de descarga é arranjado embaixo da abertura deenchimento.De acordo com a invenção, é provida pelo menos umaalimentação, através da qual um líquido de limpeza pode ser introduzido norecipiente, em que essa alimentação é arranjada acima do dispositivo dedescarga.

O material a granel compreende em particular, mas nãoexclusivamente, partículas e em particular flocos os quais são produzidosdurante o processo de reciclagem de garrafas PET. Entretanto, seria possíveltambém limpar outro material a granel adequadamente usando o aparelho deacordo com a invenção. No aparelho de acordo com a invenção, tanto umalimpeza molhada, por exemplo, usando uma deposição, como também umprocesso de limpeza provocado por fricção e, portanto conseguindo umresultado como o de um dispositivo de agitação. Dessa maneira, uma limpezaparticularmente eficiente do material a granel pode ser alcançada pelacombinação dos dois processos.

De preferência, o material a granel é introduzido no recipienteatravés da abertura de enchimento. Mais especificamente, esse material agranel ou os flocos são enchidos dentro do recipiente através da abertura paraenchimento, a qual está arranjada, de preferência em uma tampa do recipiente.

O material a granel é em seguida molhado com líquido e em particular comlíquido quente, a partir de cima, através de bocais. A temperatura desselíquido de lavagem quente fica entre 60° e 98°, preferivelmente entre 70° e95° e particularmente preferível entre 80° e 95°. Dessa maneira, uma limpezaintensiva, mecânica e química combinada pode ser concebida sob o efeito datemperatura e líquido de limpeza, por exemplo, por meio de deposição eaditivos.

Através do dispositivo de agitação, o material a granel écirculado dentro do recipiente, circulado de preferência em um planohorizontal, e dessa maneira, papel ou resíduos de rótulos podem ser separadosdo material a granel por fricção. Uma circulação vertical é evitada uma vezque, dessa maneira. O tempo de residência correto dentro do recipiente nãopode ser assegurado. Por razoes de reprodutibilidade da operação de limpeza,o recipiente é de preferência um do tipo denominado "tampão FiFo", i.e. um"tampão primeiro dentro-primeiro fora", no qual aquelas partículas que foramintroduzidas primeiro no recipiente são também as primeiras a seremremovidas de seu interior.

Em uma configuração preferida adicional, provida dentro dorecipiente, está um dispositivo de filtro o qual retém substancialmente omaterial a granel. Entretanto, o líquido de limpeza ou o líquido de limpezaque até agora tem sido transformado em sujeira pelo processo de limpezapode passar através desse dispositivo de filtro. O acima mencionadodispositivo de filtro é arranjado de preferência sobre o dispositivo de filtro afim de descarregar o material a granel de dentro do recipiente.

Em uma configuração vantajosa adicional, o dispositivo dedescarga inclui um transportador helicoidal o qual transporta o material agranel. Além disso, o dispositivo de descarga inclui uma abertura provida naparede lateral do recipiente. Esse transportador helicoidal junta dita aberturana parede lateral do recipiente e transporta o material a granel para fora e depreferência também para cima em um ângulo. Por meio desse transportadorhelicoidal e da velocidade de operação do mesmo, é possível também influirno tempo de residência do material a granel dentro do aparelho.

Em uma configuração vantajosa adicional, o dispositivo deagitação compreende uma pluralidade de elementos agitadores estendendo-seem uma direção radial do recipiente. Esses elementos agitadores podem serdesignados como estruturas em forma de asas as quais se estendem em umadireção radial do aparelho. O material a granel é assim transportado dentro dorecipiente do topo para o fundo, e é limpo durante esse processo de transporte.

Tempos de residência típicos para o material a granel dentrodo recipiente são entre 10 minutos e 20 minutos, de preferência na região de15 minutos. A velocidade de rotação do dispositivo de agitação está entre 40revoluções por minuto e 100 revoluções por minuto, de preferência entre 50revoluções por minuto e 90 revoluções por minuto e mais preferencialmenteainda entre 60 revoluções por minuto e 80 revoluções por minuto. Por meiodesse dispositivo de agitação de baixa rotação ou mecanismo de agitação debaixa rotação, energia mecânica é introduzida no material a granel. O materiala granel é limpo da sujeira de superfície como resultado de uma fricção contraa parede do recipiente e contra outras partículas do material a granel.

De preferência, numerosas ditas lâminas de agitação sãoarranjadas uma sobre a outra dentro do recipiente.

Em uma configuração vantajosa, nenhuma lâmina de agitaçãoé provida em uma região superior do recipiente e particularmente preferencialessa região superior do recipiente fica entre 15% e 50%, preferencialmente20% e 40% e mais particularmente preferencial ainda entre 30% e 40% dovolume (sobre o dispositivo de filtro) do recipiente. Essa região superior dorecipiente (a qual é designada sem ferramentas de agitação) atua aqui comouma zona de pré limpeza e também serve para pré-aquecimento do material.

As outras regiões do recipiente, nas quais as ferramentas de agitação sãoarranjadas, são designadas como uma zona de limpeza intensiva. O nível deenchimento de material dentro do recipiente é de aproximadamente 80%, emque a introdução da energia mecânica através da coluna de material é ajudadapor um dispositivo de agitação.

Em uma configuração vantajosa adicional, o recipiente temuma seção poligonal transversal. Essa seção poligonal transversal serve comoum dispositivo interruptor de fluxo de forma a evitar qualquer rotação damistura consistindo de um líquido e o material a granel pelo dispositivo deagitação. Adicionalmente, interruptores de fluxo adicionais podem serprovidos, por exemplo, entre as lâminas de agitação do dispositivo deagitação.Ao prover uma seção transversal poligonal, regiões sãoobtidas, as quais não podem ser alcançadas pelas lâminas de agitação, e dessamaneira fluxos podem assim ser evitados.

Em uma configuração vantajosa adicional, um dispositivo decontrole é provido, que assegura que o nível de enchimento do líquido dentrodo recipiente fica entre 20% e 70%, de preferência entre 30% e 60% eparticularmente preferível entre 40% e 50%.

Ao combinar os parâmetros, tempo, temperatura, deposição emecânica. Mesmo os adesivos chamados de fundição quente são dissolvidos.

Um alto poder de circulação da deposição de lavagem assegura uma descargaefetiva da sujeira a partir do aparelho e também evita que o material a granel,i.e. os flocos de plástico se tornem sujeira novamente. Em uma outraconfiguração vantajosa, provida abaixo, o dispositivo de filtro é uma aberturade saída através da qual o líquido de limpeza pode ser removido do recipiente.

Mais especificamente, a deposição de lavagem que se tornousujeira pode ser sugada para fora da atual zona de lavagem através de umachapa de base e em seguida, de preferência purificada novamente através deum dispositivo de purificação externo de estágios múltiplos. Para essapurificação, deve ser provida, por exemplo, uma máquina de peneiração pararemover polpas e impurezas grossas e uma filtragem por membrana paraseparar excluindo resíduos adesivos e outros produtos de decomposição. Adeposição de lavagem é em seguida de preferência transportada ou dirigidaem um circuito dentro de um tanque de armazenagem através de um sistemade controle de temperatura externa.

Mais especificamente, o líquido de limpeza passa peloaparelho de acordo com a invenção dentro de uma máquina de peneiraçãopara filtrar impurezas grossas. Essa máquina de peneiração é unida por umasegunda avaliação do líquido e em seguida um ou mais dispositivos deaquecimento para aquecer o líquido de limpeza. Durante esse processo deaquecimento, quantidades de ácidos medidas, deposição, detergentes e/oueliminadores de espuma também podem ser agregados. A deposição usadapode ser e.g. NaOH.

O dispositivo de controle mencionado acima serve tambémpara controlar o nível de enchimento do material ou material a granel e dadeposição de lavagem por meio de um controle máximo/ mínimo. Issoassegura tanto que o nível de enchimento do líquido de lavagem e que omaterial a granel sempre fazem a deposição dentro de limites predefinidos.

Como mencionado acima, o tempo de residência do material a granel dentrodo aparelho é influenciado por uma descarga helicoidal.

Em uma configuração vantajosa adicional, o dispositivo deagitação tem uma seção de transição a qual alarga do topo para o fundo. Aqui,deve ser levado em conta o fato de que quanto mais profundo o nível dematerial a granel dentro do aparelho, maior o volume de líquido. Essaviscosidade reduzida é compensada pela seção de transição a qual alarga dotopo para o fundo e pela distancia reduzida resultante entre a parede dorecipiente e a circunferência externa do dispositivo de agitação.

A presente invenção refere-se também a um método paralimpar material a granel. Na primeira etapa, o material a granel é introduzidoem um recipiente, em que o material a granel é introduzido através de umaabertura de enchimento a qual é provida em uma região superior dorecipiente. Além do mais, o material a granel é circulado dentro do recipientepor meio de um dispositivo de agitação, e finalmente o material a granel édescarregado do recipiente por meio de um dispositivo de descarga. Deacordo com a invenção, o material a granel é atuado em uma limpeza líquidadentro do recipiente. Também no método de acordo coma invenção, portanto,o material a granel é transportado do topo para o fundo dentro do recipiente.

Em uma configuração vantajosa adicional, o líquido delimpeza é alimentado para o recipiente a partir de cima e em particular,através da tampa do recipiente.

Em um método vantajoso adicional, o líquido de limpeza éseparado dôo material a granel por meio de um dispositivo de filtragem. Omaterial a granel limpo pode então ser descarregado, por exemplo, via umdispositivo transportador helicoidal, e o líquido de limpeza pode ser removidonovamente do recipiente, e pode ser reciclado.

O material a granel limpo é removido do recipiente, deprefereóncia, por meio de um transportador helicoidal. Vantajosamente, umaparelho do tipo descrito acima é usado para o método de acordo com ainvenção.

Vantagens adicionais e configurações irão surgir das figurasem anexo, nas quais:

Fig. 1 mostra um primeiro diagrama esquemático de umaparelho de acordo com a invenção para limpar material a granel; e

Fig. 2 mostra uma vista adicional do aparelho da Fig. 1.

A Fig. 1 mostra um aparelho de acordo com a invenção paralimpar material a granel. Esse aparelho 1 inclui um recipiente 2, dentro doqual o material a granel (não mostrado) é transportado na direção vertical,mais especificamente a partir do topo para o fundo. Mais especificamente, omaterial a granel é introduzido no recipiente 2 via uma abertura deenchimento 5. Essa abertura de enchimento 5 é arranjada em uma tampa 3 dorecipiente. Localizado dentro do recipiente 2, está um dispositivo de agitação4 que inclui numerosas lâminas de agitação 24 que giram sobre um eixolongitudinal L do mecanismo agitador que é ao mesmo tempo um eixolongitudinal L do aparelho 1. Pode ser notado que as lâminas de agitação 24são providas apenas em uma região inferior A do recipiente, e não na regiãosuperior B do recipiente. Esse dispositivo de agitação 4 é acionado por umdispositivo acionador 11, em que o acionador funciona aqui a partir de cimaatravés de um eixo acionador 38.Além do mais, na configuração mostrada na Figura 1, odispositivo de agitação 4 é montado em situação oposta ao dispositivo defiltro 14, e nenhum componente adicional do dispositivo de agitação éprovido abaixo do dispositivo de filtro 14. Um líquido de limpeza, emparticular uma deposição tendo um conteúdo de íon OH de 1.5 a 2%, éalimentado ao recipiente através de uma pluralidade de alimentações 8. Comesta finalidade, uma tubulação 9 é provida, a qual abastece as alimentaçõesindividuais 8. Essas alimentações 8 arranjadas na tampa 3 são bocais quemolham o material a granel, tão uniformemente quanto possível. Pode servisto a partir do desenho do dispositivo de filtragem 14 que o recipiente 2 nãoé circular, mas tem uma forma poligonal, no caso da configuração mostradana Fig. 1, tem uma forma octogonal. Dessa maneira é possível evitarmovimentos indesejados do material a granel, ativado pelo dispositivo deagitação 4.

Referência 28 identifica uma seção de transição na qual odispositivo de agitação se alarga a partir do eixo 38 em direção a um corporotativo cilíndrico 39. As lâminas de agitação 24 são arranjadas nesse corporotativo 39.

Referência 15 identifica uma saída para a descarga de líquido.

O material a granel é removido do recipiente via umdispositivo de descarga, que é identificado em sua totalidade pela referência12. Esse dispositivo de descarga 12 compreende um transportador helicoidal18, que por sua vez é acionado por um motor 13. Finalmente o material agranel sai do aparelho 1 via um canal de saída 30 e é passado, de preferência,por uma unidade adicional de limpeza, tal como um recipiente de descarga,por exemplo.

Referência 17 identifica uma cobertura a qual pode ser aberta afim de remover resíduos de sujeira de dentro do recipiente 2.

Apenas 8 lâminas de agitação são ilustradas na configuraçãomostrada na Fig. 1, mas, seria possível também prover numerosas lâminas quese estendessem, por exemplo, perpendiculares às lâminas de agitação 24mostradas na Fig. 1.

Fig. 2 mostra uma vista adicional do aparelho da Fig. 1.Numerosas alimentações 8 também podem ser vistas aqui, através dos quais olíquido de limpeza é alimentado para o recipiente 2. Também pode ser vistoque uma saída auxiliar 34 na forma de uma chapa 34 estendendo-se em umângulo, é provida abaixo do dispositivo de filtragem 14 e facilita a remoçãoda sujeira abaixo do filtro. Mais especificamente, a sujeira é forçada por essasaída auxiliar em direção a uma abertura 35 a qual é accessível uma vez que acobertura 17 é aberta.

Essa abertura 35 também se estende a uma certa extensãosobre o dispositivo de filtro 14, de forma que o material a granel podetambém ser descarregado através dessa abertura 35.

Adicionalmente, seria possível prover várias aberturas comoessas 35 para capacitar o ganho de acesso para o aparelho a partir de váriasregiões. Provido entre o dispositivo de filtro 14 e o corpo rotativo 39 está umdispositivo de suporte para a montagem do corpo rotativo 39 de forma que elepossa girar.

A abertura de descarga 22 é provida diretamente acima dodispositivo de filtro 14 de forma que o material a granel seja tambémparcialmente prensado através desta abertura de descarga 22 dentro dotransportador helicoidal 18 e desta forma pode ser transportado maisfacilmente. A abertura de descarga é arranjada em uma seção de parede 2a dorecipiente 2.

Todas as características divulgadas nos documentos de pedidode patente são reivindicadas como essenciais à invenção, tanto quanto elas sãonovas, individualmente ou em combinação em relação à técnica anterior.

Claims (17)

1. Aparelho (1) para limpar material a granel, caracterizadopelo fato de compreender um recipiente (2) para recebimento do material agranel, compreendendo uma abertura para enchimento (5) a qual é arranjadaem uma região superior do recipiente (2), compreendendo pelo menos umdispositivo de agitação (4) que é arranjado no interior do recipiente (2) e demodo que possa girar em relação ao recipiente (2), e pelo menos umdispositivo de descarga (12) através do qual o material a granel possa serremovido do recipiente (2), em que esse dispositivo de descarga (12) sejaarranjado abaixo da abertura de enchimento (6), em que pelo menos umaalimentação seja provida, através da qual um líquido de limpeza possa serintroduzido dentro do recipiente (2), em que esta alimentação (8) sejaarranjada acima do dispositivo de descarga (12).

2. Aparelho (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que é provido dentro do recipiente (2) um dispositivo de filtro(14) que retém substancialmente o material a granel.

3. Aparelho (1) de acordo com pelo menos uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo dedescarga (12) compreende um transportador helicoidal (18) que transporta omaterial a granel.

4. Aparelho (1) de acordo com pelo menos uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo dedescarga (12) compreende uma abertura (22) provida em uma parede lateral(2a) do recipiente (2).

5. Aparelho (1) de acordo com pelo menos uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo deagitação (4) compreende uma pluralidade de lâminas de agitação (24)estendendo-se em uma direção radial do recipiente.

6. Aparelho (1) de acordo com pelo menos uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que nenhuma lâminaagitadora (24) é provida em uma região superior (B) do recipiente.

7. Aparelho (1) de acordo com reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que a região superior do recipiente está entre 15% e 50%, depreferência entre 20% e 40% e particularmente preferível entre 30% e 40% dovolume do recipiente (2).

8. Aparelho (1) de acordo com pelo menos uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o recipiente (2) temuma seção transversal poligonal.

9. Aparelho (1) de acordo com pelo menos uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um dispositivo decontrole é provido, o qual assegura que um nível de enchimento de um líquidodentro do recipiente (2) fica entre 20% e 70%, de preferência entre 30% e-60% e particularmente preferencial entre 40% e 50%.

10. Aparelho (1) de acordo com pelo menos uma dasreivindicações precedentes de 2 a 9, caracterizado pelo fato de que sejaprovida abaixo do dispositivo de filtro (14) uma abertura de saída, através daqual o líquido de limpeza pode ser removido do recipiente (2).

11. Aparelho (1) de acordo com pelo menos uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um dispositivo deagitação (4) tem uma seção de transição (28) a qual se alarga do topo para ofundo.

12. Método para limpar material a granel, caracterizado pelofato de compreender as etapas de:- introduzir o material a granel em um recipiente (2), em que omaterial a granel é introduzido através de uma abertura de enchimento (5) aqual é provida em uma região superior do recipiente (2);- circular o material a granel dentro do recipiente (2) por meiode um dispositivo de agitação (4);-descarregar o material a granel do recipiente por meio de umdispositivo de descarga, em que o material a granel é ativado por um líquidode limpeza dentro do recipiente (2).

13. Método de acordo com reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que o líquido de limpeza é alimentado ao recipiente (2) a parir decima.

14. Método de acordo com pelo menos uma das reivindicaçõesprecedentes 12 a 13, caracterizado pelo fato de que o líquido de limpeza éseparado do material a granel por meio de um dispositivo de filtro (14).

15. Método de acordo com pelo menos uma das reivindicaçõesprecedentes 12 a 14, caracterizado pelo fato de que o material a granel limpoé removido do recipiente (2) por meio de um transportador helicoidal (18).

16. Método de acordo com pelo menos uma das reivindicaçõesprecedentes 12 a 15, caracterizado pelo fato de que o líquido de limpeza éremovido do recipiente (2) e em seguida purificado.

17. Método de acordo com reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que o material a granel dentro do recipiente (2) é misturadoapenas de forma horizontal, de forma que o tempo de residência do material agranel dentro do recipiente (2) seja assegurado.