BRPI1100339A2 - Método de fabricação de formas prévias de recipientes, e, instalação para a fabricação de formas prévias de recipientes - Google Patents

Método de fabricação de formas prévias de recipientes, e, instalação para a fabricação de formas prévias de recipientes Download PDF

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recycling machine
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Konrad Senn
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Abstract

Método de fabricação de formas prévias de recipientes, e, instalação para a fabricação de formas prévias de recipientes em um método de fabricação de formas prévias de recipientes nas quais material plástico recic lado é submetido a pelo menos um tratamento a quente em uma máquina de reciclagem antes de ser transferido para uma máquina de forma prévia, pelo menos uma parte maior do calor introduzido no material plástico durante o seu tratamento a quente e armazenado é transferido da máquina de reciclagem com o material plástico para a máquina de forma prévia. Em uma instalação (a) realizada para condução do método, a máquina de reciclagem é acoplada à máquina de forma prévia seja diretamente ou por meio de pelo menos uma armazenagern intermediária, de tal forma que pelo menos uma parte maior do calor introduzido na máquina de reciclagem durante um tratamento a quente do material pástico possa ser transferida com o material plástico para a máquina de forma prévia.

Description

MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE FORMAS PRÉVIAS DE
RECIPIENTES, E, INSTALAÇÃO PARA A FABRICAÇÃO DE FORMAS
PRÉVIAS DE RECIPIENTES A presente invenção refere-se a. um método conforme o preâmbulo da reivindicação 1 e uma instalação conforme o preâmbulo da reivindicação 4. O fabricante de formas prévias de recipientes a partir de material plástico reciclado, particularmente flocos de PET, necessita de um processo com aquecimento muito intenso. Além disso, o fornecimento de material plástico reciclado, particularmente flocos -de PET, necessita de um enorme fornecimento de calor para descontaminar o material plástico e opcionalmente conduzir um tratamento de SSP para processamento. O tratamento com SSP é um. processo padrão conhecidc no campo de tecnologia de plástico PET e indica que é realizada uma influência sobre a cadeia molecular (extensão, redução ou manutenção) (policondensação em estado sólido) ,' ou seja, um tratamento a quente ao longo, de um certo periodo. Descontaminação e tratamento com SSP podem ser conduzidos em uma máquina de reciclagem em um reator ou em reatores separados, conforme descrito em DE 10 2005 013 701 Al. A descontaminação é realizada, por exemplo, com gás quente, tal como ar ou nitrogênio, em que o calor ê fornecido por meios de transferência de calor diferentes até que sejam atingidas temperaturas, por exemplo, de 100 °C a 180 °C. O tratamento com SSP é conduzido, por exemplo, sob condições de pressão abaixo da atmosférica, em que são definidas temperaturas de até, no máximo, a temperatura de fusão do material plástico de 150 °C a 250 °C, preferencialmente de 170 °C a 210 °C. O tratamento com SSP pode ser conduzido em uma atmosfera de gás inerte, utilizando, por exemplo, dióxido de carbono ou nitrogênio. Na máquina de reciclagem conhecida por meio de DE 10 2 005 013 7 01 Al, após o tratamento com SSP, o material plástico reciclado é resfriado em um reator de resfriamento até temperatura de 50 °C a 100 °C, preferencialmente até menos de 70 °C, ou seja, até uma temperatura abaixo da temperatura de transição de segunda ordem do material plástico. Para resfriamento, pode ser utilizada uma bobina de resfriamento, condutor por filtro de vibração, reator fluidizado ou outro dispositivo de resfriamento, tal como por meio do fornecimento de ar ambiente. Embora pelo menos o tratamento com SSP possa ser conduzido em bateladas, por meio de uma disposição de reator de SSP com múltiplas partes, pode ser atingida descarga quase continua de material plástico reciclado. O material plástico reciclado resfriado a menos de 65 °C é alimentado em seguida a uma máquina de forma prévia ou é opcionalmente . resfriado completamente à temperatura amBlente antecipadamente. Na máquina de forma prévia, o material plástico reciclado deve ser novamente aquecido em seguida para que seja capaz de produzir as formas"prévias. O objetivo subjacente à presente invenção ê o fornecimento de um método e instalação para a fabricaçao de formas prévias de recipiente a partir de material plástico reciclado que permitem pelo menos um balanço térmico aprimorado em vista de economia considerável de energia térmica primária.
Este objetivo é atingido conforme o método conforme as características da reivindicação 1 e conforme o dispositivo com as características da reivindicação 4.
Como pelo menos uma parte principal do calor introduzido e armazenado necessário para o processo de fornecimento do material plástico reciclado é transferido para a máquina de forma prévia, a demanda de calor na máquina de forma prévia é significativamente reduzida, de forma que o balanço de energia térmica pode ser consideravelmente aprimorado na fabricação de formas, prévias de recipiente a partir de material plástico reciclado, sustentado, como efeito acompanhante, pela eliminação do gasto de tempo e da demanda de energia para resfriar o material plástico reciclado antes da sua transferência para a máquina de forma prévia. A conexão da máquina de reciclagem com a máquina de forma prévia garante na instalação que o material de plástico reciclado não necessite mais ser resfriado â força, mas seja transferido para a máquina de forma prévia, de tal forma que pelo menos uma parte principal do- calor introduzido na máquina de reciclagem durante o tratamento a quente do material plástico seja transferida para a máquina de forma prévia. Desta forma, a necessidade de calor da .máquina de- forma prévia -é -reduzida' e’ 'é! atingida uma vantagem para o dispositivo pelo fato de que pode ser omitida uma unidade de resfriamento para resfriamento forçado do material plástico reciclado*.
Em uma variante de método funcional, o material plástico reciclado, que é ' preferencialmente fornecido predominantemente na forma de flocos, tais como de PET, é transferido para a máquina de forma prévia diretamente ou por meio de uma armazenagem intermediária e na ausência de oxigênio atmosférico sob temperatura que, neste caso, é maior que a temperatura de transição vítrea de cerca de 65 °C a 7 0 °C. Desta forma, economiza-se calor na máquina de forma prévia que seria necessário inicialmente para trazer material plástico frio reciclado novamente para essa temperatura. Além disso, a duração do processo é reduzida, pois o resfriamento forçado é eliminado. A ausência pelo menos substancial de oxigênio na transferência do material plástico reciclado para a máquina de forma prévia exclui influências sobre o material plástico reciclado que afetam a qualidade de processamento.
De forma particularmente funcional, o material de plástico reciclado é transferido para a máquina de forma prévia sob temperatura de pelo menos cerca de 18 0 °C, de tal forma que, para atingir a temperatura de processamento do material plástico reciclado na máquina de forma prévia, seja agora necessária apenas baixa fonte de calor.
Em uma variante de instalação funcional, a máquina de forma prévia compreende pelo menos um extrusor que recebe o material plástico reciclado e moldes de injeção nos quais são fabricadas as formas prévias. A máquina de reciclagem, que é combinada em um bloco com a máquina de forma prévia diretamente ou por meio da armazenagem intermediária, compreende pelo menos um reator, preferencialmente pelo menos um reator de descontaminação, e -um reator SSP a jusante, ou pelo .menos um 'reator no qual a descontaminação e um tratamento adicional, tal como um tratamento de SSP, são conduzidos em conjunto. Para atingir um descarregamento quase continuo de-material plástico reciclado, ele pode ser ainda funcional para fornecer descontaminação de múltiplas partes e reatores de SSP ou diversos reatores operados de forma alternada e/ou sobreposta, ou operados em combinação. Além disso, diversas máquinas de forma prévia podem ser alimentadas com material plástico reciclado ainda quente da máquina de reciclagem simultânea ou alternadamente.
Em uma variante de instalação adicional, um reator, tal como o reator de descontaminação ou o reator de SSP, e o extrusor são combinados em um bloco diretamente ou por meio da pelo menos uma armazenagem intermediária, preferencialmente um silo. A combinação em um bloco pode ser preferencialmente isolada a quente e/ou realizada dé tal forma que a transferência do material plástico reciclado seja efetuada ao menos substancialmente sem a presença de oxigênio. A ausência de oxigênio permite a condução da transferência com uma parte máxima do calor introduzido na, máquina de reciclagem sem comprometer a qualidade de processamento do material plástico quente pela transferência.
Em uma variante de instalação funcional, o bloco combinado pode até ser conectado a uma fonte de calor que contribui com o aumento ou a manutenção da temperatura do material plástico durante a transferência e possivelmente também é alimentado por meios de fornecimento de calor da máquina de reciclagem e/ou da máquina de forma prévia. É ainda vantajoso fornecer um meio de retorno para descarregamento de formas prévias com defeito entre a máquina de forma prévia e a máquina de reciclagem. Desta forma, a descarga de ■ forma prévia com defeito pode ser devolvida diretamente para a máquina de reciclagem sem a necessidade de armazenagem intertnéctiária, resfriamento e novo aquecimento posterior.
Além disso, em vista de um balanço de energia térmica vantajoso, pode ser conveniente combinar'a máquina de forma prévia em um bloco, preferencialmente por meio de uma seção de tratamento a quente de forma prévia para ajuste de um certo perfil de temperatura em cada forma prévia, com uma máquina de moldagem por sopro. Desta forma, o calor da máquina de forma prévia pode também ser transferido para a seção de tratamento a quente ou diretamente para a máquina de moldagem por sopro.
Neste ponto, um meio de retorno de material residual e/ou recipientes com defeito descartados pode ser adequadamente fornecido entre a máquina de moldagem por sopro e a máquina de reciclagem, de tal forma que o material residual ou os recipientes defeituosos descarregados não necessitem ser armazenados separadamente, resfriados e rejeitados ou reciclados de outra forma. Os meios de retorno evitam juntos um desperdício de material plástico.
Realizações do objeto da presente invenção são ilustradas com referência à figura. A Fig. 1 é uma representação esquemática de uma instalação A para a fabricação de formas prévias de recipientes P, como opção com uma combinação de blocos diretos com uma máquina de moldagem por sopro B para fabricação de recipientes plásticos ocos moldados por sopro ou moldados por sopro e estiramento, particularmente garrafas de PET F, particularmente flocos de PET, e, por exemplo, em um procedimento·contínuo. A instalação A de fabricação· de formas prévias de recipientes P na Fig. 1 consiste essencialmente de uma máquina de reciclagem R para material plástico reciclado K que é conectada diretamente a uma máquina de forma prévia M, tal .como .para -moldagem.por“iftjeçaõ das formas prévias P, por meio de um bloco 12. O bloco 12 pode ser preferencialmente pelo menos uma armazenagem intermediária 20 de- material, plástico- reciclado quente' K, tal como silo ou similar.
Os componentes essenciais da máquina de reciclagem R são pelo " menos um reator, tal como um reator de descontaminação 1 e um reator de SSP 2 a jusante, ou são compatíveis com ele. O reator, tal como o reator de descontaminação 1, é alimentado com material plástico por meio de um dispositivo de medição 3 (ou, alternativamente, de um dispositivo de produção de flocos) , em que o material plástico consiste predominantemente de flocos, preferencialmente flocos de PET de garrafas de PET. O material plástico ê submetido a um tratamento a quente no reator, tal como no reator de descontaminação 1, por exemplo dentro de uma faixa de temperatura TI de 20 °C a 200 °C, preferencialmente dentro de uma faixa de temperatura de cerca de 15 0 °C, e ao longo de um período de tratamento que depende, entre outras coisas, do tamanho de partícula dos flocos. No processo, o calor de pelo menos uma fonte de calor 4 pode ser fornecido para o reator.
No reator SSP 2, efetua-se uma influência do comprimento de cadeia molecular do plástico no seu estado sólido (policondensação em estado sólido), se fornecido, em que pode também ter lugar descontaminação adicional (reator de combinação) . Isso ê feito, por exemplo, ao longo de uma duração de processo previamente determinada, dentro de uma faixa de temperaturas T2 de cerca de 150 °C a 250 °C, preferencialmente cerca de 170 °C a 210 °C. Neste ponto, pode-se fornecer calor ao reator SSP 2 a partir de uma' fonte de calor 5. O processo SSP ê preferencialmente conduzido em uma atmosfera de gás inerte (dióxido de carbono ou nitrogênio) na ausência de oxigênio atmosférico, opcionalmente sob pfessao abaixo da atmosférica. O material de plástico reciclado K é, conforme indicado por uma seta 6, transferido para a máquina de forma prévia M' sob temperatura T3 que ê mais alta que uma temperatura de cerca de 65 °C (temperatura de transição vítrea do material plástico) e é preferencialmente de cerca de 180 °C, em que essa temperatura vem de uma parte principal do calor fornecido no tratamento a quente na máquina de reciclagem R. Caso seja fornecido um reator SSP 2, o material de plástico reciclado K é transferido diretamente do reator SSP 2 para a máquina de forma prévia M por um bloco 12 que ê realizado de tal forma que a transferência e a transferência de calor tenham lugar essencialmente na ausência de oxigênio atmosférico. O bloco 12 pode ser realizado na forma de armazenagem intermediária 20, tal como na forma de silo, e pode compreender um isolamento de calor 13 e, opcionalmente, mesmo uma fonte de calor 14 para fornecimento de calor, ao menos para manter a temperatura T3 ou até para aumentá-la. No seu centro, a máquina de reciclagem R e a máquina de forma prévia são conectadas entre si ou combinadas em um bloco ao menos funcionalmente, preferencialmente até estruturalmente. A máquina de forma prévia M compreende, por exemplo, pelo menos um extrusor 7 que plastifica o material plástico K e o introduz em moldes de injeção 8 onde são fabricadas as formas prévias de recipiente P descarregadas continuamente em uma descarga 9. Opcionalmente, pelo menos uma outra fonte de calor 19 é atribuída funcionalmente â máquina de forma prévia M.
As formas prévias de recipientes fabricadas P podem ser armazenadas e resfriadas em seguida e encaminhadas a uma máquina de moldagem por sopro. Na realização da Fig. 1, entretanto, a instalação A de fabricação das formas prévias de recipiente P a partir de material plástico reciclado K é combinada diretamente em um bloco com pelo menos uma máquina de moldagem por sopro B para que seja capaz de utilizar o calor das formas prévias. de recipientes fabricadas P até o máximo possível durante a moldagem por sopro (tal como moldagem por sopro e estiramento). A máquina de moldagem por sopro B possui, por exemplo, um rotor de sopro com moldes de sopro não ilustrados nos quais os recipientes, tais como as garrafas de PET F, são produzidos continuamente. Como, para a moldagem por sopro, é necessário um certo perfil de temperatura em cada forma prévia de recipiente P, pode ser fornecida uma seção de tratamento a quente 11 entre a máquina de forma prévia Mea máquina de moldagem por sopro B.
Como duas opções adicionais, que são fornecidas separadamente ou em combinação, é fornecido pelo menos um meio de retorno 16 entre a descarga 9 da máquina de forma prévia M e/ou a máquina de moldagem por sopro B para devolver formas prévias com defeito descarregadas (dispositivo de seleção 15) da máquina de forma prévia M e/ou material residual e recipientes defeituosos descarregados (meios de seleção 17) da máquina de molde por sopro B para a máquina de reciclagem R e esta para os meios de produção de flocos ou medição 3, ou por um meio de trituração separado 18 diretamente para o reator de descontaminação 1 (ou o reator SSP 2). A máquina de reciclagem R pode fornecer simultaneamente diversas máquinas de forma prévia M. Para permitir um procedimento quase contínuo, pelo menos duas máquinas de reciclagem R, R' (ou reatores 1, 2) podem ser atribuídas a uma máquina de forma prévia M ou a diversas máquinas de formas prévias Μ, M' . A máquina de moldagem por sopro não precisa ser necessariamente combinada em um bloco com a máquina de forma prévia M. A máquina de reciclagem R poderá também compreender apenas um reator que é utilizado ■ para-descontamifiáção e para o processo de SSP.
Na máquina de reciclagem R, prevalecem preferencialmente as condições de processo, adiabático. As fõntes' de calor 4, 5, 14, 19 podem ser operadas com qualquer meio de transferência de calor arbitrário (água, vapor,, elétrica, óleo termal ou similar). Como opção adicional, no lugar do bloco fixo 12 entre a máquina de reciclagem R e a máquina de forma prévia M, poderá também ser utilizado um sistema de recipiente intercambiável, por exemplo, de tal forma que cada recipiente intercambiável seja cheio com uma batelada na máquina de reciclagem R, fechado e transferido em seguida para a máquina de forma prévia M e ali conectado, de forma que, com pelo menos dois recipientes intercambiáveis, permita-se operação quase contínua. Esses recipientes intercambiáveis podem ser isolados a quente ou mesmo aquecidos.

Claims (13)

1 . MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE FORMAS PREVIAS DE RECIPIENTES, com material plástico reciclado (K) , particularmente com flocos de PET, em que o material plástico (K) é submetido a pelo menos um tratamento a quente em uma máquina de reciclagem (R) antes de ser transferido para uma máquina de forma prévia (M), caracterizado por pelo menos uma parte maior do calor introduzido no material plástico (K) durante o seu tratamento a quente e armazenado é transferido da máquina de reciclagem (R) com o material plástico (K) para a máquina de forma prévia (M).
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo material plástico reciclado (K) ser transferido predominantemente na forma de flo^^a da máquina de .reciclagem (R) , se j a- diretamente ou por meio de uma armazenagem íntermeuiãria (20), na ausência de oxigênio atmosférico sob temperatura (T3) que, em qualquer dos casos, está- acima■da“temperatura de" transição vítrea de cerca de 6 5 °C a 70 °C.
3. - MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo material plástico reciclado (K) ser transferido da máquina de reciclagem (R) para a máquina de forma prévia (M) sob temperatura (T3) de cerca de 180 °C.
4 . INSTALAÇÃO PARA A FABRICAÇÃO DE FORMAS PRÉVIAS DE RECIPIENTES, com material plástico reciclado (K) , particularmente flocos de PET, com pelo menos uma máquina de forma prévia (M) que forma formas prévias (P), particularmente uma máquina de moldagem por injeção, que pode ser alimentada com o material plástico reciclado (K) da pelo menos uma máquina de reciclagem (R) que fornece o material plástico reciclado (K) , caracterizada pela máquina de reciclagem (R) ser conectada à máquina de forma prévia (M) diretamente ou via pelo menos uma armazenagem intermediária (20) , de tal forma que pelo menos uma parte maior do calor introduzido na máquina de reciclagem (R) durante um tratamento a quente do material plástico (K) pode ser transferido com o material plástico (K) para a máquina de forma prévia (M).
5. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pela máquina de forma prévia (M) compreender pelo menos um extrusor (7) que pode receber o material plástico (K) e moldes de injeção (8) e a máquina de reciclagem (R) compreender pelo menos um reator no qual pode ser conduzido tratamento a quente.
6. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela máquina de reciclagem (R) compreender pelo menos um reator de descontaminação (1).
7. INSTALAÇÃO, dè acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela máquina de reciclagem (R) compreender pelo menos um reator SSP (2), preferencialmente um reator SSP e déscontaminação combinado (2)
8. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela máquina de reciclagem (R) compreender pelo menos um reator de descontaminação (1) e pelo menos um reator SSP (2), preferencialmente dispostos a jusante.
9. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo reator de descontaminação (1) e/ou o reator SSP (2) da máquina de reciclagem (R) e o extrusor (7) da máquina de forma prévia (M) serem combinados em um bloco diretamente ou por .meio da pelo menos . uma armazenagem intermediária (20) , preferencialmente um silo, é que o bloco (12) é convenientemente realizado para que seja isolado a quente (13) e/ou pelo menos essencialmente livre de oxigênio.
10. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por uma fonte de calor (14) ser conectada ao bloco (12) .
11. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por um meio de retorno (16) para formas prévias com defeito descarregadas ser fornecido entre a máquina de forma prévia (M) e a máquina de reciclagem (R) .
12. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pela máquina de forma prévia (M) ser diretamente, preferencialmente por meio de uma seção de tratamento a quente de formas prévias (11), combinada em um bloco com uma máquina de moldagem a sopro (B).
13. INSTALAÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por um meio de retorno (16) para material residual e/òu recipientes defeituosos descarregados da máquina de moldagem a sopro (B) é fornecido entre a máquina de moldagem a sopro (B) e a máquina de reciclagem (R) .
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