ES2390723A1 - Proceso y dispositivo para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado - Google Patents

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Abstract

Proceso y dispositivo para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado.La presente invención se refiere a un proceso y un dispositivo para la expansión de material de corcho sometiendo este último a vapor saturado o sobrecalentado. La invención puede expandir corcho por lo menos de un 5 a un 30%, sin utilizar sustancias extrañas respecto al corcho. El dispositivo de expansión comprende a tres conjuntos operativos (UA, UA'; UE, UE'; UD, UD'), respectivamente, conjunto de alimentación (UA, UA'), conjunto de expansión (UE, UE') y conjunto de descarga (UD, UD'), que están asociados a las etapas del proceso de expansión del material de corcho. Este nuevo proceso y dispositivo permiten la expansión de corcho en cualquier tipo de material de corcho, tal como corcho de falca, corcho virgen o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho, corcho picado, granulado o en polvo y sus combinaciones. El material de corcho resultante presenta propiedades mejoradas.

Description

Proceso y dispositivo para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se refiere a un proceso y a un dispositivo que permite la expansión de volumen de corcho sin el uso de sustancias extrañas respecto al corcho. Más concretamente, se refiere a un proceso que consiste en someter el corcho a vapor saturado y/o sobrecalentado dando como resultado un mayor volumen de material y por lo tanto un mayor rendimiento, y a un dispositivo para llevar a cabo dicho proceso.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El corcho es un producto natural que tiene alta calidad y una amplia aplicación industrial que se va del vino a la industria de la construcción. Existe una gran demanda de corcho, tanto como materia prima como por sus características únicas, pero al tratarse de un recurso natural es limitado.
En varias etapas de procesamiento de corcho o derivados del corcho ya se utiliza agua o vapor. La mayoría del corcho extraído del alcornoque se somete a un proceso de ebullición con agua a 90ºC durante 1 hora. Este proceso es bien conocido en la industria del corcho y se utiliza para aplanar placas de corcho. Esta operación es fundamental para aplanar las placas de corcho y aplica humedad que es necesaria para las operaciones de brochado de tapones.
El agua, en forma de vapor sobrecalentado, también se utiliza para la producción de aglomerado negro, para lo cual se utiliza corcho granulado sin tratamiento previo (ebullición). El vapor sobrecalentado puede alcanzar temperaturas superiores a 340ºC. En este proceso, los gránulos de corcho tienen un volumen de expansión considerable, se produce la adhesión entre los gránulos, para así evitar la necesidad de pegamento sintético. Sin embargo, este proceso produce una fuerte degradación del corcho, lo que disminuye considerablemente su valor comercial. Este proceso se describe en la patente británica nº 16.935. Para la producción de aglomerado negro, se obtiene una expansión celular junto con una reducción del espesor de su pared celular y una importante modificación química (véase Materials Science and Engineering A.H. Pereira y E. Ferreira, 1989, 111, páginas 217-225). Estas situaciones también contribuyen a una reducción de la calidad de corcho, y por lo tanto de su valor comercial. Además, el proceso de producción de aglomerado negro aplica un color oscuro (de ahí la denominación de "aglomerado negro") a las placas así producidas lo cual deteriora significativamente el aspecto estético.
La solicitud de patente WO 014 436 A1 describe un proceso en el cual se utiliza vapor para el tratamiento del corcho. Este proceso está diseñado para eliminar malos sabores del corcho utilizando temperaturas relativamente bajas en el intervalo de 100 a 125ºC.
La solicitud de patente US 2588418 A también se refiere al uso de vapor para el tratamiento de corcho. Este proceso se utiliza para desfragmentar corcho granulado que previamente fue envasado para fines de transporte.
El proceso y el dispositivo de la presente invención superan los inconvenientes de los procesos de la técnica anterior tales como la producción de aglomerado negro. Son más compatibles con procesos de soporte a los procesos de fabricación, tales como, por ejemplo, la ebullición de placas de corcho, supresión de mal sabor del material de corcho
o desfragmentar de corcho granulado previamente envasado, garantizando de este modo un producto de expansión (producto resultante) que tiene un mayor volumen, que es más ligero y más resistente que el material de corcho de partida (o materia prima).
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El proceso de expansión de la invención puede realizarse en modo continuo o por lotes y tiene tres etapas. La primera etapa comprende la alimentación de material, seguido de una segunda etapa de expansión y, finalmente de la tercera fase de descarga o, preferiblemente, etapa de enfriamiento y descarga.
Con relación a la primera etapa o etapa de alimentación, ésta comprende el suministro de material de corcho a una zona de expansión. En un proceso continuo, la etapa de alimentación está diseñada para suministrar una zona de expansión y encerrar vapor en la zona de expansión. En un proceso por lotes, la etapa de alimentación está diseñada para suministrar a una zona de expansión y recuperar el vapor que permanece en esa zona de expansión.
Respecto a la segunda etapa o etapa de expansión, ésta comprende el suministro de vapor saturado y/o sobrecalentado a una zona de expansión y la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en la zona de expansión.
En la zona de expansión, todo el material de corcho a procesar debe someterse a dicho vapor saturado y/o sobrecalentado a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 150 - 340ºC, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 280 - 310ºC y una sobrepresión en el intervalo de aproximadamente 0,1 a 0,5 bar durante un
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período en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 15 minutos, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 5 minutos.
En relación con la tercera etapa o etapa de descarga, ésta incluye la descarga o, preferiblemente, el enfriamiento y la descarga de producto que resulta de la segunda etapa del proceso de expansión de la invención. Esta etapa comprende la contención de vapor en la zona de expansión y el enfriamiento y la recogida del corcho expandido en la zona de expansión.
La presente invención está asociada, además, a un dispositivo de expansión que comprende un conjunto de alimentación, un conjunto de descarga y un conjunto o cámara de expansión entre el conjunto de alimentación y el de descarga, en el que el conjunto de alimentación comprende un elemento de estanqueidad, una admisión de material de corcho y un elemento de transporte del material de corcho; dicho conjunto de expansión comprende una carcasa y un mecanismo interior de transporte y contacto, y dicho conjunto de descarga comprende un elemento de estanqueidad y un elemento de recogida y transporte, en el que
dicho elemento de estanqueidad del conjunto de alimentación está dispuesto sobre la admisión, conectado de manera estanca a la abertura de entrada de dicha admisión del material de corcho, en un primer extremo de un elemento de transporte y curso arriba de la abertura de alimentación de un conjunto de expansión UE, diseñado para la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en los conjuntos de alimentación y de expansión;
dicha admisión de material de corcho del conjunto de alimentación está dispuesta en un primer extremo de un elemento de transporte, conectada a un elemento de estanqueidad y dispuesta por debajo de este último, que se utiliza para recibir material de corcho y lo envía a los elementos de transporte, y que comprende un tamaño y una forma adecuados a la cantidad de material de corcho a suministrar al conjunto de expansión;
dicho elemento de transporte del conjunto de alimentación dirige material de corcho a una abertura de alimentación del conjunto de expansión;
dicha carcasa del conjunto de expansión es hueca, la cual comprende,
por lo menos una abertura de alimentación dispuesta en un primer extremo de la carcasa, en la parte superior de la carcasa del conjunto de expansión, comunicando con el elemento de transporte del conjunto de alimentación, diseñada para permitir el suministro de material de corcho a la carcasa del conjunto de expansión para así suministrar material de corcho al mecanismo interior de transporte y contacto del conjunto de expansión,
por lo menos cuatro aberturas de entrada de vapor saturado y/o sobrecalentado dispuestas en una parte inferior de la carcasa del conjunto de expansión y situadas de manera sustancialmente uniforme en la pared en cada lado de dicha carcasa,
por menos dos aberturas de salida de vapor saturado y/o sobrecalentado dispuestas y situadas en la parte superior de la carcasa del conjunto de expansión, para el flujo de vapor, actuando las aberturas de salida como válvulas de escape o convergiendo en por lo menos una válvula de escape fuera de la carcasa de la cámara de expansión,
por lo menos una abertura de entrada de termofluido dispuesta en la cara transversal de dicho primer extremo de la carcasa del conjunto de expansión o en cualquier otro lugar adecuado de la carcasa, para la admisión de un fluido de calentamiento anterior de la pared de la carcasa del conjunto de expansión,
por lo menos, una abertura de salida de termofluido dispuesta en la cara transversal de dicho primer extremo de la carcasa del conjunto de expansión o en cualquier otro lugar adecuado de la carcasa, para el flujo de dicho fluido de calentamiento anterior de la pared de la carcasa del conjunto de expansión y
por lo menos, una abertura de descarga dispuesta en el segundo extremo de la carcasa, opuesta al primer extremo de la abertura de alimentación, en la parte inferior de la carcasa, conectada al elemento de recogida y transporte del conjunto de descarga y diseñada para permitir el suministro del material de corcho expandido al conjunto de descarga;
dicho mecanismo interior de transporte y contacto del conjunto de expansión se encuentra dentro de la carcasa del conjunto de expansión, a la vez que asegura el transporte y un contacto sustancialmente uniforme del material de corcho con vapor saturado y/o sobrecalentado de dicha entrada de alimentación de la carcasa al conjunto de descarga;
dicho elemento de estanqueidad del conjunto de descarga está dispuesto, en un primer extremo del conjunto del
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elemento de recogida y transporte, en la abertura de descarga de la carcasa de la cámara, y está diseñado para la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en los conjuntos de expansión y de alimentación;
dicho elemento de recogida y transporte del conjunto de descarga recoge el material de corcho expandido de la abertura de descarga de la cámara de expansión y lo transporta fuera del dispositivo de expansión y
dichos elementos de transporte de los conjuntos de alimentación, expansión y descarga tienen una velocidad de transporte sincronizada entre sí.
Cada uno de dicho elemento de transporte del conjunto de alimentación, el elemento de transporte y contacto del conjunto de expansión y recogida y el elemento de transporte del conjunto de descarga comprenden un medio de transporte seleccionado del grupo que comprende un tornillo sinfín, una cinta transportadora de acero o cualquier otro material apropiado, una cinta de fluidización, y un transportador neumático y similares y sus combinaciones.
Cada uno de dicho elemento de estanqueidad del conjunto de alimentación y el elemento de estanqueidad del conjunto de descarga comprenden un medio de estanqueidad seleccionado del grupo que comprende una "escotilla" de alimentación, una compuerta de estanqueidad manual o electroneumática, y una antecámara que presenta dos puntos de acceso de entrada/salida alternativos y similares y sus combinaciones.
Si se utilizan placas de corcho, dichos conjuntos de alimentación y descarga comprenden dos correderas de estanqueidad que tienen un movimiento alternativo para la admisión y el suministro de las placas de corcho.
El nuevo dispositivo de expansión de la invención puede formar un aparato de expansión automatizado que comprende por lo menos un grupo de al menos dos dispositivos de expansión paralelos.
En una realización, dicho elemento de estanqueidad del conjunto de alimentación es una escotilla de estanqueidad; dicha admisión del conjunto de alimentación es una tolva de admisión; dicho elemento de transporte del conjunto de alimentación es un tornillo sinfín; dicha carcasa del conjunto de expansión comprende:
una entrada de material de corcho,
dos entradas de vapor sobrecalentado dispuestas en el exterior y lateralmente, una a cada lado de la carcasa de la cámara, cada una se divide en dos aberturas de entrada de vapor sobrecalentado dispuestas a ambos lados de la carcasa de la cámara,
cuatro salidas de vapor situadas en la parte superior de la carcasa de la cámara que convergen en una única válvula de escape de vapor dispuesta en el exterior y por encima de la carcasa de la cámara,
una entrada de termofluido,
una salida de termofluido y
una salida de material expandido;
dicho mecanismo interior de transporte y contacto de la cámara de expansión es un tornillo sinfín; dicho elemento de estanqueidad del conjunto de descarga es una escotilla de estanqueidad; dicho elemento de recogida y transporte del conjunto de descarga es un tornillo sinfín y se suministra corcho picado al dispositivo de expansión.
El proceso y el dispositivo de expansión de la invención utilizan cualquier material de corcho seleccionado del grupo formado por corcho de falca, corcho virgen o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho (de la producción de tapones o la transformación de placas de corcho), corcho picado, granulado y en polvo.
La siguiente descripción detallada de la invención se da con referencia a las realizaciones y las figuras que se acompañan.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las figuras 1 y 2 muestran esquemáticamente células de corcho en dirección radial y en dirección axial/tangencial, respectivamente.
La figura 3 muestra imágenes del corcho obtenidas por microscopía electrónica de barrido en dirección radial y no radial, que ilustra la morfología del corcho antes y después de un proceso de expansión.
La figura 4 muestra esquemáticamente una vista en detalle del dispositivo de expansión de la presente invención.
La figura 5 muestra esquemáticamente una vista superior de un conjunto de expansión de la invención.
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La figura 6 muestra esquemáticamente una vista lateral de un conjunto de expansión de la invención. La figura 7 muestra esquemáticamente una vista frontal de un conjunto de expansión de la invención. La figura 8 muestra esquemáticamente un conjunto de alimentación preferido de la invención. La figura 9 muestra esquemáticamente una vista lateral de un conjunto de expansión preferido de la invención. La figura 10 muestra esquemáticamente una vista superior de un conjunto de expansión preferido de la invención. La figura 11 muestra esquemáticamente una vista frontal de un conjunto de expansión preferido de la invención. La figura 12 muestra esquemáticamente un conjunto de descarga preferido de la invención. La figura 13 muestra esquemáticamente un conjunto de alimentación del dispositivo de la invención para la condición
particular de alimentación de placas de corcho.
La figura 14 muestra esquemáticamente un conjunto de descarga del dispositivo de la invención para la condición particular de descarga placas de corcho. La figura 15 es una vista frontal esquemática de un aparato que tiene dos cámaras de expansión de la invención
conectadas entre sí en paralelo. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un proceso y un dispositivo que permite la expansión de volumen de corcho sin
utilizar sustancias extrañas respecto al corcho. Posteriormente, el corcho resultante puede ser sometido a los
procesos de la técnica anterior habituales de la industria del corcho. Cualquier material de corcho puede ser sometido al proceso y al dispositivo de expansión de la invención, con independencia de su forma, calidad de origen o tratamientos previos. Puede utilizarse corcho de falca, corcho virgen
o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho (de la producción de tapones o de la transformación de placas de corcho), corcho picado, granulado, en polvo y similares, o cualquiera de los anteriores en estado hervido.
Para entender mejor las modificaciones en el material de corcho tras someterlo al proceso de la presente invención, en lo sucesivo se describen algunas de las características intrínsecas del corcho.
A nivel microscópico, el corcho puede describirse como un tejido homogéneo con células delgadas sin espacio entre ellas y dispuestas en una estructura alveolar similar a un panal. Las células del corcho muestran una amplia gama de formas diferentes según se aprecia en la dirección radial (figura 1) o en una dirección axial o tangencial (figura 2).
El tamaño de estos prismas, que se muestran en "Forest Ecology and Management", A. Costa, 2003, páginas 239 a 246, puede ser considerablemente variable, de acuerdo con la siguiente Tabla 1.
TABLA 1
Tamaño de célula
Altura del prisma (µm)
30 – 40
Base del prisma (µm)
13 – 15
Base promedio (cm2)
4 – 6 x 10-6
Espesor de pared (µm)
1 – 1,5
Número de células/cm3
4 – 7 x 107
Según "Proceedings of the Royal Society of London" Serie A – Mathematical and Physical Sciences, de L. J Gibson, 1981, páginas 99 a 117, las paredes laterales del corcho son muy onduladas. Nótese que el proceso y el dispositivo de la invención provocan una disminución de la ondulación de la pared.
Además, la estructura cerrada de las células del corcho y su contenido de aire establecen un bajo peso específico, así como algunas de las características mecánicas del corcho. Sin embargo, el peso específico del corcho puede variar entre 120 kg.m-3 y 240 kg.m-3, tal como se menciona en "Boletim do Instituto dos Produtos Florestais" -Cork
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from M. Fortes, 1988, páginas 65-68. Esta variabilidad está relacionada con el tamaño de la célula (altura y grosor de pared), la ondulación de las paredes de las células y la cantidad de lenticelas. Al igual que con las características del corcho mencionadas anteriormente, el peso específico del material de corcho sometido al proceso y al dispositivo de la invención es menor que antes del tratamiento.
El proceso y el dispositivo de expansión del corcho de la presente invención proporcionan un producto de expansión resultante que presenta menos ondulaciones en las paredes de las células y un mayor tamaño de base de prisma de aproximadamente un 30% (véase figura 3). Estas modificaciones celulares expresan un aumento de volumen y una reducción de peso específico del material de corcho utilizado. En consecuencia, por ejemplo, los bloques de corcho aglomerado obtenidos son más grandes, más ligeros y más estables y resistentes que los respectivos bloques de la técnica anterior que no fueron sometidos al proceso de expansión de la invención. Estas diferencias provocan un rendimiento significativo y un impacto en la calidad del producto final que es muy deseable de acuerdo con las limitaciones naturales mencionadas anteriormente para la obtención de material de corcho.
A continuación se describen con mayor detalle las características del proceso y el producto de expansión que resultan del dispositivo de la presente invención.
El proceso de expansión de la invención puede utilizarse en modo continuo o por lotes y tiene tres etapas. La primera etapa comprende la alimentación de material seguido de una segunda etapa de expansión y, por último, una tercera etapa de descarga o, preferiblemente, una etapa de enfriamiento y descarga.
La forma del material de partida que se pretende suministrar para procesar (por ejemplo, triturado o en placas) no representa ninguna limitación para el proceso de expansión.
Por lo tanto, una primera etapa de alimentación comprende el suministro de corcho a una zona de expansión.
En un proceso continuo, la etapa de alimentación está diseñada para alimentar una zona de expansión y, al mismo tiempo, asegurar que no hay fugas del vapor asociado al proceso.
En un proceso por lotes, la etapa de alimentación está diseñada para alimentar la zona de expansión y recuperar el vapor que queda en esa zona de expansión.
Respecto a la segunda etapa del proceso, denominada expansión, comprende la contención de material de corcho con un suministro de vapor saturado y/o sobrecalentado durante un período de tiempo, en una zona común denominada zona de expansión.
En la zona de expansión, el material de corcho se somete a vapor saturado y/o sobrecalentado durante un período en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 15 minutos, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 5 minutos. Durante ese período de tiempo, todo el material de corcho a tratar debe exponerse homogéneamente a vapor saturado y/o sobrecalentado a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 150 - 340ºC, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente de 280 - 310ºC y una sobrepresión en el intervalo de aproximadamente 0,1 a 0,5 bar.
Por último, la tercera fase del proceso de expansión, denominada de descarga, comprende una etapa de descarga, o preferiblemente una etapa de enfriamiento y descarga, del producto que resulta de la segunda etapa del proceso de expansión. Esta etapa comprende la recogida de producto resultante asegurando la contención de vapor de agua en las zonas de expansión y alimentación, estando precedida dicha recogida del corcho de enfriamiento.
Sorprendentemente, este nuevo proceso de expansión del material de corcho confiere unas características mejoradas (se describe con mayor detalle a continuación) al material de corcho resultante (o producto resultante) en relación con la materia prima partida que podría haber sido sometida a un tratamiento previo. El proceso de expansión de la invención requiere un nuevo dispositivo para su implementación de una manera eficaz y rentable.
Para comprender mejor la presente descripción hay que señalar que la expresión "tiempo de contacto" está relacionada con el periodo de tiempo de contacto entre el material de corcho y el vapor saturado o sobrecalentado, en la etapa de expansión.
En términos de funcionamiento, la tercera etapa del proceso de expansión es similar a la primera etapa del proceso, excepto en el hecho de que el material de corcho ya se ha expandido en la tercera (y última) etapa, de modo que la expresión "producto resultante" está relacionada con el material de corcho que ya ha pasado a la segunda etapa del proceso y, en consecuencia, ya está expandido.
El término "sobrepresión" está relacionado con valores de presión que superan la presión atmosférica, de modo que para obtener el valor de presión total es necesario sumar la sobrepresión y la presión atmosférica.
Con referencia a las figuras 4-7 se describe un dispositivo de expansión que pone en práctica el proceso de
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expansión de la invención.
El dispositivo de expansión de la presente invención debe asegurar las siguientes condiciones de funcionamiento:
-
Temperatura: aproximadamente 150 a 340ºC;
-
Sobrepresión: aproximadamente 0,1 a 0,5 bar;
-
Tiempo de contacto: de aproximadamente 30 segundos a 15 minutos.
Además, el dispositivo de expansión de la invención está formado por tres conjuntos principales UA, UE, UD (figura 4). Estos conjuntos están directamente relacionados con las tres etapas del proceso de expansión mencionadas anteriormente. A continuación, los conjuntos UA, UE, UD se designarán por:
1) conjunto de alimentación UA,
2) conjunto de expansión UE, y
3) conjunto de descarga UD.
A continuación se describe en detalle cada uno de estos conjuntos UA, UE, UD del dispositivo de expansión de la presente invención.
1) Conjunto de alimentación
El conjunto de alimentación UA de la invención suministra al conjunto de expansión UE (que se describe en detalle a continuación). La configuración del conjunto de alimentación UA permite la admisión del material de corcho, la alimentación del conjunto de expansión UE y la estanqueidad del vapor utilizado en el proceso.
Por lo tanto, con referencia a la figura 4, dicho conjunto de alimentación UA comprende un elemento de estanqueidad 3, una admisión de material de corcho 1 y un elemento de transporte del material de corcho 2.
Tal como se muestra en la figura 4, el elemento del estanqueidad 3 se encuentra dispuesto sobre la admisión 1, conectado de manera estanca a la abertura de entrada de la admisión del material de corcho 1, en el primer extremo de un elemento de transporte 2 y curso arriba de dicha abertura de alimentación 6 del conjunto de expansión UE. Este elemento de estanqueidad 3 está diseñado para cerrar de manera estanca el conjunto de alimentación UA, garantizando la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en el conjunto de alimentación y expansión UA, UE. Para ello, el elemento de estanqueidad 3 del conjunto de alimentación UA debe comprender un medio de estanqueidad seleccionado del grupo que consiste en una "escotilla" de alimentación, una compuerta de estanqueidad manual o electroneumática, y una antecámara con dos puntos de acceso de entrada/salida alternativos y similares.
Dicha admisión 1 del conjunto de alimentación UA está dispuesta en un primer extremo de un elemento de transporte 2, conectada al elemento de estanqueidad 3 y dispuesta por debajo de este último. La admisión 1 es adecuada para la recepción del material de corcho a expandir y para enviarlo a dicho elemento de transporte 2.
Hay que señalar que el tamaño y la forma de la admisión 1 está relacionado con la cantidad, el tipo y la forma del material de corcho que puede ser suministrado a los elementos de transporte 2 sin que se produzca bloqueo y, en consecuencia, material excesivo en el elemento de transporte 2. El diseño de la entrada 1 también está relacionado con la cantidad de material de corcho que puede tratarse en el conjunto de expansión UE en cualquier momento para así garantizar un contacto adecuado y homogéneo del material de corcho con el vapor saturado y/o sobrecalentado. De este modo, no se dará aquí una descripción del tamaño de los distintos elementos del dispositivo de expansión, ya que el funcionamiento del nuevo dispositivo de expansión no depende de dicho tamaño, el cual simplemente añade limitaciones a las cantidades producción que hay que cumplir.
Respecto al elemento de transporte 2 del conjunto de alimentación UA, su función es dirigir el material de corcho a expandir a una abertura de alimentación 6 del conjunto de expansión UE.
El elemento de transporte 2 del conjunto de alimentación UA comprende medios de transporte seleccionados del grupo que comprende un tornillo sinfín, una cinta transportadora de acero o cualquier otro material apropiado, una cinta de fluidización, y un transportador neumático y similares y sus combinaciones, asegurando la alimentación de material de corcho al conjunto de expansión UE.
Conjunto de expansión
Las figuras 5, 6 y 7 muestran esquemáticamente varias vistas de un conjunto de expansión UE de la invención (en
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adelante denominado también cámara de expansión UE).
Este conjunto de expansión UE está diseñado para permitir el contacto del material de corcho con vapor saturado y/o recalentado. Para este fin, el conjunto de expansión UE recibe el material de corcho a expandir desde el conjunto de alimentación UA y luego realiza el proceso de expansión de la invención. Tras la expansión, el conjunto UE transfiere el material de corcho expandido (también denominado producto resultante) a un conjunto de descarga UD que se describirá.
La cámara de expansión UE comprende una carcasa 4 y un mecanismo interior de transporte y contacto 5 dentro de la carcasa 4. La carcasa 4 está realizada de un material adecuado y presenta cualquier forma que se ajuste a la configuración de dicho mecanismo interior de transporte y contacto 5.
Dicha carcasa 4 de la cámara de expansión UE es hueca y comprende unas aberturas para la entrada/salida de material de corcho, vapor y termofluido hacia/desde el interior del mismo.
Dicha aberturas de pared de la carcasa 4 de la cámara de expansión UE comprenden:
por lo menos, una abertura de alimentación 6;
por lo menos, cuatro aberturas de entrada de vapor saturado y/o sobrecalentado 7;
por lo menos dos orificios de salida de vapor 8;
por lo menos una abertura de entrada de termofluido 9;
por lo menos una abertura de salida de termofluido 10 y
por lo menos una abertura de descarga 11;
en el que
dicha por lo menos una abertura de alimentación 6 está dispuesta en un primer extremo, en la parte superior, de la carcasa de la cámara de expansión 4 (figuras 5 y 6), para la comunicación con el elemento de transporte 2 del conjunto de alimentación UA, y está diseñada para permitir la alimentación de material de corcho a expandir hacia la carcasa de la cámara de expansión 4, para suministrar el material de corcho al mecanismo interior de transporte y contacto 5 que se describe;
las por lo menos cuatro aberturas de entrada de vapor saturado y/o sobrecalentado 7 están dispuestas en una parte inferior de la carcasa 4 de la cámara de expansión UE (figura 6) y están distribuidas de manera substancialmente uniforme en la pared a cada lado de la carcasa 4, pudiendo de este modo suministrar vapor en las condiciones deseadas en la cámara de expansión UE, por medio de un calentador, por ejemplo;
dichos por lo menos dos orificios de salida de vapor 8 están dispuestos y situados en la parte superior de la carcasa 4 de la cámara de expansión UE (figura 5) con el fin de permitir el flujo del vapor utilizado en el proceso de expansión en el interior de la carcasa de la cámara de expansión 4, actuando los orificios de salida 8 como válvulas de escape o convergiendo, a través de unos tubos o tuberías, en por lo menos una válvula de escape en el exterior de la carcasa de la cámara de expansión 4;
las aberturas de entrada 9 y salida 10 de termofluido se encuentran dispuestas en la cara transversal de un primer extremo de la carcasa 4 (figura 7), pero pueden quedar dispuestas en cualquier otro lugar adecuado de la carcasa de la cámara de expansión 4. Estas aberturas 9, 10 funcionan, respectivamente, para la admisión y la descarga de un fluido adecuado para el calentamiento previo de la pared de la carcasa 4, la circulación del fluido y el control de la temperatura se llevan a cabo mediante cualquier dispositivo conocido de la técnica anterior y
la por lo menos una abertura de descarga 11 está dispuesta en un segundo extremo de la carcasa 4, opuesto al primer extremo de la abertura de alimentación 6, en la parte inferior de la carcasa 4 (figuras 5 y 6), conectada a un elemento de recogida y transporte 13 del conjunto de descarga UD de la invención, y diseñado para permitir el suministro de material de corcho expandido al conjunto de descarga UD que se describirá.
Debe apreciarse que el término "termofluido" se refiere a cualquier fluido adecuado, conocido por los expertos en la materia, que circula dentro de un tubo en la superficie exterior de la pared de la carcasa de la cámara de expansión UE para calentar la citada pared cuando se inicia el proceso con el fin de evitar gradientes de temperatura elevados en el interior de la carcasa 4 debido al contacto con el vapor caliente. Dichos gradientes darían lugar a condensación
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y provocaría una disminución del rendimiento, además del almacenamiento de agua dentro de la carcasa de la cámara de expansión 4, que sería perjudicial para el dispositivo y el material de corcho a expandir. El termofluido se suministra y se recoge a través de la abertura de entrada 9 y la abertura de salida 10 de termofluido, respectivamente, mediante cualquier dispositivo de la técnica anterior conocido por los expertos en la materia. Este último dispositivo circula o detiene el termofluido y mantiene la temperatura de funcionamiento correcta.
El mecanismo interior de transporte y contacto 5 de la cámara de expansión UE de la presente invención se encuentra en el interior de la carcasa 4 del conjunto de expansión UE, y asegura el transporte y un contacto sustancialmente uniforme del material de corcho a expandir con vapor saturado y/o recalentado, de la abertura de alimentación 6 a la abertura de descarga 11 de la carcasa de la cámara de expansión 4.
A tal efecto, el mecanismo de transmisión y contacto 5 recibe el material de corcho, de la abertura de alimentación 6 de la carcasa de la cámara de expansión 4, en uno de sus extremos y transporta el material de corcho al otro extremo que comunica con la abertura de descarga 11 de la carcasa 4. El material de corcho se desplaza de la abertura de descarga 11 al conjunto de descarga UD. Durante el transporte del material de corcho, éste se somete a un contacto físico con el entorno de vapor saturado y/o recalentado en el interior de la carcasa 4 del dispositivo de la invención. Las condiciones de temperatura y presión son las que se han mencionado anteriormente, las cuales provocan la expansión del material de corcho.
Será apreciará que, con el fin de obtener una expansión óptima del material de corcho, el mecanismo de transporte y contacto 5 debe asegurar el contacto del material de corcho con el entorno circundante de una manera sustancialmente homogénea. En consecuencia, debe girarse el material de corcho, ya que éste se desplaza de la abertura de alimentación 6 a la abertura de descarga 11, de modo que toda su superficie se somete de manera igual al vapor saturado y/o recalentado. De este modo, el mecanismo de transporte y contacto 5 debe ser capaz de realizar esta doble función, y por lo tanto puede presentar cualquier configuración adecuada tal como una seleccionada del grupo formado por un tornillo sinfín, una cinta transportadora de acero o cualquier otro material apropiado, una cinta de fluidización, un transportador neumático y similares y sus combinaciones.
Debe notarse también que el mecanismo de transporte y contacto 5 debe ser de un material resistente, adecuado para la exposición a un entorno de vapor saturado y/o sobrecalentado y para el contacto con el material de corcho, así como para un funcionamiento permanente.
Al final del transporte del material de corcho, éste se encontrará en un estado expandido y, por lo tanto, se desplazará, a través de la abertura de descarga 11, al conjunto de descarga UD. En este momento, el material de corcho ya se encuentra expandido, siendo así un producto resultante del proceso y el dispositivo de expansión de la invención.
En general, la velocidad de transporte del mecanismo de transmisión y contacto 5 debe estar sincronizada con la velocidad de alimentación y descarga del respectivo conjunto de alimentación y descarga UA, UD de la invención, para evitar atascos de material en la entrada o la salida de la cámara de expansión UE y, por lo tanto, optimizar el rendimiento del proceso. Por otro lado, la velocidad del mecanismo de transmisión y contacto 5 depende del tiempo de contacto previsto del material de corcho con el vapor saturado y/o sobrecalentado y debe ser de acuerdo con los valores mencionados anteriormente, es decir, en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 15 minutos.
Hay que indicar además que, dado que el material de corcho se expande a lo largo del transcurso del transporte, el mecanismo de transporte y contacto 5 de tipo tornillo sinfín o similar debe presentar una separación mayor en la dirección del recorrido para dar cabida a dicha expansión del corcho, evitando así la aglomeración de producto resultante en la abertura de descarga 11.
A continuación se describe el conjunto de descarga UD del dispositivo de expansión de la presente invención.
Conjunto de descarga
El conjunto de descarga UD de la presente invención está diseñado para descargar el producto resultante de la cámara de expansión UE y a la vez asegurar la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en el conjunto de expansión y alimentación UE, UA.
A tal efecto, el conjunto de descarga UD de la invención comprende un elemento de estanqueidad 12 y un elemento de recogida y transporte 13, respectivamente, para cerrar de manera estanca dicha abertura de descarga 11 de la carcasa 4 de la cámara UE y recoger el material de corcho expandido de la abertura de descarga 11 y transportarlo fuera del dispositivo de expansión a unos conjuntos de soporte (no mostrados), para su posterior almacenamiento, selección, tratamiento, etc.
El elemento de estanqueidad 12 del conjunto de descarga UD está dispuesto, en un primer extremo del elemento de recogida y transporte 13, en la abertura de descarga 11 de la carcasa de la cámara de expansión 4, diseñada para
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cerrar de manera estanca la abertura 11 y, en consecuencia, para la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en el conjunto de expansión y alimentación UE, UA. De este modo, el elemento de estanqueidad 12 del conjunto de descarga UD se selecciona del grupo que comprende una "escotilla" de alimentación, una compuerta de estanqueidad manual o electroneumática, una antecámara con dos puntos de acceso de entrada/salida alternativos y similares y sus combinaciones.
El elemento de recogida y transporte 13 comprende un medio de transporte seleccionado del grupo formado por un tornillo sinfín, una cinta transportadora de acero o cualquier otro material apropiado, una cinta de fluidización, un transportador neumático y similares y sus combinaciones.
Debido a las características operativas, los mecanismos de transporte 2, 5 y 13 requieren una transmisión de tipo mecánica o de otro tipo. Esta transmisión se selecciona del grupo de medios que comprende de tipo mecánico, hidráulico, neumático, etc., que no forman parte de la invención y que son bien conocidos para los expertos en la materia. Estos medios de transmisión deben encontrarse situados fuera del dispositivo de expansión de la invención, es decir, fuera de la cámara de expansión UE, con el fin de facilitar el mantenimiento sin necesidad de parar o desmontar las piezas del dispositivo de expansión, lo que haría que la producción y el rendimiento disminuyeran.
Con referencia a las figuras 13 y 14, en una realización de la presente invención, y si se utilizan las placas de corcho, cada uno de los conjuntos de alimentación y descarga UA, UD debe incluir, por lo menos, dos correderas de estanqueidad 14 que presentan un movimiento alternativo para la admisión y suministro de placas.
De este modo, en el caso del conjunto de alimentación UA (figura 13), mientras una de las correderas 14 recibe la placa o placas de corcho, la otra corredera 14 se dispone sobre la abertura de alimentación 6 del conjunto de expansión UE para el suministro y, debido al movimiento alternativo de las correderas 14, a la siguiente vez las funciones se cambian permitiendo, en todo momento, la recogida de placas de corcho de una de las correderas 14 mientras que la otra alimenta el conjunto de expansión UE.
Respecto al conjunto de descarga UD (figura 14), éste comprende dos correderas de estanqueidad 14 (para asegurar la estanqueidad de la cámara de expansión UE) las cuales tienen un movimiento alternativo, respectivamente, para la recogida de material expandido y la descarga desde el conjunto de descarga UD.
En otra realización de la presente invención, por lo menos dos dispositivos de expansión de funcionamiento en paralelo de la invención forman un aparato de expansión automatizado sostenido por un equipo de soporte operativo.
La figura 15 muestra esquemáticamente un aparato formado por dos cámaras de expansión conectadas en paralelo entre sí.
El equipo de soporte operativo para sostener el dispositivo de expansión de la presente invención comprende, por lo menos:
un calentador para producir el vapor necesario en el proceso de expansión;
un aparato de sobrecalentamiento en la entrada del dispositivo de expansión para regular la temperatura final deseada para el proceso de expansión;
un alimentador de material de corcho para el suministro de materia prima para el dispositivo de expansión;
un condensador en la salida del dispositivo de expansión para recuperar el vapor y para cambiarlo a estado líquido para su posterior reutilización;
un dispositivo para la recuperación de condensado del dispositivo de expansión para una reutilización posterior;
un depósito de agua conectado,
un sistema para enfriar el citado condensador y para el restablecimiento de agua para compensar fugas de vapor del dispositivo;
un filtro de agua;
un dispositivo de control de la circulación de termofluido (no mostrado), y
un sistema de guiado (no mostrado) para el producto resultante del dispositivo (o conjunto de dispositivos) de expansión para el suministro del material de corcho expandido en un proceso de producción posterior.
Todavía en otra realización de la presente invención, con referencia a las figuras 8 a 12, éstas muestran un dispositivo de expansión preferido diseñado para expandir corcho picado, que comprende:
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1) un conjunto de alimentación UA’,
2) una cámara de expansión UE’ y
3) un conjunto de descarga UD’.
La figura 8, de acuerdo con el dispositivo de expansión mencionado anteriormente, muestra un conjunto de alimentación UA’ del dispositivo preferido que comprende, respectivamente, una escotilla de estanqueidad 3', una tolva de admisión 1 y un tornillo sinfín de transporte 2', en el que la escotilla de estanqueidad 3' se encuentra por encima de la tolva de entrada 1’, que, a su vez, está situada en un primer extremo del tornillo sinfín de transporte 2’ y situada perpendicular a este último.
Dicha escotilla de estanqueidad 3' queda dispuesta de manera estanca en el extremo superior de la tolva de admisión 1’, para la contención de vapor sobrecalentado en el conjunto de alimentación y expansión UA’, UE’. Hay que tener en cuenta que el material de corcho a expandir se desplazará de la escotilla de estanqueidad 3' a la tolva de admisión 1’.
La tolva de admisión 1’ tiene forma de paralelepípedo, afilado en el extremo inferior y abierto en su extremo superior e inferior. La abertura del extremo superior está conectada de manera estanca a la escotilla de estanqueidad 3' y está diseñada para recibir corcho picado de un conducto de alimentación que es bien conocido para los expertos en la materia. La abertura del extremo inferior queda frente al tornillo sinfín de transporte 2’, quedando dispuesta la tolva de entrada 1’ perpendicular respecto al tornillo sinfín de transporte 2’ con el fin de suministrarle corcho picado.
Dicho tornillo sinfín de transporte 2’ recibe corcho picado del primer extremo de la tolva de admisión 1' y lo transporta a una entrada de material de corcho 6’ de la cámara de expansión UE’.
Las figuras 9 a 11 muestran varias vistas de una cámara de expansión preferida UE’ de la presente invención. En esta realización, la cámara de expansión UE’ incluye una carcasa de la cámara cilíndrica 4' y un tornillo sinfín de transporte y contacto 5' dentro de la carcasa 4', comprendiendo la carcasa 4’:
una entrada de material de corcho 6';
dos entradas de vapor sobrecalentado 7';
cuatro salidas de vapor 8'';
una entrada de termofluido 9';
una salida de termofluido 10' y
una salida de material expandido 11';
en el que
dicha entrada de material de corcho 6' está dispuesta en un primer extremo, en la parte superior, de la carcasa 4' de la cámara de expansión UE, y está diseñada para suministrar material de corcho a expandir a la carcasa 4' (figuras 9 y 10);
dichas dos entradas de vapor 7' quedan dispuestas en el exterior y lateralmente, una a cada lado de la carcasa de la cámara 4', cada una se divide en por lo menos dos aberturas de entrada de vapor 7'” dispuestas a ambos lados de la carcasa de la cámara 4', para un suministro más uniforme de vapor a la cámara de expansión UE’ (figuras 10 y 11);
cuatro salidas de vapor 8” quedan situadas a lo largo de la parte superior de la carcasa de la cámara de expansión 4', convergiendo en una sola válvula de escape de vapor 8' dispuesta fuera y por encima de la carcasa de la cámara 4' (figuras 9, 10 y 11);
dicha entrada 9' y salida 10' de termofluido están dispuestas en la cara transversal del primer extremo de la carcasa de la cámara 4' (figuras 9, 10 y 11) y
dicha salida de material expandido 11' (figura 9) queda dispuesta en un segundo extremo de la carcasa 4' opuesto al primer extremo de la carcasa 4', en la parte inferior de la carcasa 4', para permitir el suministro de material expandido al conjunto de descarga UD’.
Con referencia a la figura 9, se muestra un tornillo sinfín de transporte y contacto 5' para transportar material de corcho a la salida de material expandido 11', a la vez que asegura un contacto sustancialmente uniforme del material de corcho con vapor sobrecalentado.
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Con referencia a la figura 12, se muestra un conjunto de descarga UD de acuerdo con esta realización el cual comprende una escotilla de estanqueidad 12' y un tornillo sinfín de recogida y transporte 13'.
Dicha escotilla de estanqueidad 12' del conjunto de descarga UD está dispuesta, en la salida del producto resultante 11', en un primer extremo del tornillo sinfín de recogida y transporte 13' y está diseñada para la contención de vapor saturado y/o recalentado en el conjunto de expansión y alimentación UE’, UA’.
El tornillo sinfín de recogida y transporte 13' del conjunto de descarga UD recoge el material de corcho expandido de la salida de producto resultante 11' de la cámara de expansión UE y lo transporta fuera del dispositivo del dispositivo de expansión preferido.
En lo sucesivo se describen en detalle las características del producto resultante del presente proceso y dispositivo de expansión.
Sorprendentemente, se ha encontrado que, como resultado del proceso y el dispositivo de expansión de la presente invención, el producto resultante presenta unas características mejoradas, es decir, propiedades físicas y mecánicas, sin mostrar diferencias macroscópicas o poner en peligro su valor comercial. Las principales diferencias son esencialmente:
i) ondulación de las paredes de las células y, en consecuencia, reducción de su tamaño,
ii) peso específico del material y
iii) resistencia a la rotura y estabilidad dimensional del corcho aglomerado producido a partir de corcho expandido.
Por lo tanto, el producto resultante del presente proceso y dispositivo de expansión presenta, en relación con sus propiedades físicas, un aumento de tamaño (figura 3). Tras someterse al proceso y al dispositivo de expansión de la invención, el tamaño medio de la base del prisma de las células del corcho aumenta de 13 µm a 17 µm, que es un aumento de un 30%. Por lo tanto, el material de corcho obtenido tras la expansión es diferente, ya que muestra células más grandes y paredes ligeramente más finas. Esta modificación es muy importante ya que proporciona al producto resultante un aumento de volumen considerable de aproximadamente un 30%, lo cual mejora mucho el rendimiento del material.
Con referencia a la siguiente Tabla 2, tras someter el material de corcho al proceso y al dispositivo de expansión de la invención, el peso específico del material de corcho disminuye de manera importante debido al aumento de tamaño de las células mencionado anteriormente, de aproximadamente un 15-30%. Esta reducción del peso específico del corcho, además de estar asociada a un aumento del rendimiento del material (menos material utilizado para la misma aplicación), también está asociado a una mejora de la calidad del corcho (que aumenta con una reducción en el peso específico del corcho), lo cual representa un beneficio comercial.
TABLA 2
Muestra de corcho
Peso específico de la muestra con un 20% de humedad (kg/m3) Reducción de pe-so específico (%)
Antes
Después
A
109 94 14
B
102 84 18
C
102 86 16
D
117 86 26
E
115 87 24
Con referencia a la siguiente Tabla 3, respecto a la resistencia a la rotura del corcho aglomerado expandido obtenido a partir del nuevo proceso y dispositivo de expansión, se observó un aumento de un 30% a un 60%, es decir, el citado corcho expandido aglomerado a partir del proceso y el dispositivo de la presente invención presenta unos valores de resistencia a la rotura de aproximadamente un 30% a un 60% mayor que el corcho aglomerado de la técnica anterior obtenido a partir de un material de partida de corcho no sometido al proceso de expansión. Esto también representa un beneficio comercial.
TABLA 3
Tipo de aglomerado
Resistencia a la rotura (kPa)
Con expansión
Sin expansión
1
638 836
2
587 933
3
568 876
Las Tablas 1 y 2 soportan lo anterior con relación al tamaño de las células y los valores de peso específico de las muestras de corcho, antes y después de someterse al proceso y al dispositivo de expansión de la presente 5 invención.
El someter el material de partida de corcho al nuevo proceso y dispositivo de expansión durante 30 segundos a 15 minutos permite la expansión del material de partida en el intervalo de un 5 a un 30%. Durante el proceso, la humedad se mantiene sin cambios y el peso específico se reduce.
Al someterse al proceso y al dispositivo de expansión de la invención, el tamaño de las células de corcho
10 seleccionado del grupo formado por corcho de falca, corcho virgen o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho (de la producción de tapones o la transformación de placas de corcho), corcho picado, granulado y en polvo, aumenta un 30%. Este aumento del tamaño de las células, además de producir una reducción del peso específico del material de corcho resultante, aumenta el rendimiento del material de corcho (tal como puede evaluarse en un proceso de granulación posterior).
15 El corcho granulado elaborado a partir del material de corcho expandido del presente proceso y dispositivo tiene un incremento significativo de la resistencia a la rotura que oscila entre un 30% y un 60%.
Al someterse al nuevo proceso y dispositivo de expansión de la invención, el corcho de falca, corcho virgen o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho (de la producción de tapones o la transformación de placas de corcho), corcho picado, granulado y en polvo, presenta un aumento de volumen de hasta aproximadamente un 30%,
20 lo que resulta en un menor peso específico, un aumento del tamaño de las células, una mayor resistencia a la rotura y una mayor estabilidad de los bloques de aglomerado realizados de dicho material de corcho.
El nuevo proceso y dispositivo de expansión no presentan los inconvenientes asociados a la técnica anterior de degradación del material de corcho debido al uso de temperaturas muy elevadas, por encima de 350ºC.
Se describen a continuación unos ejemplos del presente proceso y dispositivo de expansión y los respectivos 25 resultados.
EJEMPLOS
Ejemplo 1: material de corcho sometido a vapor saturado en un proceso de expansión por lotes.
Se dispusieron unas muestras de corcho picado en contacto con vapor saturado durante varios períodos de tiempo a diferentes presiones. Los resultados de la expansión (véase siguiente Tabla 4) muestran una expansión de un 20% 30 de las muestras analizadas.
TABLA 4
Tiempo
Presión del Temperatura Humedad (%) Expansión (%)
(min.)
vapor (kg/cm2) del vapor (ºC) Inicial Final
4
1 120 15 35 20
8
1 120 15 44 20
12
1 120 15 43 20
4
2 125 15 45 20
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Ejemplo 2: material de corcho sometido a vapor sobrecalentado en un proceso de expansión por lotes.
Se sometió corcho picado a vapor sobrecalentado a una temperatura de 200ºC con una sobrepresión de 0,6 kg/cm2 durante 8 minutos. Estas condiciones permitieron una expansión aparente de aproximadamente un 30%. Ejemplo 3: material de corcho sometido a vapor saturado en un proceso de expansión continuo. Se sometieron diferentes tipos de corcho roto al proceso de expansión de corcho con vapor sobrecalentado durante
períodos de 1 minuto. Los resultados de la expansión, que se muestra en la Tabla 5, muestran una expansión de aproximadamente un 13% a un 26% en las muestras analizadas. TABLA 5
Muestra de corcho
Peso de específico con un 20% de humedad (kg/m3) Humedad Expansión con un humedad aparente 20% de
Antes
Después Antes Después
A
109 94 21 21 13
B
102 84 24 22 17
C
102 86 19 14 16
D
117 86 6 6 26
E
115 87 6 6 24
10 Ejemplo 4: expansión del material de corcho con vapor sobrecalentado, en el que el material de corcho resultante fue posteriormente triturado.
Un lote de corcho roto hervido se sometió al proceso de expansión de corcho de la invención con vapor sobrecalentado durante períodos de 1 minuto. Tras el proceso de expansión, el corcho se sometió a un proceso de granulación tradicional y el material granulado resultante fue comparado con material granulado de la técnica
15 anterior. En relación con la Tabla 6, se encontró que se produjo una disminución en el peso específico del material granulado, así como una mejora en la calidad de los materiales, por ejemplo, un aumento de la cantidad de material granulado de baja densidad.
TABLA 6
Tipo de granulado
Peso de específico con un 20% de humedad (kg/m3) Cantidad de material (%)
sin tratamiento
con tratamiento sin tratamiento con tratamiento
BD 0,5/1
54-57 52-57 0,52 1,58
BD 1/2
54-59 51-56 1,91 5,79
BD 2/3
60-64 54-60 15,34 20,16
BD 3/4
64-68 60-64 19,73 18,10
BD 4/5
65-69 61-64 11,39 10,75
20 Ejemplo 5:
Se suministra granulado corcho a un dispositivo de expansión de la invención el cual presenta un tamaño de grano de aproximadamente 2 a 40 mm. Las condiciones de funcionamiento comprenden una temperatura en el intervalo de 280 a 310ºC, una sobrepresión en el intervalo de 0,1 a 0,5 bar y un tiempo de contacto en el intervalo de 1 a 2 minutos, lo que permite obtener valores de expansión en el intervalo de 7 a 25%.
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Los ejemplos del proceso de expansión de la invención están soportados por la Tabla 4, que muestra los valores porcentuales de la expansión que tiene lugar en un material de corcho sometido a vapor en un proceso de expansión por lotes y por la Tabla 5, que muestra los valores de expansión para el material de corcho expandido en un proceso de expansión continuo.
Debe apreciarse que el nuevo proceso y dispositivo de expansión de material de corcho por vapor saturado o sobrecalentado puede someterse a distintas modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
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Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado, caracterizado por el hecho de que comprende una primera etapa de alimentación, una segunda etapa de expansión y una tercera etapa de descarga, en el que:
    dicha primera etapa de alimentación comprende el suministro de material de corcho a una zona de expansión,
    dicha segunda etapa de expansión comprende el suministro de vapor saturado y/o sobrecalentado, a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 150 - 340ºC, a una zona de expansión durante un período en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 15 minutos, y una contención de dicho vapor saturado y/o sobrecalentado en dicha zona de expansión y
    dicha tercera etapa de descarga comprende una contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en dicha zona de expansión y la recogida del material de corcho expandido.
  2. 2.
    Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, en la fase de expansión, la temperatura del vapor saturado y/o sobrecalentado se encuentra en el intervalo de aproximadamente 280 - 310ºC.
  3. 3.
    Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que, en la fase de expansión, el vapor saturado y/o sobrecalentado actúa durante un período de tiempo en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 5 minutos.
  4. 4.
    Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, se realiza de modo continuo o por lotes.
  5. 5.
    Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la etapa de descarga está precedida de enfriamiento del material de corcho expandido.
  6. 6.
    Dispositivo para la expansión de material de corcho que comprende un conjunto de alimentación (UA; UA’), un conjunto de descarga (UD; UD’), caracterizado porque comprende, además, un conjunto de expansión (UE; UE’) entre dichos conjuntos de alimentación y de descarga (UA, UD; UA’, UD’); en el que
    dicho conjunto de alimentación (UA; UA’) comprende un elemento de estanqueidad (3; 3'), una admisión de material de corcho (1; 1') y un elemento de transporte de material de corcho (2; 2’);
    dicho conjunto de expansión (UE; UE’) comprende una carcasa (4; 4’) y un mecanismo interior de transporte y contacto (5, 5');
    dicho conjunto de descarga (UD; UD’) comprende un elemento de estanqueidad (12; 12') y un elemento de recogida y transporte (13; 13') y en el que
    dicho elemento de estanqueidad (3; 3') del conjunto de alimentación (UA; UA’) está dispuesto sobre la admisión (1), conectado de manera estanca a una abertura de entrada de dicha admisión del material de corcho (1), en el primer extremo del elemento de transporte (2) y curso arriba de dicha abertura de alimentación (6) del conjunto de expansión (UE), diseñado para la contención de vapor saturado y/o recalentado en dicho conjunto de alimentación y expansión (UA, UA’; UE, UE’);
    dicha admisión del material de corcho (1; 1') del conjunto de alimentación (UA; UA’) está dispuesta en un primer extremo del citado elemento de transporte (2; 2’), conectada a dicho elemento de estanqueidad (3; 3') y dispuesta por debajo de este último, que se utiliza para recibir material de corcho y enviarlo al citado elemento de transporte (2; 2’) y que comprende un tamaño y una forma adecuados a la cantidad de material de corcho a suministrar a dicho conjunto de expansión (UE; UE’);
    dicho elemento de transporte (2; 2’) del conjunto de alimentación (UA; UA’) dirige el material de corcho a una abertura de alimentación (6; 6') del citado conjunto de expansión (UE; UE’);
    dicha carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’) es hueca, la cual comprende,
    por lo menos una abertura de alimentación (6; 6’) dispuesta en un primer extremo de la carcasa (4; 4’), en la parte superior de la carcasa del conjunto de expansión (4; 4’), comunicando con dicho elemento de transporte (2; 2’) del conjunto de alimentación (UA; UA’), diseñada para permitir el suministro de material de corcho a la carcasa del conjunto de expansión (4; 4’) con el fin de suministrar material de corcho a dicho mecanismo interior de transporte y contacto (5; 5') del conjunto de expansión (UE; UE‘),
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    por lo menos cuatro aberturas de entrada de vapor saturado y/o sobrecalentado (7; 7') dispuestas en una parte inferior de la carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’) y situadas de manera sustancialmente uniforme en las paredes de ambos lados de dicha carcasa (4; 4'),
    por lo menos dos aberturas de salida de vapor saturado y/o sobrecalentado (8, 8'') dispuestas y situadas a lo largo de la parte superior de la carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’), para el flujo del vapor, actuando las aberturas de salida (8; 8'') como válvulas de escape o convergiendo en por lo menos una válvula de escape (8') fuera de la carcasa de la cámara de expansión (4; 4’),
    por lo menos, una abertura de entrada de termofluido (9; 9') dispuesta en la cara transversal de dicho primer extremo de la carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’) o en cualquier otro lugar adecuado de la carcasa (4; 4’), para la admisión de un fluido de calentamiento anterior de la pared de la carcasa del conjunto de expansión (4; 4’),
    por lo menos una abertura de salida de termofluido (10; 10’) dispuesta en la cara transversal de dicho primer extremo de la carcasa (4; 4') del conjunto de expansión (UE; UE’) o en cualquier otro lugar adecuado de la carcasa (4; 4'), para el flujo de dicho fluido de calentamiento anterior de la pared de la carcasa del conjunto de expansión (4; 4’) y
    por lo menos una abertura de descarga (11; 11') dispuesta en el segundo extremo de la carcasa (4; 4’), opuesto a dicho primer extremo de la abertura de alimentación (6; 6'), en la parte inferior de la carcasa (4; 4'), conectada con el elemento de recogida y transporte (13; 13') del conjunto de descarga (UD; UD’) y diseñada para permitir el suministro de material de corcho expandido al citado conjunto de descarga (UD; UD’);
    dicho mecanismo interior de transporte y contacto (5; 5') del conjunto de expansión (UE; UE’) se encuentra dentro de la carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’) y simultáneamente asegura el transporte y un contacto sustancialmente uniforme del material de corcho con vapor saturado y/o sobrecalentado de dicha entrada de alimentación (6; 6') de la carcasa (4; 4’) del citado conjunto de descarga (UD; UD’);
    dicho elemento de estanqueidad (12; 12') del conjunto de descarga (UD, UD’) está dispuesto en un primer extremo de dicho elemento de recogida y transporte (13; 13'), en la abertura de descarga (11; 11') de la carcasa de la cámara (4; 4'), diseñado para la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en dicho conjunto de expansión y alimentación (UE, UE’; UA, UA’);
    dicho elemento de recogida y transporte (13, 13') del conjunto de descarga (UD; UD’) recoge el material de corcho expandido de la abertura de descarga (11; 11') de la cámara de expansión (UE; UE’) y lo transporta fuera del dispositivo de expansión y
    dichos elementos de transporte (2, 5, 13; 2', 5', 13') del conjunto de alimentación, expansión y descarga (UA, UE, UD; UA’, UE’, UD’) tienen una velocidad de transporte sincronizada entre sí.
  7. 7.
    Dispositivo para la expansión de material de corcho según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que cada uno de los elementos de transporte (2; 2') del conjunto de alimentación (UA; UA’), dicho elemento de transporte y contacto (5; 5') del conjunto de expansión (UE; UE’) y dicho elemento de recogida y transporte (13; 13') del conjunto de descarga (UD; UD’) comprenden un medio de transporte seleccionado del grupo que comprende un tornillo sinfín, una cinta transportadora, una cinta de fluidización, y un transportador neumático y similares y sus combinaciones.
  8. 8.
    Dispositivo para la expansión de material de corcho según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que cada uno de dichos elementos de estanqueidad (3; 3') del conjunto de alimentación (UA; UA’) y dicho elemento de estanqueidad (12; 12') del conjunto de descarga (UD; UD’) constituyen un medio de estanqueidad seleccionado del grupo que comprende una "escotilla" de alimentación, una compuerta de cierre manual o electro-neumático, y una antecámara con dos puntos de acceso de entrada/salida alternativos y similares y sus combinaciones.
  9. 9.
    Dispositivo para la expansión de material de corcho según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dicho conjunto de alimentación y descarga (UA, UD) comprenden dos correderas de estanqueidad (14) que tienen un movimiento alternativo para la admisión y suministro de placas de corcho.
  10. 10.
    Dispositivo para la expansión de material de corcho según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por el hecho de que forma un aparato de expansión automatizado que comprende por lo menos un grupo de al menos dos dispositivos de expansión paralelos.
  11. 11.
    Dispositivo para la expansión de material de corcho según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por el hecho de que:
    ES 2 390 723 Al
    dicho elemento de estanqueidad (3') del conjunto de alimentación (UA’) es una escotilla de estanqueidad; dicha admisión (1') del conjunto de alimentación (UA’) es una tolva de admisión; dicho elemento de transporte (2') del conjunto de alimentación (UA’) es un tornillo sinfín; dicha carcasa (4') del conjunto de expansión (UE’) comprende:
    una entrada de material de corcho (6'), dos entradas de vapor sobrecalentado (7') dispuestas en el exterior y lateralmente, una a cada lado de la
    carcasa de la cámara (4'), cada una se divide en dos orificios de entrada de vapor sobrecalentado (7'') dispuestos a ambos lados de la carcasa de la cámara (4'), cuatro salidas de vapor (8'') situadas en la parte superior de la carcasa de la cámara convergiendo en una
    sola válvula de escape de vapor (8’) dispuesta en el exterior y por encima de la carcasa de la cámara (4'), una entrada de termofluido (9'), una salida de termofluido (10') y una salida de material expandido (11');
    dicho mecanismo interior de transporte y contacto (5') de la cámara de expansión (UE) es un tornillo sinfín; dicho elemento de estanqueidad (12') del conjunto de descarga (UD’) es una escotilla de estanqueidad; dicho elemento de recogida y transporte (13') del conjunto de descarga (UD’) es un tornillo sinfín y se suministra corcho picado al dispositivo de expansión.
  12. 12.
    Uso de un proceso de expansión de material de corcho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el material de corcho se selecciona del grupo formado por corcho de falca, corcho virgen o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho de la producción de tapones o la transformación de placas de corcho, corcho picado, granulado y en polvo.
  13. 13.
    Uso de un dispositivo para la expansión de material de corcho según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado por el hecho de que el material de corcho se selecciona del grupo formado por corcho de falca, corcho virgen o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho de la producción de tapones o la transformación de placas de corcho, corcho picado, granulado y en polvo.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201190028
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 22.10.2009
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : B27K7/00 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A A A
    GB 543803 A (BAKELITE BUILDING PROD CO INC) 13.03.1942, página 1, líneas 48-75; página 2, líneas 33-40 ES 2268459 T3 (AMORIM & IRMAOS S A) 16.03.2007, fig. 1, pág. 4, líneas 22-55 US 2350422 A (CARBIDE & CARBON CHEM CORP) 06.06.1944, columna 1, líneas 44-47 1-13 1-13 1-13
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 29.10.2012
    Examinador I. González Balseyro Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201190028
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B27K Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, TXTUS, TXTEP1, TXTGB1, XPESP
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201190028
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 29.10.2012
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-13 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-13 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201190028
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    GB 543803 A (BAKELITE BUILDING PROD CO INC) 13.03.1942
    D02
    ES 2268459 T3 (AMORIM & IRMAOS S A) 16.03.2007
  14. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El objeto de la invención es un proceso para la expansión de corcho con vapor, así como el dispositivo para llevarlo a cabo y el uso del proceso y del dispositivo.
    El documento D01 divulga un proceso de expansión de corcho mediante calentamiento del mismo a 204-315ºC de temperatura con vapor sobrecalentado a 246ºC (ver página 1, líneas 48-75; página 2, líneas 33-40).
    El documento D02 divulga un proceso para eliminación de compuestos del corcho mediante tratamiento del mismo con vapor de agua a 100-125ºC de temperatura y 0,2-0,8 barg de presión, así como el dispositivo para llevar a cabo dicho proceso el cual consta de un cilindro con entradas de vapor, dentro del cual se encuentra un tornillo sinfín que se encarga de mover los gránulos de corcho desde la entrada hasta la salida además de favorecer el contacto con el vapor (ver fig. 1, pág. 4, líneas 22-55).
    Ninguno de los documentos D01-D02 citados o cualquier combinación relevante de los mismos revela un proceso de expansión de corcho con vapor de agua llevado a cabo en tres etapas: alimentación, expansión y recogida, donde tanto la zona de alimentación como la zona de recogida disponen de medios de estanqueidad que permiten la contención del vapor en la zona de expansión, dando lugar a un ahorro de vapor en el proceso.
    Por lo tanto, se considera que la invención recogida en las reivindicaciones 1-13 cumple los requisitos de novedad y actividad inventiva, según lo establecido en los Artículos 6.1 y 8.1 de la Ley de Patentes.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
ES201190028A 2008-10-23 2009-10-22 Proceso y dispositivo para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado Expired - Fee Related ES2390723B1 (es)

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