MXPA00009885A

MXPA00009885A - Metodo para el reciclado de lotes de desperdicio de vidrio de color mixto a vidrio de color ambar, verde o incoloro con propiedades seleccionadas

Info

Publication number: MXPA00009885A
Application number: MXPA/A/2000/009885A
Authority: MX
Inventors: Richard L Lehman
Original assignee: G R Technology Inc
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 2000-10-09
Publication date: 2002-05-09

Abstract

La presente invención se refiere a un método automático para el reciclado de desperdicio de vidrio de color mixto (es decir, piezas rotas de vidrio de colores y tipos mixtos) a nuevos productos de vidrio. Un proceso controlado por computadora identifica los materiales de partida de vidrio virgen, las propiedades de vidrio objetivo deseadas, la composición de un lote de desperdicio de vidrio de color mixto, y la cantidad de desperdicio de vidrio que seráutilizado en la fundición del vidrio, y el proceso controlado por computadora automáticamente determina las cantidades apropiadas de materiales de partida que serán agregados al lote de desperdicio de vidrio de color mixto, de manera que se produce vidrio reciclado teniendo losóxidos colorantes deseados, agentes redox yóxidos estructurales de vidrio en la proporción apropiada. El vidrio reciclado después es utilizado para hacer productos de vidrio, tales como botellas para cerveza.

Description

MÉTODO PARA EL RECICLADO DE LOTES DE DESPERDICIO DE VIDRIO DE COLOR MIXTO A VIDRIO DE COLOR ÁMBAR. VERDE O INCOLORO CON PROPIEDADES SELECCIONADAS ANTECEDENTES DE LA INVENCION Campo de ia Invención La invención se refiere al campo del reciclado de vidrio. Más particularmente, la invención se refiere a un método automático para reciclar desperdicio de vidrio de color mixto (es decir, piezas rotas de vidrio de colores y tipos mixtos) en nuevos productos de vidrio. De acuerdo con un aspecto preferido de la invención, se proporciona un proceso controlado por computadora, mediante el cual un reciclador identifica los materiales de partida de vidrio vírgenes, las propiedades de vidrio objetivo deseadas, la composición de un lote de desperdicio de vidrio de color mixto, y la cantidad de desperdicio de vidrio que será utilizada en la fusión de vidrio, y el programa de computadora determina las cantidades apropiadas de materiales de partida para agregarse al lote del desperdicio de vidrio de color mixto, de manera que se produce vidrio reciclado teniendo los óxido colorantes, agentes redox, y óxidos estructurales de vidrio deseados en la proporción apropiada. El vidrio reciclado después es utilizado para hacer productos de vidrio, tales como botellas para cerveza.

Descripción de la Técnica Anterior El reciclado del vidrio implica recolectar vidrio utilizado, de consumido posterior y reutilizado como un material de partida para la fabricación de nuevos productos de vidrio. Un recipiente principal de vidrio que se puede recuperar es contenedores de vidrio tales como botellas para bebidas y contenedores para otros productos. El vidrio de consumidor posterior reciclado a granel adecuado para fundirse en artículos de vidrio reciclado es conocido como desperdicio de vidrio. El desperdicio de vidrio para reciclar generalmente es provisto en la forma de piezas pequeñas de vidrio. Los contenedores reciclados comprenden diferentes colores, especialmente ámbar y verde, y también vidrio sin color o incoloro. También existen muchos tipos diferentes de vidrio en contenedores respectivos, aunque el vidrio de sosa-cal-sílice, el cual principalmente contiene óxidos de sodio, calcio y silicio, es el más relevante. Otro vidrio de desperdicio, por ejemplo, material de baja calidad y raspadura de la fabricación de productos de vidrio, también puede volverse a utilizar en la formación de desperdicio de vidrio triturado o molido. Aproximadamente el diez por ciento (10%) del desecho municipal es vidrio, la mayor parte del cual está en la forma de contenedores desechados de bebidas, productos alimenticios y similares. Para fomentar el reciclado y reducir al mínimo el desperdicio, existen ciertas líneas de guía legisladas del gobierno para el efecto que los nuevos productos de vidrio deban contener una proporción de vidrio reciclado. De esta manera, existe un mercado para el desperdicio de vidrio que puede ser reutilizado fácilmente. Desafortunadamente, esto con normalidad requiere de que el vidrio sea clasificado por color. El vidrio del desecho municipal típicamente es recogido en la calle, procesado en una ubicación central y molido en pequeñas partículas para proveer el desperdicio de vidrio para utilizarse en la fabricación de productos de vidrio. El procesamiento puede implicar, por ejemplo, la clasificación de color manualmente o a través de técnicas ópticas y la remoción de contaminantes que no son vidrio manualmente, o a través de técnicas ópticas, técnicas de separación magnética, de corriente parásita y de detección de metal. Estas técnicas no son totalmente efectivas para la separación y clasificación de color de todo el vidrio. Para la clasificación, por ejemplo, esta es posiblemente en forma manual, o mecánicamente utilizando un mecanismo desviador de percepción de color, para clasificar el vidrio por color. Sin embargo, mucho del vidrio se rompe en el momento del manejo y no puede ser fácilmente clasificado como contenedores completos, y la clasificación de piezas más pequeña es más difícil. Un subproducto del reciclado de vidrio, aún cuando se hace el intento de clasificar el vidrio por color, es una cantidad de piezas de color mixto. La distribución del color del vidrio en el desperdicio municipal sólido posterior al consumidor, y por consiguiente, en desperdicio de vidrio de color mixto típico, varía regionalmente. Una distribución de color típica es de aproximadamente 65% incoloro (sin color), 20% ámbar y 15% verde. En la actualidad, el desperdicio de vidrio de color mixto ha tenido solamente un uso comercial limitado, y puede ser utilizado como un agregado como material de pavimento, cubierta de terreno, o algún uso similar, pero por lo general es desechado en relleno de tierra. El material de color mixto substancialmente es menos valioso que el desperdicio de vidrio clasificado por color. Las técnicas de decoloración son conocidas en la producción de vidrio incoloro, especialmente para remover la tinta debido a impurezas de fierro, estas impurezas tienden a impartir un matiz azulado o verdoso al vidrio "incoloro". En la fabricación de vidrio sin color, particularmente vidrio incoloros de sosa, cal, sílice, la presencia de fierro como una impureza en los materiales de partida ha sido un problema serio, la presencia de hierro ferroso (Fe + 2) tiende a ocasionar una decoloración azulosa o azul-verde en el vidrio acabado además de reducir su brillo total. La economía de la fabricación de vidrio es tal que es difícil proporcionar materiales de partida de costo bajo libres de estas impurezas de hierro, y los depósitos más importantes de arena y piedra caliza contienen por lo menos cantidades huella de varias sales y óxidos de hierro. Cuando los materiales de partida se funden en el lote de vidrio a temperaturas de aproximadamente 1400 a 1600°C, cantidades importantes de hierro presentes son convertidas al estado ferroso (Fe + 2) bajo la influencia de las condiciones de equilibrio prevalecientes. Se pueden agregar decolorantes y oxidantes al lote de vidrio en un intento para oxidar el hierro ferroso (Fe + 2), formando así hierro férrico (Fe + 3), para reducir al mínimo esta coloración del vidrio. El hierro férrico (Fe + 3) es un colorante relativamente mucho más débil que el hierro ferroso. En la patente de E.U.A. 2,929,675 (Wranau, y otros), se describe un método para hilar fibras de vidrio utilizando un vidrio fundido bajo fluido, dicho vidrio es ópticamente mejorado decolorando en vidrio para hacerlo más transparente o translúcido, de manera que los rayos infrarrojos del suministro de calor radiante más fácilmente pasan a través del vidrio para calentar la hilera. En el método de Wranau el vidrio que naturalmente es verdoso, es decolorado a través de la adición de cantidades decolorantes efectivas de dichos materiales tales como óxido de selenio, peróxido de manganeso, óxido de cobre, u oro dispersado al vidrio fundido. En la patente de E.U.A. No. 2,955,948 (Silverman), se describe un método para decolorar vidrio, el cual continuamente produce vidrio homogéneo de color controlado fundido. En el método de Silverman, El vidrio de contenedor incoloro (sin color) u otro tipo de vidrio es decolorado a través de la adición al vidrio fundido de una frita enriquecida con selenio como un agente decolorante, opuesto al selenio en su estado libre mezclado con materiales de partida de lotes vírgenes. Esto se considera para retener mejor el selenio en los artículos acabados sin su pérdida de vapor. Silverman describe que varios materiales comúnmente utilizados para decolorar vidrio incoloro han sido tratados para eliminar las pérdidas de vapor de selenio sin éxito, tales como varios compuestos de selenio, por ejemplo, selenatos y selenuros de sodio y bario, así como arsénico, reduciendo el óxido de fierro inherentemente presente en el mismo. Silverman describe que el agente decolorante preferiblemente comprende composiciones de frita conteniendo el agente de colorante esencial, selenio, en su estado de valencia Se + 4, y también puede contener salitre y arsénico. En el método de Silverman, el agente decolorante de frita enriquecida con selenio es agregado al vidrio incoloro fundido y dispersado en el mismo con el fin de decolorar el mismo. En la patente de E.U.A. 3,482,955 (Monks), se describe un método para decolorar el contenido de óxido ferroso (Fe + 2) del vidrio de sosa-cal, el cual naturalmente contiene hasta aproximadamente 0.1% en peso de óxido ferroso. El método de Monks continuamente produce vidrio homogéneo decolorado utilizando vidrio de frita enriquecida con manganeso como el agente decolorante. Monks, en particular, proporciona un método para decolorar vidrio de sosa-cal conteniendo fierro como la impureza, utilizando un vidrio de frita de decoloración conteniendo manganeso que no produce ninguna coloración indeseable en sí mismo, y agregar el vidrio de frita de colorante al vidrio de base fundido. Monks enseña que el vidrio de frita de decoloración preferiblemente comprende manganeso oxidado en el estado Mn*3 (Mn2O3) y en el estado Mn + 2 (MnO), el cual actúa como un agente oxidante para oxidar el hierro ferroso a hierro férrico en vidrio de sosa-cal. La decoloración para reducir al mínimo el tinte causado por impurezas huella tales como una pequeña proporción de hierro ferroso, es un problema menos severo que el de decoloración o desviación del vidrio reciclado que ha sido teñido en forma pesada a través de la adición de compuestos de producción de tinte, tales como verde de cromo encontrado en altas concentraciones en el vidrio verde. Un tratamiento suficiente con composiciones de colorantes puede ser difícil de lograr sin afectar también la claridad del vidrio u ocasionar otros problemas de calidad y fabricación. En la patente de E.U.A. relacionada, co-cedida No. 5,718,737, se describe un proceso para reutilizar desperdicio de vidrio de color mixto para hacer nuevos y útiles productos de vidrio. Como se describe más completamente a continuación, en el proceso descrito, uno o más de los colores en el vidrio de desperdicio de color mixto selectivamente es coloreado y/o decolorado para hacerlo útil en la fabricación de productos de vidrio en uno de los otros colores. En particular, un lote de desperdicio de vidrio de color mixto, tal como vidrio de desperdicio municipal reciclado conteniendo una mezcla de vidrio verde, ámbar e incoloro (sin color) fue selectivamente decolorado y/o coloreado a un color deseado con propiedades deseadas. Por ejemplo, el desperdicio de vidrio de color mixto fue convertido a vidrio de color ámbar reciclado para la fabricación de contenedores de vidrio de color ámbar, tales como botellas de cerveza u otras botellas para bebidas, decolorando selectivamente el verde y coloreando para obtener un tinte ámbar, reduciendo así al mínimo cualquier efecto adverso en la apariencia del contenedor debido al color ámbar relativamente oscuro. Se desea desarrollar una técnica para automatizar este proceso para la producción de vidrio comercial, mediante el cual diferentes lotes de vidrio roto en colores mixtos puedan ser fácilmente rehabilitados para proporcionar un material que sea substancialmente tan útil para la producción de contenedores de vidrio reciclado como vidrio de color ámbar, verde o incoloro clasificado. En particular, se desea expandir la técnica descrita en la patente de E.U.A. No. 5,718,737 automatizando el proceso de reciclado y adaptándolo a procesos de producción de vidrio comerciales convencionales especificando la cantidad de materiales de partida necesarios para crear productos de vidrio con propiedades deseadas utilizando diferentes lotes de vidrio de desperdicio de color mixto. La presente invención ha sido designada para satisfacer esta necesidad en la técnica.

COMPENDIO DE LA INVENCION Un método automático para reciclar vidrio de desperdicio de color mixto (es decir, piezas rotas de vidrio de colores y tipos mixtos) en nuevos productos de vidrio de acuerdo con la invención satisface las necesidades antes mencionadas en la técnica, proporcionando un proceso controlado por computadora, el cual identifica los materiales de partida de vidrio vírgenes, las propiedades de vidrio objetivo deseadas, la composición de un lote de desperdicio de vidrio de color mixto, y la cantidad de desperdicio de vidrio que será utilizada en la fusión del vidrio, y el proceso controlado por computadora después automáticamente determina las cantidades apropiadas de materiales de partida agregados al lote de desperdicio de vidrio de color mixto, de manera que se produce vidrio reciclado teniendo los óxidos de color, agentes redox y óxidos estructurales de vidrio deseados en la proporción apropiada. El vidrio reciclado después es utilizado para hacer productos de vidrio tales como botellas de cerveza. En particular, la presente invención se refiere a un método para calcular la cantidad de materiales de partida para diferentes composiciones de desperdicio de vidrio mixto, diferentes porcentajes de desperdicio de vidrio mixto en el lote de vidrio, y diferentes composiciones de vidrio objetivo. Los parámetros indicadores clave para los diferentes colores de vidrio son calculados y utilizados para calcular la composición del lote que será formada a partir de un material de partida de desperdicio de vidrio particular. Los resultados después son impresos utilizando, por ejemplo, Microsoft Excel, y utilizando procesos de producción de vidrio comerciales convencionales. Una modalidad preferida del método para crear productos de vidrio reciclado de un color particular a partir de desperdicio de vidrio de color mixto teniendo vidrio de por lo menos dos diferentes colores de acuerdo con la invención, preferiblemente comprende los pasos de: Seleccionar materiales de partida de vidrio vírgenes y determinar los porcentajes en peso de los componentes respectivos de los materiales de partida de vidrio vírgenes; Determinar los porcentajes en peso de por lo menos los componentes respectivos del desperdicio de vidrio de color mixto; Seleccionar el color particular de los productos de vidrio reciclados; Especificar las propiedades de transmisión de los productos de vidrio reciclados del color particular; Determinar cuanto del desperdicio de vidrio de color mixto, en porcentaje en peso, va a ser fundido como una fracción del vidrio acabado reciclado, a partir del cual se van a crear productos de vidrio reciclado; Especificar el porcentaje de la composición de por lo menos dos de vidrio de color ámbar, verde e incoloro, en el desperdicio de vidrio de color mixto; Calcular los niveles de agente de óxido de color del vidrio y los parámetros indicadores de vidrio clave del vidrio del color particular con las propiedades de transmisión específicas; Calcular una composición del vidrio terminado reciclado, la composición incluyendo porcentajes en peso de los materiales de partida, el desperdicio de vidrio de color mixto, los parámetros indicadores de vidrio clave y los niveles de agente de óxido de color de vidrio; y Crear productos de vidrio reciclado a partir de la composición calculada. De acuerdo con la invención, si el color particular es ámbar, el paso para especificar las propiedades de transmisión de los productos de vidrio reciclado comprende los pasos de, especificar un espesor de un producto de vidrio terminado hecho a partir de la composición calculada y especificar por lo menos dos de: una transmisión óptica del producto de vidrio terminado a 550 nm (T550), una transmisión óptica del producto de vidrio terminado a 650 nm (Teso), y una relación de calidad de rojizo (T65o/T55o) de vidrio terminado. Para vidrio de color ámbar, los parámetros indicadores de vidrio clave comprenden por lo menos uno de la concentración de fierro, concentración de azufre, concentración de cromo, concentración de cobre y estado de oxidación. Por otro lado, si el color particular es verde, el paso de especificar las propiedades de transmisión de los productos de vidrio reciclado comprende los pasos de especificar un espesor de un producto de vidrio terminado hecho a partir de la composición calculada y especificar los niveles de cromo y fierro del producto de vidrio terminado. Para vidrio de color verde, los parámetros indicadores de vidrio clave comprenden por lo menos uno de la concentración de cromo y concentración de fierro. Sin embargo, si el color particular es transparente, el paso de especificar las propiedades de transmisión de los productos de vidrio reciclado comprende ya sea el paso de determinar la mejor transmisión de densidad neutra posible para un producto de vidrio terminado para la cantidad específica del desperdicio de vidrio de color mixto en el producto de vidrio terminado, o el paso de incrementar al máximo la cantidad de desperdicio de vidrio de color mixto utilizado en el producto de vidrio terminado para las propiedades de transmisión especificadas en el paso de especificación de propiedades de transmisión. Para vidrio transparente, los parámetros indicadores de vidrio clave comprenden por lo menos uno de la concentración de cromo, concentración de fierro, concentración de selenio, concentración de cobalto, y estado de oxidación. De acuerdo con la modalidad preferida de la invención, el paso de calcular la composición del vidrio terminado reciclado es realizado por un programa de computadora cargado en un procesador huésped, y comprende el paso de calcular las cantidades apropiadas de los componentes respectivos, de manera que los óxidos de color apropiados, agentes redox y óxidos estructurales de vidrio están presente en la proporción apropiada en los productos de vidrio terminado de acuerdo con la siguiente ecuación lineal: Mm?r?Xn-Br en donde: M es una matriz de la dimensión m por n, en donde n es un número de los componentes a partir de los cuales el vidrio terminado reciclado va a hacerse, y m es un número de restricciones de composición incluyendo los parámetros indicadores de vidrio clave más concentraciones de óxido esenciales para productos de vidrio terminados; X es un vector de fila de dimensión n, que define el porcentaje en peso de cada componente en el vidrio terminado o reciclado; y B es un vector de columna de dimensión m que contiene valores objetivo de las restricciones de composición. Ya que esta ecuación lineal puede tener múltiples soluciones, el paso de calcular la composición del vidrio terminado reciclado preferiblemente comprende el paso adicional de seleccionar soluciones de la ecuación lineal, las cuales reducen al mínimo los costos de los componentes en el vidrio terminado reciclado si el color particular es ámbar o verde. Por ejemplo, si el color particular es ámbar, los componentes pueden incluir composiciones de desperdicio de vidrio transparente, de color ámbar y verde más un número predeterminado de materiales de partida de vidrio convencionales, y las restricciones de composición pueden incluir concentraciones de SiO2, AI2O3, CaO, y Na2O a partir del vidrio virgen, las concentraciones de los óxidos de color de cromo, fierro, azufre y cobre, y un valor de demanda de óxido químico. Por otro lado, si el color particular es transparente, entonces la ecuación lineal preferiblemente se resuelve seleccionando las soluciones de la ecuación lineal, las cuales reducen al mínimo los niveles de fierro en el vidrio terminado o reciclado.

Preferiblemente, la composición calculada (en porcentajes en peso del vidrio acabado reciclado para una cantidad predeterminada de los productos de vidrio terminado) y una composición química del vidrio terminado o reciclado, así como las propiedades de transmisión de los productos de vidrio terminados, se imprimen. El alcance de la invención también incluye los productos de vidrio terminados hechos a partir de las tres composiciones de vidrio de mezcla y virgen calculadas utilizando las técnicas de la invención. Preferiblemente, el producto de vidrio terminado es una botella de vidrio, tal como una botella de cerveza de color ámbar o verde. El alcance de la invención también incluye un dispositivo de almacenamiento de programa que se puede leer a través de un procesador y almacenar en el mismo un programa de instrucciones ejecutables por el procesador durante el proceso de crear productos de vidrio reciclado de un color particular de desperdicio de vidrio de color mixto teniendo vidrio de por lo menos dos colores diferentes De acuerdo con la invención, el programa de instrucciones hace que el procesador acepte como entradas una designación de materiales de partida de vidrio virgen, una designación del color particular de los productos de vidrio reciclado, una designación de las propiedades de transmisión deseada de los productos de vidrio reciclado de un color particular, una designación de cuanto desperdicio de vidrio de color mixto, en porcentaje en peso, va a ser fundido como una fracción del vidrio terminado reciclado a partir del cual se van a crear productos de vidrio reciclado, y una designación de un porcentaje de la composición de por lo menos dos de vidrio de color ámbar, verde e incoloro en el desperdicio de vidrio de color mixto, y hace que el procesador determine, a partir de las entradas, los porcentajes en peso de componentes respectivos de los materiales de partida de vidrio virgen, los porcentajes en peso de por lo menos los componentes respectivos del desperdicio de vidrio de color mixto, niveles de agente de óxido de coloración de vidrio y parámetros indicadores de vidrio clave del vidrio del color particular con las propiedades de transmisión específicas, y una composición del vidrio terminado reciclado, el programa de instrucciones además hace que le procesador de salida a una indicación de la composición para utilizarse en el proceso para crear productos de vidrio reciclado de un color particular, a partir de desperdicio de vidrio de color mixto, la composición incluyendo porcentajes en peso de los materiales de partida, el desperdicio de vidrio de color mixto, los parámetros indicadores de vidrio clave, y los niveles de agente de óxido de color de vidrio. La composición después es impresa para utilizarse como una "receta" (o fórmula) para crear productos de vidrio terminados, tales como botellas de cerveza de vidrio, a partir de un lote de vidrio incluyendo desperdicio de vidrio de color mixto.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los objetos y ventajas de la invención serán más evidentes y se apreciarán más fácilmente a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades ilustrativas actualmente preferidas de la invención, tomadas junto con los dibujos anexos en los cuales: La Figura 1 ilustra la técnica de la invención para determinar la composición de lotes de vidrio incluyendo desperdicio de vidrio de color mixto posterior al consumidor. Las Figuras 2(a) y 2(b) en conjunto ilustran una hoja de cálculo de un modelo de cálculo de óxido de vidrio a partir de la fórmula de lote para la creación de contenedores de vidrio de color ámbar reciclado de un baño de fusión de color ámbar incluyendo 35% de desperdicio de vidrio de color mixto reciclado utilizando las técnicas de la invención. La Figura 2(c) ¡lustra las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio de color verde reciclado a partir de desperdicio de vidrio de tres mezclas típico de aquel encontrado en la costa este y oeste, en donde se presenta un consumo de cerveza y vino importado, substancial, en donde el desperdicio de vidrio de tres mezclas es de 35% del vidrio total. La Figura 3 ilustra la relación de calidad de rojizo y niveles de transmisión visible medidos para vidrio de color ámbar, verde y transparentes de diferentes productores de vidrio. La Figura 4 ilustra la relación del vidrio transparente (incoloro) de color ámbar y verde para diferentes patrones de uso de vidrio del cliente y los productos disponibles en los mercados regionales. La Figura 5 ¡lustra los coeficientes de extinción para los especímenes de vidrio del contenedor de la Figura 3, así como los coeficientes de extinción promedio y la transmisión promedio normalizada a través de un vidrio con un espesor de 4.18 mm para los principales fabricantes de vidrio de color ámbar y verde en los estados unidos. Las Figuras 6(a) y 6(b) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio de color ámbar reciclado a partir de tres mezclas, en donde el desperdicio de vidrio es 50% y 70% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 7(a)-7(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio de color ámbar reciclado a partir de tres mezclas, en donde el desperdicio es de 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente, el cual es típico de la producción interna del vidrio. Las Figuras 8(a)-8(b) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio de color ámbar reciclado a partir de la producción estándar de vidrio de E. U. A. (un tercio de vidrio transparente removido) de tres mezclas, en donde el desperdicio de vidrio es de 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 9(a)-9(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio de color ámbar reciclado a partir de la producción estándar de vidrio de E. U. A. (dos tercios del vidrio transparente removido) de tres mezclas, en donde el desperdicio de vidrio es de 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente.

Las Figuras 10(a)-19(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio de color ámbar reciclado a partir de la tendencia a tres mezclas de color ámbar, en donde el desperdicio de vidrio es de 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 11(a)-11(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio de color ámbar reciclado de las tres mezclas de Middle America Beer Belt, en donde el desperdicio de vidrio es de 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 12(a) y 12(b) en conjunto ilustran una hoja de cálculo de un modelo de cálculo de óxido de vidrio a partir de la fórmula de lote para la creación de contenedores de vidrio de color verde reciclado a partir de un baño de fusión verde incluyendo 35% del desperdicio de vidrio de color mixto recíclado utilizando las técnicas de la invención. Las Figuras 12(c) y 12(d) ilustran respectivamente las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio de color verde reciclado a partir de desperdicio de vidrio de tres mezclas típico de aquel encontrado en la costa este y oeste, en donde el desperdicio de vidrio es de 35% y 70% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 13(a)-13(c) ilustran respectivamente las formulaciones de lote de vidrio para la creación de lotes de vidrio de color verde reciclado a partir de la producción de vidrio estándar de E. U. A. de tres mezclas, en donde el desperdicio de vidrio de 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 14(a)-14(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contendores de vidrio de color verde reciclado a partir de tres mezclas de mezcla de banda de cerveza, en donde el desperdicio de vidrio es de 25, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 15(a) y 15(b) en conjunto ilustran una hoja de cálculo de un modelo de cálculo de óxido de vidrio a partir de la fórmula de lote para la creación de contenedores de vidrio transparente (incoloro) reciclado a partir de las tres mezclas de mezcla de banda de cerveza, en donde el desperdicio de vidrio es el 25% del vidrio total, utilizando las técnicas de la invención. Las Figuras 15(c) y 15(d) ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio transparente (incoloro) reciclado a partir de las tres mezclas de la mezcla de banda de cerveza, en donde el desperdicio de vidrio es de 25% y 50% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 16(a) y 16(b) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio transparente (incoloro) reciclado a partir de las tres mezclas de producción de E. U. A., en donde el desperdicio de vidrio es de % y 50% del vidrio total, respectivamente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES ACTUALMENTE PREFERIDAS Un método para reciclar desperdicio de vidrio de color mixto con los aspectos benéficos menc onados anteriormente de acuerdo con una modalidad ilustrativa actualmente preferida de la invención, será descrito a continuación con referencia a las Figuras 1-16. Se apreciará por aquellos expertos en la técnica que la descripción dada en la presente con respecto a aquellas figuras es solamente para propósitos ilustrativos y no está destinada de ninguna manera a limitar el alcance de la invención, Todas las preguntas con respecto al alcance de la invención pueden ser resueltas haciendo referencia a las reivindicaciones anexas.

I. MÉTODO DE RECICLADO DE DESPERDICIO DE VIDRIO MIXTO DE LA PATENTE DE E.U.A. I^O. 5,718,737. Una cantidad de desperdicio de vidrio de color mixto puede ser manualmente reciclada en nuevos productos de vidrio utilizando la técnica descrita en la patente de E.U.A. No. 5,718,737. Como se describe en esa patente, el desperdicio de vidrio de color mixto generalmente es vidrio reformado de consumidor posterior, aunque el desperdicio de vidrio del productor de vidrio también puede ser mezclado con el mismo, y típicamente comprende una mezcla de vidrio de color verde, vidrio de color ámbar y vidrio incoloro (sin color). El desperdicio de vidrio de color mixto principalmente se hace de vidrio de sosa-cal-sílice (de otra manera denominado como "vidrio de sosa-cal") y típicamente es provisto a granel en la forma de una pluralidad de piezas o partículas rotas producidas triturando o moliendo contenedores de vidrio, las partículas típicamente con un tamaño menor que 6 mm en diámetro, de manera que el desperdicio de vidrio puede ser fácilmente vaciado o de otra manera manejado y fundido. Generalmente, por lo menos un color puede ser selectivamente removido, neutralizado o convertido en un lote específico de desperdicio de vidrio de color mixto a través de decoloración física y/o química selectiva, y en ese momento, el desperdicio de vidrio de color mixto está ausente, de manera que por lo menos un color es recuperado para utilizarse en la producción de nuevos productos de vidrio. El vidrio de color ámbar puede ser producido a partir de desperdicio de vidrio de color mixto decolorando selectivamente el colorante verde en el desperdicio de vidrio mixto. En particular, las partículas de vidrio de color verde, las cuales inherentemente contienen óxido de cromo como el colorante verde, y las cuales también pueden contener impurezas de fierro, pueden ser selectivamente decoloradas en el lote de color mixto para remover el color verde en exceso, lo cual reduce la relación de calidad de rojizo deseada o matiz rojizo en el vidrio de color ámbar utilizado para fabricar nuevos contenedores, tales como botellas de color ámbar para cerveza. El tono rojizo-café de vidrio de color ámbar del desperdicio de vidrio de color mixto es controlado regulando las cantidades de fierro, carbono y azufre en la mezcla para impartir el color ámbar rojizo-café deseado. Se puede utilizar una técnica similar para producir botellas de vidrio de color verde o incoloro reciclado, y similares. El desperdicio de vidrio de color mixto opcionalmente es decolorado por lo menos a un color, a través de la adición, al vidrio de color mixto, de una cantidad efectiva de agentes decolorantes como se proporciona más adelante, para que por lo menos un color sea decolorado. El método incluye el paso de colorear adicionalmente el desperdicio de vidrio de color mixto por lo menos aun color restante, a través de la adición, al vidrio de color mixto, de una cantidad efectiva de agentes colorantes como se proporciona más adelante, para mejorar el color restante. Preferiblemente, una cantidad predeterminada de desperdicio de vidrio de color mixto es mezclada con un lote virgen de vidrio conteniendo materiales de partida de vidrio convencionales en el color restante, así como agentes decolorantes y agentes colorantes para compensar el desperdicio de vidrio de color mixto para producir nuevos productos de vidrio conteniendo cierto porcentaje de desperdicio de vidrio de color mixto reciclado. Esto es particularmente efectivo para hacer contenedores de vidrio de color ámbar y similares, de desperdicio de vidrio de color mixto. Los materiales de partida de vidrio convencionales, tales como aquellos para vidrios de color ámbar, verde, o incoloro de sosa-cal-silicato, y equipo para hacer vidrio, tal como hornos de fundición de vidrio, túneles de recocido, equipo de formación, y similares, pueden ser utilizados con el método de la invención. Para una descripción de los materiales de partida de vidrio, se puede hacer referencia técnica de fabricación de vidrio y de procesamiento, entre otros en S. R. Scholes. Ph. D., Modem Glass Practice, CBI Publishing Co., Inc. (1975) y Kirk-Othmer, Concise Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, Inc. (1985), pág. 560-565, la descripción de las cuales se incorpora aquí por referencia en su totalidad. El vidrio de color ámbar utilizado para botellas para bebida puede ser producido a partir del desperdicio de vidrio (reciclado) del consumidor posterior. En dicho método, una cantidad del desperdicio de vidrio (reciclado) de consumidor posterior es íntimamente mezclado junto con un lote virgen de materiales de partida de vidrio convencionales utilizados para hacer vidrio de color ámbar, preferiblemente vidrio de color ámbar de carbono-azufre. La cantidad mínima de desperdicio de vidrio de color mixto en el lote puede ser afectada por los reglamentos del gobierno. Se requiere, por algunos gobiernos de estado, incluir por lo menos aproximadamente 10% o más, mientras que algunos otros gobiernos de estado requieren de por lo menos aproximadamente 35% o más, y, para el año 2000, se requerirá de entre aproximadamente 35% y 50% en peso del desperdicio de vidrio (reciclado) de consumidor posterior en el vidrio. Se prefiere que el desperdicio de vidrio de color mixto sea introducido en la parte superior de un vidrio virgen mixto en el horno de fundición de vidrio, típicamente operado a una temperatura de aproximadamente 1400 a 1600°C, para reducir la tendencia del desperdicio de vidrio para ocasionar la formación de espuma del vidrio fundido y problemas de procesamiento resultantes. Los materiales de partida de vidrio virgen para vidrio de color ámbar, se sabe que son capaces de producir óxidos formadores de vidrio, y pueden incluir cantidades efectivas de constituyentes principales, por ejemplo, arena, piedra caliza, ceniza de sosa, feldespato, o similares, y constituyentes menores, por ejemplo, torta de sales, yeso, carbocita, grafito, pirita de hierro, calumita, o similares. Aunque el mecanismo preciso no es muy bien entendido, la coloración rojiza-café del vidrio de color ámbar de carbono-azufre que se atribuye a sus contenidos de sulfato (por ejemplo, torta de sosa y yeso), carbono (por ejemplo, carbocita, grafito y negro de humo) y hierro (por ejemplo, óxido de hierro y pirita de hierro). Se cree que la formación de vidrio de color ámbar implica las reacciones de coloración de sulfatos alcalinos con agentes de reducción, tales como carbono, para formar sulfitos alcalinos, azufre y sulfuros elementales así como polisulfuros y sulfoferritas alcalinas, se cree que dichos compuestos juegan en parte un papel importante en la coloración ámbar. Los vidrios de contenedores de color ámbar absorben la luz en la región biológicamente activa de 450 NM y de esta manera, protegen los contenidos del contenedor de la radiación ultravioleta químicamente activa. El vidrio de color ámbar es producido bajo fuertes condiciones de reducción y típicamente tiene un número redox de aproximadamente -40 a -70 y una relación de calidad de rojizo en la escala de 1.5-2.0. El nivel de reducción presente en un horno de función de vidrio está representado por el número redox, R. N. el número redox es dado, por toneladas de vidrio, como los kilogramos del equivalente del oxidante de torta de sal (Na2SO4) en exceso de aquel requerido para equilibrar las siguientes ecuaciones estequiométricas: C + 2N2SO4 2Na2O(vidrio) + CO2 + 2SO4 (observar que la masa de relación de la torta de sal (Na2SO ) a carbono (C) en la ecuación equilibrada = 284/12 = 23.7) 5C + 4NaNO3 2Na2O(vidrio) + 5CO2 + 2N2 (Observar que la masa de relación de salitre (NaNO3) a carbono (C) es = 340/60 =5.667, de esta manera, la relación de torta de torta de sal/salitre (puede ser calculada por 23.7/5.667 = 4.182) Por lo tanto, un número redox positivo indica condiciones de oxidación, mientras que un número redox negativo refleja condiciones de reducción. El número redox puede ser calculado a partir de la siguiente fórmula para lotes y vidrios, en donde todos los agentes de oxidación y de reducción son expresados en términos de equivalentes de torta de sal, salitre y carbono: RN = Ss + Nn - Ce en donde: S = torta de sal, kg por tonelada de vidrio C = carbono, kg por tonelada de vidrio N = salitre, kg por tonelada de vidrio s = relación de masa de torta de sal a torta de sal = 1 c = relación de masa de torta de sal a carbono = 23.7 n = relación de masa de torta de sal a salitre = 4.182 La composición de un ejemplo puramente representativo, no limitante de un vidrio de contenedor de color ámbar (mostrado en porcentajes en peso) se proporciona en el Cuadro 1.

Cuadro I Composición de Vidrio de Color Ámbar Oxido % (peso) SiO2 71-73 AI2O3 0.1-0.5 Fe2O3 0.2-0.5 CaO 7-9 MgO 0.1-2 Na2O 13-15 K2O 0-1 MnO 0-1 SO3 0-.5 El desperdicio de vidrio de color mixto puede ser selectivamente fundido a vidrio virgen, formando una mezcla homogénea. El vidrio de color verde contenido en el desperdicio de vidrio de color mixto, el cual tiene un contenido de óxido de cromo relativamente alto, y el cual también puede contener impurezas de hierro, es decolorado a través de la adición de una cantidad efectiva de un agente de colorante al desperdicio de vidrio de color mixto fundido. El agente de colorante puede ser un agente de colorante químico físico, o ambos. Para la decoloración física, se agregan colores complementarios al desperdicio de vidrio de color verde para desviar o neutralizar el color verde. Los agentes decolorantes físicos preferidos incluyen compuestos elementales de selenio (rojo), manganeso (rojo), cobalto (azul), níquel, y/o selenuros. Sin embargo, una limitación de mezclado de color es que el vidrio puede ser impartido con un matiz gris (de tipo humo) para desviar el color verde' en esta forma, el cual puede hacer que el vidrio sea menos blanco. Para desperdicio de color mixto típico que comprende aproximadamente 56% en peso de vidrio incoloro (sin color) 22.5% en peso de vidrio de color ámbar y 21.5% en peso de color verde, se prefiere agregar de aproximadamente 0.001 a 0.01% en peso de selenio o un agente de colorante comparable por 100% en peso de desperdicio de vidrio de color mixto, muy preferiblemente de entre aproximadamente 0.005 a 0.01% en peso. En lugar de, o además de la decoloración física, se puede efectuar la decoloración química. Los agentes de decoloración química preferidos o agentes oxidantes, los cuales pueden ser agregados en cantidades efectivas al desperdicio de vidrio de color mixto para oxidar cantidades huella de hierro ferroso (verde) a férrico incluyen óxidos de zinc, cerio y arsénico, y también pueden incluir materiales de vidrio virgen oxidado. Para desperdicio de vidrio de color mixto típico que comprende aproximadamente 56% de vidrio incoloro (sin color), 22.5% en peso de color ámbar y 21.5% en peso de color verde, se prefirió agregar alrededor de 0.001 a 0.01% en peso del agente de colorante químico por 100% en peso de desperdicio de vidrio de color mixto, muy preferiblemente de entre aproximadamente 0.005 a 0.05% en peso. El desperdicio de vidrio de color verde neutralizado de color o decolorado y el desperdicio de vidrio incoloro que permanece puede ser mejorado en el color a ámbar agregando cantidades efectivas de agentes colorantes típicos para la producción de vidrio de color ámbar. Los agentes colorantes preferidos incluyen pirita de hierro, torta de sal (sulfato de sodio), sulfito de sodio, sulfuro de sodio, carbono (típicamente en la forma de carbocita o grafito), y escoria (típicamente en la forma de calumita), los cuales son utilizados para impartir un color rojizo-café. Para desperdicio de vidrio de color mixto típico que comprende aproximadamente 56% en peso de vidrio incoloro (sin color), 22.5% en peso de vidrio de color ámbar y 21.5% en peso de vidrio de color verde, se prefiere agregar alrededor de 0.25 a 0.50% en peso de agente colorante por 100% en peso de desperdicio de vidrio de color mixto, muy preferiblemente de entre aproximadamente 0.30 a 0.40% en peso. La mezcla fundida del desperdicio de vidrio de color mixto convertida a vidrio de color ámbar y de color ámbar virgen puede ser afinada como es bien conocido, a través de la adición de, por ejemplo, torta de sal, para reducir al mínimo las burbujas de gas en el mismo. Después del afinado, el vidrio puede ser dirigido a una máquina de soplado de vidrio u otra máquina formadora de vidrio de la misma manera como el vidrio convencionalmente producido, por ejemplo, en una máquina de soplado de vidrio para botellas para hacer botellas de color ámbar para cerveza. Después de la formación, el vidrio puede ser recocido en una forma conocida, por ejemplo, en un túnel de recocido, para remover las tensiones internas del vidrio. Esta técnica no está limitada a la producción de vidrio de color ámbar a partir del desperdicio de vidrio de color mixto. También está dirigida la producción de vidrio incoloro o de color verde del desperdicio de vidrio de color mixto también. Para vidrio incoloro, un lote virgen es mezclado con agentes de colorantes químicos, tales como óxidos de cerio y zinc para oxidar químicamente impurezas de hierro y también puede ser mezclado con agentes de colorantes físicos teniendo colores complementarios, tales como compuestos elementales o compuestos de selenio y cobalto. Este método se puede entender mejor a partir de los siguientes Ejemplos puramente ilustrativos y no limitantes.

EJEMPLO Conversión del Desperdicio de Vidrio de Color Mixto, Roto a Vidrio de Color Ámbar Un lote de desperdicio de vidrio de color mixto fue convenientemente convertido a vidrio de color ámbar a través del siguiente método: Primero, aproximadamente 0.908 kg de desperdicio de vidrio de color mixto comprendiendo aproximadamente 56% en peso de vidrio incoloro (sin color), 22.5% en peso de vidrio de color ámbar y 21.5% en peso de color verde tubo aproximadamente un equivalente de 0.3 a 0.45% de Fe2O3, en peso, (basado en el peso del desperdicio de vidrio fundido) de pirita de hierro agregada al mismo y se mezcló íntimamente con el mismo. Aproximadamente 0.015 a 0.07% en peso de carbono (en la forma de carbocita) también se agregó al desperdicio de vidrio de color mixto para obtener un número redox de aproximadamente -55. Estos ingredientes fueron fundidos a un estado fundido en un horno de vidrio a una temperatura de aproximadamente 1426.6 1482.2°C. La adición de carbono (agente de reducción) controla el color ámbar final, es decir, a medida que se incrementa el contenido de carbono, el tono rojizo-café se incrementa. El desperdicio de vidrio de color mixto fundido con agentes colorantes después se enfrió y se formó a muestras pastosas vaciando el desperdicio de vidrio fundido del crisol. El vidrio resultante fue de color ámbar con una transmisión UV de aproximadamente 15%. En este ejemplo, las cantidades de cada material de partida fueron calculadas manualmente, lo cual es impráctico, ya que el control apropiado del color del vidrio y la composición para la producción comercial requiere del control simultáneo de muchas variables. Un método automático que proporciona un control mejorado del color y es adecuado para la producción de vidrio comercial se explica en la siguiente sección.

II. MÉTODO AUTOMÁTICO PARA EL RECICLADO DE DESPERDICIO DE VIDRIO MIXTO. De acuerdo con la presente invención, se ha desarrollado un algoritmo de software que facilita el cálculo automático de los materiales de partida para diferentes composiciones de desperdicio de vidrio mixto, diferentes porcentajes de desperdicio de vidrio mixto en el lote de vidrio, y diferentes composiciones de vidrio objetivo. En particular, los parámetros indicadores clave para los diferentes colores de vidrio han sido identificados y son calculados utilizando un programa de. computadora cargado e-n un procesador huésped, y estos parámetros son, a la vez, utilizados por el procesador huésped para calcular la composición del lote que será formada a partir de un material de partida del desperdicio de vidrio en partículas. Los resultados después se imprimen utilizando software conveniente, por ejemplo, Microsoft Excel, y se utilizan en procesos convencionales de producción de vidrio comercial. La Figura 1 ilustra el algoritmo de software desarrollado de acuerdo con la invención, el cual es cargado en un procesador huésped para calcular la composición de los lotes de vidrio incluyendo el desperdicio de consumidor y posterior que será reciclado. La primera parte del algoritmo de software de la invención incluye el paso de definir los parámetros de vidrio seleccionados por el usuario. En particular, en el paso 10, el usuario primero selecciona de una lista de opciones los materiales de partida que serán utilizados para el componente virgen del vidrio. En otras palabras, el usuario especifica el tipo y composición de arena, piedra caliza, aplita (feldespato), fuente de escoria (por ejemplo, calumita), torta de sal, melita, ceniza de sosa, fuente de carbono (por ejemplo, CARBOCITE™ #20) y similares, que serán utilizados para el vidrio virgen. En el paso 15, el usuario define la composición química del desperdicio de vidrio, es decir, el porcentaje de óxido en la composición del vidrio transparente, de color ámbar y de color verde en el desperdicio de vidrio mixto que será utilizado en el proceso de reciclado. Como se muestra en la muestra fundida de las Figuras 2(a) y 2(b) para una fusión de color ámbar incluyendo 25% de vidrio de vidrio de desperdicio mixto reciclado, el algoritmo de la invención introduce la composición de óxido y el costo de los materiales de partida (paso 10) y el desperdicio de vidrio (paso 15) utilizado para preparar el lote. Los porcentajes de óxido fácilmente pueden ser determinados a partir de un análisis químico de los materiales. Los materiales de vidrio virgen típicos pueden incluir: arena de vidrio de sílice U. S., piedra caliza; aplita de sílice U.S.; calumita de Calumita Corporation; torta de sal; melita; ceniza de sosa de FMC; y carbocita #20. Las composiciones de desperdicio de vidrio típicas son similares al vidrio virgen, excepto que contienen óxidos de color específicos para transparente, verde y ámbar. También se pueden hacer varios ajustes para la pérdida volátil durante la fusión. Después, en el paso 20, el usuario define el color de vidrio objetivo deseado: transparente (incoloro), ámbar o verde. En el ejemplo de cálculo de óxido de vidrio de las Figuras 2(a) y 2 (b), el color de vidrio objetivo especificado es ámbar. Si se determina, en el paso 30, que el color designado es ámbar, entonces el usuario debe definir el espesor del espécimen de transmisión (3.18 mm es la omisión) y especificar la transmisión óptica a 550 nm (T550) y la transmisión óptica a 650 nm (T650) y/o la relación de calidad de rojizo, es decir, T65o/T550, en el producto de vidrio terminado, en el paso 32. Los valores típicos para transmisiones de 556 y 650 a través de un espécimen de 3.18 mm son de 11.5% y 23%, respectivamente. Por consiguiente, el valor por omisión para la relación de calidad de rojizo es de 2.0. Sin embargo, aquellos expertos en la técnica para fabricar vidrio apreciarán que todos los vidrios de color ámbar no son iguales. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 3, la relación de calidad de rojizo y los niveles de transmisión visible medidos para vidrios de color ámbar, verde y transparentes varían de producto a productos, y el programa de la invención preferiblemente se adapta a esta necesidad. En la Figura 3, los datos de transmisión son ajustados a un espesor de vidrio de 3.18 mm, el cual es el espesor por omisión de los especímenes, los cuales incluyen especímenes de color ámbar 1-6, espécimen transparente 8 y especímenes de color verde 7, 9 y 10. En la Figura 3, todas las longitudes de onda son en nm. Por otro lado, si se determina en el paso 30 que el color de vidrio objetivo especificado es verde, entonces el usuario debe definir el espesor del espécimen de transmisión (3.18 mm es la omisión) y la cantidad de cromo (como Cr2O3) y hierro (como Fe2O3) deseado en el producto de vidrio terminado en el paso 34. Los niveles típicos de Cr2O3 y Fe2O3 para vidrio de color verde son de 0.23% y 0.25%, respectivamente. Niveles más grandes producen un color verde más obscuro y niveles más bajos producen un color más claro según se desee para varias botellas de cerveza y vino. Otros óxidos de color, tales como Mn y Ni, pueden ser agregados para alterar el matiz del vidrio de color verde. Si en el paso 30 se determina que el color de vidrio especificado es transparente (incoloro), no se requiere de ninguna entrada adicional. El programa identifica la cantidad de Fe y Cr presente de los materiales de partida y el nivel de desperdicio de vidrio de tres mezclas mandatarias y, en el paso 36, calcula la transmisión incolora posible mayor (es decir, densidad neutra) para una entrada de desperdicio de vidrio dada o incrementa al máximo la cantidad de desperdicio de vidrio utilizado para una característica de transmisión especificadas. Se pueden agregar agentes colorantes azul (cobalto) y rojo (selenio) para dar una densidad de color neutra, es decir, una absorción absolutamente uniforme a todas las longitudes de onda. Dependiendo de la cantidad de desperdicio de vidrio de color ámbar y verde utilizado, la transmisión puede variar de 70-80% normal típica de vidrio transparente a 30-40% para cargas de tres mezclas pesadas con lotes de vidrio de color ámbar y verde. De esta manera, algunos vidrios reformulados serán absolutamente grises, mientras que otros serán vidrios buenos absolutamente incoloros cuando se hacen de desperdicio de vidrio de tres mezclas utilizando las mezclas de la invención. Una característica adicional de la invención es la habilidad para incrementar al máximo el uso de desperdicio de tres mezclas en un lote de vidrio. Como alternativa al método anterior de vidrio incoloro en lotes, es posible especificar la transmisión mínima del vidrio incoloro y tener el algoritmo para calcular la cantidad máxima de cierto desperdicio de vidrio de tres mezclas que permitirá la transmisión especificada. Naturalmente, la cantidad de tres mezclas calculada serán mayor para desperdicios de vidrio de tres mezclas con menos vidrio de color verde y ámbar y mucho menos para desperdicio de vidrio con lotes de color verde y ámbar. En el paso 40, el usuario define la cantidad (porcentaje) del desperdicio de vidrio que será utilizado en un proceso de fusión como un porcentaje del vidrio total, por ejemplo, 35, 50, 75%, cuando el material restante es el vidrio virgen típico. Típicamente, la cantidad total del desperdicio de vidrio de tres mezclas es de entre 35% y 75%, pero puede variar con base en requerimientos legislativos y otros requerimientos. En el Ejemplo de las Figuras 2(a) y 2(b), el porcentaje del desperdicio de vidrio utilizado en el proceso de fusión es designado como 35%. En el paso 50, las relaciones del desperdicio de vidrio de tres mezclas son especificadas. Estos valores indican la cantidad relativa de vidrio transparente, de color ámbar y de color verde en el desperdicio de vidrio. Estas relaciones pueden ser medidas tomando una muestra de núcleo del desperdicio de vidrio mixto que será reciclado o pueden ser determinadas empíricamente a través del reciclado de vidrio en diferentes áreas geográficas. Típicamente, la relación de vidrio transparente (incoloro), de color ámbar y verde para el reciclado variará de acuerdo con los patrones de uso del cliente y los productos disponibles en mercados regionales. Típicamente, como se muestra en la Figura 4, la producción de contenedor de vidrio de Estados Unidos produce aproximadamente 60% de vidrio transparente (incoloro), 30% de color ámbar y 10% de color verde. Sin embargo, las composiciones de desperdicio de vidrio de tres mezclas variarán enormemente dependiendo de las prácticas de recolección y reciclado y también del aspecto demográfico y preferencias del consumidor. Los niveles de vidrio incoloro del desperdicio de vidrio de tres mezclas están en la escala de 30-50%, ámbar en la escala de 25-55%, y verde en la escala de 5-25%. Un color más verde tiende a estar presente en aquellas áreas que importan más cervezas extranjeras y consumen más vino, así como en las costas este y oeste de los Estados Unidos. Para el Ejemplo de las Figuras 2(a) y 2(b), las fracciones de porcentaje son especificadas como 48.3% de vidrio transparente (incoloro), 26.7% de ámbar y 25.0% de verde, una mezcla del desperdicio de vidrio representativo de aquel encontrado en las costas y este y oeste de los Estados Unidos. Ahora que todas las entradas están provistas, la segunda parte del algoritmo de software de la invención es ejecutada, principalmente, calcular la composición de lote de los parámetros de vidrio seleccionados por el usuario. En el paso 60, las relaciones de óxido colorante y niveles redox de vidrio en el vidrio para las propiedades de color solicitado del producto de vidrio objetivo son calculadas a través de relaciones conocidas. Ya que el vidrio de sosa-cal representa absolutamente el 90% de todo el vidrio de contenedor producido, el vidrio objetivo se asume que es una composición de estándar de sosa-cal-silicato, modificado con óxidos de color. Por ejemplo, el vidrio de sosa-cal-silicato de contenedor estándar tiene los siguientes porcentajes de óxido colorante: Después, en el paso 70, los valores de los parámetros indicadores clave en el vidrio objetivo son calculados con base en las entradas definidas por el usuario en los pasos 10-50. Los parámetros indicadores de clave son parámetros de composición de lote de vidrio y parámetros redox que afectan el color o el vidrio en una forma sensible. Por ejemplo, pequeñas cantidades de Cr y/o Fe harán un vidrio con un color variando de verde a azul. La ingeniería y el control del color del vidrio fundido requiere de un control estrecho de estos parámetros y un conocimiento detallado de la forma en la cual estos óxidos tienen influencia en el color del vidrio fundido. Los parámetros indicadores clave son diferentes para los tres colores de vidrio considerados en la presente (ámbar, verde y transparente) y de esta manera serán discutidos en forma separada.

Vidrio de Color Ámbar Para el vidrio de color ámbar, los parámetros indicadores clave son hierro [Fe], azufre [Si], cromo [Cr], y cobre [Cu], u otras concentraciones de agente de color rojo, y el estado de oxidación del vidrio de color ámbar según expresado por el número redox del lote o demanda de oxígeno químico (COD) del vidrio. Como es conocido por aquellos expertos en la técnica y como se describió previamente, el número redox (RN) es un valor utilizado en la fundición de vidrio comercial para expresar el equilibrio redox entre sulfato de sodio (torta de sal, el oxidante) y carbono o equivalentes de carbono (agentes de reducción). Los números redox normales están en la escala de +10 a -30 para vidrio incoloro y de color verde, y de -50 a -80 para vidrio de color ámbar. La demanda de oxígeno químico (COD) es una medida de la energía de reducción química de constituyentes por lote. La COD es una forma de medir el nivel redox de materiales de partida y vidrio utilizando métodos convencionales disponibles de laboratorios analíticos. La COD es expresada como porcentaje de carbono y representa, en efecto, la energía de reducción química del material de partida en términos de niveles equivalentes de carbono. Por ejemplo, cierto aditivo de carbono para un lote de vidrio puede contener 78% de carbono y 22% de ceniza. Dicho material podría tener una COD de 78%, ya que tiene el equivalente de 78% de carbono. Como un segundo ejemplo, un material de partida de escoria puede contener una mezcla de una especie química reducida tal como sulfuro y varios carburos de manera que su energía de reducción es equivalente a 1% libre de carbono, aunque la escoria puede contener nada de carbono libre. Este material de partida tendrá una COD de 1%. Por lo tanto, el factor de COD, cuando se suma con todos los materiales de partida del lote de vidrio, cuantitativamente identifica la energía de reducción de lote en términos de niveles de carbono equivalente. De esta manera, si un lote de vidrio tiene una COD colectiva de 0.2%, o 2000 ppm, entonces la cantidad de oxígeno podrá ser calculada como sigue por cada 100 gramos de vidrio: 100 gramos x 2000 x 106 = 0.2 de equivalente de carbono C + O2 CO2 MW C = 12, O2 = 32 De esta manera, 0.2 g C "demanda" 32/2*0.2 = 0.533 g O2, Aquellos expertos en la técnica apreciarán que más químicas de lote reducidas y niveles más altos de Fe, Cr, y S producen vidrio de color ámbar más obscuro y que la relación de calidad de rojizo es incrementada con niveles mayores de S y Cu. Los niveles necesarios de los indicadores clave son calculados a partir de coeficientes de extinción óptica para constituyente, en donde el coeficiente de extinción se define como sigue: I = l0Rfe extL en donde I es la intensidad transmitida, l0 es la intensidad incidente, Rf es la reflexión de Fresnel de las superficies colindantes, ext es el coeficiente de extinción, y L es el espesor del espécimen de prueba en mm. Por ejemplo, Cr2O3, tiene un coeficiente de extinción a 550 nm de 0.484 para cada porcentaje en peso en el vidrio, de esta manera, un vidrio que contiene 0.2% de Cr2O3 tendrá un coeficiente de extinción atribuible a Cr2O3, de 0.484*0.2 = 0.097. A 650 nm, el coeficiente de extinción de Cr2O3 por porcentaje de óxido es de 2.174. Los otros parámetros son tratados similarmente, utilizando valores obtenidos de la literatura y/o de mediciones espectrofotométricas. La Figura 5 ilustra los coeficientes de extinción (ext) para los 10 especímenes de vidrio de contenedor de la Figura 3 según calculado utilizando la ecuación anterior para las diferentes longitudes de onda (en nm). La Figura 5 también ilustra los coeficientes de extinción promedio y la transmisión promedio normalizada a través de un vidrio con un espesor de 3.18 mm para fabricantes mayores de vidrio de color ámbar y vidrio de color verde en los Estados Unidos, en donde BMC es Budweiser, Miller, y Coors (para ámbar) y BH es Becks y Heineken (para verde). De esta manera, los valores utilizados dependerán del vidrio de contenedor deseado.

Vidrio de Color Verde Para vidrio de color verde, los indicadores clave son concentraciones de Cr2O3 y Fe2O3. El vidrio de color verde es tratado similarmente al vidrio de color ámbar, excepto que la coincidencia de color se realiza directamente en una base de óxido. Es decir, ningún dato de transmisión con respecto a la entrada es aceptado, sino que más bien el usuario simplemente define los niveles de Cr2O3 y Fe2O3 deseados en el vidrio terminado. Los niveles típicos de Cr2O3 y Fe2O3 para vidrio de color verde son de 0.23% y 0.25%, respectivamente. Más contenido de Cr2O3 incrementa la intensidad del color verde, y más contenido de Fe2O3 incrementa la intensidad del color verde y azul. Dependiendo del nivel de oxidación. Vidrios de Fe2O3 de más oxidantes son amarillo verdoso según comparado con el color azulado del vidrio con un bajo contenido de Fe2O3.

Vidrio Transparente Como será apreciado por aquellos expertos en la técnica, el modelo de vidrio transparente busca reducir al mínimo el efecto de los óxidos de color introducidos del desperdicio de vidrio de color verde y ámbar. NO es posible "blanquear" el vidrio o remover los óxidos colorantes; solamente es posible reducir al mínimo su impacto. Esto se realiza reduciendo al mínimo (utilizando programación lineal) la cantidad de óxidos colorantes que entran al vidrio desde el componente de lote virgen, oxidar el hierro existente a estado férrico, y complementar los efectos colorantes de Fe y Cr (verdoso) con Co (azul) y Se (rojo) para dar una absorción de intensidad neutra, es decir, un vidrio "incoloro". De esta manera, los indicadores clave para vidrio transparente (incoloro) son Cr2O3, Fe2O3, concentraciones de selenio y cobalto, y el número redox (estado de oxidación del vidrio). El modelo de vidrio transparente opera independientemente de la entrada del usuario, además de los parámetros del desperdicio de vidrio y del lote, y calcula todos los valores internamente para dar al vidrio incoloro la más alta transmisión posible. Dos modos de operación se proporcionan: la optimización de transmisión para una composición y nivel de desperdicio de vidrio de tres mezclas dados, y la optímización de desperdicio de vidrio para una especificación de transmisión dada. Dada cierta relación de mezcla de desperdicio de vidrio y cantidad que será utiliza en el vidrio, y dados los materiales de partida a partir de los cuales se puede preparar vidrio virgen, se define la concentración mínima de óxido colorante. El programa de la invención busca calcular la composición que proporcione los niveles definidos de desperdicio de vidrio, de manera que el vidrio fundido tiene niveles mínimos de óxidos colorantes para hierro [Fe2O3] y cromo [Cr2O3]. Dados estos niveles, el programa entonces agrega suficientes óxidos de colorantes tales como cobalto (por ejemplo, 2 ppm Co por 100 ppm (Fe2O3 + Cr2O3)) y selenio (por ejemplo, 30 ppm por 100 ppm (Fe2O3 + Cr2O3)) para producir un color neutro, una absorción de espectro uniforme (es decir, transmisión independiente de longitud de onda) a través de la escala de longitud de onda visible, por lo que el vidrio es oxidado a un número redox en la escala de +5 a +10 de manera que los iones ferrosos [Fe + 2] son convertidos a férricos [Fe + 3] para reducir al mínimo el efecto colorante del hierro. Dependiendo de la cantidad del desperdicio de vidrio de color ámbar y de color verde utilizado, la transmisión puede variar de la normal 70-80% típica de vidrio transparente a menos de 30-40% para cargas de tres mezclas pesadas con lotes de vidrio de color ámbar y verde. De esta manera, algunos vidrios reformulados serán un poco grises, mientras que otros serán vidrio absolutamente buenos incoloros. En una forma similar, el modelo puede ser utilizado para definir la cantidad máxima de cierto desperdicio de vidrio de tres mezclas que puede ser utilizado para fabricar un vidrio incoloro con especificaciones fijas de transmisión.

Algoritmo Computacional - Programación Lineal Una vez que los parámetros indicadores clave son definidos en el paso 70, la fórmula del lote (composición) puede ser calculada utilizando métodos de programación lineal en el paso 80. En particular, las cantidades apropiadas de materiales de partida, incluyendo la fracción de desperdicio de vidrio especificada y mezcla, son calculados de manera que los óxidos colorantes apropiados, agentes redox y óxidos estructurales de vidrio restante están presente en la proporción apropiada. El problema lineal es como sigue: MmxnXn - r en donde: M es una matriz de dimensión en m por n, en donde n es el número de materiales de partida, incluyendo el desperdicio de vidrio, a partir del cual el lote puede ser calculado, y m es el número de restricciones de composición, las cuales incluyen todos los indicadores clave más las concentraciones esenciales de óxido para el vidrio base. En una composición típica de color ámbar, por ejemplo, pueden existir 12 materiales de partida [n = 12] consistiendo de tres diferentes desperdicios de vidrio [transparente, de color ámbar, y de color verde] más nueve materiales de partida de vidrio convencionales tales como arena, piedra caliza, ceniza de sosa, etc. Las restricciones pueden consistir de concentraciones de SiO2, AI2O3, Na2O a partir de la composición de vidrio base, más los óxidos colorantes de concentraciones de hierro, azufre y cobre, más el valor de número redox (RN), y finalmente una restricción que requiere de todo para llegar a 100%. Esto da un total de nueve restricciones. De esta manera, la matriz M es una matriz de 9 x 12 en este caso. Aunque la mayoría de estos cálculos son realizados en forma interna en el programa, los valores de la mayoría de estas restricciones así como otras variables, son dados en la parte inferior de las dos columnas de la Figura 2B. X es un vector de fila de dimensión n que define el porcentaje en peso de cada material de partida en el lote de vidrio. Esta variable, cuando se resuelve, produce la composición de lote. B es un vector de columna de dimensión m que contiene los valores objetivo de las restricciones. Estas restricciones son las propiedades objetivas del vidrio en términos de óxido y valores indicadores clave como se discutió anteriormente. La solución al problema es conducida en una forma directa utilizando álgebra de matriz: Como ya se observó, el procedimiento de cálculo de lote de la invención utiliza programación lineal para calcular composiciones de lote a partir de los materiales de partida disponibles y los requerimientos definidos del vidrio fundido. Aquellos expertos en la técnica de programación lineal apreciarán que las técnicas de programación lineal resuelven ecuaciones lineales simultáneas. Como resultado, prácticamente en todos los casos de cálculo de lote real, no existe una solución única, sino que más bien muchas soluciones, que surgen del hecho de que muchos materiales de partida contienen óxidos comunes. Por ejemplo, la arena, el feldespato, la escoria y el desperdicio de vidrio todos contienen SiO2. Esta multitud de soluciones proporcionan una "inactividad" en el modelo. Por consiguiente, la técnica de la invención incluye un algoritmo en el paso 90 para seleccionar de entre estas numerosas soluciones. Los medios actualmente preferidos para realizar la selección se denominan la función objetivo, la cual es una función adicional que es resuelta para dar un valor mínimo, máximo u objetivo. Más típico es que la función objetivo sea un modelo e costo lineal simple, en donde el costo total del lote es la suma del costo de cada material de partida multiplicado por la fracción del material de partida en el lote de vidrio. De esta manera, la inactividad en la solución es utilizada en vidrio de color ámbar y verde para calcular, en el paso 90, una fórmula de lote seleccionando materiales de partida que reduzcan al mínimo el costo total del lote. En composiciones de vidrio incoloro (transparente), por otro lado, la inactividad es utilizada para reducir al mínimo el contenido de hierro en el lote. Es decir, el programa de computadora de la invención selecciona de las múltiples soluciones aquella que utilice los materiales de partida menos costosos (para vidrios de color ámbar y verde) o que contenga un contenido mínimo de hierro (para vidrio incoloro). En el paso 100, una vez que el problema lineal es resuelto, los resultados son impresos, los cuales dan la composición del lote de cantidades de material de partida tanto en términos de vidrio de 908 kilogramos y como porcentajes en peso, la composición química del vidrio y, para vidrio de color ámbar, las propiedades de transmisión estimadas. Estos valores después pueden ser utilizados con utilidad con la producción del vidrio por aquellos expertos en la técnica de fabricación de vidrio en el paso final, paso 110, que es para transferir estos datos a la operación de fabricación de vidrio, ya sea manualmente o a través de control computarizado a la computadora de descarga del lote. Por ejemplo, las cantidades de material de partida para un lote de vidrio de 908 kilogramos de vidrio de color ámbar con las propiedades especificadas en la Figura 2(a) se ilustran en la Figura 2(b) y en la salida más comprensiva mostrada en la Figura 2(c). Los programas de hoja de cálculo y los programas de impresión adecuados tales como Microsoft Excel pueden ser utilizados para este propósito. Los artículos de vidrio después son producidos a partir de materiales de partida así diseñados en forma convencional, por lo que los materiales de partida son convertidos a altas temperaturas a un baño de fusión homogéneo que después se forma en los artículos. En particular, el vidrio fundido es ya sea moldeado, diseñado, enrollado o extinguido, dependiendo de la forma y uso deseados. Por ejemplo, se forman botellas, platos, lentes ópticos, tubos de imagen de televisión, y similares, a través del soplado, compresión colado y/o conformación del vidrio fundido en un molde para enfriar y para fijar su forma final. Por otro lado, se forman ventanas, tubería, barras y fibras extrayendo libremente el vidrio en aire (o a través de un baño de estaño fundido como en el proceso de flotación) hasta que el vidrio fundido se fija y puede ser cortado en tramos. Claro que, otros productos de vidrio tales como vidrio artístico, frita y láminas de vidrio también pueden ser creados utilizando técnicas convencionales de vidrio reciclado utilizando las técnicas aquí descritas. En resumen, el método computarizado de la invención incluye un programa de computadora cargado en la memoria asociada de un procesador huésped para proporcionar instrucciones del programa al procesador huésped para realizar los pasos de: 1. Introducir una disposición de material de partida (M) para n materiales (arena, ceniza de sosa, piedra caliza, etc.), con m propiedades. (SiO2, AI2O3, etc.) incluyendo una composición de óxido de desperdicio de vidrio de tres mezclas; 2. Definir el tipo de vidrio para la fundición: transparente, de color ámbar, o de color verde; 3. Determinar que tanto desperdicio de vidrio (en porcentaje en peso) va a ser fundido como una fracción del vidrio terminado; 4. Determinar la composición del desperdicio de vidrio de tres mezclas (porcentaje de entrada de vidrio transparente, de color verde y de color ámbar en el desperdicio de vidrio); 5. Especificar propiedades de transmisión del vidrio de color ámbar (se requieren porcentajes de transmisión de 550 nm y 650 nm para determinar el nivel de óxidos colorantes utilizados en vidrio) o vidrio de color verde (los niveles de Cr y Fe deben ser especificados) o determinar el mejor vidrio posible para un nivel de desperdicio de vidrio dado para vidrio transparente (incoloro); 6. Calcular los niveles de agente colorante en el vidrio a partir de las propiedades de transmisión especificadas utilizando relaciones conocidas entre porcentajes de óxido y coeficientes de extinción; 7. Una vez que se calculan los agentes colorantes, almacenar la composición del vidrio en un vector de fila de longitud m, en donde cada elemento corresponde al nivel necesario de SiO2, AI2O3, etc., en el vidrio objetivo; 8. Resolver el problema lineal MX = B invirtiendo la matriz M (utilizando cualquiera de los métodos aceptados en análisis numérico, tales como la eliminación de Gauss-Jordan, o métodos de iteración de Newton-Raphson) y multiplicar por el vector objetivo B; 9. Utilizar la inactividad generada por múltiples soluciones para reducir al mínimo el costo en el cálculo de vidrios de color ámbar y de color verde y para reducir al mínimo los niveles de hierro en el vidrio transparente; y 10. Imprimir la composición de lote, composición de óxido y parámetros de transmisión seleccionados para cada vidrio.

Resultados de Baños de Fusión de Laboratorio para Vidrios Reciclados de Color Ámbar, de Color Verde e Incoloro 1. Color Ámbar Para demostrar la habilidad del modelo de color ámbar para producir vidrio de color ámbar con una buena relación de calidad de rojizo a partir de desperdicio de vidrio de tres mezclas, una muestra de desperdicio de vidrio de tres mezclas típico de las costas este y oeste de los Estados Unidos conteniendo 48.3% de vidrio incoloro, 25.7% de vidrio de color ámbar y 25% de vidrio de color verde, fue utilizada como un 35% del total del lote de color ámbar, como en el Ejemplo de las Figuras 2(a) y 2(b). La transmisión del cofor ámbar objetivo fue de 11.5% a 550 nanómetros y de 23% a 650 nanómetros para una relación de calidad de rojizo de 2.O.. El algoritmo de reformulación descrito anteriormente calculó el siguiente lote de vidrio. Observar la adición de CuO para promover la calidad de rojizo del ámbar para satisfacer la relación deseada de calidad de rojizo a un con la presencia de 8.75% de desperdicio de vidrio de color verde.

Observar que este lote es para 1000 gramos de vidrio en lugar de para 900 kilogramos de vidrio como en las Figuras 2(a) y 2(b). La composición calculada de este vidrio, en una base de lote (es decir sin incluir pérdidas volátiles durante la fundición), es de: El vidrio fue fundido por Corning Laboratory Services of Corning, NY de acuerdo con su procedimiento estándar. Se fundieron 1000 g de vidrio durante 8 horas a una temperatura máxima de 1450°C en un crisol de sílice de 1.8 litros en un horno eléctrico con una atmósfera ambiental (de oxidación) sin ninguna agitación o mezclado. La atmósfera oxidante del ambiente de fundición y el tiempo de residencia de 8 horas produce una superficie que no es de color ámbar, oxidada del baño de fusión, la cual cuando se mezcló con el vidrio de color ámbar durante el vaciado, ilumina el color del vidrio. El vidrio resultante se vació a una pasta, se recoció y una sección fue cortada para mediciones de transmisión. El vidrio tuvo el color de vidrio esperado: un buen color ámbar y un fragmento más claro que el objetivo. Los resultados de transmisión se resumen a continuación: Como un segundo ejemplo de la habilidad de la invención para producir vidrio de una buena relación de calidad de rojizo aún cuando se agregan grandes cantidades de desperdicio de vidrio de color verde, una muestra de desperdicio de vidrio de "dos mezclas" conteniendo 50% de vidrio de color ámbar y 50% de vidrio de color verde se utilizó con un 40% del total de vidrio de color ámbar. La transmisión ámbar objetivo fue de 11.5% a 550 nanómetros y 23% a 650 nanómetros para una relación de calidad de rojizo de 2.0. El algoritmo de reformulación descrito anteriormente calculó el siguiente lote de vidrio.

Observar que este lote es para 1000 gramos de vidrio en lugar de para 900 kilogramos de vidrio como en las Figuras 2(a) y 2(b). La composición calculada de este vidrio, en una base de lote (es decir sin incluir pérdidas volátiles durante la fundición), es de: El vidrio fue fundido por Corning Laboratory Services of Corning, NY de acuerdo con su procedimiento estándar. Se fundieron 1000 g de vidrio durante 8 horas a una temperatura máxima de 1450°C en un crisol de sílice de 1.8 litros en un horno eléctrico con una atmósfera ambiental (de oxidación) sin ninguna agitación o mezclado. El vidrio resultante se vació a una pasta, se recoció y una sección fue cortada para mediciones de transmisión. El vidrio tuvo un color ámbar hermoso con una excelente calidad de rojizo. La intensidad fue un fragmento más obscuro que el esperado, un factor fácilmente ajustado en baños de fusión subsecuentes. Los resultados de transmisión se resumen a continuación: Claro que, al cambiar los porcentajes del desperdicio de vidrio de color ámbar, transparente y de color verde en las tres mezclas, así como el porcentaje de desperdicio de vidrio en el vidrio total, conducirá a diferentes composiciones de óxido de vidrio que serán incluidas en el lote final de vidrio. Por ejemplo, las Figuras 6-11 ilustran las formulaciones de lote de vidrio para los escenarios respectivos de cálculo de lote de tres mezclas establecidos en la Figura 4 para utilizarse en la creación de contenedores de vidrio de color ámbar reciclado utilizando las técnicas de la invención. Las Figuras 2(c), 6(s) y 6(b) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para el vidrio de tres mezclas de la costa este/oeste, en donde el desperdicio de vidrio es de 35%, 50 y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 7(a) y 7(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para tres mezclas aproximadamente coincidiendo con la producción de vidrio US, en donde el desperdicio de vidrio es de 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 8(a)-8(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para tres mezclas aproximadamente coincidiendo con la producción de vidrio US, pero con un tercio de vidrio transparente removido, en donde el desperdicio de vidrio es de 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 9(a)-9(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para tres mezclas aproximadamente coincidiendo con la producción de vidrio US, pero con dos tercios de vidrio transparente removidos, en donde el desperdicio de vidrio es de 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 10(a)-10(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la tendencia a tres mezclas color ámbar, en donde el desperdicio de vidrio es 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las Figuras 11(a)-11(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la mezcla de banda de cerveza, en donde el desperdicio de vidrio es 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente 2. Color Verde Para demostrar la habilidad del modelo de color verde para producir vidrio de color verde adecuado a partir de desperdicio de vidrio de tres mezclas, típica de las costas este y oeste de los Estados Unidos, conteniendo 47.2% de vidrio incoloro, 27.2% de vidrio color ámbar, y 25.5% de vidrio color verde, fue utilizada como un 35% del lote de color verde total. La composición objetivo fue Fe2O3 = 0.25% y Cr2O3 = 0.23%. El algoritmo de reformulación descrito anteriormente calculó el siguiente lote de vidrio: La composición calculada de este vidrio es: El vidrio fue fundido por Corning Laboratory Services of Corning, NY de acuerdo con su procedimiento estándar. Se fundieron 1000 g de vidrio durante 8 horas a una temperatura máxima de 1450°C en un crisol de sílice de 1.8 litros en un horno eléctrico con una atmósfera ambiental (de oxidación) sin ninguna agitación o mezclado. El vidrio resultante se vació a una pasta, se recoció y una sección fue cortada para mediciones de transmisión. El vidrio tuvo un color verde hermoso como se esperaba. Los resultados de transmisión se resumen a continuación: Como en el Ejemplo del color ámbar, el cambio de los porcentajes del desperdicio de vidrio de color ámbar, transparente y de color verde en las tres mezclas, así como el porcentaje del desperdicio de vidrio en el vidrio total, conducirá a diferentes composiciones de óxido de vidrio que serán incluidas en el lote de vidrio final. Por ejemplo, las Figuras 12-14 ilustran las formulaciones de lote de vidrio para tres de los respectivos escenarios de cálculo de lote de tres mezclas establecidos en la Figura 4 para utilizarse en la creación de contenedores de vidrio de color verde reciclado utilizando las técnicas de la invención. Las Figuras 12(a) y 12(b) juntas ilustran una hoja de cálculo de un modelo de cálculo de óxido de vidrio de la fórmula de lote de óxido de vidrio de la fórmula de lote para la creación de contenedores de vidrio de color verde reciclado incluyendo desperdicio de vidrio de tres mezclas de la costa este/oeste utilizando las técnicas de la invención. Las Figuras 12(c) y 12(d) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para las tres mezclas de la costa este/oeste, en donde el desperdicio de vidrio es 35% y 70% del vidrio tota!, respectivamente. Las Figuras 13(a)-13(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para tres mezclas aproximadamente coincidiendo con la producción de vidrio US, en donde el desperdicio de vidrio es 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. Las 14(a)-(14(c) respectivamente ilustran las formulaciones de lote de vidrio para las tres mezclas de mezcla de banda de cerveza, en donde el desperdicio de vidrio es 25%, 50% y 75% del vidrio total, respectivamente. 3. Vidrio Incoloro (transparente) Para demostrar la habilidad del modelo incoloro para producir un vidrio transparente con absorción incolora de un nivel mínimo de un lote conteniendo desperdicio de vidrio de tres mezclas, una muestra de desperdicio de vidrio de tres mezclas de combinación de banda de cerveza conteniendo 55% de vidrio incoloro, 40% de vidrio color ámbar y 5% de vidrio de color verde, se utilizó como 25% del lote incoloro total. El objetivo de la computación del lote fue reducir al mínimo el contenido de Fe2O3, oxidar el vidrio para producir el color más claro posible, y complementar el color de Fe y Cr con Se y Co para producir absorción incolora con transmisión máxima. El algoritmo de reformulación descrita anteriormente calculó el siguiente lote de vidrio: La composición calculada de este vidrio es: El vidrio fue fundido por Corning Laboratory Services of Corning, NY de acuerdo con su procedimiento estándar. Se fundieron 1000 g de vidrio durante 8 horas a una temperatura máxima de 1450°C en un crisol de sílice de 1.8 litros en un horno eléctrico con una atmósfera ambiental (de oxidación) sin ninguna agitación o mezclado. El vidrio resultante se vació a una pasta, se recoció y una sección fue cortada para mediciones de transmisión. Se hicieron mediciones de transmisión por Corning Laboratory Services of Corning, NY de acuerdo con su procedimiento estándar. El vidrio fue de color incoloro transparente con una absorción neutra, como se esperaba, con comportamiento de transmisión, un fragmento más claro que el esperado, como se resume a continuación: Como en los ejemplos de color ámbar y verde, el cambio de los porcentajes de desperdicio de vidrio de color ámbar, transparente y de color verde, en las tres mezclas, así como el porcentaje de desperdicio de vidrio en el vidrio total, condujeron a diferentes composiciones de óxido de vidrio que serán incluidas en el lote final de vidrio. Por ejemplo, las Figuras 15 y 16 ilustran las formulaciones de lote de vidrio para dos de los escenarios de cálculo de lote de tres mezclas establecidos en-la Figura 4 para usarse en la creación de contenedores de vidrio transparente (incoloro) reciclado utilizando las técnicas de la invención. Las Figuras 15(a) y 15(b) en conjunto ilustran una hoja de cálculo de un modelo de cálculo de óxido de vidrio de la fórmula de lote para la creación de contenedores de vidrio transparente (incoloro) reciclado de las tres mezclas de combinación de banda de cerveza, en donde el desperdicio de vidrio es 25% de vidrio total, utilizando las técnicas de la invención. Las Figuras 15(c) y 15(d) ilustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio transparente (incoloro) reciclado a partir de las tres mezclas de combinación de banda de cerveza, en donde el desperdicio de vidrio es 25% y 50% del vidrio total.

Las Figuras 16(a) y 16(b) respectivamente ¡lustran las formulaciones de lote de vidrio para la creación de contenedores de vidrio transparente (incoloro) reciclado de las tres mezclas de producción de E. U. A., en donde el desperdicio de vidrio es 25% y 50% del vidrio total, respectivamente. La invención habiendo sido descrita con relación a las variaciones y ejemplos anteriores, ahora serán evidentes variaciones adicionales para los expertos en la técnica. La invención no está destinada a ser limitada a las variaciones y ejemplos específicamente mencionados, y por consiguiente, se debe hacer referencia a las reivindicaciones anexas para determinar el espíritu y alcance de la invención, en donde se reclaman derechos exclusivos.

Por ejemplo, aquellos expertos en la técnica apreciarán que las técnicas de la invención pueden ser utilizadas para una variedad de diferentes materiales de partida de vidrio virgen, una variedad de relaciones de tres mezclas a partir de porcentajes muy pequeños (<10%) a 100% de desperdicio de vidrio de color mixto con respecto al vidrio total en el lote de vidrio, una variedad de combinaciones de color en las mismas tres mezclas, y una variedad de óxidos de entrada. También, los productos finales de contenedor de vidrio reciclado pueden tener cualesquiera de las numerosas características deseadas de transmisión. En una implementación preferida, la técnica de la invención es utilizada para crear botellas recicladas de cerveza a partir de desperdicio de vidrio de tres mezclas. Las botellas de cerveza de color ámbar convencionales típicamente tienen una transmisión de 550 nm de 8-20% y una relación de calidad de rojizo de 1.2-3.0. Uno de los tipos más importantes de botellas de cerveza en circulación en los Estados Unidos es la botella de cerveza de color ámbar utilizada por Anheuser-Busch, la cual tiene las siguientes características: transmisión de 550 nm de 12-15% a un espécimen de 3.18 mm, con una relación de calidad de rojizo de aproximadamente 1.8 a 2.0, dependiendo del nivel de transmisión de 550 nm. La técnica de la invención puede ser ventajosamente utilizada para crear botellas de cerveza de color ámbar con estas características a partir de lotes de vidrio con porcentajes variables de desperdicio de vidrio de color mixto. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que a través de las botellas de cerveza de color ámbar hechas de desperdicio de vidrio de color mixto utilizando las técnicas de la invención tendrán las características de transmisión deseadas, pueden ser distinguidas de botellas de cerveza de color ámbar convencionales con base en el contenido de cromo (Cr2O3). En particular, aquellos expertos en la técnica apreciarán que las botellas de color ámbar y transparentes hechas de desperdicio de vidrio de color mixto incluyendo cantidades medíbles de desperdicio de vidrio de color verde, tendrán niveles de cromo por arriba de los niveles de contaminación huella de cromo, los cuales ordinariamente se pueden esperar del uso de refractarios que contienen cromo en hornos de vidrio y de otras fuentes de contaminación de cromo. Ya que el cromo es relativamente costoso, probablemente no será introducido en el vidrio en cantidades medibles de otras fuentes. De acuerdo con la ¡nvención, las botellas de color ámbar hechas del desperdicio de vidrio de color mixto incluyendo vidrio de color verde, pueden tener un porcentaje en peso de cromo en una amplia variedad de 0.01% a 0.3%, aunque también se pueden medir escalas más estrechas tales como 0.015% a 0.15% o 0.015% a 0.10%. En las muestras dadas anteriormente, la escala de cromo fue de 0.02% a 0.04%. Claro que, los porcentajes en peso para cromo variarán a medida que la cantidad de desperdicio de vidrio de color verde en el desperdicio de vidrio de color mixto varíe Todas esta variaciones están destinadas a ser incluidas en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Un método para crear productos de vidrio reciclado de un color particular a partir de desperdicio de vidrio de color mixto teniendo vidrio de por lo menos dos diferentes colores, que comprende los pasos de: Seleccionar materiales de partida de vidrio vírgenes y determinar los porcentajes en peso de los componentes respectivos de los materiales de partida de vidrio vírgenes; Determinar los porcentajes en peso de por lo menos los componentes respectivos del desperdicio de vidrio de color mixto; Seleccionar el color particular de los productos de vidrio reciclados; Especificar las propiedades de transmisión de los productos de vidrio reciclados del color particular; Determinar cuanto del desperdicio de vidrio de color mixto, en porcentaje en peso, va a ser fundido como una fracción del vidrio acabado reciclado, a partir del cual se van a crear productos de vidrio reciclado; Especificar el porcentaje de la composición de por lo menos dos de vidrio de color ámbar, verde e incoloro, en el desperdicio de vidrio de color mixto; Calcular los niveles de agente de óxido de color del vidrio y los parámetros indicadores de vidrio clave del vidrio del color particular con las propiedades de transmisión específicas;

Calcular una composición del vidrio terminado reciclado, la composición incluyendo porcentajes en peso de los materiales de partida, el desperdicio de vidrio de color mixto, los parámetros indicadores de vidrio clave y los niveles de agente de óxido de color de vidrio; y Crear productos de vidrio reciclado a partir de la composición calculada. 2.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el paso de especificar el porcentaje de composición del desperdicio de vidrio de color mixto comprende el paso de medir la composición de una muestra de desperdicio de vidrio de color mixto.

3.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el color particular es ámbar, y el paso de especificar las propiedades de transmisión de dichos productos de vidrio reciclado comprende los pasos de especificar un espesor de un producto de vidrio terminado hecho a partir de la composición calculada y especificar por lo menos dos de: una transmisión óptica del producto de vidrio terminado a 550 nm (T550), una transmisión óptica de dicho producto de vidrio terminado a 650 nm (T650), y una relación de calidad de rojizo (T65o/ 55o) del producto de vidrio terminado.

4.- Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde los parámetros indicadores objetivo comprenden por lo menos uno de la concentración de hierro, la concentración de azufre, la concentración de cromo, la concentración de cobre y el estado de oxidación.

5.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el color particular es verde, y el paso de especificar las propiedades de transmisión de los productos de vidrio reciclado comprende los pasos de especificar un espesor de un producto de vidrio terminado hecho de dicha composición calculada y especificar los niveles de cromo y hierro del producto de vidrio terminado.

6.- Un método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dichos parámetros indicadores de vidrio clave comprenden por lo menos uno de la concentración de cromo y la concentración de hierro.

7.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el color particular es transparente, y el paso de especificar las propiedades de transmisión de dichos productos de vidrio reciclado comprende el paso de determinar la mejor transición de densidad neutra posible para un producto de vidrio terminado para la cantidad especificada del desperdicio de vidrio de color mixto en el producto de vidrio terminado.

8.- Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde los parámetros indicadores de vidrio clave comprenden por lo menos uno de la concentración de cromo, la concentración de óxido de hierro, concentración de selenio, la concentración de cobalto y el estado de oxidación.

9.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el color particular es transparente, y el paso de especificar las propiedades de transmisión de los productos de vidrio reciclado comprende el paso de incrementar al máximo la cantidad de desperdicio de vidrio de color mixto utilizado en el producto de vidrio terminado para las propiedades de transmisión especificadas en el paso de especificación de propiedades de transmisión.

10.- Un método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde dichos parámetros indicadores de vidrio clave comprenden por lo menos uno de la concentración de cromo, la concentración de óxido de hierro, la concentración de selenio, la concentración de cobalto y el estado de oxidación.

11.- Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el paso de calcular la composición del vidrio terminado reciclado comprende el paso de calcular las cantidades apropiadas de dichos componentes respectivos, de manera que los óxidos colorantes apropiados, agentes redox, y óxidos estructurales de vidrio están presentes en la proporción apropiada en los productos de vidrio terminados de acuerdo con la siguiente ecuación lineal: MmxnXn-Br en donde: M es una matriz de la dimensión m por n, en donde n es un número de dichos componentes a partir de los cuales el vidrio terminado reciclado se hace, y m es un número de restricciones de composición incluyendo los parámetros indicadores de vidrio clave más concentraciones de óxido esenciales para productos de vidrio terminado; X es un vector de fila de dimensión n, que define el porcentaje en peso de cada componente en el vidrio terminado o reciclado; y B es un vector de columna de dimensión m que contiene valores objetivo de las restricciones de composición.

12.- Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el color particular es ámbar, dichos componentes incluyen composiciones de desperdicio de vidrio transparente, de color ámbar y de color verde más un número predeterminado de materiales de partida de vidrio convencionales, y dichas restricciones de composición incluyen concentraciones de SiO2, AI2O3, CaO, y Na2O del vidrio virgen, las concentraciones de los óxidos colorantes de cromo, hierro, azufre y cobre, y un valor de demanda de óxido químico.

13.- Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el paso de calcular la composición del vidrio terminado reciclado comprende el pasó adicional de seleccionar soluciones de la ecuación lineal que reducen al mínimo los costos de dichos componentes en el vidrio terminado reciclado.

14.- Un método de acuerdo con la reivindicación 11, en donde al paso de calcular la composición del vidrio terminado reciclado comprende el paso adicional de seleccionar soluciones de dicha ecuación lineal, las cuales reducen al mínimo los niveles de hierro en el vidrio terminado reciclado.

15.- Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende el paso adicional de imprimir dicha composición en porcentajes en peso del vidrio terminado reciclado para una cantidad predeterminada de productos de vidrio terminados y una composición química del vidrio terminado reciclado.

16.- Un método de acuerdo con la reivindicación 15, que comprende el paso adicional de imprimir propiedades de transmisión estimadas de los productos de vidrio terminados.

17.- Una botella de vidrio que incluye desperdicio de vidrio de color mixto reciclado, en donde la botella se hace de acuerdo con el proceso de la reivindicación 1.

18.- Una botella de vidrio que incluye desperdicio de vidrio de color mixto reciclado, en donde la botella es de color ámbar y tiene una transmisión de 550 nm de 8-20% y una relación de calidad de rojizo de 1.2-3.0.

19.- Una botella de vidrio de acuerdo con la reivindicación 18, en donde la botella de vidrio de color ámbar tiene una transmisión de 550 nm de 12-15% y una relación de calidad de rojizo de 1.8-2.0.

20.- Una botella de vidrio de acuerdo con la reivindicación 18, en donde la botella de vidrio de color ámbar tiene un nivel de cromo por arriba de los niveles de contaminación de cromo huella.

21.- Una botella de vidrio de acuerdo con la reivindicación 20, en donde la botella de vidrio de color ámbar tiene un porcentaje en peso de cromo mayor que 0.01%.

22.- Una botella de vidrio de acuerdo con la reivindicación 21, en donde la botella de vidrio de color ámbar tiene un porcentaje en peso de cromo mayor que 0.01% a 0.3%.

23.- Una botella de vidrio de acuerdo con la reivindicación 22, en donde la botella de vidrio de color ámbar tiene un porcentaje en peso de cromo mayor que 0.015% a 0.15%.

24.- Una botella de vidrio de acuerdo con la reivindicación 23, en donde la botella de vidrio de color ámbar tiene un porcentaje en peso de cromo mayor que 0.015% a 0.10%.

25.- Una botella de vidrio de acuerdo con la reivindicación 24, en donde la botella de vidrio de color ámbar tiene un porcentaje en peso de cromo mayor que 0.02% a 0.04%.

26.- Un dispositivo de almacenamiento de programa que se puede leer a través de un procesador y almacenar en el mismo un programa de instrucciones ejecutables por dicho procesador durante el proceso de crear productos de vidrio reciclado de un color particular a partir de desperdicio de vidrio de color mixto teniendo vidrio de por lo menos dos colores diferentes, dicho programa de instrucciones haciendo que el procesador acepte como entradas una designación de materiales de partida de vidrio virgen, una designación de color particular de productos de vidrio reciclado, una designación de propiedades de transmisión deseadas de dichos productos de vidrio reciclado del color particular, una designación de cuanto desperdicio de vidrio de color mixto, en porcentaje en peso, va a ser fundido como una fracción de un vidrio terminado reciclado a partir del cual se van a crear dichos productos de vidrio reciclado, y una designación de un porcentaje de composición de por lo menos dos de vidrio de color ámbar, de color verde e incoloro en el desperdicio de vidrio de color mixto, y hacer que el procesador determine, a partir de las entradas, los porcentajes en peso de componentes respectivos de dichos materiales de partida de vidrio virgen, los porcentajes en peso de por lo menos los componentes respectivos del desperdicio de vidrio de color mixto, los niveles de agente de óxido colorante del vidrio y los parámetros indicadores de vidrio clave del vidrio del color particular con dichas propiedades de transmisión especificadas, y una composición del vidrio terminado reciclado, el programa de instrucciones además hace que el procesador de salida a una indicación de dicha composición para utilizarse en el proceso para crear productos de vidrio reciclado de un color particular a partir del desperdicio de vidrio de color mixto, dicha composición incluyendo porcentajes en peso de materiales de partida, desperdicio de vidrio de color mixto, parámetros indicadores de vidrio clave y niveles de agente de óxido colorante de vidrio.

27.- Un dispositivo de almacenamiento de programa de acuerdo con la reivindicación 26, en donde dicho programa de instrucciones hace que el procesador calcule las cantidades apropiadas de los componentes respectivos, de manera que los óxidos colorantes, agentes redox y óxidos estructurales de vidrio apropiados están presentes en la proporción apropiada en los productos de vidrio terminados de acuerdo con la siguiente ecuación lineal: Mm?nXn-B, en donde: M es una matriz de la dimensión m por n, en donde n es un número de dichos componentes a partir de los cuales el vidrio terminado reciclado se hace, y m es un número de restricciones de composición incluyendo los parámetros indicadores de vidrio clave más concentraciones de óxido esenciales para productos de vidrio terminados; X es un vector de fila de dimensión n, que define el porcentaje en peso de cada componente en el vidrio terminado o reciclado; y B es un vector de columna de dimensión m que contiene valores objetivo de las restricciones de composición

28.- Un dispositivo de almacenamiento de programa de acuerdo con la reivindicación 27, en donde el programa de instrucciones hace que el procesador seleccione soluciones de dicha ecuación lineal, que reduce al mínimo los costos de dichos componentes en el vidrio terminado reciclado.

29.- Un dispositivo de almacenamiento de programa de acuerdo con la reivindicación 27, en donde el programa de instrucciones hace que el procesador seleccione soluciones de dicha ecuación lineal, que reducen al mínimo los niveles de hierro en el vidrio terminado reciclado.

30.- Un dispositivo de almacenamiento de programa de acuerdo con la reivindicación 27, en donde dicho programa de instrucciones hace que el procesador imprima la composición en porcentajes en peso del vidrio terminado reciclado para una cantidad predeterminada de dichos productos de vidrio terminados y una composición química del vidrio terminado reciclado.

31.- Un dispositivo de almacenamiento de programa de acuerdo con la reivindicación 27, en donde el programa de instrucciones hace que el procesador imprima propiedades de transmisión estimadas de los productos de vidrio terminados.

32.- Un dispositivo de almacenamiento de programa que puede ser leído por un procesador y almacenar en el mismo un programa de instrucciones ejecutables por dicho procesador para realizar los pasos del método de acuerdo con la reivindicación 1 en respuesta a la entrada del usuario.