PT103697A

PT103697A - Processo de pré-expansão de cortiça por submissão a radiações microondas e produto resultante do mesmo

Info

Publication number: PT103697A
Application number: PT103697A
Authority: PT
Inventors: Antonio Jorge Velez Marques; Helena Margarida Nunes Pereira; Rui Luis Goncalves Dos Reis; Susana Pinto Araujo Da Silva Estima Martins
Original assignee: Amorim Isolamentos S A; Amorim Cork Composites S A
Priority date: 2007-03-21
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2008-09-30
Also published as: ATE530310T1; PT2125310E; WO2008115086A1; EP2125310A1; ES2376152T3; EP2125310B1

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO APRESENTA UM PROCESSO DE PRÉ-EXPANSÃO POR SUBMISSÃO DA CORTIÇA RADIAÇÕES MICROONDAS, CAPAZ DE PROMOVER A EXPANSÃO DA CORTIÇA SEM RECURSO A SUBSTÂNCIAS ESTRANHAS AO SISTEMA CORTIÇA. A EXPANSÃO CONSEGUIDA PELO PROCESSO DE PRÉ-EXPANSÃO APRESENTA VALORES QUE PODEM VARIAR ENTRE OS 40 E 85%. A EXPANSÃO DA CORTIÇA POR ESTE PROCESSO DE PRÉ-EXPANSÃO POR SUBMISSÃO DA CORTIÇA RADIAÇÕES MICROONDAS É CONSEGUIDA EM QUALQUER MATERIAL DE CORTIÇA INDEPENDENTEMENTE DA SUA FORMA, ORIGEM, QUALIDADE OU PRÉ-TRATAMENTOS JÁ REALIZADOS, PORTANTO FALCA, CORTIÇA VIRGEM OU DE REPRODUÇÃO, PRANCHAS DE CORTIÇA, DESPERDÍCIOS DE CORTIÇA (RESULTANTES DO FABRICO DE ROLHAS OU DA TRANSFORMAÇÃO DE PRANCHAS DE CORTIÇA), TRITURADA, GRANULADA OU EM PÓ, QUALQUER DELAS, COZIDA OU NÃO COZIDA, RESULTANDO NUM NOVO MATERIAL CORTIÇA MAS COM PROPRIEDADES MELHORADAS. A PRESENTE INVENÇÃO MOSTRA TAMBÉM AS ALTERAÇÕES DO NOVO MATERIAL CORTIÇA PARTICULARMENTE ATRAVÉS DO AUMENTO VOLÚMICO DA CORTIÇA APÓS TRATAMENTO.

Description

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DESCRIÇÃO

PROCESSO DE PRÉ-EXPANSÃO DE CORTIÇA POR SUBMISSÃO A RADIAÇÕES MICROONDAS E PRODUTO RESULTANTE DO MESMO

Campo da invenção

Esta invenção refere-se a um processo, e ao material resultante, que permite a expansão volumétrica da cortiça sem recurso a substâncias estranhas à matriz cortiça. Mais concretamente, refere-se a um processo que consiste em submeter a cortiça a radiações microondas, obtendo um material mais volumoso e em consequência o aumento do seu rendimento e a diminuição do seu peso especifico.

Antecedentes da invenção

De um modo geral, para se promover a expansão da cortiça ou de diferentes derivados da cortiça é usada a água ou o vapor de água em diversas fases do seu processamento. Um método melhorado de expansão por vapor de água foi já desenvolvido pelo próprio requerente. A promoção de expansão na cortiça com valores entre 70% a 220%, apresentada na patente portuguesa PT101215, é feita através da utilização de solventes orgânicos em autoclave. i 4566

Um outro modo de se conseguir a expansão da cortiça ou de diferentes derivados da cortiça é o processamento por microondas.

As radiações microondas podem ser usadas na cortiça como forma de esterilização e descontaminação da cortiça, tal como refere a patente internacional n° W09937334. Por sua vez a patente alemã n° DE 019523 de 2004 refere, para além da possibilidade de esterilização, a eliminação de 2,4,6-tricloroanisol (conhecido por TCA). A eliminação de parasitas, insectos, bactérias ou fungos por acção das radiações microondas é anunciada na patente internacional n° W02006021231. Em ambas patentes o propósito é o de limpar a cortiça, pelo que não têm o mesmo âmbito do presente pedido. A madeira, um material diverso da cortiça mas de natureza também lenhocelulósica, pode ser sujeita a radiações microondas de forma a destruir insectos parasitas ou suas larvas, tal como reivindica a patente europeia n° EP1677386. Por outro lado, a patente internacional n° W003002923 apresenta a utilização das radiações microondas para a secagem rápida de madeira, aumentando paralelamente a permeabilidade da mesma. Neste caso o uso de microondas é aplicado na madeira para a sua limpeza, pelo que o seu âmbito sai do da presente invenção. 2 4566

As radiações microondas também são usadas na cura de polímeros como o látex, referida na patente espanhola n° ES2019514 ou de resinas para a produção de derivados de madeira, referida na patente internacional n° W09823132. Novamente, o âmbito destas invenções difere do apresentado no presente pedido.

No que se refere ao material cortiça obtido pelo processo aqui apresentado, interessa também realçar o efeito do aumento volúmico observado, no peso específico.

Microscopicamente, a cortiça pode ser descrita como um tecido homogéneo de finas células, sem espaços entre elas e numa estrutura alveolar semelhante a um favo de mel. As células de cortiça apresentam formas muito diversas consoante sejam observadas na direcção radial (Figura 1) ou numa direcção perpendicular à radial, isto é, axial ou tangencial (Figura 2) . A estrutura fechada das células de cortiça e o seu interior em ar determinam, na cortiça, um baixo peso específico, bem como algumas das suas propriedades mecânicas. 0 peso específico da cortiça pode no entanto apresentar também uma variabilidade muito significativa, entre 120kg.m'3 e 240kg.m"3, tal como é referido em Boletim do Instituto dos Produtos Florestais - Cortiça de M. Fortes, 1988, pag. 65- 3 4566 68. Esta variabilidade está essencialmente relacionada com as dimensões da célula (altura e espessura da parede), corrugações das paredes das células e quantidade de lenticelas. Deve ser realçado o facto de haver maior valorização económica da cortiça com valores mais baixos de peso especifico.

Dada a relação matemática entre volume e peso especifico (inversamente proporcionais), o aumento volúmico (nas três direcções espaciais) observado nas amostras submetidas a tratamento microondas, com manutenção da massa inicial, constitui o ganho conseguido por este processo no peso especifico da cortiça.

Breve descrição dos desenhos A descrição da invenção é apoiada pelas: - Figura 1 e Figura 2 que apresentam esquematicamente as células de cortiça na direcção radial e na direcção axial/tangencial, respectivamente; - Figura 3 que apresenta uma tabela com as condições de operação e os resultados de expansão, das amostras testadas, por submissão a radiações microondas após humidificação por imersão em água; 4 4566 - Figura 4 que apresenta uma tabela com as condições de operação e os resultados de expansão, das amostras testadas, por submissão a radiações microondas após humidificação em autoclave.

Descrição detalhada da invenção 0 presente pedido apresenta um processo capaz de promover a expansão da cortiça sem recurso a substâncias estranhas ao sistema cortiça. Posteriormente, a cortiça produzida poderá ser submetida aos habituais processos da indústria da cortiça.

Este processo pode ser desenvolvido em contínuo ou em descontínuo e possui três fases, sendo a primeira fase o doseamento de material, seguido de uma segunda fase de expansão e por fim uma fase de descarga ou preferencialmente de arrefecimento e descarga.

Tendo em vista um processo em contínuo para a expansão da cortiça por submissão a radiações microondas, a fase de doseamento pretende alimentar de forma constante e ao longo do tempo a zona de expansão e poderá ser feita recorrendo a um parafuso sem-fim de alimentação ou a um tapete. A fase de expansão deverá garantir o contacto do produto à acção das radiações microondas através de um tapete ou contentores de material dieléctrico como por exemplo, fibra 5 4566 de vidro, madeira, contraplacado marítimo, entre outros. A potência da radiação microondas deverá variar entre 200 e 1000 watt, preferencialmente entre 400 e 800 watt. O intervalo de tempo para submeter o material a radiações microondas poderá variar entre 10 segundos e 5 minutos, preferencialmente entre 15 segundos e 2 minutos ou ainda mais preferível entre 15 e 50 segundos. A fase de recolha poderá ser realizada recorrendo a um parafuso sem-fim que poderá ter uma "eclusa" vedante, a uma raseira manual ou electropneumática ou a um tapete. Durante o processo de expansão por submissão a radiações microondas é fundamental, para que ocorra expansão, a presença de humidade. As amostras deverão possuir uma humidade superior a 5% que poderá ser conseguida através de imersão em água a temperatura entre 25 e 100°C ou em autoclave a temperatura entre 100°C e 150°C.

Tendo em vista um processo descontínuo para a expansão da cortiça por submissão a radiações microondas, a fase de doseamento terá como função alimentar a câmara de microondas e poderá ser feita recorrendo a um parafuso sem-fim de alimentação, que poderá ter ou não uma "eclusa" doseadora vedante ou uma raseira manual ou electropneumática ou recorrendo a um tapete. A fase de expansão da cortiça ocorrerá dentro de uma câmara fechada num material dieléctrico como por exemplo, fibra de vidro, madeira, contraplacado marítimo, entre outros. A potência da radiação microondas deverá variar entre 200 e 1000 watt, preferencialmente entre 400 e 800 watt. 0 intervalo de 6 4566 tempo para submeter o material a radiações microondas poderá variar entre 10 segundos e 5 minutos, preferencialmente entre 15 segundos e 2 minutos ou ainda mais preferível entre 15 e 50 segundos. A fase de expansão por submissão a radiações microondas pode ser realizada num ciclo único ou em diversos ciclos. Quando realizado em diversos ciclos, este número pode varias entre 2 e 15, preferencialmente entre 2 e 5. O intervalo de tempo de cada um destes ciclos poderá variar entre 2 segundos e 15 minutos ou preferencialmente entre 2 segundos e 1 minuto. A fase de recolha de produto no processo descontínuo para a expansão da cortiça por submissão a radiações microondas poderá ser realizada recorrendo a um parafuso sem-fim que poderá ter uma "eclusa" ou uma raseira manual ou electropneumática ou recorrendo a um tapete. Durante o processo de expansão por submissão a radiações microondas é fundamental, para que ocorra expansão, a presença de humidade.

Produto resultante do processo de pré-expansâo O presente pedido pretende demonstrar o aumento das dimensões da cortiça e consequentemente a diminuição do seu peso específico após ser submetida a radiações microondas. A cortiça pode ser submetida a este processo de pré-expansão independentemente da sua forma, origem, qualidade ou pré-tratamentos já realizados, nomeadamente, pode ser utilizada falca, cortiça virgem ou de reprodução, pranchas 7 4566 de cortiça, desperdícios de cortiça (resultantes do fabrico de rolhas ou da transformação de pranchas de cortiça), triturada, granulada ou em pó, qualquer delas, cozida ou não cozida. 0 aumento das dimensões da cortiça, após ser submetida a radiações microondas com humidade controlada, tem dois efeitos: promove um aumento do rendimento do material, isto é, menos material usado para a mesma aplicação; e promove um aumento da qualidade do material, devido à diminuição do peso específico. Estes dois pontos representam uma mais valia comercial.

Resultados obtidos A submissão da cortiça a um processo de pré-expansão por submissão a radiações microondas, por intervalos de tempo entre 5 segundos e 5 minutos, permite obter expansões do material inicial entre 40 e 85%. Durante este processo verificou-se a inexistência de expansão em amostras com humidade inferior a 5%. A cortiça, sob a forma de falca, cortiça virgem ou de reprodução, pranchas de cortiça, desperdícios de cortiça (resultantes do fabrico de rolhas ou da transformação de pranchas de cortiça), triturada, granulada ou em pó, cozida e não cozida, quando submetida a um processo de pré-expansão por submissão a radiações microondas tal como 4566 descrito atrás, regista o aumento dimensional do material de partida em cerca de 40 a 85%, sendo que este facto implica a diminuição do seu peso específico. Convém realçar que para além de haver um aumento do rendimento de material (maior volume de cortiça após o tratamento), a cortiça com menor peso específico apresenta maior valor económico.

De seguida são apresentados exemplos de aplicação do processo de pré-expansão e os respectivos resultados: - Exemplo 1: Expansão da cortiça por submissão a radiações microondas.

Amostras de cortiça, de forma cúbica, foram submetidas a radiações microondas, numa potência de 550 watt. Um grupo de amostras estiveram em exposição durante 25 segundos enquanto outro grupo esteve exposto a cinco ciclos de 5 segundos. As expansões observadas, foram respectivamente, 48% e 46%, reforçando a importância do tempo de exposição em detrimento ao tipo de funcionamento (continuo ou em ciclos). - Exemplo 2: Expansão da cortiça com diferentes humidades, por submissão a radiações microondas.

Amostras de cortiça, de forma cúbica, foram submetidas a radiações microondas, numa potência de 550 watt. Um grupo de amostras com 1,4% de humidade, apresentou após tratamento, uma expansão volúmica de 0,6%. Outro grupo de 9 4566 amostras, com humidade de 7-10% apresentou uma expansão volúmica de 40-45%. Este exemplo reforça a importância da humidade nas amostras para a ocorrência de expansão. - Exemplo 3: Expansão de cortiça por submissão a radiações microondas após humidificação por imersão em água.

Amostras de cortiça, de forma cúbica, foram submetidas a radiações microondas, após imersão em água a diferentes temperaturas e durante diferentes intervalos de tempo. Os resultados de expansão e o detalhe das condições proporcionadas são apresentados na tabela da Figura 3.

Estes resultados, para além de mostrarem o efeito das radiações microondas no aumento volumétrico da cortiça, expansão entre 40 a 65%, permitem concluir que a humidificação por imersão em água é um possível método a adoptar, sendo que a temperatura da água de imersão tem um efeito positivo na expansão volumétrica da cortiça. - Exemplo 4: Expansão de cortiça por submissão a radiações microondas após humidificação em autoclave.

Amostras de cortiça virgem e amadia, de forma cúbica, foram submetidas a radiações microondas, após humidificação em autoclave durante diferentes intervalos de tempo. Os resultados de expansão e o detalhe das condições proporcionadas são apresentados na tabela da Figura 4.

Estes resultados, para além de mostrarem o efeito das radiações microondas no aumento volumétrico da cortiça, expansão entre 40 e 85%, permitem concluir que a 10 4566 humidificação em autoclave é um possível método a adoptar, sendo que a cortiça virgem, relativamente à amadia, apresenta valores mais elevados de expansão. 0 processo de pré-expansão de cortiça por submissão a radiações microondas e produto resultante do mesmo, que se encontra descrito acima pode ser sujeito a numerosas modificações e a variações, a serem efectuadas por uma pessoa perita na arte, de modo a satisfazer as exigências contingentes e especificas, as quais no entanto estão contidas dentro do âmbito da protecção da presente invenção, como definida pelas seguintes reivindicações.

Lisboa, 21 de Março de 2007 n

Claims

4566 REIVINDICAÇÕES 1. Processo de pré-expansão de cortiça por submissão a radiações microondas, sem recurso a substâncias estranhas ao sistema de cortiça, em continuo ou descontinuo, caracterizado por compreender uma primeira fase de doseamento que consiste em alimentar a cortiça com uma humidade superior a 5% para a zona de expansão, seguida de uma segunda fase de expansão que garante a submissão do produto a radiações microondas com potência preferencialmente entre 200 a 1000 Watts, mais preferencialmente entre 400 e 800 Watts, durante um período de preferencialmente 10 segundos a 5 minutos ou mais preferencialmente entre 15 segundos e 2 minutos, ou ainda mais preferível entre 15 segundos e 50 segundos e por fim uma fase de descarga ou preferencialmente de arrefecimento e descarga do material.
2. Processo de pré-expansão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a presença de humidade na cortiça superior a 5% ser conseguida através da imersão em água a temperaturas entre 25 e 100°C ou em autoclave a temperaturas entre 100°C e 150°C.
3. Processo de pré-expansão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fase de doseamento do 1 4566 processo de pré-expansão ser feita recorrendo a um parafuso sem-fim de alimentação, que tem preferencialmente uma "eclusa" doseadora vedante ou uma raseira manual ou electropneumática.
4. Processo de pré-expansão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fase de expansão garantir a submissão a radiações microondas sobre o produto através de um tapete ou contentores de material dieléctrico como por exemplo, fibra de vidro, madeira, contraplacado marítimo, entre outros.
5. Processo de pré-expansão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fase de recolha de produto para a expansão da cortiça por submissão a radiações microondas ser realizada recorrendo a um parafuso sem-fim que poderá ter uma "eclusa" ou uma raseira manual ou electropneumática ou recorrendo a um tapete.
6. Produto de cortiça, independentemente da sua forma, origem, qualidade ou pré-tratamentos já realizados, de falca, de cortiça virgem ou de reprodução, de pranchas de cortiça, de desperdícios de cortiça resultantes do fabrico de rolhas ou da transformação de pranchas de cortiça, de cortiça triturada, granulada ou em pó, em que qualquer 2 4566 delas, cozida ou não cozida, e obtido pelo processo de pré-expansão de cortiça por submissão a radiações microondas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por apresentar aumentos volúmicos entre 40 e 85%. Lisboa, 21 de Março de 2007 3