Descrição da tecnologia da linha de lavagem de garrafas PET

Transcrição

1 Descrição da tecnologia da linha de lavagem de garrafas PET

2 Um parâmetro fundamental para o bom-funcionamento do equipamento e para a qualidade do material que se deseja obter na saída, é a escolha dos fornecedores de garrafas de descarte que tenham efetuado uma pré-seleção, mesmo que sumária do material, de modo que o que chega no equipamento não supere um nível de contaminação, não importa quanto, cerca de 20% em peso. Acima deste limite, necessariamente, a produtividade de todo o equipamento será inferior ao seu potencial e a qualidade do produto final poderia não respeitar mais as especificações que o mercado requer. Em outras palavras, para expressar bem a ideia, se se alimenta lixo, a única coisa que se pode esperar obter é lixo mesmo que seja lavado e enxuto. As garrafas em entrada, dissemos anteriormente, são separadas entre si, normalmente por meio de uma máquina "abre fardos" ou "bale breaker" alimentada por sua vez por uma esteira em malha, levadas sobre um transportador que alimenta um "trommel" para separar as partes pequenas resíduas que sempre se encontram nos fardos bem como parte das tampas tiradas das próprias garrafas. O descarte será recolhido, depois, por uma correia posta abaixo do próprio "trommel". Aconselha-se montar alguns exaustores aspirantes em cima do "bale breaker" e do "trommel" para evitar dispersões no ambiente: o material que sai do ventilador é transportado através de tubos em direção do ciclone que tem a tarefa de separar o material sólido do ar: visto que o material transportado contém muita poeira e etiquetas, tiradas pelo "bale breaker" e pelo "trommel", o ciclone está equipado na parte superior com um transportador de ar que leva o ar a uma série de filtros de saco para não disperdê-lo no ambiente. Além das óbvias observações relacionadas ao pessoal, a poeira inimiga de todas as aparelhagens elétricas, não é portanto somente uma consideração de tipo de higiênico, mas acima de tudo funcional. O "trommel" descarrega sobre a esteira do detector de metais que tem a função de detectar eventuais partes ferrosas e também as não ferrosas. Esta operação serve principalmente para proteger os moinhos, portanto, a sensibilidade do detector de metais não deve ser alta, caso contrário ocorreria o descarte das garrafas etiquetadas com material impresso metálico (vide Pepsi Cola). O descarte será recolhido, depois, por uma esteira posta abaixo do detector de metais. Em seguida, aconselha-se ter um detector de PVC que pode, de acordo com as condições econômicas, ter funções de detector sobre a cor, (não tomamos em consideração a cor); o descarte de PVC será, depois disso, transportado por meio de uma pequena esteira. Para uma verificação adicional final de materiais que claramente poluentes, efetua-se uma seleção do material que pode ocorrer em dois modos muito similares entre si mas muito diferentes na essência. O primeiro método é a separação "negativo", ou seja, separam-se os corpos estranhos das garrafas que passam sobre a esteira e a própria esteira levará diretamente o material aos moinhos. O segundo método é a "separação positiva", altamente aconselhada, requer que cada operador pegue fisicamente cada uma das garrafas e a desloque para uma esteira posicionado ao lado ou ao centro de modo que esta possa receber somente garrafas e levá-las aos moinhos enquanto o que fica na esteira é recolhido por um recipiente final. Este método certamente é mais caro em termos de pessoal mas oferece sem dúvida maiores garantias a nível de qualidade do produto final. Depois que a separação for realizada, e depois que o material passar através de um outro "trommel" desta vez com água, ocorre a trituração do material. Normalmente as metodologias usadas, também neste caso, são duas, a seco ou com a introdução de água diretamente na câmara do moinho< também neste caso há vantagens e desvantagens que devem ser levadas em consideração. Com a moagem ou trituração a seco, o moinho é menos complicado, que em outras palavras significa menos custoso e de manutenção mais fácil, a extração do material ocorre com um o ventilador que ajuda muito a saída do material da grade: melhorando significativamente o desempenho.

3 Triturando ou moendo com a introdução de água e com uma grade de 16mm obtém-se uma duração mais longa das lâminas rotatórias, ocorre uma lavagem devida a fricção das lâminas sobre o material e se evita absolutamente a possibilidade de sobreaquecimento do rotor e em geral da câmara de trituração. Este segundo caso é altamente aconselhado. A jusante deste tipo de moinho será instalado uma semi-centrífuga para a separação da água, e o material será extraído por um ventilador de tipo atravessado que ajuda a tirar as etiquetas de modo que o material possa passar por um ciclone e por um separador de etiquetas, que deve trabalhar com material enxuto. O separador de etiquetas é um dispositivo mecânico, sem partes em movimento que, através de uma corrente inversa de ar, separa a maior parte dos materiais que são mais leves do que o triturado de PET; por isso serão separadas muitas etiquetas, o pó ou poeira, tanto de sujeira como de material plástico ao passo que o restante do material cai por gravidade em uma banheira de decantação que funciona também como "buffer" ou amortecedor. A importância de um pulmão intermediário de acumulação de material: O moinho apresenta uma duração ou tempo bem longo em que permanece parado quando as lâminas devem ser substituídas, e a programação para a substituição das lâminas nem sempre é viável porque tal decorre em função do tipo de material e dos seus contaminadores. Portanto, poderia tornar-se necessário ter uma certa quantidade de material preparado para ser introduzido na linha de lavagem, independentemente do fato que o moinho esteja funcionando ou esteja parado para manutenção e/ou reparação, assim antes da banheira de decantação poderia se instalar um ou mais silos. O cálculo da capacidade do(s) silo(s) de acumulação é o seguinte: Produtividade horária da linha de lavagem, multiplicada pelas horas em que permanece parado para a troca das lâminas, dividido pela densidade específica (cerca de 0,3) e multiplicado por um fator de segurança (na nossa opinião) 1,5. A densidade do material poderia ser considerada baixa demais, mas é necessário ter em mente que o material ainda tem etiquetas que são muito leves, e contém sujeira que não se deve considerar em termos de peso. Em termos normais isto significa 1000 Kg x 4 horas: 0,3 x 1,5 = Litros (isto é 18 metros cúbicos ). A primeira máquina que se encontra é a banheira de decantação e de separação em água: o seu funcionamento é muito simples e pode ser explicado brevemente. O material é colocado com uma cóclea, dotada de motor sob a superfície da água e, antes de ser liberado dentro da banheira, passa através de um agitador com barras que remove a última tensão superficial que a própria água cria na superfície de cada produto plástico. Visto o Poliéster é mais pesado do que a água (peso específico cerca de 1,3) se depositará no fundo ao passo que as olefinas tenderão a boiar (peso específico das olefinas de 0,91 a 0,95). Claramente o material que nos interessa é o Poliéster, por isso a parte que bóia é extraída por meio de um separador com cóclea com fundo furado e, tratando-se da primeira banheira, encontraremos muitas etiquetas de PET que bóiam, portanto aconselha-se que a banheira possua pás (hélice) para o avançamento do flutuador. O PET, por outro lado, é extraído sempre por meio de uma cóclea posta no fundo da banheira, dotada de um motor com velocidade variável para controlar a alimentação da máquina sucessiva. A banheira possui uma bomba para a recirculação da água, visto que a quantidade da própria água deve permanecer constante para manter o nível pré-estabelecido. Em seguida, a cóclea da banheira alimenta a máquina de lavagem. Assim, é fácil intuir a possibilidade de regulação do tempo, e consequentemente da capacidade de lavagem, é muito importante visto que nem todos os materiais possuem o mesmo grau e tipo de contaminação: um outro fator determinante para obter uma elevada qualidade de produto é o fator da temperatura que ajuda muito na remoção tanto da sujeira como da cola que, em algumas situações, pode gerar problemas. A máquina que concebemos procura obter o máximo dos dois fatores com uma tecnologia bem simples e muito funcional. O princípio, que leva em consideração também a economia energética, baseia-se na regulação automática, gerenciada pelo PLC do esforço, ou melhor dizendo, da quantidade de energia que cada material requer para ser lavado e levado a uma temperatura superior aos 85 necessários.

4 Esta máquina, recorrendo a uma explicação muito breve, tem um rotor dotado de barras, que roda a alta velocidade dentro de um recipiente não cilíndrico; a trituração que provém do equipamento, não tem importância a quantidade, é recebido pela tremonha e fortemente agitado dentro da máquina com as barras rotatórias, consequentemente o motor tem um esforço medido em amperes que gera a fricção para a limpeza superficial e ao mesmo empo calor para o mesmo princípio. Quando o motor alcança o esforço pré-estabelecido, configurável pelo operador, o motor da cóclea de extração inicia a girar e extrai uma quantidade de material equivalente ao necessário para manter o esforço, em amperes, constante. Em outras palavras o material deve percorrer o comprimento da máquina, sob constante fricção e o tempo de permanência é inversamente proporcional à quantidade de material em entrada. Naturalmente, a máquina é dotada de grades laterais para a saída da sujeira que é removida pelas barras rotatórias. No que tange a manutenção, o invólucro externo, construído com material antidesgastante como por exemplo o Tritene, foi realizado com duas metades que podem ser abertas com bomba hidráulica e a substituição das barras rotatórias, que sofrem uma forte abrasão, não requer mais do que uma hora de tempo com uma execução muito fácil. Na saída, o material poderia conter ainda resíduos de contaminação superficial e arrastar consigo as etiquetas plásticas que estavam coladas na superfície do PET. O material triturado entra, portanto, em uma centrífuga horizontal própria para o enxague, sempre com a presença de uma forte fricção gerada pelas pás do rotor e desta maneira é definitivamente livrado da presença de quaisquer resíduos de contaminação. O último estágio desta máquina também tem como função enxugar, ou melhor dizendo, separar o material plástico da água que poderia conter ainda resíduos de sujeira. Então, inicia um outro ciclo de separação que é idêntico ao primeiro estágio descrito anteriormente, isto é, a banheira de flotação (neste caso sem pás de avançamento e sem agitador), lavadora e mais uma pequena banheira de decantação. Este segundo estágio é necessário para extrair as etiquetas de material plástico que foram anteriormente tiradas com a lavagem, e para realizar o enxague final em água fresca e quente, visto que o material triturado a temperatura de 80 C entrando na água, aquece-a. A última máquina da linha de lavagem é a centrífuga horizontal que enxuga o material restituindo um produto com umidade abaixo de 1%. A centrífuga possui um cesto rotante que permite uma auto-limpeza contínua, removendo pequenas partículas que ficam agarradas à grade furada. Tudo é enviado a um moinho final a seco com grade de 8/10mm para a última refinação antes de passar novamente por um separador dos finos. O material tritado, separado dos outros plásticos, limpo e enxuto é, depois disso, transportado por meio de um ventilador, tubos e ciclone final, para o silo de armazenagem onde uma cóclea inclinada de grande porte realiza a extração para a embalagem. Poderia tornar-se necessário um sistema de detecção de metais para verificar o material triturado final. O equipamento deverá ser realizado com todas as partes em contato com a água, inteiramente em aço inoxidável, incluindo os silos de armazenagem. Está excluída a máquina de lavagem fabricada em aço antidesgastante, assim como indicado acima. Alguns acessórios opcionais para completar a linha O poliéster é um material intensamente higroscópico, portanto deve ser enxugado antes da sua utilização final. Se este for o caso, foi realizada uma máquia que com um uso contido de energia, enxuga o material, diminuindo a sua umidade para menos de 0,05% e tornando-o apto ao uso. Como é fácil intuir, a lavagem não faz com que a sujeira desapareça, mas simplesmente, transfere a sujeira da superfície do material para a água usada para lavá-lo. Portanto, torna-se necessário extrair a sujeira da água antes de poder descarregá-la no circuito público, ou seja, antes de poder reutilizá-la dentro do equipamento. Com um dispositivo de "filtração", de fato é possível reutilizar a água em circuito fechado dentro do próprio equipamento com alguns benefícios também pelos efeitos de limpeza do próprio material; a água que se aqueceu para o uso das bombas, para a máquina de lavagem, as centrífugas etc, é

5 reutilizada, ainda quente e isto ajuda muito o processo de lavagem, protegendo assim o consumo de energia. O contaminador do poliéster por excelência é o PVC juntamente com outros materiais clorados. No comércio há separadores de PVC de boa qualidade, americanos, alemães, franceses, italianos que trabalham com garrafas ainda inteiras, que conseguem alcançar níveis de separação excelentes se as garrafas são apresentas na máquina bem separadas. Normalmente, os usuários conseguem aceitar contaminações de PVC de até 30/40 PPM ao passo que, ultrapassado este limite, o material perde características mecânicas e colorimétricas e não é bem aceito. MANUTENÇÃO A palavra manutenção é usada com muita frequência visto que desempenha um papel importante na gerência do sistema. Quando se fala de produtividade, de fato, faz-se referência sempre à capacidade produtiva do equipamento, ao passo que o termo indica a média produtiva na unidade de tempo; esta não é uma pequena diferença porque, dada a natureza do material, a sujeira, a poeira e a umidade do ambiente, que certamente não contribuem para o bom-funcionamento dos aparelhos, é necessário levar em conta o papel das vezes em que a máquina permanece parada. Além disso, para obter um material de qualidade elevada, as funções de lavagem, que cada máquina desempenha, ocorrem por fricção e, se isto por um lado faz com que o material fique excelentemente limpo, por outro presume um desgaste elevado das partes mecânicas que geram a própria fricção, portanto é necessário providenciar paradas regulares para a reparação/substituição de alguns componentes. A duração da substituição das lâminas do moinho é, como todos sabem, muito longa e principalmente desta máquina é necessário esperar a causa de diminuição de produtividade, portanto fazendo um cálculo econômico muito simples, levando também em consideração a hipótese mais otimista, ou seja nenhum problema mecânico ao longo de um ano inteiro, fica claro que é possível pagar um segundo moinho dentro de pouco tempo à medida que as garantias de produtividade sem dúvida aumentam.

6 Sequencial da tecnologia da linha de lavagem de garrafas PET 01 Mesa estática para a abertura dos fardos 02 Esteira transportador em malha 03 Rompedor de pacotes (pode ser vertical ou horizontal) 04 Esteira transportadora 05 Trommel (tambor furado rotante) 06 Esteira transportadora com detector de metal 07 Selecionadora de garrafas colores PVC 08 Primeira esteira transportadora de seleção "positiva". 09 Esteira transportadora central de recolhimento 10 Segunda esteira transportadora de seleção "positiva". 11 Esteira transportadora alimentação "trommel em água" 12 Trommel em água (tambor rotante em água) 13 Moinhos para a trituração 14 Sistema de extração 15 Semi-centrífuga 16 Separador de etiquetas 17 Primeira banheira de flotação (com função de armacem ) 18 Primeira máquina de lavagem 19 Centrífuga de enxague 20 Segunda banheira de flotação 21 Segunda máquina de lavagem 22 Terceira banheira de flotação 23 Centrífuga de enxugar 24 Moinho para a refinação 25 Separador de etiquetas 26 Sistema de detecção 27 Silo com dupla extração