CAMPO DE APLICAÇÃO

[001] A presente invenção está contida no campo de aplicação dos processos de reciclagem, mais precisamente no campo dos processos de reciclagem de embalagens poliméricas laminadas.

[002] O processo de reciclagem apresentado na invenção destaca-se de seus congéneres por utilizar-se do processo de dissolução seletiva de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio complementada por uma combinação de parâmetros de processo e etapas que visam acelerar e otimizar o processo de dissolução e garantir a pureza e rendimento dos produtos obtidos conforme o processo ora descrito.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[003] Em virtude do processo de globalização, intensificou-se a utilização de recursos naturais e, como consequência, o aumento da degradação ambiental. Nesse contexto, tornou-se importante o desenvolvimento de tecnologias para a redução do referido passivo ambiental, inserindo-se os processos e dispositivos para reciclagem de produtos como uma das alternativas ecologicamente eficazes. Devido às distintas propriedades físicas e químicas dos produtos de interesse, o desenvolvimento de novos processos de reciclagem apresenta desafios no que se refere à eficiência e geração de resíduos, tornando-se importante a adaptação do processo para cada tipo de material que se deseja reciclar.

[004] Dentre os processos atualmente empregados destacam-se aqueles aplicados para reciclagem de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio, isto é, embalagens compreendendo uma pluralidade de camadas poliméricas como o polietileno, polipropileno e etileno politereftalato e alumínio entre os referidos materiais poliméricos. Nesse caso, faz-se necessário o desenvolvimento de processos que compreendam etapas de dissolução seletiva do alumínio, o que restringe os métodos que não apresentam meios para eliminar os referidos materiais metálicos, em especial aqueles que não fazem uso de compostos alcalinos para a dissolução seletiva. Consequentemente, diversas tecnologias existentes não funcionam no contexto de reciclagem de embalagens poliméricas compreendendo alumínio e as técnicas que se adequam ao perfil do produto reciclável não são eficientes. Além disso, os processos de reciclagem atualmente existentes também apresentam desafios no contexto de separação gravitacional dos materiais poliméricos, já que suas densidades e espessuras variam de acordo com a propriedade físico-química de cada tipo de polímero. Adicionalmente, os processos de reciclagem de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio são demasiadamente demorados, reduzindo-se a produtividade industrial, e apresentam baixa eficiência na obtenção do produto reciclado. Para melhor contextualização e compreensão dos principais problemas existentes, as tecnologias do estado da técnica serão descritas a seguir.

[005] O documento FR2711079A1 revela um método de reciclagem de plásticos visando obtenção de blocos poliméricos finos. Nesse contexto, o plástico a ser reciclado é dissolvido em um solvente para formação de uma pasta com elevada viscosidade, sendo posteriormente aquecido através de um aparato transmissor de ondas ultrassónicas. As bolhas geradas são removidas do sistema através da aplicação de pressão de 10 Bar por uma prensa. A tecnologia descrita nesse documento do estado da técnica não é aplicável à reciclagem de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio pelo fato de apresentar uma etapa de fusão e utilizar solventes que aumentam a viscosidade dos plásticos. Essas etapas processuais favorecem a obtenção de uma pasta compreendendo uma mistura de plásticos, não sendo eficiente em separá-los de acordo com sua densidade. O método descrito sequer apresenta uma etapa de separação de polímeros independentemente de suas propriedades físicas e/ou químicas. Adicionalmente, esse documento do estado da técnica não propõe um conjunto de parâmetros de processos e etapas complementares que favoreçam redução de tempo de processo e aumento de eficiência/pureza e também não compreende meios para dissolução seletiva de metais como o alumínio, aspecto importante para a reciclagem de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio.

[006] O documento PI0706115-3 descreve um método de reciclagem de embalagens multicamadas que compreende materiais plásticos e alumínio, que compreende etapas de imersão de embalagem multicamadas em uma solução alcalina à base de NaOH, separação, remoção e tratamento das camadas plásticas, dissolução seletiva do alumínio em íons metálicos, precipitação desses últimos e filtração. A remoção das camadas plásticas é descrita como sendo realizada manualmente e sem a utilização de dispositivos para aumento de eficácia, comprometendo sua eficiência e aumentando o tempo de processo. A referida tecnologia, ainda, não apresenta soluções técnicas que permitam a separação de uma mistura de polímeros distintos.

[007] O documento WO2016176752A1 revela um processo de reciclagem de embalagens plásticas compreendendo alumínio, abrangendo uma etapa de fragmentação para formação de lâminas picadas. Essas últimas são submetidas a uma etapa de separação química utilizando- se ácido fórmico de modo a segregar as lâminas plásticas das lâminas metálicas. Os materiais separados são lavados, e o óxido de alumínio presente em fibras de papel obtido no processo é incinerado. A tecnologia descrita nesse documento do estado da técnica também não utiliza um conjunto de parâmetros de processo e etapas combinados que favorecem a rápida e eficiente dissolução seletiva de alumínio e elevada pureza nos produtos finais reciclados. Esse documento também não revela um processo de dissolução seletiva do alumínio que, nesse caso, é removido através de incineração. Dessa maneira, a eficiência de separação é menor quando comparada a tecnologias que utilizam uma combinação de parâmetros de processo e etapas que aceleram e otimizam a dissolução seletiva do alumínio e que visam o alto rendimento e pureza nos produtos finais reciclados.

[008] O documento US2006267228 refere-se a um processo de reuso de materiais plásticos e papéis rejeitados em reciclagem e seu produto resultante. Mais especificamente, o dito processo compreende etapas de preparação preliminar dos referidos materiais recicláveis, trituração, lavagem, secagem e processamento. A tecnologia descrita nesse documento americano utiliza etapas convencionais de processos de reciclagem sem, no entanto, compreender uma etapa de dissolução seletiva de metais. Consequentemente, o dito processo não é funcional para reciclagem de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio. Adicionalmente, o documento US2006267228 não propõe a utilização de parâmetros de processo e etapas combinados que favoreçam redução de tempo de processo e aumento de eficiência.

[009] Dessa maneira, as tecnologias do estado da técnica referem-se a processos e métodos de reciclagem de materiais plásticos (poliméricos) laminados compreendendo alumínio através de técnicas de separação polímero-metal. Para isso são conhecidas rotas químicas como a dissolução seletiva utilizando-se soluções alcalinas ou adição de substâncias químicas que favoreçam a segregação do polímero em relação à camada de alumínio. Essas rotas são demasiadamente demoradas e apresentam baixa eficiência na reciclagem de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio. Dessa maneira, não foram encontradas tecnologias que utilizam uma combinação de parâmetros de processo e etapas de modo a favorecer, em menor tempo e maior eficiência, a dissolução seletiva de alumínio e a efetiva reciclagem dos produtos envolvidos. Além disso, da maneira como estão concebidas, as tecnologias existentes também não apresentam etapas que favoreçam a efetiva limpeza dos materiais submetidos à reciclagem, afetando sua pureza e rendimento.

OBJETIVO DA INVENÇÃO [010] A presente invenção tem como objetivo prover um processo de reciclagem de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio. O dito processo apresenta como diferencial uma rápida e eficiente etapa de dissolução seletiva de alumínio presente entre as camadas poliméricas. A brevidade e eficiência dessa etapa deve-se à combinação de parâmetros de processo e etapas complementares que, quando combinados, favorecem o dito resultado. Nesse contexto, parâmetros como o ajuste de temperatura e etapas compreendendo a aplicação de um anteparo limitador de volume e aplicação de ultrassom aceleram e otimizam significativamente a etapa de dissolução seletiva do alumínio quando combinados entre si e com os demais parâmetros e etapas do processo, sendo essenciais para fins da presente invenção. A referida etapa, sendo eficiente em virtude dessa combinação de parâmetros de processo e etapas complementares, favorece, juntamente com as etapas de desagregação mecânica, separação gravitacional e peletização, produtos finais apresentando maior pureza e rendimento, sendo também essenciais para fins da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [011] A presente invenção refere-se a um PROCESSO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS POLIMÉRICAS LAMINADAS COMPREENDENDO ALUMÍNIO, sendo que as ditas embalagens compreendem uma pluralidade de camadas poliméricas que compreendem polietileno, polipropileno e, opcionalmente, etileno politereftalato, independentemente da quantidade ou combinação entre eles. O dito processo compreende as seguintes etapas: trituração e lavagem preliminar das embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio, formando-se embalagens poliméricas laminadas trituradas; transferência das embalagens poliméricas laminadas trituradas para um reator; aplicação de um anteparo limitador de volume no reator; imersão das ditas embalagens poliméricas laminadas trituradas, em uma solução alcalina aquosa, formando-se uma primeira solução; ajuste de temperatura da primeira solução; reação de dissolução seletiva do alumínio na primeira solução, formando-se uma segunda solução compreendendo fragmentos de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, de etileno politereftalato; drenagem da segunda solução do reator, de modo que os fragmentos ficam retidos no fundo do reator; remoção dos fragmentos do reator e limpeza dos ditos fragmentos; desagregação mecânica dos fragmentos, formando-se fragmentos desagregados; descontaminação dos fragmentos desagregados, obtendo-se fragmentos limpos à base de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, de etileno politereftalato; transferência dos ditos fragmentos limpos para um tanque de água para separação gravitacional, quando os ditos fragmentos limpos compreenderem etileno politereftalato; ou transferência dos ditos fragmentos limpos diretamente para a etapa de secagem, quando os ditos fragmentos limpos não compreenderem etileno politereftalato; separação gravitacional dos fragmentos limpos compreendendo polietileno, polipropileno e etileno politereftalato, no tanque de água; obtenção de fragmentos de polietileno e polipropileno no sobrenadante e etileno politereftalato no fundo do tanque; remoção e obtenção dos fragmentos limpos de polietileno e poliproprileno; remoção e obtenção dos fragmentos limpos de etileno politereftalato; transferência dos fragmentos limpos de polietileno e poliproprileno para a etapa de secagem; e transferência dos fragmentos limpos de etileno politereftalato para a etapa de secagem; secagem dos fragmentos limpos obtidos conforme etapa se separação gravitacional ou conforme etapa de descontaminação quando os ditos fragmentos limpos não compreendem etileno politereftalato, obtendo-se fragmentos reciclados de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, de etileno politereftalato.

BREVE DECRICÂO DOS DESENHOS [012] A matéria objeto desta Invenção ficará totalmente clara em seus aspectos técnicos a partir da descrição pormenorizada que será feita adiante. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[013] Em conformidade com os objetivos apresentados por meio da breve descrição, o presente pedido de patente PROCESSO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS POLIMÉRICAS LAMINADAS COMPREENDENDO ALUMÍNIO, apresenta um processo que visa a reciclagem de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio e uma pluralidade de camadas poliméricas que compreendem polietileno, polipropileno e, opcionalmente, etileno politereftalato, independentemente da quantidade ou combinação entre eles. O dito alumínio, de acordo com a presente invenção, encontra-se na forma de uma camada de metalização à base de alumínio (m) ou na forma de uma folha de alumínio (ALU). Para fins da presente invenção, entende-se a “camada de metalização à base de alumínio” como sendo aquela formada a partir de processos de deposição sobre as camadas poliméricas compreendidas nas ditas embalagens. Adicionalmente, entende-se a “folha de alumínio” como sendo uma folha de alumínio puro laminado juntamente com as ditas camadas poliméricas.

[014] Neste processo, o alumínio é separado através de uma reação química, enquanto o polietileno (PE), polipropileno (PP, OPP ou BOPP) e o etileno politereftalato (PET) (quando presente) são separados por processos físicos. Em detalhes, o alumínio é separado quimicamente através de sua completa dissolução seletiva, que se dá por meio de uma reação com uma solução alcalina aquosa. O dito polipropileno é selecionado do grupo compreendendo o polipropileno orientado (OPP), polipropileno biaxialmente orientado (BOPP) e polipropileno (PP), sem, no entanto, se limitar a esses tipos de polipropileno.

[015] O “PROCESSO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS POLIMÉRICAS LAMINADAS COMPREENDENDO ALUMÍNIO” compreende as seguintes etapas:

(a) trituração e lavagem preliminar das embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio, formando-se embalagens poliméricas laminadas trituradas;

(b) transferência das embalagens poliméricas laminadas trituradas para um reator;

(c) aplicação de um anteparo limitador de volume no reator;

(d) opcionalmente, aplicação de vácuo no reator;

(e) imersão das ditas embalagens poliméricas laminadas trituradas, em uma solução alcalina aquosa, formando-se uma primeira solução;

(f) opcionalmente, agitação da primeira solução;

(g) opcionalmente, aplicação de ultrassom na primeira solução;

(h) ajuste de temperatura da primeira solução;

(i) reação de dissolução seletiva do alumínio na primeira solução, formando-se uma segunda solução compreendendo fragmentos de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, de etileno politereftalato;

(j) drenagem da segunda solução do reator, de modo que os fragmentos da etapa (i) ficam retidos no fundo do reator;

(k) remoção dos fragmentos do reator e limpeza dos ditos fragmentos;

(L) desagregação mecânica dos fragmentos da etapa (k), formando-se fragmentos desagregados;

(m) descontaminação dos fragmentos desagregados, obtendo-se fragmentos limpos à base de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, de etileno politereftalato; e transferência dos ditos fragmentos limpos para um tanque de água para separação gravitacional na etapa (n) subsequente, quando os ditos fragmentos limpos compreenderem etileno politereftalato; ou transferência dos ditos fragmentos limpos diretamente para a etapa (o) subsequente, quando os ditos fragmentos limpos não compreenderem etileno politereftalato; (n) separação gravitacional dos fragmentos limpos compreendendo polietileno, polipropileno e etileno politereftalato, no tanque de água; obtenção de fragmentos de polietileno e polipropileno no sobrenadante e etileno politereftalato no fundo do tanque; remoção e obtenção dos fragmentos limpos de polietileno e poliproprileno; remoção e obtenção dos fragmentos limpos de etileno politereftalato; transferência dos fragmentos limpos de polietileno e poliproprileno para a etapa (o) subsequente; e transferência dos fragmentos limpos de etileno politereftalato para a etapa (o) subsequente;

(o) secagem dos fragmentos limpos obtidos conforme etapa (m) ou conforme etapa (n), obtendo-se fragmentos reciclados de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, de etileno politereftalato; e

(p) opcionalmente, peletização dos ditos fragmentos reciclados.

[016] As ditas embalagens poliméricas laminadas mencionadas na etapa (a) estão presentes em quantidades de até 80% da capacidade volumétrica do reator. Para cada Kg possível de embalagens poliméricas laminadas envolvido na etapa (a), a quantidade de alumínio compreende a faixa entre 0,01% e até 40% (massa/massa). A etapa (a) para trituração e lavagem é realizada através de dispositivos selecionados do grupo que compreende fragmentadoras, trituradoras, moinhos de faca, moinhos rotativos e pulverizadores de plástico, sem, no entanto, se limitar a esses tipos de dispositivos. As embalagens poliméricas laminadas envolvidas na etapa (a) podem ser trituradas a úmido ou a seco. Após serem trituradas e lavadas conforme descrito, as embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio são transformadas em embalagens poliméricas laminadas trituradas, sendo que essas últimas são preferencias para fins da presente invenção. Adicionalmente, as embalagens poliméricas laminadas trituradas podem compreender partículas e/ou fragmentos em qualquer formato e apresentam dimensões entre 50 microns e 5 cm. No entanto, é importante mencionar que o processo ora descrito não se limita apenas a embalagens poliméricas laminadas trituradas, podendo envolver embalagens poliméricas laminadas não trituradas e lavadas conforme a etapa (a). Nesse contexto, o rendimento do processo ora descrito será maior para embalagens poliméricas laminadas trituradas quando comparadas a embalagens poliméricas laminadas não trituradas. As embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio, trituradas ou não, podem ser oriundas de embalagens de descarte industrial ou pés consumo. No caso de embalagens pés consumo, a etapa de lavagem possui maior relevância para a remoção de restos de alimentícios, gorduras e diversos materiais orgânicos que eventualmente encontram-se aderidos nas superfícies.

[017] Após serem trituradas e lavadas conforme a etapa (a), as embalagens poliméricas laminadas trituradas são transferidas para o reator, conforme descrito na etapa (b) do processo ora descrito, objeto da presente invenção. Nesse contexto, as embalagens poliméricas laminadas trituradas são adicionadas em até 80% do volume máximo do dito reator, de modo que haja um volume remanescente de pelo menos 20% do volume máximo do dito reator, para liberação de gases gerados na etapa de dissolução seletiva do alumínio e para travamento do anteparo limitador de volume, melhor descrito a seguir.

[018] Na etapa (c), após o reator ser preenchido com as ditas embalagens poliméricas laminadas trituradas, um anteparo limitador de volume é posicionado na porção superior do reator, isto é, acima do volume preenchido pelas embalagens poliméricas laminadas trituradas. Durante o posicionamento do dito anteparo, este é travado de modo a prevenir o transbordo do conteúdo interno do reator para o ambiente externo. Em algumas das inúmeras modalidades da presente invenção, o anteparo limitador de volume compreende uma chapa perfurada, uma tela metálica ou uma tela plástica. Uma das principais vantagens da presença do dito anteparo no reator é o fato de manter as embalagens poliméricas laminadas trituradas imersas na solução alcalina aquosa durante a etapa de dissolução seletiva do alumínio descrita adiante. Isto porque durante a separação das camadas poliméricas presentes nas embalagens poliméricas laminadas trituradas, o volume das ditas embalagens aumenta. Além disso, a formação de gases durante a etapa de dissolução seletiva do alumínio empurra as embalagens poliméricas laminadas trituradas para fora do reator, visto que são leves e não se desprendem facilmente. Consequentemente, haveria um volume não imerso das ditas embalagens, afetando significativamente o tempo e a eficiência da dita dissolução, pois as porções não imersas (para fora da solução) das ditas embalagens não participam da reação envolvida na etapa de dissolução seletiva do alumínio. É importante frisar que, na ausência de um anteparo limitador de volume, as embalagens poliméricas laminadas trituradas mantêm-se suspensas na superfície da solução contida no reator, atuando como se fossem uma boia, daí a necessidade da aplicação do dito anteparo. Além disso, nem sempre a aplicação de agitação é suficiente para impedir o dito transbordo, sendo necessário, portanto, a presença do anteparo limitador de volume de modo a manter imersas as embalagens poliméricas laminadas trituradas. Adicionalmente, além de manter a imersão das ditas embalagens, o dito anteparo também permite a passagem dos gases gerados, pois compreende aberturas cujos tamanhos variam até 0,1 cm. Em uma outra modalidade não restritiva da presente invenção, o dito anteparo compreende aberturas cujos tamanhos variam até 250 microns, especialmente para embalagens poliméricas laminadas trituradas que foram anteriormente trituradas através de dispositivos pulverizadores de plástico. Assim, o transbordo das ditas embalagens é evitado e os gases gerados passam através das ditas aberturas, sendo liberados ao ambiente externo ou reaproveitados. Tendo em vista a descrição da etapa de aplicação do anteparo limitador de volume, esta consiste em uma das etapas que contribui, de maneira combinada com os parâmetros de processo e etapas descritos adiante, para o diferencial da invenção no contexto de acelerar e otimizar a etapa de dissolução do alumínio.

[019] A etapa (d) é opcional para fins da presente invenção e consiste na aplicação de vácuo no reator para fins de sucção de bolhas e gases gerados na etapa de dissolução seletiva do alumínio descrita adiante. A pressão de vácuo compreende valores entre 100 e 630 mmHg, preferencialmente entre 400 e 500 mmHg. Os ditos gases gerados na etapa de dissolução seletiva do alumínio compreendem propriedades combustíveis, isto é, são de interesse industrial e comercial. Nesse contexto, o vácuo aplicado recupera os ditos gases, sendo posteriormente armazenados e transportados. Os ditos gases compreendem preferencialmente o gás hidrogénio. O vácuo aplicado na etapa (d) é cooperante com a aplicação de ultrassom descrita adiante, visto que também auxilia no aumento da velocidade de escape dos gases gerados na reação de dissolução seletiva do alumínio. Essa cooperação acelera o processo e aumenta sua eficiência. Adicionalmente, a aplicação de vácuo nessa etapa do processo compreende três vantagens principais: minimiza o risco de inalação de gases asfixiantes como hidrogénio, prevenindo acidentes fatais; minimiza o risco de incêndio durante a formação dos gases na etapa de dissolução seletiva do alumínio, especialmente quando os ditos gases compreendem o hidrogénio, um gás combustível; e acelera o processo de de-gaseificação, acelerando a dita etapa de dissolução seletiva. Caso o reator consista em um sistema aberto ou não seja capaz de trabalhar sob vácuo, uma das modalidades da presente invenção compreende a aplicação de exaustão em substituição da aplicação de vácuo, também permitindo a sucção dos gases gerados.

[020] Na etapa (e), a solução alcalina aquosa é adicionada ao reator compreendendo as embalagens poliméricas laminadas trituradas. A adição é realizada através de bombeamento, diferencial de pressão (vácuo) ou gravidade até o nível do anteparo limitador de volume, completando até 90 a 100% do volume total do reator, de modo a garantir a completa imersão das embalagens poliméricas laminadas trituradas. Do ponto de vista volumétrico, o reator compreende volume entre 100L e 50.000L, preferencialmente entre 2000L e 35.000L. A solução alcalina aquosa compreende uma base forte em concentrações entre 1 e 50% (em massa/volume), preferencialmente entre 2,0 e 12,5% (em massa/volume). A base forte, por sua vez, é selecionada do grupo que compreende os hidróxidos de metais alcalinos e hidróxidos de metais alcalino-terrosos, preferencialmente os hidróxidos de metais alcalinos sem, no entanto, se limitar a esses tipos hidróxidos. Os hidróxidos de metais alcalinos, por sua vez, são selecionados do grupo compreendendo o hidróxido de lítio (LiOH), hidróxido de sódio (NaOH) e hidróxido de potássio (KOH), preferencialmente hidróxido de sódio (NaOH) sem, no entanto, se limitar a esses tipos de hidróxidos de metais alcalinos. Tratando-se dos hidróxidos de metais alcalino- terrosos, estes são selecionadas do grupo compreendendo o hidróxido de cálcio Ca(OH)2, hidróxido de magnésio Mg(OH)2 e hidróxido de bário Ba(OH)2, preferencialmente hidróxido de cálcio sem, no entanto, se limitar a esses tipos de hidróxidos de metais alcalino-terrosos. Do ponto de vista estequiométrico, para cada Kg de alumínio presente na etapa (e), a quantidade de base forte compreende a faixa entre 1 ,0 e 5,0 Kg, preferencialmente entre 1 ,5 e 3,0 Kg. Uma vez adicionada a solução alcalina aquosa, forma-se no interior do reator uma primeira solução compreendendo a dita solução alcalina aquosa e as embalagens poliméricas laminadas trituradas.

[021] A etapa (f) é opcional para fins da presente invenção e consiste na agitação da primeira solução em uma faixa de rotação compreendendo o intervalo entre 10 e 500 RPM, preferencialmente entre 100 e 300RPM. Considerando-se que o processo ora descrito, objeto da presente invenção, compreende uma posterior etapa de desagregação mecânica, o uso de agitação nesta etapa não é mandatório. No entanto, a agitação é recomendada, visto que também proporciona uma desagregação mecânica preliminar das embalagens poliméricas laminadas trituradas, um aumento da homogeneidade da primeira solução, considerada heterogénea pelo fato de compreender uma fase líquida (solução alcalina aquosa) e uma fase sólida (embalagens poliméricas laminadas trituradas), uma redução de tempo de processo e, principalmente, um aumento da pureza no produto final. A utilização de agitação também elimina possíveis bolhas de gás formadas na superfície das embalagens poliméricas laminadas trituradas, permitindo a completa e efetiva separação das camadas poliméricas presentes nas embalagens poliméricas laminadas trituradas, o que também favorece a alta qualidade e pureza do produto final.

[022] A etapa (g) é também opcional para fins da presente invenção e consiste na aplicação de ultrassom na primeira solução. Mais especificamente, o ultrassom refere-se à aplicação de ondas sonoras que transmitem energia à primeira solução, sendo realizada através de um sonicador presente no dito reator, com objetivo de acelerar a movimentação e colisão das moléculas da primeira solução e liberar os gases gerados nessa etapa, diminuindo-se o tempo de processo. Tendo em vista a descrição da etapa de aplicação do ultrassom, esta consiste em uma das etapas que também contribui, de maneira combinada com a etapa de aplicação do anteparo limitador de volume, com os parâmetros de processo e etapas descritos adiante, para o diferencial da invenção no contexto de acelerar e otimizar a etapa de dissolução do alumínio.

[023] Tratando-se da reação de dissolução seletiva do alumínio, esta é exotérmica, isto é, apresenta liberação de calor e, consequentemente, aumento de temperatura. No contexto da etapa (h) e considerando-se embalagens poliméricas laminadas trituradas compreendendo alumínio na forma de folha de alumínio, a temperatura é ajustada para valores entre 35 e 90 ^Q C, preferencialmente entre 75 e 85 ^Q C. Tratando-se de embalagens poliméricas laminadas trituradas compreendendo alumínio na forma de camada de metalização à base de alumínio, a temperatura é ajustada para valores entre 35 e 95 ^Q C, preferencialmente entre 75 e 90°C. Embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio na forma de camada de metalização à base de alumínio apresentam baixa quantidade de alumínio e, portanto, quando submetidas à dita reação, liberam menor quantidade de calor quando comparado às embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio na forma de folha de alumínio. Consequentemente, a faixa de temperatura utilizada no ajuste de temperatura para as embalagens poliméricas laminadas trituradas compreendendo alumínio na forma de folha de alumínio apresenta valores menores, também para fins de resfriamento. Tendo em vista a descrição do ajuste de temperatura, este consiste em um parâmetro de processo que também contribui, de maneira combinada com as etapas de aplicação do anteparo limitador de volume e aplicação de ultrassom, e com os parâmetros de processo e etapas descritos adiante, para o diferencial da invenção no contexto de acelerar e otimizar a etapa de dissolução do alumínio.

[024] Uma vez selecionados conforme descrito nas etapas anteriores, os parâmetros de processo selecionados para vácuo (quando utilizado), agitação (quando utilizado), ultrassom (quando utilizado) e temperatura são mantidos na etapa (i) para fins de concretização da reação de dissolução seletiva do alumínio presente nas embalagens poliméricas laminadas trituradas. Ainda com relação à etapa (i), os parâmetros de processo são monitorados de modo a manter a estabilidade nos valores selecionados durante a reação, que procede até completa dissolução do alumínio. A completa dissolução seletiva do alumínio é constatada através da observação do aspecto físico das ditas embalagens e pela interrupção da liberação de gases no reator. Considerando-se as diversas modalidades abrangidas pela presente invenção, decorrentes da variação de todos os parâmetros de processo, em todas as suas combinações, bem como as inúmeras possibilidades previstas nas faixas de variação de quantidades de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio e solução alcalina aquosa, o tempo de dissolução seletiva do alumínio está compreendido na faixa entre 30 minutos e 6 horas. A referida faixa de tempo é um dos principais diferenciais da invenção, sendo rápida e eficiente frente aos prolongados tempos de dissolução seletiva do alumínio em processos de reciclagem do estado da técnica. A brevidade e eficiência dessa etapa deve- se à combinação dos parâmetros de processo descritos e às etapas diferenciais destacadas. Nesse contexto, o ajuste de temperatura, a aplicação do anteparo limitador de volume e a aplicação de ultrassom são os que apresentam os maiores efeitos técnicos na rápida e eficiente dissolução seletiva do alumínio na etapa (i). Consequentemente, o dito alumínio é completamente dissolvido, proporcionando maior pureza aos fragmentos de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, etileno politereftalato, formados na etapa (i). A maior pureza dos ditos fragmentos, consequentemente, afeta diretamente na pureza dos produtos finais obtidos conforme o processo ora descrito e, portanto, a etapa (i), tal como concebida, é um dos diferenciais da presente invenção no contexto de pureza dos ditos produtos finais.

[025] Ainda com relação à etapa (i) e do ponto de vista reacional, a dissolução seletiva do alumínio ocorre de maneira que a solução alcalina digere o dito alumínio, através das possíveis equações químicas descritas abaixo. As ditas equações são aqui exemplificadas através da reação química entre a solução alcalina aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) e alumínio (AI), em sua forma de camada de metalização à base de alumínio ou na forma de folha de alumínio, sendo apenas alguns exemplos dentre as inúmeras possibilidades não restritivas de utilização de soluções alcalinas aquosas e alumínio, de acordo com o escopo descrito anteriormente: equação 1

2NaOH ₍ aq) + 2AI( _S) + 2H20(i) — 2NaAI02(aq) + 3H2(g); equação 2

2NaOH ₍ aq) + 2AI( _S) + 6H20(i) ® 2NaAI(OH)4(aq) + 3H2 (g);

[026] Na equação 1 o hidróxido de sódio na presença de água digere o alumínio metálico para formação do aluminato de sódio aquoso NaAIC>2 e gás hidrogénio H2. Outra possível reação do hidróxido de sódio com o alumínio na presença de água é representada pela equação 2, na qual é formado o tetrahidróxialuminato de sódio NaAI(OH)4. Ambas as reações representadas pelas equações 1 e 2 ocorrem paralelamente e são irreversíveis, isto é, ocorre apenas na direção da formação dos produtos. A irreversibilidade dessas reações é representada pela seta “®”. Ao final da reação completa de dissolução seletiva do alumínio, independentemente de o alumínio estar na forma de camada de metalização à base de alumínio ou na forma de folha de alumínio, o reator compreenderá uma segunda solução. Esta compreende: sais de alumínio, resultantes da dissolução seletiva do dito alumínio, solúveis na segunda solução; excesso de solução alcalina aquosa que pode ser reaproveitada no processo; fragmentos de polietileno e polipropileno; e quando as embalagens poliméricas laminadas trituradas compreendem etileno politereftalato, a segunda solução também compreende fragmentos de etileno politereftalato.

[027] Ainda com relação à etapa (i) e considerando-se as reações químicas supracitadas, o ultrassom, quando utilizado, acelera o processo pelo fato de separar as camadas poliméricas, de remover da solução os gases gerados na dissolução seletiva, preferencialmente o gás hidrogénio, e aumentar a taxa de colisão a nível molecular entre a solução alcalina aquosa e alumínio no contexto de sua dissolução. Com a remoção do hidrogénio pelo ultrassom, as moléculas de H2 nas equações 1 e 2 são eliminadas, diminuindo-se a concentração desse produto. Consequentemente e seguindo-se 0 princípio da perturbação de Le Chatelier, a diminuição da concentração dos produtos (H2) induz a reação dos reagentes (NaOH, AI e H2O) no sentido da formação de mais produtos (H2), otimizando-se 0 rendimento do processo de dissolução seletiva.

[028] Na etapa (j) a segunda solução é drenada do reator pelo fundo do vaso, sendo armazenada em um tanque para posterior reutilização no processo. Após a dita drenagem, os fragmentos de polietileno, polipropileno e, quando for 0 caso, de etileno politereftalato, ficam retidos no fundo do reator. Isto porque, no fundo do dito reator existe uma chapa perfurada que permite a passagem da segunda solução drenada pelo fundo do reator, e a retenção dos ditos fragmentos pela dita chapa perfurada. Os fragmentos retidos possuem em sua superfície vestígios da segunda solução, sendo necessária uma posterior limpeza. Alternativamente, pode-se manter a segunda solução no reator e retirar os fragmentos de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, de etileno politereftalato, com uso de um sistema de rosca infinita, onde os ditos fragmentos são removidos sem a necessidade de drenagem do reator. Para estes casos o sistema de rosca infinita compreende um coletor rosca sem fim no fundo do reator e outro coletor rosca sem fim na superfície do dito reator, com a finalidade de remoção completa dos ditos fragmentos sem a necessidade de drenagem da segunda solução. Nesse caso alternativo, os fragmentos removidos também possuem em sua superfície vestígios da segunda solução, sendo necessária uma posterior limpeza.

[029] Por conseguinte, os fragmentos de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, de etileno politereftalato, são removidos do reator e submetidos a uma etapa de limpeza, conforme previsto na etapa (k) do processo ora descrito, objeto da presente invenção. A dita limpeza compreende a remoção dos vestígios da segunda solução presente superficialmente. Nesse contexto, os fragmentos são suspensos sobre uma tela de abertura variando de 250 microns até 0,1 cm para escoamento por gravidade para escoamento completo da segunda solução aderida nas superfícies. Alternativamente, a remoção dos vestígios de segunda solução na superfície dos fragmentos é realizada através de prensa ou centrifugação. A segunda solução removida conforme a etapa (k) será também armazenada no mesmo tanque onde encontra-se a segunda solução armazenada conforme descrito na etapa (j), também para fins de reutilização. No intervalo entre as bateladas os sais provenientes da dissolução seletiva do alumínio, presentes na segunda solução armazenada conforme etapas (j) ou (k), precipitam devido à saturação, formando um lodo que pode ser coletado e enviado para tratamento ou utilizado na produção de alumínio metálico devido à alta concentração de alumínio sólido precipitado preferencialmente como hidróxido de alumínio, sem, no entanto, se limitar a esse tipo de sólido. De modo a acelerar a disponibilidade para as próximas cargas, a segunda solução presente no tanque pode alternativamente ser submetida a um processo de filtração ao invés de aguardar a sedimentação. Assim, a segunda solução será reutilizada tantas vezes quanto possível, sempre com reposição da base forte compreendida na dita solução alcalina aquosa, dentro do escopo da presente invenção. A reposição da base forte ocorre de modo a restaurar a solução alcalina aquosa, nas mesmas condições de concentração e quantidades previstas na etapa (e) para a dissolução seletiva do alumínio em novas bateladas.

[030] A desagregação mecânica descrita na etapa (I) do processo ora descrito é aplicada de modo a separar completamente as camadas poliméricas dos fragmentos obtidos conforme etapa (k), não completamente separadas nas etapas anteriores. A dita desagregação mecânica é importante para fins da presente invenção, uma vez que adesivos e tintas são utilizados nos processos de produção de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio. A própria presença de adesivos e tintas mencionados permite aderências entre camadas poliméricas separadas nas etapas anteriores, sendo novamente agregadas. Assim, faz-se necessário uma etapa de desagregação mecânica para a completa separação das camadas poliméricas. Para isso, o uso equipamentos tipo turbina, repolpeador de celulose, dispersor de alto torque, dispersor de alto cisalhamento, entre outros, com alto torque, são exemplos de modalidades da presente invenção aplicadas para a completa desagregação das camadas poliméricas eventualmente agregadas, obtendo-se fragmentos desagregados. A etapa (I) ocorre a úmido, de modo a remover as impurezas adesivas e tintas frequentemente presentes nas embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio. Consequentemente, aumenta-se a pureza dos fragmentos desagregados no fim desta etapa e a descontaminação prevista na etapa (m) ocorre de maneira mais efetiva. Tendo em vista a descrição da etapa de desagregação mecânica, esta consiste em uma das etapas que também contribui, de maneira combinada com a etapa de dissolução seletiva do alumínio e com as etapas posteriores descritas adiante, para o diferencial da invenção no contexto de prover elevada pureza aos produtos finais obtidos conforme o processo ora descrito.

[031] Após a desagregação mecânica, os fragmentos desagregados serão descontaminados conforme previsto na etapa (m) do processo ora descrito, objeto da presente invenção. A descontaminação dessa etapa ocorre através da utilização de água em imersão ou um sistema de cortina d’água. Nesse contexto, a descontaminação ocorre de forma sucessiva até que o pH da solução de enxagúe compreenda valores entre 4 a 7, além do aspecto cristalino da solução. Preferencialmente, o enxagúe é realizado em um tanque fechado com recirculação e que permita a eventual correção do pH com ácido clorídrico. A validação da completa descontaminação se dará de forma visual. Nesse contexto, os fragmentos desagregados serão validados como fragmentos limpos após a visualização de ausência de cores ou partículas aquosas presentes na superfície dos ditos fragmentos. Adicionalmente, um controle de pH poderá ser previamente realizado na água envolvida na descontaminação dos fragmentos desagregados. Nesse caso, o pH da água é ajustado para valores compreendidos na faixa entre 4,0 e 7,0 através da utilização de ácido clorídrico (HCI) diluído, garantindo assim o completo consumo de qualquer base forte residual nos fragmentos desagregados. Completando-se a descontaminação, serão obtidos fragmentos limpos à base de polietileno, polipropileno e, quando for o caso, de etileno politereftalato. Quando os fragmentos limpos compreenderem etileno politereftalato, estes serão destinados à etapa (n) para separação gravitacional em um tanque compreendendo água. Caso os ditos fragmentos limpos não compreendam etileno politereftalato, a separação gravitacional, pelos motivos explicados a seguir, não será necessária e, portanto, serão diretamente transferidos para a secagem descrita na etapa (o).

[032] Quando os fragmentos limpos compreendem etileno politereftalato, especialmente misturados com polietileno e polipropileno, a etapa de separação gravitacional é necessária, pois permite separar o etileno politereftalato, mais denso do que a água, do polietileno e polipropileno, menos densos do que a água. Assim, a separação gravitacional ocorre em um tanque compreendendo água de modo a permitir esse tipo de separação, conforme previsto na etapa (n) do processo ora descrito. Dessa maneira, quando os fragmentos limpos são adicionados na água presente no dito tanque, o etileno politereftalato precipitará no fundo do tanque, pois compreende densidade entre 1 ,30 e 1 ,45 g/cm ³ , enquanto que a água compreende densidade entre 0,985 e 1 ,0 g/cm ³ em temperaturas entre 5 e 60 ^Q C. Similarmente no contexto das diferenças de densidade, o polietileno e o polipropileno ficam suspensos no sobrenadante da água, pois compreendem densidade entre 0,91 e 0,95 g/cm ³ . Por conseguinte, os fragmentos limpos à base de polietileno e polipropileno, devidamente separados do etileno politereftalato, são obtidos através de sua remoção do sobrenadante da água através de meios de remoção dos fragmentos limpos à base de polietileno e polipropileno. Em uma modalidade preferencial e não restritiva da presente invenção, os meios de remoção dos fragmentos limpos à base de polietileno e polipropileno compreendem o uso do sistema de rosca infinita. Para estes casos o sistema de rosca infinita compreende um coletor rosca sem fim na superfície do tanque, com a finalidade de remoção completa dos ditos fragmentos presentes no sobrenadante. Os fragmentos limpos à base de etileno politereftalato, devidamente separados do polietileno e poliproprileno, por sua vez, são obtidos através de sua remoção do fundo do tanque através de meios de remoção dos fragmentos limpos à base de etileno politereftalato. Em uma modalidade preferencial e não restritiva da presente invenção, os meios de remoção dos fragmentos limpos à base de etileno politereftalato compreendem o uso do sistema de rosca infinita. Para estes casos o sistema de rosca infinita compreende um coletor rosca sem fim no fundo do tanque, com a finalidade de remoção completa dos ditos fragmentos presentes no fundo do tanque. Por fim, os fragmentos limpos à base de polietileno e polipropilenos obtidos conforme etapa (n) são transferidos para a secagem descrita na etapa (o). Sequencialmente, os fragmentos limpos à base de etileno politereftalato são também transferidos para a dita secagem da etapa (o). Tendo em vista a descrição da etapa de separação gravitacional, esta consiste em uma das etapas que também contribui, de maneira combinada com a etapa de dissolução seletiva do alumínio e desagregação mecânica, e com as etapas posteriores descritas adiante, para o diferencial da invenção no contexto de prover elevada pureza aos produtos finais obtidos conforme o processo ora descrito, especificamente quando abrange a reciclagem de embalagens poliméricas laminadas compreendendo alumínio nas quais o etileno politereftalato está presente.

[033] Na etapa (o) a secagem ocorre para os fragmentos limpos obtidos conforme etapa (m) ou conforme etapa (n). Os fragmentos limpos à base de etileno politereftalato, quando for o caso, serão individualmente secos após a secagem dos fragmentos limpos à base de polietileno e polipropileno. A secagem dos ditos fragmentos limpos ocorre em equipamentos compreendendo meios para prensa, centrifugação e para aplicações de técnicas de ciclone, com ou sem ar quente, comercialmente disponíveis e eficientes no âmbito da remoção de umidade. Estes equipamentos são frequentemente utilizados em linhas de lavagem de plásticos pós-consumo, tais como as embalagens poliméricas laminadas pés consumo, devido à etapa de lavagem dos alimentos e sujidades presentes. A secagem permite melhor eficiência da etapa de peletização (caso opcionalmente aplicada), uma vez que a água evapora em temperatura significativamente distinta das temperaturas de processamento envolvidas na peletização. Por fim, após a secagem dos fragmentos limpos envolvidos na etapa (o), obtém-se fragmentos reciclados à base de polietileno e polipropileno. Quando for o caso, os fragmentos reciclados à base de etileno politereftalato são também individualmente obtidos após a secagem.

[034] Com os fragmentos reciclados obtidos em elevado grau de pureza, especialmente até 99% de pureza, o aumento do valor agregado e a qualidade pode ser obtidos através de uma etapa opcional (p) de peletização. Nesta etapa utiliza-se um sistema reciclador de fragmentos reciclados que faz a peletização individual dos ditos fragmentos reciclados. Os sistemas recicladores comerciais são, em alguns casos, dotados de filtros especiais que ajudam a retirar qualquer material indesejável (contaminação) eventualmente agregado aos fragmentos reciclados e que possa afetar a formação de filmes ou o aspecto dos fragmentos peletizados obtidos após a peletização da etapa (p). Consequentemente, os fragmentos peletizados são obtidos com mais qualidade e maior abrangência no uso, sendo também considerados produtos finais obtidos conforme o processo ora descrito. Tendo em vista a descrição da etapa de peletização, esta consiste em uma das etapas que também contribui, de maneira combinada com a etapa de dissolução seletiva do alumínio, desagregação mecânica e separação gravitacional (quando for o caso), para o diferencial da invenção no contexto de prover elevada pureza aos produtos finais obtidos conforme o processo ora descrito. Nesse contexto, os fragmentos peletizados são obtidos com até 100% de pureza - a eficiência no grau de pureza depende da qualidade e da pureza dos insumos utilizados na fabricação das embalagens poliméricas laminadas.

[035] Conforme descrito, o conjunto de parâmetros de processo e etapas, quando considerados em combinação no processo ora descrito, consistem no diferencial da presente invenção do ponto de vista de redução de tempo e otimização de processo e sob a perspectiva de elevada pureza dos produtos finais. Nesse conjunto são principalmente citados: o ajuste de temperatura, a aplicação do anteparo limitador de volume, a aplicação do ultrassom (quando realizado), a desagregação mecânica, a dissolução seletiva do alumínio, a separação gravitacional (quando realizada) e a peletização (quando realizada), como características que permitem à invenção resolver os problemas do estado da técnica. As tecnologias descritas no estado da técnica não compreendem tais características e não permitem a obtenção de produtos finais com elevada pureza, tal como descrita, e processo otimizado realizado em tempo reduzido, tal como descrito.

[036] A presente invenção também apresenta como diferencial o fato de que não gera resíduos prejudiciais ao meio ambiente, visto que os produtos gerados são: polietileno, poliproprileno e etileno politereftalato (quando for o caso), de interesse industrial e comercial; alumínio sólido preferencialmente na forma de hidróxido de alumínio, de interesse industrial e comercial; solução alcalina aquosa em excesso que retorna ao processo; e gases combustíveis, preferencialmente gás hidrogénio, também de interesse industrial e comercial.

Exemplos

[037] Os exemplos de concretização aqui descritos têm como objetivo demonstrar algumas das inúmeras maneiras pelas quais a presente invenção pode ser concebida, sem se limitar às maneiras de concepção exemplificadas a seguir.

[038] A tabela 1 mostra a influência da temperatura no tempo de dissolução seletiva do alumínio, conforme descrito na etapa (i) do processo de reciclagem de embalagens poliméricas laminadas, objeto da presente invenção. Como embalagens poliméricas laminadas, tem-se nesse exemplo as embalagens PET-m-PE (compreendendo alumínio na forma de metalização à base de alumínio) e PET-ALU-PE (compreendendo alumínio na forma de folha de alumínio). [039] Tabela 1 : influência da temperatura no tempo de dissolução completa do alumínio em embalagens PET-m-PE e PET-ALU-PE.

[040] De acordo com a tabela 1 , o tempo de dissolução completa do alumínio a 20 ^Q C para embalagens poliméricas laminadas à base de PET-m-PE compreendendo dimensões de 0,4 x 0,4 cm e para embalagens poliméricas laminadas à base de PET-ALU-PE compreendendo dimensões de 0,35 x 0,35 cm, ocorre durante 5 e 4,5 horas, respectivamente. Aumentando-se para 95 ^Q C, o tempo de dissolução é reduzido para 10 e 25 minutos, nessa ordem. O aumento da temperatura nesse caso promove o aumento da taxa de colisão a nível molecular na etapa, acelerando-se o tempo de dissolução. Partindo-se dos resultados mostrados na tabela 1 , a embalagem continha alumínio (folha ou ALU) enquanto a outra apenas metalização (m). Nesse sentido, o tempo variou em função da característica da embalagem polimérica submetida à dissolução seletiva.

[041] As tabelas 2 a 6 a seguir referem-se à influência das seguintes variáveis de processo, respectivamente, no tempo de dissolução seletiva do alumínio, conforme descrito na etapa (i) do processo ora descrito, em embalagens poliméricas laminadas à base de PET-ALU-PE: concentração de solução alcalina aquosa; dimensões das embalagens poliméricas laminadas; temperatura; ultrassom; e agitação.

[042] Tabela 2: influência da concentração de solução alcalina aquosa à base de NaOH no tempo de dissolução completa do alumínio em embalagens PET-ALU-PE.

[043] De acordo com a tabela 2, o aumento de concentração de solução alcalina aquosa diminui o tempo de dissolução do alumínio em embalagens poliméricas laminadas à base de PET-ALU-PE.

[044] Tabela 3: influência das dimensões das embalagens poliméricas laminadas no tempo de dissolução completa do alumínio em embalagens PET-ALU-PE.

[045] De acordo com a tabela 3, a diminuição do tamanho das embalagens poliméricas laminadas à base de PET-ALU-PE diminui o tempo de dissolução do alumínio.

[046] Tabela 4: influência da temperatura no tempo de dissolução completa do alumínio em embalagens PET-ALU-PE. [047] De acordo com a tabela 4, o aumento de temperatura diminui o tempo de dissolução do alumínio em embalagens poliméricas laminadas à base de PET-ALU-PE.

[048] Tabela 5: influência do ultrassom no tempo de dissolução completa do alumínio em embalagens PET-ALU-PE.

[049] De acordo com a tabela 5, a aplicação de ultrassom diminui o tempo de dissolução do alumínio em embalagens poliméricas laminadas à base de PET-ALU-PE.

[050] Tabela 6: influência da agitação no tempo de dissolução completa do alumínio em embalagens PET-ALU-PE.

[051] De acordo com a tabela 6, a aplicação de agitação na etapa de dissolução do alumínio diminui o tempo de dissolução do alumínio em embalagens poliméricas laminadas à base de PET-ALU-PE.

[052] Deve ficar entendido que a presente descrição não limita a aplicação aos detalhes aqui descritos e que a invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou executada em uma variedade de modos, dentro do escopo das reivindicações. Embora tenham sido usados termos específicos, tais termos devem ser interpretados em sentido genérico e descritivo, e não com o propósito de limitação.