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Title:
SYSTEM, EQUIPMENT AND METHOD FOR RECYCLING PLASTIC PACKAGING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/149142
Kind Code:
A1
Abstract:
System, method and equipment for recycling contaminated plastic packaging having a high environmental, economic and social impact in the form of an inventive solution for the industrial sector relating to lubricating oils, grease, fertilizers and general chemicals, and the distributors of same, in the plastic-transformation industry and in the plastic recycling industry, guaranteeing that the method results in a dry, decontaminated volume of polymer material [Mp3] and a volume of recovered material (Mr), all of which has an economic value, as well as being an ecologically friendly solution, since the method to obtain same uses no water and generates no effluent, a system for recycling plastic packaging and a continuous, closed system having been designed to make this feasible, the architecture of said system having well-defined operational modules, namely a grinding module [m1], an initial separation and decontamination module [m2], a drying module [m3] and a second separation/decontamination module [m4].

Inventors:
CARDOSO GUSTAVO EUGENIO DE OLIVEIRA (BR)
DIDONE EVANDRO BONDESAN (BR)
CAETTANEO FABIAN ADOLFO (BR)
CARDOSO FELIPE ANDRÉ DE AQUINO (BR)
Application Number:
PCT/BR2015/000033
Publication Date:
October 08, 2015
Filing Date:
March 19, 2015
Export Citation:
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Assignee:
CARDOSO GUSTAVO EUGENIO DE OLIVEIRA (BR)
DIDONE EVANDRO BONDESAN (BR)
CAETTANEO FABIAN ADOLFO (BR)
CARDOSO FELIPE ANDRÉ DE AQUINO (BR)
International Classes:
B29B17/02; B01D12/00; B09B3/30
Domestic Patent References:
WO2008017843A12008-02-14
Foreign References:
BRPI0704541A22009-01-06
US5211841A1993-05-18
GB1411378A1975-10-22
US4379525A1983-04-12
US5375778A1994-12-27
US5475036A1995-12-12
US5110055A1992-05-05
JP2009208428A2009-09-17
JP2006281506A2006-10-19
JP2000317936A2000-11-21
CN102091713A2011-06-15
CN1336274A2002-02-20
Attorney, Agent or Firm:
BEERRE ASSESSORIA EMPRESARIAL LTDA (BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

Ia) "SISTEMA DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CONTAMINADAS" caracterizado por ser um sistema fechado e contínuo formado pelos módulos operacionais: módulo moagem [ml], onde um volume de embalagens plásticas contaminadas [Mp] é triturado gerando um volume de material polimérico contaminado moído [ pl] ; módulo primeira separação e descontaminação [m2] que separa o material contaminante [Mc] do volume de material polimérico contaminado moído [Mpl], gerando um volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] ; módulo de secagem [m3] que seca o volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] , gerando um volume de material polimérico descontaminado seco [Mp3]e módulo segunda separação/descontaminação [m4] onde o solvente contaminado [So2] ê levado a um tratamento obtendo um volume de solvente recuperado [So3] que retorna para o módulo de separação e descontaminação [m2 ] e um volume de material recuperado (Mr) ;

2a) "EQUIPAMENTO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CONTAMINADAS" caracter!zado por ser uma célula de produção composta por um dispositivo de moagem [dil] composto por uma esteira de alimentação [EA] comunicante a um moinho [Mo] cujo interior tem montado facas rotativas (FR) junto a rotor (R) acionado por um motor elétrico e facas fixas (FF) montadas na estrutura do moinho (Mo] , onde abaixo desse é definida uma peneira (PE) que é comunicante a uma rosca transportadora (RT) ; um dispositivo separador I [Di2] composto por um tanque horizontal [bl] , cujo interior tem definida uma rosca sem fim (b4) e um dispositivo de agitação de fluído [b5] , sendo que em sua parte superior um dueto de acesso [b2] em sua parte inferior oposta é definida uma a- bertura de transição [b3] , comunicante com o tanque ineli- nado [cl] do dispositivo de secagem [Di3] , na forma de um equipamento transportador inclinado [C] composto por um tanque inclinado [cl], cuja parte inferior é comunicante com a abertura de transição [b3] definida na extremidade inferior do tanque horizontal [bl ] do dispositivo de separação I [Di2], sendo que em seu interior é prevista uma rosca sem fim (c4) onde em uma área intermediária é definido tanto um dispositivo de secagem (c5), gerado por aquecimento radiante, ou fluxo, de ar quente dentre outros, como um dispositivo de injeção de vapor de água (c6), e em sua parte superior é definida uma primeira abertura (c8) e uma segunda abertura (c7) , bem como ainda na extremidade superior do tanque inclinado [cl] é definido um bocal de saida (c2); dispositivo separador II [Di4] na forma de um equipamento destilador (D) composto por um dreno (d5) oriundo da parte inferior do tanque horizontal [bl] comunicante com ura vaso de aquecimento (d2) que é comunicante com um vaso de evapo- ração(d3) que é comunicante com um condensador (d4), onde na extremidade inferior do vaso de aquecimento (d2) é definido um bocal de saida [d6] ;

3a) «EQUIPAMENTO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CONTAMINADAS" de acordo com a reivindicação 2, onde para o dispositivo de separação I [Di2] , o tanque horizontal é caracte izado por ser de secção circular ou mesmo poligonal;

4a) "EQUIPAMENTO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CONTAMINADAS" de acordo com a reivindicação 2, onde para o dispositivo de separação I [Di2], o dispositivo de agitação de fluido [b5] é caracterizado por ser mecânico ou por ul- trassom;

5a ) "EQUIPAMENTO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CON- TAMINADAS" de acordo com a reivindicação 2, onde para o dispositivo de secagem [Di3], o dispositivo de secagem (c5)é caracterizado por ser gerado por aquecimento radiante (infravermelho) ou fluxo de ar quente;

6») "EQUIPAMENTO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CONTAMINADAS" de acordo com a reivindicação 2, onde para o dispositivo de separação II [Di4], é caracterizado por a- presentar um vaso de aquecimento reserva (d2') comunicante com um vaso de evaporação reserva (d3 ') ;

7a ) "PROCESSO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CONTAMINADAS" caracterizado pelas etapas sequenciais

- Etapa de set up do sistema [El] : onde o tanque horizontal [bl] e o tanque inclinado [cl], tem suas partes inferiores e comunicantes através da abertura de transição [b3 ], preenchidas com um determinado volume de solvente orgânico natural [Sol];

- Etapa de moagem [E2] : as embalagens plásticas contaminadas [Mp] são alimentadas na esteira de alimentação (EA) ,. que fará o transporte destas embalagens ao moinho (MO, onde o volume de embalagens plásticas contaminadas [Mp] é moído através do sistema de facas rotativas e fixas, notadamente pelo encontro das facas fixas (FF) com as facas rotativas (FR), realizando o corte do material, onde após esse corte o volume de material cortado passa por uma peneira (PE) filtrando o tamanho do material moído e só permitindo a saída do partículas na granulação previamente especificada, gerando assim um volume de material polimérico contaminado moído [Mpl]que por sua vez segue para uma rosca transportadora (RT) que alimentará o módulo de separação I [m2];

- Etapa de primeira separação I [E2] : o volume de material polimérico contaminado moído [Mpl] é despejado no interior do tanque horizontal [bl] já devidamente carregado com um volume fixo solvente orgânico natural [Sol]. Desta feita o volume de material polimérico contaminado moído [Mpl] é imerso nesse volume fixo solvente orgânico natural [Sol] . A ação da rosca sem fim [b4] e do dispositivo de agitação de fluído [b5], converge na dissolução do material contaminado (Mc] da superfície do material polimérico contaminado moído [Mpl], gerando assim um volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] e um volume de solvente contaminado [So2] no interior do tanque horizontal [bl]. Esse volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] é continuamente transportado por meio da rosca sem fim [b4] em todo o comprimento do tanque horizontal [bl], até ser despejado no interior do tanque inclinado [cl] do módulo de secagem [m3j;

- Etapa de secagem [E4] : o volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] é levado através da abertura [b3] para o interior do tanque inclinado [cl] onde pela ação da rosca sem fim [c4] é feito o transporte contínuo desse volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] até um determinado ponto da inclinação do tanque inclinado [cl] . Nesse ponto é acionado o dispositivo de injeção de vapor de água (c6), gerando assim a injeção de vapor de água junto ao volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2], determinando o escorrimento do solvente contaminado [So2] que por gravidade se precipita no fundo do tanque inclinado [cl] . Os vapores de água e solvente gerados no processo de secagem são colhidos através da abertura [c7] de onde a água condensada é recuperada para alimentar o próprio dispositivo de injeção de vapor de água (c6], obtendo um volume de volume de material polimérico descontaminado seco [Mp3] que é transportado pela rosca sem fim [c4] até o bocal de saída (c2) sendo despejado em um silo de onde seguirá para o processo de extrusão e granulação propriamente dito, e posteriormente para embalagem e expedição;

- Etapa de separação II [E5] : o solvente contaminado [So2] presente no interior do tanque horizontal [bl] e tanque inclinado [cl] é escoado por gravidade através do dreno [d5] para o vaso de aquecimento (d2) que se comunica com o vaso de evaporação (d3 ) , onde nesse é gerado um volume de vapor do solvente descontaminado [So3] que segue para o condensador (d4), e por troca calor com a água de refrigeração retorna ao estado liquido e por gravidade é novamente introduzido no dispositivo separador I [Dil] do módulo de separação I [m2] . Por sua vez é gerado um volume de material recuperado (Mr) que é escoado pelo bocal de saída [d6], deixando o dispositivo separador II (Di4] pronto para uma nova operação; e

8a ) "PROCESSO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CONTAMINADAS" de acordo com a reivindicação 7, onde para a etapa de separação II [E5] o material recuperado (Mr) é caracterizado por ser óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos.

Description:
SISTEMA, EQUIPAMENTO E PROCESSO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS

INTRODUÇÃO

[1] O maior problema da humanidade em tempos contemporâneos é traduzido na geração de resíduos em toda sorte de natureza (orgânica como alimentos, folhas, sementes; química, física, como polímeros, metais, cerâmicas, vidros; físico-química, por todo tipo de atividade desenvolvida pela sociedade (resíduo doméstico, sólido urbano; industrial, hospitalar, nuclear, de construção e ou demolição) , onde o citado resíduo é popularmente titulado como "lixo" .

[2] Tomando-se como referencia apenas o universo de lixo do tipo * resíduos sólidos, atualmente, segundo dados do Censo 2010 e do CEMPRE El] , cerca de 200.000 toneladas de resíduos sólidos são gerados por dia no Brasil, com crescimento de 7-10% ao ano, o que significa dizer um consumo de 30% a mais do que o planeta pode naturalmente repor. Além disso, cerca de 40% dos resíduos acabam em aterros e lixões sem o devido tratamento. Com tudo isso o Brasil perde anualmente R$ 8 bilhões ao enterrar o lixo que poderia ser reciclado.

[3] Dessa forma, foi instituída a Lei Nacional de Resíduos Sólidos 2010 (12.305/10) para impulsionar a reciclagem a partir da definição de regras claras dentro do princípio da responsabilidade compartilhada entre governo, empresas e população, construindo bases sólidas para esse mercado, emergente e promissor, e formalizando toda a cadeia.

[4] A PNRS (Politica Nacional dos Resíduos Sólidos) prevê acordos setoriais e responsabilidade compartilhada entre empresas e governo, incluindo a sociedade, para aumento dos índices de reciclagem através da logística reversa dos seus produtos. Porém, não basta apenas coletar, é preciso de novas tecnologias industriais capazes de descontaminar os materiais no processo de reciclagem obtendo matéria prima reciclada de maior qualidade e valor económico, a ser reutilizada na fabricação do mesmo produto, fechando o ciclo na cadeia de logística reversa.

[5] A reciclagem estimulará a economia de matérias-primas e colaborará para a geração de renda no setor. O uso de insumo reciclado na indústria gera ganhos económicos, pois o custo é mais baixo em relação à matéria-prima virgem, sem falar na economia de 70% de energia em relação à produção de resina virgem, e de recursos naturais como Petróleo e Água .

[6] Diante desse cenário, é crescente o percentual de embalagens de diferentes tipos que são coletadas após o uso dos produtos e que retornam a produção industrial . Apesar do aumento do custo da coleta, os ganhos ambientais, sociais e económicos são bem maiores. Dessa forma, as empresas privadas estão engajadas a fim de estimular cada vez mais a reciclagem.

CAMPO DE APLICAÇÃO

[7] A presente patente de invenção de título em epígrafe e objeto de descrição e reivindicação nesta cártula trata de uma solução inventiva que encontra destacado benefício a vários segmentos da Indústria, a saber, indústria e Distribuidores de Óleos Lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral, Indústria de Transformação de Plástico e Indústria de Reciclagem de Plástico . [8] Notadamente o presente invento foi idealizado para ser utilizado em etapa do processo de reciclagem de materiais poliméricos, ao que será definido nessa cártula como processo de tratamento e descontaminação de embalagens plásticas contaminadas com óleo lubrificante, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral, com recuperação do óleo, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral e sem geração de efluentes.

[9] Em especifico o "processo de tratamento e descontaminação " do material polimérico em sua reciclagem tem como paradigma as embalagens de óleos lubrificantes e correlatos sendo, portanto, um processo com objetivo declarado de prover a remoção e recuperação de agentes contaminantes (óleos e graxas) impregnado no corpo desse tipo de embalagem, entregando no final do processo um volume de material polimérico termoplástico reciclado com maior qualidade e valor económico e nenhum impacto ambiental no processo através do não uso de água e não geração de efluentes líquidos (valor ecológico inestimável) .

DEMANDA DO INVENTO

[10] a^ Indústria e Distribuidores de Óleos Lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral: a aplicação do invento vem de encontro à necessidade e interesse de ganhos de ordem ambiental e económica, com a melhor solução económica e ambiental de destinação e tratamento dos seus produtos pós-consumo através da descontaminação e reciclagem das embalagens plásticas pós- consumo contaminadas com óleo lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral, pois permitira a separação e recuperação tanto do plástico como do residual de óleos, graxas e outros produtos químicos contidos nessas embalagens, sem a utilização de agua e geração de efluentes. Dessa forma, essas indústrias e seus distribuidores conseguiram atender da melhor forma a Politica Nacional de Resíduos Sólidos (Lei Nacional 12.305 / 10) e realizar de forma completa o ciclo da logística reversa dos seus produtos colocados no mercado, obtendo um material plástico reciclado e totalmente descontaminado de alta qualidade, viabilizando a produção de novas embalagens, agora recicladas e sustentáveis. Além da reutilização dos óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes e produtos químicos em geral, retirados e recuperados das embalagens pós-consumo.

[11] b. Indústria de Transformação de Plástico: a aplicação do invento vem de encontro a uma necessidade emergente de novas fontes de fornecimento de matéria-prima plástica para crescente demanda por produtos de natureza termoplástica, notadamente para embalagens e resinas termoplásticas, que pedem por uma questão ambiental cada vez mais o uso de material reciclado com qualidade em detrimento do material virgem; e

[12] c. Indústria de Reciclagem de Plástico: a aplicação do invento vem de encontro a uma necessidade de ordem ambiental, técnica e económica no setor de reciclagem de material plástico contaminado difícil processamento, onde é explicito que esta atividade deve ser provida de máxima eficiência, bem como deve ser uma atividade "limpa" e 'sustentável", que minimize a utilização de água (recurso natural não renovável) e também sem a geração de efluentes. Em complemento de relevante importância a indústria de reciclagem pede uma escala de produção adequada às demandas locais, visto que, sua instalação e controles são de fácil acesso aos níveis de mão de obra disponível, nas mais diversas regiões do Pais. [13] Em apertada síntese a demanda do invento pode ser resumida de pela necessidade cada vez mais premente de se obter o máximo volume possível de materiais de interesse económico com ganhos ambientais, seja na forma de plástico reciclado como na forma de volume de óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral recuperados, através de uma atividade industrial ecologicamente correta.

PARADIGMA DO INVENTO

[14] De acordo com o quanto revelado no tópico de demanda do invento o "sistema e processo de reciclagem de embalagens plásticas contaminadas" vem a atender ao rigor das diretrizes da política nacional de resíduos sólidos (lei nacional 12.305 /10) , realizando de forma completa o ciclo da "logística reversa" dos seus produtos colocados no mercado, obtendo um material plástico reciclado e totalmente descontaminado de alta qualidade e sustentáveis.

[15] Ademais o uso de insumo reciclado pela indústria além de gerar ganhos económicos contribui com a solução do problema geração de resíduos no ambiente urbano. A título de exemplo, para cada 01 (uma) tonelada de plástico reciclado, é deixado de utilizar 5,7m 3 de aterro sanitário, gerando economia de 70% de energia em relação à produção de resina virgem, além da economia de recursos naturais como Petróleo e Água [l1 .

[16] Em derradeiro e tão importante quanto a destinação económica e sustentável do material plástico descartado, notadamente na forma de embalagens, deve-se ter em conta a utilização de grande quantidade de água nos processos de reciclagem, sendo imperativa a redução de volume de seu uso nas atividades industriais, por ser um recurso natural esgotável, pela geração de efluentes líquidos e pela descontaminação ineficiente no processo de reciclagem de alguns produtos .

[17] De acordo com o quanto argumento ê possível afirmar que o paradigma do invento reside em criar um novo modelo e padrão de reciclagem de material polimérico, notadamente oriundo de embalagens contaminadas, sendo, portanto uma solução sustentável para a reciclagem de resíduos sólidos, principalmente aqueles de difíci-1 solução, proporcionando maiores ganhos ambientais, económicos e sociais para toda cadeia industrial do País, sociedade e governo.

REQUISITOS DO INVENTO

[18] Em consonância com a demanda e paradigma do invento o requerente idealizou um inédito "sistema, processo e equipamento de reciclagem de embalagens plásticas contaminadas com alto - impacto ambiental, económico e social" provido de novidade associada de atividade inventiva, pois não decorre de maneira óbvia ou evidente de outras soluções conhecidas no estado da técnica para a descontaminação de embalagens no processo de reciclagem.

[19] Em adição o "invento" é provido de aplicabilidade industrial, sendo economicamente viável e, portanto, atendendo ao rigor dos requisitos de patenteabilidade, notadamente como patente de invenção, conforme disposto nos ditames dos artigos 8 o e 13° da Lei 9.279.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[20] A fim de propiciar veracidade, e consolidar o contexto explicitado nos tópicos do quadro introdutório será apresentada uma explanação sobre o estado da técnica ditado por soluções desenvolvidas e largamente utilizadas para a descontaminação de embalagens plásticas contaminadas com óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral, às quais passaram por análise crítica, onde serão bem definidos os problemas e causas desses problemas, que por sua vez justificam as necessidades de ordens técnica, económica e ambiental previamente elencadas .

[21] a. Conceito de reciclagem: é o reaproveitamento de materiais beneficiados como matéria-prima para um novo produto. Muitos materiais podem ser reciclados e os exemplos mais comuns são o papel, o vidro, o metal e o plástico. As maiores vantagens da reciclagem são a minimização da utilização de fontes naturais, muitas vezes não renováveis; e a minimização da quantidade de resíduos que necessita de tratamento final, como aterramento, ou incineração .

[22] b. Reciclagem de plásticos: consiste no processo de reciclagem de artefatos fabricados a partir de resinas (polímeros), geralmente sintéticas e derivadas do petróleo. Para efeito do presente invento, será considerado apenas o universo de materiais reciclados a partir de embalagens de natureza polimérica, como embalagens de Polipropileno ; Polietileno de Baixa Densidade; Polietileno de Alta Densidade; Nylon Acrílico; Poli (cloreto de vinila) ; e Poli (tereflalato de etileno) dentre outros.

[23] c. Do processo reciclagem convencional : é

reconhecidamente entendido pelas seguintes macro etapas sequenciais :

- Recebimento, Seleção e Classificação: recebimento dos resíduos plásticos pós consumo, ainda na forma de produto final para separação manual segundo tipo de plástico e cor.

- Moagem: Com o material já classificado por cor e tipo, se faz a moagem através de um equipamento chamado moinho. No moinho o material é triturado e reduzido a pequenos pedaços cujo tamanho (granulometria) é determinado em função do tamanho dos furos de sua peneira. Neste processo pode-se ainda injetar água no moinho a fim de que atrito gerado internamente venha a facilitar a separação dos contaminantes presentes no material, como terra, areia, rótulos de papel entre outros .

- Lavagem: O material triturado no moinho passa por um processo de centrifugação com injeção de água em uma lavadora para retirar impurezas impregnadas no material. A lavadora consiste de um eixo que gira em alta velocidade dentro de um tubo perfurado tipo peneira. A velocidade do eixo transporta o material e centrífuga parte dos contaminantes através dos furos do tubo, lavando e enxaguando o material moído;

Descontaminação: Após o processo de lavagem a descontaminação é feita em um tanque de decantação. 0 tanque de decantação consiste em um tanque com um líquido, geralmente água, onde se faz a descontaminação de impurezas utilizando-se o princípio da densidade dos materiais com relação à água. 0 material plástico mais ou menos denso com relação à água é separado de seus contaminantes através da flotação ou decantação;

-Secagem: O material descontaminado passa por um processo de centrifugação na secadora. A secadora consiste de um eixo que gira em alta velocidade dentro de um tubo perfurado tipo peneira. A velocidade do eixo transporta o material e centrífuga a água através dos furos do tubo;

- Extrusão / Granulação: 0 processo de extrusão ocorre em uma extrusora que consiste em um cilindro de ^ aço com uma rosca sem fim em sua parte interna. Este cilindro é revestido por resistências elétricas que aquecem o cilindro e transferem o calor para o plástico que a medida que vai sendo transportado pela rosca vai fundindo e se misturando, gerando uma massa fundida que por sua vez passa por um processo de filtragem, onde são removidas impurezas que podem interferir na qualidade do produto final. Esta massa fundida do polímero já filtrada sai por uma matriz que lhe dará a forma de macarrão sendo posteriormente cortado em grânulos através de um picotador. O material granulado tem uma larga vantagem frente ao moído, pois fica isento de contaminantes, tem uma melhor homogeneização e gera aumento de produtividade nos processos de fabricação de artefatos plásticos .

- Embalagem (Ensaque / Paletização) / Expedição: Os materiais processados são acondicionados em sacos valvulados transparentes de 25Kg ou em Big-bags de lOOOKg, dependendo da necessidade do cliente. Os materiais ensacados em sacos valvulados de 25 kg são colocados em pallets e estrechados para melhor acondicionamento e transporte. Cada pallet é formado por 40 sacos (1.000kg) . Posteriormente são embarcados para destinação junto aos transformadores de material polimérico, ou seja, para ser usado na conformação de toda sorte de produtos, como embalagens, por exemplo.

[24] A título de exemplo, esse processo convencional de reciclagem de material polimérico é evidenciado na figura .1.

[25] d. Análise critica: de acordo com o quanto evidenciado no tópico de paradigma do invento e de acordo com o processo convencional de reciclagem de material termoplástico, e em especial para a reciclagem de embalagens com contaminantes as embalagens contaminadas com óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral, para a presente análise crítica o inventor elegeu as etapas de lavagem e descontaminação.

[26] Como se verifica, as citadas etapas de lavagem e descontaminação demandam grande volume de água e detergente ou tensoativo, o que do ponto de vista ambiental é extremamente negativo dado que como já argumentado no quadro introdutório a água é um recurso natural não renovável, sendo portanto critica sua utilização.

[27] Outro aspecto negativo, decorrente do uso de grande volume de água reside no fato de que é gerado como material residual do processo de lavagem um efluente contaminado, que mesmo tratado, gera um resíduo sólido de "água + óleo" que por sua vez deveria ser destinado à incineração visando assim a não contaminação do meio ambiente. No entanto a incineração é um processo caro e pouco sustentável pela alta demanda de energia, e por consequência pouco aplicável pela industria de reciclagem de material polimérico.

[28] Por sua vez, os óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral presentes nesse efluente são considerados resíduos perigosos pelo alto poder de contaminação do meio ambiente, dos solos e água.

[29] A título de exemplo apenas 01 (um) litro de óleo lubrificante é capaz de contaminar 01 (um) milhão de litros de água í2] . Considerando que o consumo de óleo lubrificante aumentou muito nos últimos 10 anos, dados da Sindiplast e Sindicom í2] ' 131 apontaram que em 2004, se tratando apenas de óleos lubrificantes em geral, entre esses automotivos e industrial, foram produzidas 305 milhões de embalagens plásticas, entre frascos, bombonas, baldes, galões e frascos de 01 (um) litro, correspondendo a 25.100 toneladas nesse ano. Somente em São Paulo, os frascos de 01 (um) litro corresponderam a um volume de 150 milhões de unidades (7.500 toneladas) . Já em 2013, foram produzidos aproximadamente 800 milhões de litros de óleo lubrificante automotivo e 01 (um) bilhão de litros no total, entre óleos lubrificantes automotivos, industrial e graxas, dobrando o volume de embalagens produzidas nos últimos 10 anos.

[30] Em apertada síntese, de acordo com o cenário de aumento exponencial da demanda por embalagens de óleos lubrificantes, à qual deve ser associada a demanda por outros tipos de produtos (graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral) que também fazem uso do mesmo tipo de embalagem plástica, é evidente o esgotamento do atual modelo de sistema de reciclagem de embalagens poliméricas contaminadas por esse tipo de produto, posto que o consumo de água no processo de reciclagem é diretamente proporcional ao aumento de sua demanda.

PROPOSTA DO INVENTO

[31] a. Objetivo: tornar exequível a reutilização do material polimérico de embalagens contaminadas de óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral, em um processo de reciclagem, que não faça uso de água e não geração de efluentes contaminados, fechando assim a cadeia logística reversa, conferindo a esse material descartado interesse económico com ganhos ambientais, bem como colaborando para reduzir o passivo ecológico das empresas que industrializam e comercializam produtos dessa natureza, atendendo assim a já evidenciadas demandas de ordem ambiental, económica e social.

[32] 0 novo processo de reciclagem também deve conferir do ponto de vista económico uma produção em escala industrial de alta qualidade com maior valor agregado e melhor reutilização no processo produtivo (maior aplicabilidade) , em detrimento de um processo de reciclagem obsoleto do ponto de vista económico e ambiental .

[33] Em derradeiro, do ponto de vista ecológico, o novo processo de reciclagem inventivo colabora para com a preservação do meio ambiente diante dos impactos desses materiais até então descartados (embalagens e material residual contaminado, na forma de óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral) , sendo que este beneficio é ainda mais relevante quando se tem em conta o crescimento exponencial pelo consumo deste tipo de insumo

[34] b. Efeito técnico esperado: em apertada síntese é possível elencar os seguintes requisitos de projeto para o inédito "sistema , processo e equipamento de reciclagem de embalagens plásticas contaminadas com alto impacto ambiental , económico e social", quais sejam:

garantir uma eficaz e total descontaminação do material polimérico descartado;

- garantir descontaminação ecologicamente sustentável;

- garantir o reaproveitamento do solvente utilizado no processo de descontaminação;

garantir a recuperação do óleo lubrificantes, graxas, fluidos, fertilizantes, produtos químicos em geral presentes nas embalagens;

garantir a não geração de efluentes líquidos contaminados, através de circuito fechado e renovável;

- garantir escala industrial de produção

- garantir sua viabilidade económica e financeira; e

- garantir ao final do processo de reciclagem que sejam obtidos tanto material polimérico oriundo das embalagens como determinado volume de óleos lubrificantes, graxas, agrotóxicos e produtos químicos, todos com valor de interesse económico.

[35] c. Característica distintiva: para tornar factível os benéficos e o efeito técnico elencados com a introdução do inédito "sistema, processo e equipamento de reciclagem de embalagens plásticas contaminadas com alto impacto ambiental, económico e social", o mesmo foi idealizado a partir de um conceito inventivo balizado em um sistema fechado e continuo, onde é feito uso de solvente natural, onde o material contaminante (óleos lubrificantes, graxas, agrotóxicos e produtos químicos) é removido e separado das embalagens plásticas, permitindo sua recuperação e do material polimérico em escala industrial, sem perda.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[36] A complementar a presente descrição do relatório descritivo de modo a obter uma melhor compreensão das características da presente patente de invenção, acompanha esta, em anexo, conjunto desenhos que reproduzem uma forma de realização preferida para o "sistema, processo e equipamento de reciclagem de embalagens plásticas contaminadas com alto impacto ambiental, económico e social", onde:

Figura .1 Representação na forma de diagrama de blocos, de um processo convencional de reciclagem de material polimérico, evidenciando o subsistema de lavagem e descontaminação ;

Figura .2 Representação na forma de diagrama de blocos, do inédito sistema de reciclagem de embalagens plásticas com óleo lubrificante, com recuperação do óleo e sem geração de efluentes líquidos, evidenciando seus módulos operacionais;

Figura .3 Representação na forma de diagrama de blocos, do inédito sistema de reciclagem de embalagens plásticas com óleo lubrificante, com recuperação do óleo e sem geração de efluentes líquidos, evidenciando os equipamentos/dispositivos embarcados para cada módulo operacional ;

Figura .4 Representação ilustrativa de uma célula do sistema de reciclagem de embalagens plásticas com óleo lubrificante, com recuperação do óleo e sem geração de efluentes líquidos, evidenciando seus equipamentos componentes ;

Figura .5 Representação ilustrativa de uma forma de concretização do dispositivo de moagem, evidenciando suas partes componentes; e

Figura .6 Representação ilustrativa do sistema de reciclagem de embalagens plásticas com óleo lubrificante, com recuperação do óleo e sem geração de efluentes líquidos, em condição operacional.

DE SCRIÇÃO DETALHADA

[37] A seguinte descrição detalhada deve ser lida e interpretada com referência aos desenhos apresentados, representando uma forma de realização preferida para o inédito "sistema, processo e equipamento de reciclagem de embalagens plásticas contaminadas com alto impacto ambiental, económico e social", não sendo intencionados a limitar o escopo do invento, este sim limitado apenas ao explicitado no quadro reivindicatório.

[38] a . Do sistema de reciclagem de embalagens contaminadas : tal como evidenciado na figura .2, apresenta arquitetura formada dos seguintes módulos : módulo de moagem [ml] ; módulo de primeira separação/descontaminação [m2] ; módulo de secagem [m3] e módulo segunda separação/descontaminação [m4] , cujo detalhamento será melhor explanado nos próximos parágafos.

[39] Módulo moagem [ml] : tem por função triturar e reduzir o material das embalagens plásticas contaminadas (Mp) a pequenos pedaços cujo tamanho (granulometria) é determinado em função do tamanho dos furos de sua peneira, gerando assim um volume de material polimérico contaminado moído [Mpl] ; [40] Módulo primeira separação/descontaminação [m23 : tem por função promover a remoção do material contaminante [Mc] , notadamente óleo lubrificante, graxa, fluidos, etc, contido no volume de material polimérico contaminado moído [Mpl] , onde para tal este é imerso em um volume de inventário de solvente orgânico natural [Sol] , tal como um d-limoneno, gerando dessa forma um volume de volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] e um volume de solvente contaminado [So2] , ou seja, uma mistura do solvente orgânico natural [Sol] com óleo lubrificante, graxa, fluidos, etc. Nesse módulo é feito uso de tecnologia de ultrasom [Tel] ;

[41] Módulo de secagem [ro3] : tem por função promover a secagem do volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] , gerando assim um volume de material polimérico descontaminado seco [Mp3 ], provido de interesse económico. Nesse módulo é feito uso de tecnologia de aplicação de vapor d' água [Te2] , ar quente [Te3] e aplicação de raio infravermelho [Te4] ; e

[42] Módulo segunda separação/descontaminação [m4] : onde o solvente contaminado [So2] é levado a um tratamento de tal sorte que é purificado, obtendo um volume de solvente recuperado [So3] que retorna para o módulo de separação e descontaminação [m2] e um volume de material recuperado (Mr) , na forma de óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral, providos de interesse económico. Nesse módulo é feito uso de tecnologia de destilação. [Te5] .

[43] b. Célula de produção: para tornar factível o sistema, para descontaminação do material polimérico termoplástico com a separação do óleo lubrificante, graxa, fluidos, etc, foi idealizada uma planta industrial que apresenta a seguinte composição de equipamentos e ou dispositivos: dispositivo de moagem [dil] ; dispositivo de separador I [di2] dispositivo secador [di3] e dispositivo separador II [di4] , cujo detalhamento será realizados nos próximos parágrafos .

[44] Dispositivo de moagem [Dil] : tal como evidenciado nas figuras .4 e .5, onde em uma forma de concretização preferida apresenta construtividade na forma de uma esteira de alimentação [EA] que é comunicante junto a um moinho [Mo] cujo interior tem definido um sistema de facas rotativas [FR] e fixas [FF], onde as facas rotativas (FR) estão montadas em um rotor (R) que gira acionado por um motor elétrico e as facas fixas (FF) são montadas na estrutura do próprio dispositivo de moagem (dl) . O tamanho do moído (granulometria) pode ser selecionado através do tamanho dos furos de uma peneira (PE) que finalmente é comunicante a rosca transportadora (RT) que alimentará o dispositivo separador I [Di2] ;

[45] Dispositivo separador I [Di2] : tal como evidenciado na figura .4, onde em uma forma de concretização preferida apresenta construtividade composta por um tanque horizontal

[bl] , de secção circular ou mesmo poligonal, cujo interior, quando operacional contém um volume fixo de solvente limpo

(Sol) , onde este tanque apresenta em sua parte superior um dueto de acesso [b2] pelo qual é alimentado de um volume de material polimérico contaminado moído [Mpl], e em sua parte inferior oposta é definida uma abertura de transição [b3] , comunicante com o tanque inclinado [cl] do módulo de secagem [m3] . Ainda no interior do tanque horizontal [bl] é definida uma rosca sem fim (b4) e um dispositivo de agitação de fluído [b5] , quer mecânico, ou por ultrassom, que melhora as condições fluodinâmicas para remoção dos contaminantes (óleo, graxa, fluidos, etc) . A rosca sem fim

(b4) tem por função garantir a descontaminação e o transporte do volume de material polimérico descontaminado [Mp2] para o dispositivo de secagem [Di3] ;

[46] Dispositivo de secagem [Di3] : tal como evidenciado na figura .4, onde em uma forma de concretização preferida apresenta construtividade é formada por um equipamento transportador inclinado [C] , que por sua vez é composto por um tanque inclinado [cl] , cuja parte inferior é comunicante com a abertura de transição [b3] definida na extremidade inferior do tanque horizontal [bl] do módulo de separação I [dl] , sendo que em seu interior também é prevista uma rosca sem fim (c4) onde em uma área intermediária é definido tanto um dispositivo de secagem (c5) , gerado por aquecimento radiante, ou fluxo de ar quente dentre outros, como um dispositivo de injeção de vapor de água (c6) destinado a desprender e separar o excesso de solvente contaminado (So2] aderido na superfície do material polimérico deixando-o limpo e seco. Na parte superior do tanque inclinado [cl] existem duas aberturas, a primeira abertura (c8) por onde o solvente recuperado [So3] é devolvido ao sistema e a segunda abertura (c7) por onde os vapores de água e solvente gerados no processo de secagem são colhidos e levados ao módulo de separação II [m4] do sistema. Finalmente, ainda na extremidade superior do tanque inclinado [cl] é definido um bocal de saída (c2) pelo qual é retirado todo o volume de material polimérico descontaminado seco [Mp3] .

[47] Dispositivo separador II [Di4] : tal como evidenciado na figura .4, onde em uma forma de concretização preferida apresenta construtividade é formada por um equipamento destilador (D) para onde o solvente contaminado (So2 ) presente no interior do tanque horizontal [bl] do modulo de separação I (m2) no qual é definido um dreno (d5) que por sua vez é comunicante com um vaso de aquecimento (d2) comunicante com um vaso de evaporação (d3 } que é comunicante com um condensador (d4) . Por sua vez na extremidade inferior do vaso de aquecimento (d2)é definido um bocal de saída [d6] para escoamento do material recuperado (Mr) , notadamente óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral, providos de interesse económico. È previsto nessa configuração um vaso de aquecimento reserva (d2') comunicante com um vaso de evaporação reserva (d3 ' ) .

[48] c . Processo de reciclagem: é realizado segundo etapas sequenciais, tal como evidenciado na figura .6, cujo detalhamento será realizados nos próximos parágrafos.

[49] Etapa de set up do sistema [El] : onde o tanque horizontal [bl] e o tanque inclinado [cl] , tem suas partes inferiores e comunicantes através da abertura de transição [b3] , preenchidas com um determinado volume de solvente orgânico natural [Sol] ;

[50] Etapa de moagem [E2] : as embalagens plásticas contaminadas [Mp] são alimentadas na esteira de alimentação (EA) , que fará o transporte destas embalagens ao moinho (MO, onde o volume de embalagens plásticas contaminadas [Mp] é moído através do sistema de facas rotativas e fixas, notadamente pelo encontro das facas fixas (FF) com as facas rotativas (FR), realizando o corte do material, onde após esse corte o volume de material cortado passa por uma peneira (PE) filtrando o tamanho do material moído e só permitindo a saída do partículas na granulação previamente especificada, gerando assim um volume de material polimérico contaminado moído [Mpl]que por sua vez segue para uma rosca transportadora (RT) que alimentará o módulo de separação I [m2] ;

[51] Etapa de primeira separação I [E2] : o volume de material polimérico contaminado moído [Mpl] é despejado no interior do tanque horizontal [bl] já devidamente carregado com um volume fixo solvente orgânico natural [Sol] . Desta feita o volume de material polimérico contaminado moído [ pl] é imerso nesse volume fixo solvente orgânico natural [Sol] . A ação da rosca sem fim [b4] e do dispositivo de agitação de fluído [b5] , converge na dissolução do material contaminado (Mc] da superfície do material polimérico contaminado moído [Mpl] , gerando assim um volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] e um volume de solvente contaminado [So2] no interior do tanque horizontal [bl] . Esse volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] é continuamente transportado por meio da rosca sem fim [b4] em todo o comprimento do tanque horizontal [bl] , até ser despejado no interior do tanque inclinado [cl] do módulo de secagem [m3] ;

[52] Etapa de secagem [E4] : o volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] é levado através da abertura [b3] para o interior do tanque inclinado [cl] onde pela ação da rosca sem fim [c4] é feito o transporte contínuo desse volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] até um determinado ponto da inclinação do tanque inclinado [cl] . Nesse ponto é acionado o dispositivo de injeção de vapor de água (c6) , gerando assim a injeção de vapor de água junto ao volume de material polimérico descontaminado molhado [Mp2] , determinando o escorrimento do solvente contaminado [So2] que por gravidade se precipita no fundo do tanque inclinado [cl] . Os vapores de água e solvente gerados no processo de secagem são colhidos através da abertura [c7] de onde a água condensada é recuperada para alimentar o próprio dispositivo de injeção de vapor de água (c6] .

[53] Alternativamente também pode também ser acionado o dispositivo de secagem (c5) , gerado por aquecimento radiante (luz infravermelha) , ou fluxo de ar quente dentre outros, evaporando um eventual excesso de solvente contaminado (So2) carregado material polimérico descontaminado molhado [Mp2] , onde neste caso os vapores gerados são enviados para o equipamento destilador (D) do dispositivo de separação II (Di4] .

[54] Ao final da etapa é obtido um volume de volume de material polimérico descontaminado seco [ p3]que é transportado pela rosca sem fim [c4] até o bocal de saída (c2) sendo despejado em um silo de onde seguirá para o processo de extrusão e granulação propriamente dito, e posteriormente para embalagem e expedição.

[55] Etapa de separação II [E5] : o solvente contaminado [So2] presente no interior do tanque horizontal [bl] e tanque inclinado [cl] é escoado por gravidade através do dreno [d5] para o vaso de aquecimento (d2) que se comunica com o vaso de evaporação (d3 ) , onde nesse é gerado um volume de vapor do solvente descontaminado [So3] que segue para o condensador (d4) , e por troca calor com a água de refrigeração retorna ao estado liquido e por gravidade é novamente introduzido no dispositivo separador I [Dil] do módulo de separação I [m2] . Por sua vez é gerado um volume de material recuperado (Mr) , notadamente óleos lubrificantes, graxas, fertilizantes, produtos químicos em geral, providos de interesse económico que é escoado pelo bocal de saída [d6] , deixando o dispositivo separador II {Di4] pronto para uma nova operação.

[56] Acrescente-se que quando o volume de material recuperado (Mr) é suficiente para preencher o vaso de aquecimento (d2) , automaticamente passa ser usado o vaso de aquecimento reserva (d2') e consequentemente o vaso de evaporação reserva (d3'}.

[57] A escolha da forma de realização preferida do invento objeto de reivindicação nesta cãrtula, descrita neste tópico de detalhamento do invento é fornecida apenas a título de exemplo. Alterações, modificações e variações podem ser realizadas para outras quaisquer formas de realização do sistema, processo e equipamento de reciclagem de embalagens plásticas contaminadas" por aqueles com habilidade na arte sem, no entanto divergir do objetivo revelado no pleito da presente patente, o qual é exclusivamente definido pelas reivindicações anexas.

[58] Verifica-se pelo que foi descrito e ilustrado que o "SISTEMA, PROCESSO E EQUIPAMENTO DE RECICLAGEM DE EMBALAGENS PLÁSTICAS CONTAMINADAS COM ALTO IMPACTO AMBIENTAL, ECONÓMICO E SOCIAL" ora reivindicado se enquadra às normas que regem a patente de invenção à luz da Lei de Propriedade Industrial, merecendo pelo que foi exposto e como consequência, o respectivo privilégio.

[59] REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

(1) CEMPRE Review 2013, publicação do CEMPRE - Compromisso Empresarial para Reciclagem Publicação elaborada com base em dados gerais consolidados até 2012 em estudo da LCA Consultores .

(2) Reciclagem de embalagens plásticas usadas contendo óleo lubrificante - FIESP. Federação das Indústrias do Estado de São Paulo. Copyright ® 2007

{3) Para mais informações acesse o endereço eletrônico http : //www. sindicom. com.br