Sistema fechado de micronização de plásticos com classificação por ar

Esta solução entrega um sistema integrado de micronização em circuito fechado, com assistência criogênica ou fluxo de ar ambiente, projetado especificamente para fabricantes de pó para rotomoldagem, de tintas em pó e de pó carreador para masterbatch. Centrado em um pulverizador de plástico de alta velocidade tipo turbo ou disco, ele integra resfriamento do moinho por camisa d’água, transporte pneumático em circuito fechado sob pressão negativa, descarga por válvula rotativa e peneiramento de precisão por ultrassom ou linear de múltiplas bandejas, com recirculação automatizada dos grossos para remoagem.

A rotomoldagem e as tintas em pó exigem micropós de polímero rigorosamente calibrados (tipicamente 20 a 80 mesh / 180 a 850 µm), com alta fluidez a seco, alta densidade aparente e morfologia esférica lisa. Pulverizadores de disco convencionais superaquecem poliolefinas sensíveis ao calor (LLDPE/HDPE), provocando fusão da resina, borramento do disco, formação de rabos e desarme do motor por sobrecarga. Além disso, distribuições granulométricas (PSD) irregulares geram porosidade por pinholes, sinterização incompleta e trincas frágeis catastróficas em caixas d’água rotomoldadas, caiaques e contêineres externos. Esta solução regula continuamente a temperatura da zona de moagem e separa rigorosamente o pó dentro da especificação das frações grossas, produzindo micropós fluidos e sem defeitos com alta eficiência operacional.

Fotos

A seção na oficina

O problema

O que a seção muda

Entrega pó para rotomoldagem de alta densidade aparente, sem rabos, com distribuição granulométrica estreita e zero borramento térmico.

Onde o cliente começa

Rotomoldadores e moinhos de compounding operam pulverizadores de disco convencionais sem camisa de resfriamento ativa nem circuito classificador em fechado. Operadores alimentam manualmente os grânulos na tremonha do moinho, o que provoca picos rápidos de temperatura acima de 85 °C no entreferro dos discos.

Nessas temperaturas, os grânulos de polietileno amolecem e formam borrões pegajosos nos dentes de moagem, criando rabos fibrosos, flocos tipo pipoca e graves travamentos do motor. O pó acabado tem baixa densidade aparente (< 0,28 kg/L) e má fluidez a seco, causando vazios por bolhas, aderência ao molde e afinamento de parede nas peças rotomoldadas.

Por que ocorre o problema

A pulverização depende do impacto cinético de alta velocidade e do cisalhamento entre lâminas rotativas velozes e discos estatores serrilhados fixos. Até 85% da energia elétrica do motor é convertida diretamente em calor por atrito numa câmara de moagem de microentreferro confinada.

Os polietilenos têm ponto de fusão baixo (115 °C–130 °C) e baixa condutividade térmica. Com o acúmulo de calor, as partículas atingem o limiar de amolecimento, passam a borrar os dentes das lâminas, se deformam em rabos fibrosos alongados em vez de grânulos arredondados e obstruem as telas de peneiramento a jusante por aderência estática.

Produção ou estado pretendido

Micropó polimérico esférico, altamente fluido e sem rabos, com alta densidade aparente e distribuição granulométrica rigorosa, garantindo sinterização sem bolhas, ciclos rápidos e zero trinca nas peças rotomoldadas.

Processo

Os passos, pela ordem em que o material flui

01
Entrada de grânulos e interceptação de metais estranhos
Obrigatório

Preparação da matéria-prima

Transfere grânulos poliméricos virgens dos sacos de armazenagem para a tremonha pulmão do pulverizador sob controle automatizado de nível.

Função do equipamento
O carregador a vácuo mantém carga contínua de grânulos na tremonha da máquina, equipada com grelha magnética de alta intensidade para capturar ferro de sucata.
Equipamento
- Carregador a vácuo
02
Micronização por cisalhamento de alta velocidade com resfriamento a água
Obrigatório

Preparação da matéria-prima

Microniza grânulos de polímero em micropartículas finas por impacto aerodinâmico e cisalhamento mecânico de alta velocidade sob controle ativo de temperatura.

Função do equipamento
O alimentador vibratório de velocidade variável dosa os grânulos no rotor turbo de alta rotação. Duas camisas de resfriamento fazem circular água gelada pelo anel estator e pela porta, mantendo a temperatura da câmara abaixo de 65 °C e evitando o amolecimento das partículas.
Equipamento
- Moinho Pulverizador de Plástico
Evacuação pneumática e separação em ciclone
Obrigatório

Resfriamento

Evacua instantaneamente o micropó gerado da zona quente de moagem, interrompendo a exposição térmica, e o conduz ao ciclone.

Função do equipamento
O fluxo de ar de alta pressão em pressão negativa conduz o pó pelo coletor ciclone, depositando as partículas por uma válvula rotativa enquanto o ar é aliviado por um filtro de mangas com jato pulsante.
04
Peneiramento vibratório e recirculação dos grossos
Obrigatório

Tratamento pós-peletização

Separa o pó qualificado para rotomoldagem das partículas superdimensionadas, devolvendo automaticamente as frações grossas à entrada do moinho.

Função do equipamento
A peneira vibratória de precisão classifica o fluxo de pó. As partículas grossas (> 35 mesh) caem em um circuito automatizado de soprador venturi de retorno à tremonha do pulverizador; o pó qualificado cai nos sacos de embalagem.
Equipamento
- Peneira Vibratória Linear

Material

O que entra e o que sai

Condição e requisitos de alimentação

Grânulos termoplásticos rígidos ou semirrígidos padrão: LLDPE (grau rotomoldagem), HDPE, LDPE, PVC rígido, ABS, PC e grânulos de masterbatch. Grânulo de Ø2,5–4,0 mm, seco, não pegajoso, temperatura ambiente, livre de metais ou pedras minerais abrasivas.

Condição e limites de saída

Micropó esférico e fluido com distribuição granulométrica estreita (PSD), 20 a 80 mesh (180–850 µm). Alta densidade aparente (≥ 0,35 kg/L para PE), morfologia superficial lisa, tempo de escoamento a seco ≤ 25 s e temperatura de saída ≤ 45 °C. Pronto para rotomoldagem direta sem problemas de respiro do molde.

200–1000 kg/h

Base dos valores de capacidade

Baseada em pulverizador turbo/disco com rotor de 600 mm ou 800 mm e motor principal de 55 kW a 90 kW, moendo LLDPE virgem até 35 mesh (aprox. 500 µm) em condições de camisa resfriada a água, com produção líquida de pó qualificado de 350 kg/h a 800 kg/h.

Adequação

Onde esta seção se enquadra — e onde não

Adequada quando

Indispensável para rotomoldadores que produzem caixas d’água externas, caiaques, equipamentos de playground e contêineres IBC que exigem alta resistência ao impacto e acabamento superficial liso.

Ideal para fabricantes de masterbatch que produzem pó carreador ultrafino para mistura de pigmentos e aditivos de alta dispersão.

Não adequada quando

Não indicado para elastômeros termoplásticos de baixa dureza (TPE/TPU abaixo de Shore 75A) ou borrachas pegajosas em condições ambientes, que borram e se fundem imediatamente. Para graus elastoméricos macios é necessário especificar sistemas de pulverização criogênica com nitrogênio líquido.

Não indicado para minérios, vidro ou pós cerâmicos altamente abrasivos (teor de quartzo/sílica > 30%), que causam erosão mecânica rápida dos discos de moagem.

Condições ainda a confirmar

As especificações de capacidade baseiam-se em grânulos padrão de LLDPE/HDPE virgem para rotomoldagem, com densidade aparente ~0,55 kg/L, dimensões de grânulo cilíndrico Ø3×3 mm e dureza Shore D 55–65. A matéria-prima deve ser virgem ou moído limpo e não degradado, com índice de fluidez entre 2,0 e 8,0 g/10 min.

Para polímeros de engenharia (PA6, PA66, PC, PBT) ou elastômeros macios (EVA > 18% VA, TPU), são necessários válvula dosadora de injeção criogênica de nitrogênio líquido (LN2) e câmara de moagem com isolamento térmico.

Local e ligações

O que a seção pressupõe à sua volta

Serviços auxiliares

Alimentação elétrica: 380 V / 415 V / 460 V, 50/60 Hz, CA trifásica.
Água: Circuito de água gelada: 8 °C–15 °C, vazão de 6–12 m³/h a 0,25–0,35 MPa.
Ar comprimido: 0,5–0,7 MPa de ar comprimido limpo e seco para a limpeza por pulso do filtro de mangas e as comportas pneumáticas (aprox. 0,3 m³/min).
Exaustão e ventilação: O coletor de pó de mangas exaure ar limpo filtrado para o exterior ou de volta à fábrica (eficiência de filtragem 99,9% até 1 µm).

Potência elétrica total conectada: 75 kW a 132 kW, conforme o tamanho do modelo e a potência do soprador.

Limitações do local

Área ocupada: Layout linear: aproximadamente 18–25 m² incluindo moinho, ciclone, peneira e coletor de pó.
Altura livre: Altura livre vertical de 4,2 m a 5,2 m necessária para o receptor ciclone e a elevação da peneira.
Ambiente: Galpão industrial coberto e seco; recomenda-se zona dedicada de coleta de pó com alívio de explosão para plásticos combustíveis.

Recomenda-se encapsulamento acústico em torno do motor principal e da carcaça do soprador (níveis sonoros ~82–85 dBA).

Interfaces

Mecânico: Dutos de transporte pneumático de pó DN100 / DN125 com curvas de raio suave reforçadas com cerâmica ou chapa grossa de aço inoxidável.
Controle: Intertravamento por CLP: estrangulamento automático da velocidade do alimentador com base na corrente do motor principal do moinho (regulação de carga em malha fechada PID).
Montante e jusante: A montante: silo de grânulos / carregador a vácuo. A jusante: válvula rotativa descarregando em ensacadeira ou silo de pó.

Objetivos

O que se avalia na seção

Finura do pó (taxa de passagem em 35 mesh conforme ASTM D1921): ≥ 98,0% % Análise padrão em peneirador mecânico Ro-Tap por 10 minutos
Densidade aparente do pó (LLDPE): ≥ 0,35 kg/L Ensaio em proveta graduada conforme ASTM D1895 Método A
Fluidez do pó seco em funil: ≤ 25 s / 100 g Ensaio padrão de funil de escoamento conforme ASTM D1895

Como é avaliada a aceitação

A verificação de comissionamento exige uma rodada contínua de 4 horas processando grânulos virgens de LLDPE grau rotomoldagem (MFI 3,0–5,0 g/10 min). A classificação por peneira conforme ASTM D1921 deve mostrar ≥ 98,0% passando em 35 mesh (500 µm) e zero retenção em 20 mesh (850 µm).

A densidade aparente do pó medida conforme ASTM D1895 Método A deve superar ≥ 0,35 kg/L (garantindo enchimento uniforme do molde), e o tempo de escoamento a seco em funil padrão ASTM deve ser ≤ 25 segundos para 100 g. A temperatura de saída da câmara de moagem deve permanecer continuamente abaixo de 68 °C, sem aspersão de água no fluxo de pó.

Escopo de fornecimento

O que está incluído na entrega — e o que não está

Incluído no escopo do fornecimento

Pulverizador de plástico turbo/disco de alta velocidade (com camisa d'água) Rotor de precisão balanceado dinamicamente, segmentos de desgaste serrilhados em SKD-11 / D2 endurecido, camisas duplas de resfriamento a água na carcaça e na porta estacionária.
Alimentador vibratório automático com sensor de carga Bandeja vibratória eletromagnética com controlador de alimentação ligado à amperagem do motor principal, para evitar entupimento e sobrecarga do moinho.
Separador ciclone de alta eficiência e válvula rotativa Receptor ciclone em SUS304, alimentador rotativo de queda livre reforçado com pontas resistentes ao desgaste e aterramento antiestático.
Coletor de pó de mangas com ar reverso e jato pulsante Limpeza automática contínua por pulso, mangas filtrantes de poliéster antiestáticas, ventilador centrífugo de tiragem induzida e tremonha de coleta.
Classificador por peneira vibratória ultrassônica / linear Peneira de dupla bandeja que separa os grossos para retorno pneumático automático à tremonha de entrada do moinho.

Não incluído no escopo do fornecimento

Tanques de nitrogênio líquido criogênico e válvulas dosadoras Coletor dosador criogênico de LN2 e tubulação criogênica com isolamento a vácuo, salvo contratação expressa.
Cabeamento da rede elétrica até o painel de controle mestre O cabeamento da subestação da fábrica até o seccionador da máquina é responsabilidade do cliente.
Unidade resfriadora de água externa Unidade de refrigeração que fornece água fria às camisas do moinho, salvo se cotada no pacote de auxiliares.
Obras civis de fundação e paredes de separação da sala de pó Obras arquitetônicas da fábrica, nivelamento de piso e enclausuramento de pó do edifício.

Antes do preço

O que confirmamos antes de isto se tornar um orçamento

01 Grau de polímero e especificação de malha alvo Tipo de resina (LLDPE, LDPE, HDPE, PVC, EVA), dimensões iniciais do grânulo, índice de fluidez e corte de peneira alvo (por exemplo, 30, 35, 50, 80 mesh).
02 Critérios de desempenho da aplicação final Se o pó se destina a rotomoldagem, mistura de pó carreador para masterbatch, suporte de carpete ou pintura em pó eletrostática.
03 Temperatura e vazão disponíveis de água gelada de processo Temperatura da água de resfriamento (recomendado ≤ 15 °C, 5–10 m³/h a 0,3 MPa) para dimensionar o circuito de resfriamento de camisa dupla do moinho.
04 Formato de embalagem do produto acabado Se o pó acabado é descarregado em sacos valvulados de 25 kg, sacos de boca aberta com esteira de costura ou big bags FIBC de 1 tonelada.

Solicitar orçamento Envie estes pontos com o seu contato; assim a seção pode ser orçamentada com base na sua linha, e não numa suposição.

Detalhes

Mais detalhes

Principal problema de produção

Resfriamento insuficiente
Grânulos fora de especificação e finos
Aderência e aglomeração