Linha com extrusora de dupla rosca SAT75 para masterbatch de carga com 75% de CaCO3 na América do Sul

Um cliente sul-americano focado em compounding de poliolefinas de alta qualidade precisava de uma solução robusta para uma nova formulação com 75% de CaCO3. Diante do alto teor de carga, o cliente definiu metas claras de controle de pó no ambiente, estabilidade da alimentação e umidade final dos pellets. Ele pediu uma linha turnkey (chave na mão) de produção de masterbatch com alto teor de carga, altamente automatizada e com projeto elétrico em conformidade com a CE, para simplificar a operação e a manutenção no local.

Produzir masterbatch com alto teor de carga não depende apenas da capacidade de extrusão. Exige um projeto coordenado de toda a linha de produção de masterbatch de carga. Uma formulação com 75% de CaCO3 requer estreita coordenação entre manuseio de pó a granel, dosagem precisa, alimentação lateral escalonada, compounding, degasagem a vácuo, estabilização da pressão do fundido, granulação por anel d’água e secagem final com desumidificador. Uma falha de compatibilidade em qualquer subsistema pode afetar a operação contínua e a qualidade final dos pellets.

1. Alto teor de carga

   Incorporar 75% de pó de CaCO3 aumenta muito o risco de formação de pontes na abertura de alimentação principal e dificulta a dispersão uniforme na matriz polimérica.

2. Controle de pó

   Descarregar e transportar carbonato de cálcio em pó a granel sem o devido enclausuramento pode gerar muita emissão de pó e prejudicar o ambiente de trabalho.

3. Limites de umidade

   Para preservar a qualidade superficial dos produtos finais, o cliente exigiu que a umidade final dos pellets ficasse abaixo do limite especificado de 150 ppm.

4. Granulação estável

   Materiais com alto teor de carga costumam ter baixa fluidez, o que pode causar oscilações no fluxo do fundido e prejudicar o processo de granulação por anel d’água.

A USEON projetou uma solução turnkey completa, que cobre o processo desde o manuseio da matéria-prima até a pesagem e o ensaque em big bags. O sistema usa uma estação de descarga de big bags com projeto de controle de pó e alimenta os materiais por dosadores gravimétricos por perda de peso de alta precisão, equipados com células de carga Mettler Toledo. O núcleo do compounding é a extrusora de dupla rosca SAT75. Em seguida, o fundido passa por uma bomba de massa fundida, um trocador de telas hidráulico de placa e o sistema de granulação por anel d’água WRP800. A jusante, há desaguamento centrífugo seguido de um sistema de secagem com desumidificador e um silo de secagem a ar quente, para atender ao requisito de umidade especificado. Este projeto mostra a capacidade da USEON de integrar extrusão, alimentação, granulação, secagem e automação em uma única linha de produção coordenada para aplicações de masterbatch com alto teor de carga.

1. Sistema de alimentação lateral escalonada

   Em vez de alimentar todos os materiais pela abertura principal, o sistema usa dois alimentadores laterais forçados de dupla rosca com L/D=8. A maior parte do pó de CaCO3 entra no cilindro em etapas, depois que a resina já está fundida, o que ajuda a reduzir a formação de pontes e favorece a estabilidade da alimentação.

2. Cilindro com L/D=60

   O cilindro mais longo oferece o comprimento de processo necessário para várias alimentações laterais e zonas de degasagem em alto vácuo. Também favorece a incorporação do pó em etapas, a mistura distributiva e a degasagem a vácuo da formulação com 75% de carbonato de cálcio.

3. Integração da bomba de massa fundida e da granulação

   Para lidar com as características de fluxo dos materiais com alto teor de carga, uma bomba de massa fundida é instalada antes do sistema de granulação por anel d’água WRP800. Essa configuração estabiliza as oscilações no fluxo do fundido e reduz as pulsações da extrusão, favorecendo uma formação de pellets uniforme.

4. Lógica de controle da umidade

   O desaguamento centrífugo remove a maior parte da água superficial após a granulação por anel d’água, mas compostos com alto teor de carga ainda podem reter umidade residual. O sistema de secagem com desumidificador e o silo de secagem a ar quente reduzem ainda mais a umidade após o desaguamento centrífugo, ajudando os pellets finais a atender ao requisito especificado de menos de 150 ppm.

5. Projeto elétrico em conformidade com a CE

   Toda a linha é controlada por um sistema Siemens PLC + IHM e usa componentes de baixa tensão Schneider. Esse projeto elétrico em conformidade com a CE contribui para uma automação confiável e simplifica a manutenção e a compra de peças de reposição em mercados fora da China.