BRPI0907855B1 - Dispositivo para expelir gotas de um produto fluido - Google Patents
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Description
(54) Título: DISPOSITIVO PARA EXPELIR GOTAS DE UM PRODUTO FLUIDO (51) Int.CI.: B01J 2/20; B01J 2/04; B01J 2/26 (30) Prioridade Unionista: 13/02/2008 DE 10 2008 010 351.9 (73) Titular(es): SANDVIK MATERIALS TECHNOLOGY DEUTSCHLAND GMBH (72) Inventor(es): HANS-KURT SCUHROMM; KONRAD SCHERMUTZKI; MATTHIAS KLEINHANS
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO PARA EXPELIR GOTAS DE UM PRODUTO FLUIDO.
A invenção refere-se a um dispositivo para expelir gotas de um produto fluido, que apresenta um tambor externo giratório e um canal de ali5 mentação que se estende para o tambor externo para o produto a ser expelido, onde o tambor externo, em sua circunferência, dispõe de aberturas de passagem através das quais o produto a ser expelido corre do canal de alimentação e depois sai na forma de gotículas.
Tais dispositivos para pastilhamento são conhecidos e descritos, 10 por exemplo, na Publicação Europeia aberta à inspeção pública EP 0 145 839 A2. Tais dispositivos são fabricados e comercializados pelo requerente sob o nome comercial de Rotoform.
A invenção se destina a criar um dispositivo aperfeiçoado para expelir gotas.
De acordo com a invenção, um dispositivo para expelir gotas de um produto fluido, que apresenta um tambor externo giratório e um canal de alimentação que se estende para o tambor externo para o produto a ser expelido, é provido para essa finalidade, no qual o tambor externo, em sua circunferência, dispõe de aberturas de passagem através das quais o produto a ser expelido corre do canal de alimentação e depois sai na forma de gotículas, onde pelo menos uma circunferência externa do tambor externo é provida com um revestimento que reduz o molhamento com o produto a ser expelido, quando comparado com um material básico do tambor externo.
Surpreendentemente, ficou evidente que a redução de molha25 mento pelo menos na circunferência externa do tambor externo aperfeiçoa a qualidade das pastilhas ou gotículas de produto solidificadas fabricadas. De fato, as gotículas criadas pelo tambor externo perfurado são depositadas na correia de aço ou transferidas para uma seção de gota melhor e sem resíduos graças ao revestimento, o que reduz o molhamento com o produto a ser expelido. Em particular, pode ser observado que as pastilhas são depositadas mais uniformemente e em uma maneira controlada na correia, uma vez que as gotículas saem do tambor externo mais rapidamente e sem deiPetição 870170056364, de 07/08/2017, pág. 8/14 xar resíduos no mesmo. Como resultado, a correia de aço pode ser coberta mais densamente com gotículas, de modo que um aumento na capacidade de pastilhamento pode ser, em geral, conseguido, e, em particular, com o mesmo tamanho de aparelho. Uma espessura do revestimento é preferivelmente menor do que 1 mm. Bons resultados são alcançados com revestimentos cuja espessura está entre 0,001 mm (W6 m) e 0,1 mm (100 x 10'6 m). Adicionalmente, o revestimento, provido pelo menos na circunferência externa do tambor externo, impede a criação de gotículas secundárias, o que acontece em dispositivos convencionais, porque os resíduos do produto permanecem no tambor externo giratório e são então lançados do mesmo e consequentemente pousam como pequenas gotículas de maneira descontrolada na correia de aço. A criação de gotículas secundárias na correia de aço é impedida pelo revestimento, de acordo com a invenção. Uma vez que nenhum resíduo do produto permanece no lado de fora do tambor externo perfurado, pode ser dispensada uma guia assim chamada, com a qual os resíduos do produto são geralmente forçados para fora da circunferência externa do tambor externo e de volta para as aberturas de passagem do tambor externo e pela qual ao mesmo tempo a circunferência externa do tambor externo é limpa. O dispositivo, de acordo com a invenção, é adequado para expelir gotas de líquido ou substâncias pastosas, por exemplo, corridas de produto, e, em particular, também para substâncias que podem já ser providas em tabletes com os dispositivos Rotoform conhecidos do requerente. O tambor externo perfurado pode ser disposto acima de uma correia de aço contínua, acima da seção de gota de uma torre de craqueamento ou acima de um canal de solidificação.
Em uma concretização da invenção, as paredes internas das aberturas de passagem são pelo menos parcialmente providas com o revestimento.
Como resultado, a formação de gotículas pode ser adicionalmente aperfeiçoada. Vantajosamente, as paredes internas das aberturas de passagem são apenas parcialmente revestidas e, em particular, apenas a área de saída, isto é, aquela área imediatamente adjacente à circunferência externa, é provida com o revestimento. Por exemplo, a partir da circunferência externa, apenas cerca de um quarto a um terço do comprimento da abertura de passagem pode ser provido com o revestimento. Mesmo um revestimento parcial deste tipo, aplicável de maneira simples a partir da circunferência externa do tambor, tem um efeito extremamente positivo sobre a expulsão de gotas.
Em uma concretização da invenção, o revestimento forma com o produto a ser expelido um ângulo de contato de mais de 90°, em particular, de mais de 120°.
Desta forma, a adesão dos resíduos de produto é substancialmente impedida por completo. Com um ângulo de contato de mais de 90°, o molhamento notável não mais ocorre, uma vez que uma gotícula do produto é contraída sobre a superfície revestida em uma gotícula quase esférica. Com uma ligeira inclinação da superfície, a gotícula desliza sem quaisquer resíduos, isto é, o produto fluido rola. No caso ideal, é conseguido um ângulo de contato de 180°, de tal modo que, neste caso, a gotícula do produto entre em contato com a superfície revestida apenas em um ponto. No caso especial, onde a água é o líquido, a superfície é hidrofóbica em ângulos de mais de 90°, enquanto em um ângulo de contato de mais de 120°, uma superfície é referida como superhidrofóbica. Quando os ângulos de contato forem ainda maiores, o resultado será um efeito lótus assim denominado.
Em uma concretização da invenção, o revestimento é concebido como um nanorrevestimento, em particular, como um nanorrevestimento superhidrofóbico.
Com um nanorrevestimento, o molhamento com o produto a ser provido em tabletes pode ser extremamente reduzido e praticamente impedido por completo, de modo que a adesão das gotículas do produto à circunferência externa seja completamente impedida. As gotículas do produto saem, portanto, facilmente e de maneira controlada do tambor externo e podem consequentemente ser depositadas mais intimamente próximas umas das outras na correia de aço em comparação com os dispositivos convencionais, e uma guia no tambor externo pode ser dispensada. No caso em que um produto fluido contendo água é provido em tabletes, é provido um nanorrevestimento super-hidrofóbico. Um nanorrevestimento se refere a um revestimento apresentando uma superfície nanoestruturada com elevações e depressões na faixa de menos de 100 nm. Graças a esta estrutura de superfície, uma superfície molhada é reduzida também por causa das proporções geométricas. Um nanorrevestimento depositado poderá ser adicionalmente aperfeiçoado se for depositado sobre uma superfície microestruturada que forma elevações e depressões na faixa de menos de 15 micrômetros. Pelo menos, a circunferência externa e, caso necessário, as paredes internas das aberturas de passagem são, portanto, vantajosamente providas com uma superfície microestruturada na qual é aplicado um revestimento que forma uma superfície nanoestruturada.
Em uma concretização da invenção, o revestimento consiste em plástico.
Revestimentos plásticos podem ser dependentemente aplicados a inúmeros materiais, por exemplo, sobre um tambor externo de aço inoxidável, e apresentar boas propriedades com relação à redução de molhamento e à vida útil do revestimento. Por exemplo, o revestimento plástico pode ter silicone, poli-tetrafluoroetileno (PTFE), perfluoroalcoxialcano (PFA), poliéter éter cetona, polipropileno, poliamida ou polietileno.
O revestimento pode, contudo, por exemplo, também ser um revestimento de cerâmica ou compreender uma nanopintura. Nanopinturas são pinturas que podem ser aplicadas ao tambor externo e então formar um revestimento que reduz extremamente o molhamento.
Em uma concretização da invenção, o revestimento compreende um meio fluido, em particular, óleo, graxa, meios diluídos em água, tais como detergentes, emulsões, polisiloxanos modificados por poliéter e/ou cera. Um revestimento que reduz o molhamento pode também ser conseguido por intermédio de um meio fluido. Bons resultados são obtidos, em particular, para produtos contendo água a serem providos em tabletes com revestimentos de óleo, graxa e/ou cera.
Em uma concretização da invenção, são providos meios para borrifar e/ou aplicar o revestimento continuamente ou em intervalos predefinidos.
No caso de revestimentos compreendendo meios fluidos, em particular, estes revestimentos são desgastados comparativamente de modo rápido, podendo ser necessária a renovação destes revestimentos em intervalos predefinidos ou continuamente. Para a aplicação dos revestimentos, podem ser usados, por exemplo, bocais de borrifo ou rolos aplicadores. A circunferência externa e as paredes internas das aberturas de passagem podem, por exemplo, ser continuamente revestidas novamente por meio de bocais de borrifo. Alternativamente, um bocal de borrifo ou rolo aplicador pode ser usado para aplicar tanto meio fluido na circunferência externa que este meio flua para as aberturas de passagem sob seu próprio peso, quando a abertura de passagem apropriada estiver posicionada exatamente na área superior da circunferência externa.
Em uma concretização da invenção, o produto a ser expelido e o revestimento têm uma polaridade oposta.
Em particular, quando um revestimento for um meio fluido e, durante a expulsão das gotas de líquidos, em particular, corridas, deve ser assegurado que o produto a ser expelido não seja solúvel neste meio de revestimento fluido. Materiais polares se dissolvem bem em solventes polares e materiais não polares se dissolvem bem em solventes não polares. Quando a polaridade for oposta, o produto a ser expelido e o revestimento serão, portanto, pobremente solúveis. Quando do pastilhamento de materiais polares, portanto, um revestimento não polar poderá ser usado com bons resultados.
Características e vantagens adicionais da invenção podem ser reunidas a partir das reivindicações e da seguinte descrição das concretizações prefridas da invenção em conjunção com os desenhos. Características individuais das várias concretizações mostradas podem ser combinadas entre si, conforme exigido, sem ir além do escopo do pedido. Os desenhos mostram na figura 1, uma vista em seção esquemática de um dispositivo, de acordo com a invenção, para pastilhamento de produtos fluidos, na figura 2, uma vista em seção de uma seção do tambor externo do dispositivo na figura 1, na figura 3, uma vista em seção de uma seção de um tambor externo de uma concretização adicional da invenção, na figura 4, uma vista em seção de uma seção do tambor externo de outra concretização da invenção, e na figura 5, uma vista esquemática de uma gotícula de produto em uma superfície revestida.
A vista em seção esquemática na figura 1 mostra um dispositivo 10 para pastilhamento de produtos fluidos. O dispositivo 10 apresenta um tambor externo giratório 12 provido com aberturas de passagem 14 espalhadas sobre sua circunferência. O tambor externo giratório 12 é disposto giratoriamente em um núcleo cilíndrico 16 dentro do qual são providos um canal de alimentação 18 para um produto a ser provido em tabletes e uma barra de bocal 20 adjacente a uma circunferência interna do tambor externo 12. O produto fluido a ser provido em tabletes é conduzido através do canal de alimentação 18 para barra de bocal 20, entrando em contato, consequentemente, com o lado de dentro do tambor externo 12. Tão logo uma das aberturas de passagem 14 passa abaixo da barra de bocal 20, o produto fluido é forçado através da abertura de passagem 14 ou flui sozinho através dela. Depois de deixar a abertura de passagem 14, é formada uma gotícula do produto 22 que é então depositada sobre uma correia de aço contínua 24. A correia de aço 24 é, por exemplo, resfriada, de modo que as gotículas do produto 22 sejam solidificadas durante o transporte na correia de aço 24 e possam ser então removidas da correia de aço 24 e adicionalmente processadas em um ponto de deflexão, não mostrado na figura 1. Canais de aquecimento aquecem o núcleo 16 e assim mantêm o produto em um estado fluido.
Na vista em seção ampliada na figura 2, é mostrada uma seção do tambor externo 12. A circunferência externa do tambor externo 12 e as paredes internas das aberturas de passagem 14 dentro do tambor externo 12 são providas com um revestimento 26. O revestimento 26 reduzirá o mo7 lhamento pelo produto a ser provido em tabletes, quando comparado com um material básico do tambor externo 12, por exemplo, aço inoxidável. O revestimento 26 forma aqui com o produto a ser provido em tabletes um ângulo de contato de mais de 90°. Isto assegura que nenhum resíduo de produto permaneça dentro das aberturas de passagem 14 ou na circunferência externa depois que as gotículas de produto 22 tenham sido depositadas na correia de aço 24. As gotículas de produto 22 deslizam com facilidade, depois que a parte detrás das aberturas de passagem 14 tenha sido fechada novamente pela barra de bocal 20, e sem deixar resíduos fora das aberturas de passagem 14 e saem rapidamente e sem deixar resíduos do revestimento 26 na circunferência externa do tambor externo 12. O fator crucial aqui é o de que a circunferência externa é provida com o revestimento 26. Um revestimento das paredes internas das aberturas de passagem 14 pode ser vantajoso, mas não é essencial. A invenção pode ser usada para expelir gotas de muitos produtos que podem, por exemplo, ser processados pelos dispositivos Rotoform conhecidos. A criação de gotículas secundárias assim denominadas, isto é, resíduos de produto lançados de maneira descontrolada do tambor externo 12 durante a rotação na correia de aço 24 podem consequentemente ser substancialmente impedidos por completo. Uma vez que as gotículas de produto 22 deslizam mais rapidamente e de maneira mais controlada para fora das aberturas de passagem 14 na correia de aço 24 e saem mais rapidamente da circunferência externa, as gotículas de produto 22 podem ser depositadas mais intimamente umas com relação às outras comparadas aos dispositivos convencionais. Isto resulta em uma maior capacidade de facilidade de pastilhamento. Uma vez que gotículas secundárias são impedidas, uma qualidade de tablete aperfeiçoada é também alcançada.
O dispositivo 10 pode ser adicionalmente simplificado, uma vez que pode ser dispensada uma guia, geralmente necessária em dispositivos convencionais para forçar os resíduos de produto da circunferência externa do tambor externo de volta para as aberturas de passagem 14 e para limpar a circunferência externa do tambor externo 12.
A ilustração na figura 3 mostra uma vista em seção ampliada de uma seção de um tambor externo 13, de acordo com uma concretização adicional da invenção. Pode ser percebido que o revestimento 26 é apenas aplicado em uma área parcial da parede interna da abertura de passagem 14. Em particular, o revestimento 26 cobre toda a circunferência externa do tambor externo 13, mas se estende da circunferência externa apenas sobre aproximadamente um quarto do comprimento da abertura de passagem 14 para o mesmo. O rebordo na transição entre a parede interna 14 e a circunferência externa do tambor externo 13 é assim completamente coberto pelo revestimento. A seção traseira da parede interna da abertura de passagem 14, quando vista a partir da circunferência externa, permanece, pelo contrário, não revestida. Um revestimento 26 deste tipo pode ser aplicado de maneira simples a partir da circunferência externa e assegura um comportamento de desprendimento consideravelmente aperfeiçoado das gotículas de produto a partir da circunferência externa.
A ilustração na figura 5 mostra em forma esquemática uma gotícula de produto 28 em contato com uma superfície plana provida com o revestimento 26. Pode ser percebido que a gotícula de produto 28 foi contraída em uma forma aproximadamente esférica. Um ângulo de contato 30 é agora medido entre o revestimento 26 e a superfície da gotícula de produto 28. No caso mostrado, o ângulo de contato 30 é consideravelmente maior do que 90° e cerca de 160°. Com estes ângulos de contato muito altos, são obtidos uma capacidade de molhamento extremamente baixa e o efeito lotus assim chamado.
Se a tensão de uma superfície da gotícula de produto 28 for reduzida, a gotícula 28 será desintegrada e o ângulo de contato 30 diminuirá, no caso extremo, para valores próximos a 0°.
A ilustração na figura 4 mostra uma vista em seção adicional de uma seção de um tambor externo 32 de um dispositivo para pastilhamento, de acordo com a invenção. O tambor externo 32 é concebido idêntico ao tambor externo 12 na figura 1, mas o dispositivo de pastilhamento apresenta, opostos à circunferência externa do tambor externo 32, bocais de borrifo 34 com os quais um meio líquido, por exemplo, óleo, é borrifado na circunferên9 cia externa do tambor externo 32. Os bocais de borrifo 34 são dispostos abaixo do tambor externo 32, mas podem ser dispostos substancialmente em qualquer ponto na circunferência externa. O óleo borrifado alcança primeiro a circunferência externa do tambor externo 32, e, depois, na seção superior da circunferência externa, não mostrada, possivelmente em peso também as paredes internas das aberturas de passagem 35 no tambor externo 32. Um filme de óleo é assim formado na circunferência externa do tambor externo 32 e possivelmente nas paredes internas das aberturas de passagem 36, reduzindo consideravelmente o molhamento de, por exemplo, um produto contendo água a ser provido em tabletes.
Alternativa ou adicionaimente ao borrifo de um revestimento usando um meio líquido, a ilustração na figura 4 mostra um rolo aplicador 38 em contato com a circunferência externa do tambor externo 32. O rolo aplicador 38 é molhado em sua circunferência externa dentro de uma calha 40 que forma um reservatório líquido e transfere então o líquido em sua circunferência externa para a circunferência externa do tambor externo 32. O revestimento aplicado pelo rolo aplicador 38 é então formado com o produto a ser provido em tabletes em um ângulo de contato muito baixo e assim reduz o molhamento.
Claims (8)
- REIVINDICAÇÕES1. Dispositivo para expelir gotas de um produto fluido, que apresenta um tambor externo giratório (12; 32) e um canal de alimentação (18) que se estende para o tambor externo (12, 32) para o produto a ser expelido,5 onde o tambor externo (12, 32), em sua circunferência, dispõe de aberturas de passagem (14; 36) através das quais o produto a ser expelido corre do canal de alimentação (18) e depois sai na forma de gotículas, caracterizado pelo fato de pelo menos a circunferência externa do tambor externo (12; 32) ser provida com um revestimento (26) que reduz o molhamento com o pro10 duto a ser expelido, quando comparado com um material básico do tambor externo (12; 32), e as paredes internas das aberturas de passagem (14; 36) serem pelo menos parcialmente providas com o revestimento (26).
- 2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento (26) formar com o produto a ser expelido um ân15 gulo de contato (30) de mais de 90° em particular, de mais de 120°
- 3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o revestimento ser concebido como um nanorrevestimento.
- 4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o revestimento (26) consistir de plásti20 co.
- 5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o revestimento apresentar silicone, poli-tetrafluoroetileno (PTFE), perfluoroalcoxialcano (PFA), poliéter éter cetona (PEEK), polipropileno (PP), polietileno (PE), poliamida (PA), nanopintu25 ra ou cerâmica.
- 6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o revestimento compreender um meio fluido, em particular, óleo, graxa, meios diluídos em água, tais como detergentes, emulsões, polissiloxanos modificados por poliéter e/ou cera.30
- 7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de os meios (34, 38, 40) serem providos para borrifar e/ou aplicar um revestimento continuamente ou em intervalosPetição 870170056364, de 07/08/2017, pág. 9/14 predefinidos.
- 8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o produto a ser expelido e o revestimento terem uma polaridade oposta.Petição 870170056364, de 07/08/2017, pág. 10/141/1
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